专利名称：一种装载机工作装置液压节能控温系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种作为土方机械的装载机，具体是装载机工作装置液压节能控温系统，适用于工程车辆液压系统的节能和油温的控制。
背景技术：
作为土方机械主导产品之一的装载机，由于其具有用途广、生产效率高、作业成本低以及作业能力强等特点，目前在基础设施建设中应用十分广泛，但装载机的缺陷是能耗高。工作装置液压系统是装载机重要的组成部分，它提供的动力能驱动机械系统去完成各种作业任务。液压系统工作效率的高低直接影响到装载机的工作效率与节能特性。目前国内现有的装载机工作装置液压系统多为定量系统，根据实机试验，装载机在进行I型作业时(耗时31. 55s)，工作装置液压系统的效率较低，仅为40. 1%，工作装置液压系统高压溢流 损失的功约占I型作业方法总功的32. 7%,中位低压大流量损失的功约占总功的15. 1%，由此可见，工作装置配置定量液压系统的装载机能耗较为严重，能量损失主要集中在高压溢流损失和中位低压大流量损失。此外，液压系统效率过低还会导致液压系统油温过高，进而影响装载机的正常工作。液压油的工作温度一般在35°C 85°C内比较适合，油温过高不仅会改变油液的物理化学性质，降低油液的黏度，增加油液泄漏危险，而且还将导致液压元器件和液压系统的可靠性、稳定性、寿命大大降低。装载机在较高油温下工作，会导致密封件、高压软管加速老化，材料物理性能降低而缩短其寿命，根据相关文献记载，油温每上升10°C，液压系统有关元器件的寿命就要降低1/2。针对液压系统能耗严重、油温偏高的问题，通过设计大功率风扇来提高装载机冷却系统的冷却能力，但却没有从根本上解决液压系统能耗过高和油温偏高的问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种装载机工作装置液压节能控温系统，实现装载机工作装置液压系统的节能，降低液压油的工作温度。本实用新型采用的技术解决方案是包括储油箱、变量柱塞泵和液压控制油缸，储油箱和变量柱塞泵相连，变量柱塞泵出口的液压油一路通过连接油管与液压控制油缸右腔相通，另一路通过连接油管经二号单向阀与动臂油缸多路阀的进油口相通，经三号单向阀与转斗油缸多路阀的进油口相通，液压控制油缸活塞与液压控制随动油缸活塞通过液压控制油缸活塞杆相连，液压控制随动油缸活塞左右两侧各设有一个回位弹簧，液压控制随动油缸左腔通过连接油管与变量油缸左腔相连，液压控制随动油缸右腔和变量油缸右腔分别经油管与储油箱相通，变量油缸活塞右侧设有第三回位弹簧，变量油缸活塞杆与变量柱塞泵排量调节机构相连，液压控制油缸左腔与增压器右腔通过连接油管相连，增压器左腔经连接油管连接梭阀；在动臂油缸多路阀与转斗油缸多路阀均处于中位时，梭阀右阀位两下油口通过连接油管分别经转斗油缸多路阀、动臂油缸多路阀与滤油器和储油箱相通；在动臂油缸多路阀与转斗油缸多路阀处于非中位时，梭阀左、右阀位下油口经连接油管分别与转斗油缸多路阀、动臂油缸多路阀的出油口相通；动臂油缸多路阀出油口的油压与转斗油缸多路阀出油口的油压中较高的油液经梭阀流入增压器的左腔以调节变量柱塞泵的排量大小。本实用新型具有如下优点I、该液压节能控温系统设计合理，结构新颖，工作性能稳定，使用成本低廉。2、该液压节能控温系统通过液压控制油缸、液压控制随动油缸、增压器、梭阀和变量油缸的协同作用，能实现对变量柱塞泵出口油液压力与流量的自适应调节，节能效果好。3、该液压节能控温系统能有效避免液压系统因高压溢流损失与中位低压大流量损失而导致的油温过高情况，提高了液压元器件和液压系统的工作可靠性与稳定性，延长了油液和液压元器件的使用寿命。·[0009]4、在液压节能控温系统中安装双稳阀、背压阀，既能防止工作装置液压系统压力瞬时过高而导致的液压元器件损坏，又能避免因供油不及时而使工作装置液压系统出现负压情况，从根本上减弱了因负压而产生的气蚀现象，有效地保护了液压元器件。
图I为本实用新型装载机工作装置液压节能控温系统的结构示意图；图中1.储油箱；2.变量柱塞泵；3.液压控制油缸；4.液压控制油缸活塞；5.液压控制油缸活塞杆；6.液压控制随动油缸；7.液压控制随动油缸活塞；8.增压器；9.梭阀；10.背压阀；11.滤油器；12.双稳阀；13.转斗油缸；14.动臂油缸；15. —号单向阀；16.动臂油缸多路阀；17. 二号单向阀；18.三号单向阀；19.转斗油缸多路阀；20.液压控制随动油缸活塞左侧回位弹簧；21.液压控制随动油缸活塞右侧回位弹簧；22.变量油缸；23.变量油缸活塞；24.变量油缸活塞回位弹簧；25.变量油缸活塞杆；A1、B1、A2、B2.先导阀控制油口。
具体实施方式
如图I所示，该液压节能控温系统包括变量柱塞泵2、液压控制油缸3、液压控制随动油缸6、增压器8、梭阀9、背压阀10、双稳阀12、转斗油缸13、动臂油缸14、一号单向阀15、二号单向阀17、三号单向阀18、动臂油缸多路阀16、转斗油缸多路阀19、变量油缸22、滤油器11、储油箱I。变量柱塞泵2出口的液压油一路通过连接油管与液压控制油缸3右腔相通，另一路通过连接油管经二号单向阀17与动臂油缸多路阀16的进油口相通，经三号单向阀18与转斗油缸多路阀19的进油口相通，液压控制油缸活塞4与液压控制随动油缸活塞7通过液压控制油缸活塞杆5相连，在液压控制随动油缸活塞7左右两侧分别安装回位弹簧20和回位弹簧21，液压控制随动油缸6左腔通过连接油管与变量油缸22左腔相连，液压控制随动油缸6右腔和变量油缸22右腔分别经油管与储油箱I相通，变量油缸活塞23右侧安装回位弹簧24，变量油缸活塞杆25与变量柱塞泵2的排量调节机构相连，液压控制油缸3左腔与增压器8右腔通过连接油管相连，增压器8左腔经连接油管连接梭阀9，在动臂油缸多路阀16与转斗油缸多路阀19均处于中位时，梭阀9右阀位两下油口通过连接油管分别经转斗油缸多路阀19、动臂油缸多路阀16与滤油器11相连，滤油器11和储油箱I相通，在动臂油缸多路阀16与转斗油缸多路阀19处于非中位时，梭阀9左、右阀位下油口经连接油管分别与转斗油缸多路阀19、动臂油缸多路阀16的出油口相通。将动臂油缸多路阀16出油口的油压信号与转斗油缸多路阀19出油口的油压信号经梭阀9进行比较，让压力较高的油液经梭阀9流入增压器8的左腔，进而调节变量柱塞泵2的排量大小。转斗油缸13的上下腔油液经连接油管连通转斗油缸多路阀19的两油口，动臂油缸14的上下腔油液经连接油管连通动臂油缸多路阀16的两油口，在动臂油缸多路阀16与转斗油缸多路阀19处于非中位时的液压回路中设置一背压阀10，在转斗油缸13的进出油路与带有背压阀10的回油路间并联一双稳阀12，以实现转斗油缸13工作时的高压泄油和负压补油，在动臂油缸14上腔与动臂油缸多路阀16连通的油路和带有背压阀10的回油路间并联一号单向阀15，以保证动臂快速下降时能及时向上腔补油，动臂油缸14或转斗油缸13工作时的回油经背压阀10、滤油器11流回储油箱I。在动臂油缸多路阀16与转斗油缸多路阀19中均设有先导控制阀，A1、B1为动臂油缸多路阀16的先导阀控制油口，A2、B2为转斗油缸多路阀19的先导阀控制油口。在工作装置液压节能控温系统工作时，变量柱塞泵2在外界动力带动下运转，变·量柱塞泵2出口的液压油一路通过连接油管与液压控制油缸3右腔相通，另一路通过连接油管经二号单向阀17与动臂油缸多路阀16的进油口相通，经三号单向阀18与转斗油缸多路阀19的进油口相通，在动臂油缸14和转斗油缸13不工作时，动臂油缸多路阀16与转斗油缸多路阀19均处于中位，动臂油缸多路阀16和转斗油缸多路阀19的进油口均关闭，此时，进入液压控制油缸3右腔的液压油推动液压控制油缸活塞4向左移动，液压控制油缸3左腔的液压油流入增压器8的右腔，在此油液作用下，增压器8左腔的液压油经梭阀9、动臂油缸多路阀16和滤油器11流回储油箱1，与此同时，液压控制油缸活塞4通过液压控制油缸活塞杆5带动液压控制随动油缸活塞7克服左右两侧回位弹簧20与回位弹簧21的弹力作用向左移动，使液压控制随动油缸6左腔的液压油流入变量油缸22的左腔，变量油缸22左腔的液压油则推动变量油缸活塞23克服回位弹簧24的弹力作用向右移动，进而通过变量油缸活塞杆25带动变量柱塞泵2排量调节机构逆时针摆动，使变量柱塞泵2排油量降至最小，实现装载机工作装置液压系统的节能和油温的控制。当动臂油缸多路阀16在先导阀控制油口 Al、BI液压油作用下置于al阀位时，变量柱塞泵2出口的液压油一路通过连接油管与液压控制油缸3右腔相通，另一路通过连接油管经二号单向阀17与动臂油缸多路阀16的进油口相通，后者油路液压油经动臂油缸多路阀16进入动臂油缸14的下腔，通过动臂油缸14活塞、活塞杆带动装载机动臂举升，而动臂油缸14上腔的液压油则经动臂油缸多路阀16、背压阀10、滤油器11流回储油箱1，与此同时，与进入动臂油缸14下腔等压的动臂油缸多路阀16的另一出口液压油则经连接油管流入梭阀9，使梭阀9右阀位导通后进入增压器8的左腔，在增压器8左腔液压油的作用下，增压器8右腔的液压油流入液压控制油缸3的左腔，由于增压器8的作用，此时液压控制油缸3左腔的液压油压力高于其右腔的液压油压力，液压控制油缸3左腔的液压油推动液压控制油缸活塞4向右移动，液压控制油缸活塞4通过液压控制油缸活塞杆5带动液压控制随动油缸活塞7克服其左右两侧回位弹簧20与回位弹簧21的弹力作用向右移动，使变量油缸22左腔的液压油流入液压控制随动油缸6的左腔，此时变量油缸活塞23在回位弹簧24的弹力作用下向左移动，进而通过变量油缸活塞杆25带动变量柱塞泵2排量调节机构顺时针摆动，使变量柱塞泵2排油量升至最大，以满足装载机动臂快速举升需要；动臂油缸多路阀16在先导阀控制油口 Al、BI液压油作用下置于bl阀位时，动臂下降，变量柱塞泵2排量的调节过程与动臂举升时的调节过程基本相似，只是在动臂下降过程中，为防止动臂油缸14上腔出现负压状态，在动臂油缸14上腔与动臂油缸多路阀16连通的油路和带有背压阀10的回油路间并联一号单向阀15，通过一号单向阀15及时向动臂油缸14上腔补油；当动臂油缸多路阀16在先导阀控制油口 Al、BI液压油作用下置于ml阀位时，动臂油缸多路阀16的三个出油口油压相同，动臂处于浮动 状态，此时变量柱塞泵2排量调节机构的位置保持不变。当转斗油缸多路阀19在先导阀控制油口 A2、B2液压油作用下置于a2阀位时，变量柱塞泵2出口的液压油一路通过连接油管与液压控制油缸3右腔相通，另一路通过连接油管经三号单向阀18与转斗油缸多路阀19的进油口相通，后者油路液压油经转斗油缸多路阀19进入转斗油缸13的下腔，通过转斗油缸13活塞、活塞杆带动装载机转斗上翻，此时，转斗油缸13上腔的液压油经转斗油缸多路阀19、背压阀10、滤油器11流回储油箱1，与此同时，与进入转斗油缸13下腔等压的转斗油缸多路阀19的另一出口液压油经连接油管进入梭阀9的左阀位后带动梭阀9右移，液压油通过导通后的左阀位流入增压器8的左腔，在增压器8左腔液压油的作用下，增压器8右腔的液压油流入液压控制油缸3的左腔，由于增压器8的作用，此时液压控制油缸3左腔的液压油压力高于其右腔的液压油压力，液压控制油缸3左腔的液压油推动液压控制油缸活塞4向右移动，液压控制油缸活塞4通过液压控制油缸活塞杆5带动液压控制随动油缸活塞7克服其左右两侧回位弹簧20与回位弹簧21的弹力作用向右移动，使变量油缸22左腔的液压油流入液压控制随动油缸6的左腔，变量油缸活塞23在回位弹簧24的弹力作用下向左移动，进而通过变量油缸活塞杆25带动变量柱塞泵2排量调节机构顺时针摆动，使变量柱塞泵2排油量升至最大，以满足装载机转斗上翻需要；当转斗油缸多路阀19在先导阀控制油口 A2、B2液压油作用下置于b2阀位时，转斗下翻，变量柱塞泵2排量的调节过程与转斗上翻时的调节过程基本相似。为防止转斗在上翻与下翻过程中出现转斗油缸13上腔与下腔油压过高和负压情况，在转斗油缸13的进出油路与带有背压阀10的回油路间分别并联一双稳阀12，以实现转斗油缸13高压时泄油和负压时补油，保护液压元器件免受损坏。动臂油缸14与转斗油缸13共同工作时的变量柱塞泵2排量的调节过程与上述调节过程基本相同，此时，将动臂油缸多路阀16出口的油压信号与转斗油缸多路阀19出口的油压信号经梭阀9进行比较，让压力较高的油液流入增压器8的左腔，进而调节变量柱塞泵2的排量大小，实现装载机工作装置液压系统的节能和油温的控制。
权利要求1.一种装载机工作装置液压节能控温系统，包括储油箱(I)、变量柱塞泵(2)和液压控制油缸(3)，储油箱(I)和变量柱塞泵(2)相连，其特征在于变量柱塞泵(2)出口的液压油一路通过连接油管与液压控制油缸(3)右腔相通，另一路通过连接油管经二号单向阀(17)与动臂油缸多路阀(16)的进油口相通，经三号单向阀(18)与转斗油缸多路阀(19)的进油口相通，液压控制油缸活塞(4)与液压控制随动油缸活塞(7)通过液压控制油缸活塞杆(5)相连，液压控制随动油缸活塞(7)左右两侧各设有一个回位弹簧(20、21)，液压控制随动油缸(6)左腔通过连接油管与变量油缸(22)左腔相连，液压控制随动油缸(6)右腔和变量油缸(22)右腔分别经油管与储油箱(I)相通，变量油缸活塞(23)右侧设有第三回位弹簧(24)，变量油缸活塞杆(25 )与变量柱塞泵(2 )排量调节机构相连，液压控制油缸(3 )左腔与增压器(8)右腔通过连接油管相连，增压器(8)左腔经连接油管连接梭阀(9)，在动臂油缸多路阀(16)与转斗油缸多路阀(19)均处于中位时，梭阀(9)右阀位两下油口通过连接油管分别经转斗油缸多路阀(19)、动臂油缸多路阀(16)与滤油器(11)和储油箱(I)相通，在动臂油缸多路阀(16)与转斗油缸多路阀(19)处于非中位时，梭阀(9)左、右阀位下油口经连接油管分别与转斗油缸多路阀(19)、动臂油缸多路阀(16)的出油口相通，动臂油缸多路 阀(16)出油口的油压与转斗油缸多路阀(19)出油口的油压中较高的油液经梭阀(9)流入增压器(8)的左腔以调节变量柱塞泵(2)的排量大小。
2.根据权利要求I所述的一种装载机工作装置液压节能控温系统，其特征在于动臂油缸多路阀(16)与转斗油缸多路阀(19)处于非中位时的液压回路中设有一背压阀(10)，转斗油缸(13)的进出油路与带有背压阀(10)的回油路间分别并联一双稳阀(12)，动臂油缸(14)上腔与动臂油缸多路阀(16)连通的油路和带有背压阀(10)的回油路间并联一号单向阀(15)，动臂油缸(14)或转斗油缸(13)工作时的回油经背压阀(10)、滤油器(11)流回储油箱(I)。
3.根据权利要求I所述的一种装载机工作装置液压节能控温系统，其特征在于动臂油缸多路阀(16)与转斗油缸多路阀(19)中均设有先导控制阀。
专利摘要本实用新型公开了一种装载机工作装置液压节能控温系统，变量柱塞泵出口液压油一路与液压控制油缸右腔相通，另一路与动臂油缸多路阀、转斗油缸多路阀进油口相通，液压控制油缸活塞与液压控制随动油缸活塞通过活塞杆相连，液压控制随动油缸左腔与变量油缸左腔相通，变量油缸活塞杆与变量柱塞泵排量调节机构相连，液压控制油缸左腔与增压器右腔相连，增压器左腔连接梭阀，动臂油缸与转斗油缸动作时，由梭阀比较动臂油缸多路阀与转斗油缸多路阀出口油压，压力高的油液流入增压器来调节变量柱塞泵排量大小。
文档编号F15B21/04GK202789859SQ201220398048
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者徐礼超, 葛如海, 胡满江 申请人:江苏大学