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一种液压控制回路及液压控制方法


技术摘要:
本发明提供了一种液压控制回路,涉及重型机械技术领域。该液压控制回路包括斗杆油缸、导流回路、泄压回路、第一阀门和第二阀门;斗杆油缸的有杆腔和无杆腔通过导流回路连通,导流回路上设置第一阀门;泄压回路的一端与无杆腔连通,泄压回路上设置第二阀门。本发明的液  全部
背景技术:
液压机械在施工过程中,通过驱动液压油泵入油缸的有杆腔或无杆腔,或者将液 压油从前述两个腔室中排放来实现工作装置的提升与下降。 具体地,挖掘机中的工作装置即为斗杆,挖掘机工作中存在吸空和油压能量损耗 的问题。 1、斗杆收回过程 轻负载工况:液压油被泵入斗杆油缸的无杆腔,但斗杆由于悬空本身具有重力势 能,导致斗杆下降速度太快,无杆腔内压力趋近于零,无法保证液压油向无杆腔充足供给, 容易出现无杆腔吸空的问题。 2、斗杆伸出过程 轻负载工况:液压油被泵入斗杆油缸的有杆腔,但斗杆由于悬空本身具有重力势 能,无法保证液压油向有杆腔充足供给,容易出现有杆腔吸空的问题。 重负载工况:液压油被泵入斗杆油缸的有杆腔,但无杆腔内液压油排放效率不足, 容易导致泵入有杆腔的油压能量损失。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种液压控制回路及液压控制方法,其有助于消除斗杆油 缸中的腔室出现吸空问题,也能够降低液压油在推进过程中的能量损耗。 本发明是这样实现的: 一种液压控制回路,其包括斗杆油缸、导流回路、泄压回路、第一阀门和第二阀门; 所述斗杆油缸的有杆腔和无杆腔通过所述导流回路连通,所述导流回路上设置所述第一阀 门;所述泄压回路的一端与所述斗杆油缸的无杆腔连通,所述泄压回路上设置所述第二阀 门。 上述液压控制回路在挖掘机的掘进过程中,通过改变第一阀门、第二阀门的流量、 开启和关闭状态,能够避免吸空问题,且能够降低液压油的能量损耗: 1、轻负载工况的斗杆收回过程: 由于导流回路连通了斗杆油缸的有杆腔和无杆腔,控制第一阀门开启,调小第二 阀门直至关闭,液压油能够从有杆腔流向无杆腔,避免无杆腔出现吸空现象。 2、轻负载工况的斗杆伸出过程: 控制第一阀门关闭(有杆腔和无杆腔不导通),调小第二阀门直至关闭,泄压回路 排放无杆腔中的液压油的流量逐渐变小,为无杆腔提供了背压,避免了有杆腔出现吸空现 象。 3 CN 111550467 A 说 明 书 2/6 页 3、重负载工况的斗杆伸出过程: 控制第一阀门关闭(有杆腔和无杆腔不导通),保持第二阀门开启,泄压回路能够 持续排放无杆腔中的液压油,作为无杆腔的液压油从斗杆换向阀流回油箱的辅助泄压,增 大了回油面积,无杆腔内油压能够快速降低,避免有杆腔油压能量的损失。 进一步地,所述第一阀门和/或所述第二阀门为调节阀。其技术效果在于:调节阀 实现了流经第一阀门和第二阀门的液压油流量的线性变化,提高了液压控制的效率。 进一步地,还包括锁闭阀;所述锁闭阀设置在所述导流回路上,且所述锁闭阀位于 所述第一阀门和所述斗杆油缸的无杆腔之间;所述锁闭阀开启后,所述无杆腔内的油压大 于所述第一阀门中的油压时,液压油能够从所述无杆腔流向所述第一阀门;当所述第一阀 门中的油压比所述无杆腔内的油压大于设定值时,液压油能够从所述第一阀门流向所述无 杆腔;所述泄压回路与所述导流回路连通,该连通端口位于所述第一阀门和所述锁闭阀之 间。其技术效果在于:锁闭阀关闭时,液压油无法通过该锁闭阀,当锁闭阀开启时,液压油能 够从无杆腔流向第一阀门,而只有压力高于预设值的液压油能够从第一阀门流向无杆腔。 此时,液压控制回路增加了一个控制功能,即在重负载工况下的斗杆收回过程中,控制关闭 锁闭阀,开启第一阀门和第二阀门,能够增大液压油从有杆腔流向油箱的回油面积,避免出 现挖掘力不足的缺陷。其中,上述的设定值应为正值,即第一阀门中的油压比无杆腔内的油 压大,且两个油压的差值应大于预设的数值,液压油才能从第一阀门顶开锁闭阀,流向无杆 腔。 进一步地,还包括控制器,所述控制器分别与所述第一阀门、所述第二阀门、所述 锁闭阀电连接。其技术效果在于:控制器用于改变第一阀门、第二阀门的流量并实现开启和 闭合,另外用于控制锁闭阀开启和闭合。 进一步地,还包括液压测量仪,所述液压测量仪设置在所述斗杆油缸的有杆腔内 和无杆腔内,用于测量液压油的压力。其技术效果在于:测量斗杆油缸的有杆腔内的油压和 无杆腔内的油压,用于确定该工况属于轻负载或者重负载。 进一步地,还包括压力传感器,所述压力传感器与所述斗杆油缸的操作手柄连接, 用于测量所述操作手柄的输出压力。其技术效果在于:压力传感器测量操作手柄的输出压 力,能够确定斗杆处于收回过程中还是伸出过程中。 一种液压控制回路的液压控制方法,其包括如下步骤: 在所述斗杆油缸的有杆腔和无杆腔之间存在压差时,调节所述第一阀门和所述第 二阀门的流量,控制液压油在所述斗杆油缸的有杆腔和无杆腔之间流动,或者,控制液压油 从所述斗杆油缸的无杆腔中向外排放。 上述控制过程,能够解决以下三个问题: 1、斗杆收回过程中轻负载工况下的无杆腔吸空问题。 2、斗杆伸出过程中轻负载工况下的有杆腔吸空问题。 3、斗杆伸出过程中重负载工况下有杆腔的油压能量损失问题。 另一种液压控制回路的液压控制方法,其包括如下步骤: 在所述斗杆油缸的有杆腔和无杆腔之间存在压差时,调节所述第一阀门、所述第 二阀门和所述锁闭阀的流量,控制液压油在所述斗杆油缸的有杆腔和无杆腔之间流动,或 者,控制液压油从所述斗杆油缸的无杆腔中向外排放。 4 CN 111550467 A 说 明 书 3/6 页 上述控制过程,除了能够解决上述三个问题外,还能够解决以下斗杆收回过程中 重负载工况下的挖掘力不足问题。 进一步地,在调节所述第一阀门、所述第二阀门和所述锁闭阀的流量前,先通过所 述液压测量仪测量所述斗杆油缸的有杆腔内的压力或者无杆腔的压力。其技术效果在于: 确定该控制过程中斗杆处于轻负载或者重负载。 进一步地,在测量所述斗杆油缸的有杆腔内的压力或者无杆腔的压力前,先通过 所述压力传感器测量所述斗杆油缸的操作手柄的输出压力。其技术效果在于:确定此时斗 杆处于收回过程中还是伸出过程中。 本发明的有益效果是: 本发明的液压控制回路及液压控制方法,通过导流回路以及第一阀门改变斗杆油 缸的有杆腔和无杆腔之间的导通状况,缓解了斗杆油缸在设计工况中的吸空问题;而泄压 回路和第二阀门能够快速将多余液压油排放回油箱,避免了斗杆油缸工作中油压能量的损 耗。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 图1为本发明第一实施例提供的液压控制回路的结构示意图及液压油流向示意图 (轻负载工况下的斗杆收回过程); 图2为本发明第一实施例提供的液压控制回路的结构示意图及液压油流向示意图 (轻负载工况下的斗杆伸出过程); 图3为本发明第一实施例提供的液压控制回路的结构示意图及液压油流向示意图 (重负载工况下的斗杆伸出过程); 图4为本发明第二实施例提供的液压控制回路的结构示意图及液压油流向示意图 (重负载工况下的斗杆收回过程); 图5为本发明第三实施例、第四实施例提供的液压控制方法的控制流程图。 图中:100-斗杆油缸;101-有杆腔;102-无杆腔;200-第一阀门;300-第二阀门; 400-锁闭阀;500-油箱。
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