一種裝載機電液復合控制液壓系統及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種裝載機液壓系統，具體是一種裝載機電液復合控制液壓系統及其 控制方法。
【背景技術】
[0002] 裝載機是一種用途非常廣泛的工程機械。不同的用途和復雜的工況決定了其液壓 系統工作的復雜性。目前常見的裝載機液壓系統有雙定量系統，定量泵與變量泵組合系 統，雙變量泵系統等。隨著社會對節能環保的日益重視，具有明顯節能效果的變量系統被廣 泛應用于工程機械。其中，備受關注的雙變量泵系統屬于較為先進變量的系統，其典型控制 方式是液控負荷傳感控制，因其控制方式簡單可靠，成本較低，應用非常廣泛。負荷傳感控 制在泵口和負載之間建立穩定的壓差，一般由泵的壓差補償器調定。操作者通過改變主閥 閥口的節流大小來控制變量泵排量，進而控制系統的流量。典型的壓差補償器壓力設定為 2. 5MPa，如此一來變量泵口的壓力始終高于負載壓力2. 5MPa，導致在變量泵在大流量輸出 時功率損失很大。如果調低補償壓力，系統的響應速度會變慢，流量也會降低。主機廠一般 會提高系統壓力，減少系統流量來減少補償壓力造成的系統功率損失，然而單純提高系統 壓力還造成整個液壓系統的元件成本上漲，故障率升高。
[0003] 現有負荷傳感系統中一般只在泵口設置壓力切斷閥，僅僅是當泵口壓力超過切斷 壓力后使泵的斜盤回排，沒有將發動機扭矩和泵軸扭矩進行比較。如果發動機處于低速狀 態，操縱者操縱機器快速動作，此時泵的排量會開到最大，如果此時負載壓力也比較高的情 況下，泵軸扭矩接近發動機扭矩，則發動機很可能被憋熄火。如果此時還有切入料堆等聯合 動作，則發動機熄火的可能性更大。
【發明內容】
[0004] 針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種裝載機電液復合控制液壓系統及 其控制方法，根據裝載機的實際工況進行分階段復合控制，保證裝載機在慢速動作時具備 良好的微動性和可操縱性；在快速動作時能進一步降低能量損失，并能自動適應實際負載， 減小負載對泵的沖擊；在高壓大負載時自動調整液壓系統輸出，減輕負載對發動機的沖擊， 保證發動機能穩定可靠地運行。
[0005] 為了實現上述目的，本發明一種裝載機電液復合控制液壓系統，包括液壓油箱、發 動機、變量泵、電控換向閥塊、第三梭閥、第一梭閥、第二梭閥、分配閥、先導閥、先導油源塊、 電控手柄和控制器；變量泵的進油口與液壓油箱相連；變量泵的出油口P與分配閥的進油 口Pl相連；分配閥回油口Tl與液壓油箱相連冼導油源塊的進油口P2與變量泵的出油口 P相連；先導油源塊的出油口U與先導閥的進油口P3相連；分配閥的下降油口ps與先導閥 下降聯油口A相連；分配閥的收斗聯油口pss與先導閥收斗聯油口B相連；分配閥的提升油 口Pl與先導閥提升聯油口C相連；分配閥的下降油口psl與先導閥翻斗聯油口D相連；分 配閥的翻斗缸大腔油口A7與翻斗缸的無桿腔A9相連；分配閥的翻斗缸小腔油口B7與翻斗 缸的有桿腔B9相連；分配閥的動臂缸大腔油口A8與動臂缸的無桿腔AlO相連；分配閥的動 臂缸小腔油口B8與動臂缸的無桿腔BlO相連；分配閥的負荷傳感油口LSl與電控換向閥塊 的第三油口H3相連；第三梭閥的m3油口與電控換向閥塊Hl油口相連；第三梭閥的s3油口 與第一梭閥ml油口相連；第一梭閥的si油口與分配閥的下降油口ps相連；第一梭閥的nl 油口與分配閥的收斗聯油口pss相連；第二梭閥的s2油口與分配閥的提升油口pi相連；第 二梭閥的n2油口與分配閥的下降油口ps1相連；第二梭閥的m2油口與第三梭閥的n3油口 相連；電控換向閥塊的H2油口與變量泵的K4油口相連；電控換向閥塊的H4油口與液壓油 箱相連；電控換向閥塊的H5油口與變量泵的K2油口相連；電控換向閥塊的H6油口與變量 泵的K3油口相連；電控換向閥塊的H8油口與變量泵的LS油口相連；電控手柄的輸出口Xl 與控制器的第一輸入口X2相連；轉速傳感器與發動機相連；轉速傳感器與控制器的第二輸 入口X3相連；控制器的第一輸出口X4與電控電控換向閥塊塊輸入口X7相連；控制器的第 二輸出口X5與先導閥的輸入口X6相連。
[0006] 進一步的，所述的變量泵包括泵、溢流閥、流量控制閥、壓力切斷閥和變排油缸；流 量控制閥的油口P4與泵的出油口P相連；變量泵Kl油口與流量控制閥的控制腔Al相連； 變量泵K2油口與流量控制閥的控制腔A2相連；變量泵K3油口與流量控制閥的控制腔A3 相連；變量泵LS油口與流量控制閥的彈簧腔相連；電控換向閥塊的H3油口與溢流閥的進 油腔相連；溢流閥的回油口T8與變排油缸的無桿腔油口K8相連；溢流閥的調壓彈簧A6與 變排油缸的活塞桿A5相連；變排油缸的活塞桿A5與泵的變排機構相連；變排油缸的無桿 腔K8與壓力切斷閥的K7油口相連；壓力切斷閥的A4油口、壓力切斷閥的P6油口與泵的出 油口P相連；壓力切斷閥的K6油口與流量控制閥的K5油口相連；泵的泄露油口T7、變排油 缸的泄露油口T6、壓力切斷閥的泄露油口T5、流量控制閥的泄露油口T4與變量泵的泄露油 口L3相連。
[0007] 進一步的，所述的流量控制閥包括閥座、閉母、第二閥芯、第一閥芯、閥體和調壓彈 簧，第一閥芯通過調壓彈簧裝配到閥體，第二閥芯與第二閥芯相連并裝配在閥體內；閥座通 過螺紋與閥體連接；閉母通過螺紋與閥座相連。
[0008] 進一步的，所述閥座與閥體之間設有第一O型圈進行密封；閥座與第二閥芯之間 設有第二O型圈進行密封。
[0009] 此外本發明還提供一種利用上述裝載機電液復合控制液壓系統的控制方法，包括 如下步驟：
[0010] A.電控手柄輸出電壓信號給控制器，通過控制器轉化及放大后輸出信號給電液比 例先導閥，電液比例先導閥輸出的先導壓力控制分配閥閥芯位移，同時控制電控換向閥塊 的工作位置；
[0011] 假設操作者勻速操縱電控手柄到最大開度，則電控手柄輸出的電信號Xa= Cd*t+Ce;式中：Cd為電控手柄輸出曲線的斜率，Ce為常數，即電控手柄輸出曲線與Y軸的 交點對應的函數值；
[0012] 經放大器處理后的輸出信號Xb=Cf*t+Cg;式中：Cf為放大器輸出曲線的斜率， Ce為常數，即放大器輸出曲線與Y軸的交點對應的函數值；
[0013] 電液比例先導閥輸出的先導壓力Px隨時間t變化關系為Px=Ka*t+Kb，式中：Ka 為先導壓力Px曲線的斜率，Kb為常數，即先導壓力Px曲線與Y軸的交點對應的函數值；
[0014] 則分配閥閥芯位移Sx與先導壓力Px的關系為Sx=Kc*Px+Kd，式中：Kc為分配閥 閥芯位移Sx曲線的斜率，Kd為常數，即分配閥閥芯位移Sx曲線與Y軸的交點對應的函數 值；
[0015] 分配閥閥芯移動后，其閥口節流口面積Sf變化與先導壓力Px的關系為
【主權項】
1. 一種裝載機電液復合控制液壓系統，其特征在于，包括液壓油箱（I)、發動機（2)、變 量泵（3)、電控換向閥塊（4)、第三梭閥（5)、第一梭閥（6)、第二梭閥（7)、分配閥（8)、先導 閥（11)、先導油源塊（12)、電控手柄（26)和控制器（27);變量泵⑶的進油口與液壓油箱 ⑴相連；變量泵⑶的出油口 P與分配閥⑶的進油口 Pl相連；分配閥⑶回油口 Tl與 液壓油箱（1)相連；先導油源塊（12)的進油口 P2與變量泵（3)的出油口 P相連；先導油 源塊（12)的出油口 U與先導閥（11)的進油口 P3相連；分配閥⑶的下降油口 ps與先導 閥（11)下降聯油口 A相連；分配閥⑶的收斗聯油口 pss與先導閥（11)收斗聯油口 B相 連；分配閥（8)的提升油口 pi與先導閥（11)提升聯油口 C相連；分配閥（8)的下降油口 psl與先導閥（11)翻斗聯油口 D相連；分配閥（8)的翻斗缸大腔油口 A7與翻斗缸（9)的 無桿腔A9相連；分配閥（8)的翻斗缸小腔油口 B7與翻斗缸（9)的有桿腔B9相連；分配閥 (8)的動臂缸大腔油口 A8與動臂缸（10)的無桿腔AlO相連；分配閥⑶的動臂缸小腔油 口 B8與動臂缸（10)的無桿腔BlO相連；分配閥⑶的負荷傳感油口 LSl與電控換向閥塊 (4)的第三油口 H3相連；第三梭閥（5)的m3油口與電控換向閥塊⑷Hl油口相連；第三梭 閥（5)的s3油口與第一梭閥（6)ml油口相連；第一梭閥（6)的si油口與分配閥⑶的下 降油口 ps相連；第一梭閥（6)的nl油口與分配閥⑶的收斗聯油口 pss相連；第二梭閥 (7)的s2油口與分配閥⑶的提升油口 pi相連；第二梭閥（7)的n2油口與分配閥⑶的 下降油口 psl相連；第二梭閥（7)的m2油口與第三梭閥（5)的n3油口相連；電控換向閥塊 (4)的H2油口與變量泵（3)的K4油口相連；電控換向閥塊（4)的H4油口與液壓油箱（1) 相連；電控換向閥塊⑷的H5油口與變量泵⑶的K2油口相連；電