挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置，包括雙聯泵單元、變量液壓馬達、主控制器、三位液動換向閥、梭閥、比例電磁閥和壓力傳感器，壓力傳感器與梭閥的P1口相連，梭閥的P2口和P3口分別與三位液動換向閥的A1控制口和B1控制口相連；比例電磁閥的P4口與變量液壓馬達變量頭的Pi口相連，雙聯泵單元的先導泵輸出口通過第一溢流閥與比例電磁閥的P5口相連；主控制器與比例電磁閥和壓力傳感器分別通過信號線電連接。本發明的控制方法如下：1）挖掘機動臂平臺回轉啟動；2）壓力傳感器將電信號反饋給主控制器；3）比例電磁閥緩慢打開，4）挖掘機動臂平臺回轉停止。本發明減少了挖掘機液壓系統的能量損失，提高工作效率。
【專利說明】挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種挖掘機的液壓系統，尤其是一種用于控制挖掘機動臂平臺回轉速度的控制裝置及控制方法，屬于工程機械液壓傳動【技術領域】。
【背景技術】
[0002]挖掘機作業時，動臂平臺必須進行頻繁的回轉，動臂平臺回轉的動力來源于液壓馬達，液壓馬達通過行星減速器驅動動臂平臺回轉。現有的挖掘機液壓馬達為定量液壓馬達，在動臂平臺回轉啟動的開始階段，為了增大啟動扭矩，動臂平臺回轉的啟動時其速度必須從低到高逐步提速，由于定量液壓馬達的排量不變，其速度也是恒定的，因此，在定量液壓馬達啟動的初始階段，主泵輸出的大部分流量輸入定量液壓馬達，小部分流量通過定量液壓馬達組件中的一對溢流閥溢流，減少輸入定量液壓馬達的流量，然后主泵輸出的流量全部輸入定量液壓馬達，使得定量液壓馬達的轉速從低到高逐步提速，滿足動臂平臺回轉的啟動要求。這樣，液壓馬達啟動過程中大概1.5S的時間處于溢流狀態，按照裝載作業工況來算，啟動過程占了回轉過程一半時間。動臂平臺回轉初始階段的溢流導致液壓油溫度升高，是造成液壓系統發熱的主要因素，浪費了液壓系統的能量。特別是夏季環境溫度較高時，較高的液壓油溫度給液壓元件的正常工作帶來不穩定因素，使得挖掘機液壓系統的故障增多，嚴重影響工作效率。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置及控制方法，減少液壓系統的能量損失，提高挖掘機的工作效率。
[0004]本發明通過以下技術方案予以實現:
一種挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置，包括雙聯泵單元、液壓馬達、主控制器、三位液動換向閥梭閥、比例電磁閥和壓力傳感器，所述液壓馬達為變量液壓馬達，雙聯泵單元的主泵輸出口通過三位液動換向閥分別與變量液壓馬達的PA 口或PB 口相連，壓力傳感器與梭閥的Pl 口相連，梭閥的P2 口和P3 口分別與三位液動換向閥的Al控制口和BI控制口相連；比例電磁閥的P4 口與變量液壓馬達變量頭的Pi 口相連，雙聯泵單元的先導泵輸出口通過第一溢流閥與比例電磁閥的P5 口相連，變量液壓馬達的DB 口與油箱相連；主控制器與比例電磁閥和壓力傳感器分別通過信號線電連接。
[0005]一種挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置的控制方法，包括以下步驟:
I)挖掘機動臂平臺回轉啟動:挖掘機手推動操作手柄至I檔檔位，經過梭閥的P2 口或P3 口的控制壓力油推動三位液動換向閥換向，從雙聯泵單元的主泵輸出口輸出的高壓油經過三位液動換向閥流向液壓馬達的PA 口，驅動液壓馬達轉動；此時比例電磁閥無信號輸入處于關閉狀態，液壓馬達變量頭輸入端的Pi 口無壓力油輸入油壓為零；液壓馬達變量頭處于最大排量輸出、轉速最低扭矩最大的位置，液壓馬達通過行星減速器啟動挖掘機動臂平臺緩慢回轉； 2)控制壓力油推動梭閥閥芯移動，經梭閥的Pl口傳遞給壓力傳感器，壓力傳感器將控制油壓信號轉換成電信號反饋給主控制器；
3)主控制器按照設定的挖掘機動臂平臺回轉啟動曲線逐步增大比例電磁閥的輸入電流，緩慢打開比例電磁閥，控制壓力油流量逐步加大，推動液壓馬達變量頭逐步減小液壓馬達排量，實現液壓馬達的逐步提速，挖掘機動臂平臺回轉速度逐步上升，直至挖掘機動臂平臺轉動到位；
4)挖掘機動臂平臺回轉停止:挖掘機手推動操作手柄至停止檔位，三位液動換向閥回到中位，此時挖掘機動臂平臺沒有瞬間停止旋轉，主控制器按照設定的停止曲線，逐步減小比例電磁閥的輸入電流，緩慢關閉比例電磁閥，液壓馬達逐步減速，直至完全停止轉動，挖掘機動臂平臺停止在所需位置開始進行作業。
[0006]本發明的變量液壓馬達通過比例電磁閥來控制進入變量頭的控制壓力油流量，從而使得液壓馬達緩慢啟動，并從較低轉速平滑過渡到較高轉速。本發明不需要將主泵輸出的一部分流量經過液壓馬達組件中的一對溢流閥溢流，減少了挖掘機液壓系統的能量損失，提高了挖掘機的工作效率。
[0007]在液壓馬達制動時，由于慣性作用液壓馬達轉動一定角度(即剎車距離)才停下來，本發明可以根據挖掘機手對剎車距離的不同要求，在主控制器的對應的制動程序指令下，逐步減小比例電磁閥的輸入電流，緩慢關閉比例電磁閥，使得液壓馬達按照設定的制動時間緩慢柔和制動，減少了制動損耗，提高了制動效率。
[0008]本發明的優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的液壓原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0011]如圖1所示，本發明的液壓控制裝置包括包括雙聯泵單元1、液壓馬達2、主控制器
3、三位液動換向閥4、梭閥5、比例電磁閥6和壓力傳感器7，液壓馬達2為變量液壓馬達，雙聯泵單元I的主泵11輸出口通過三位液動換向閥4分別與變量液壓馬達2的PA 口或PB口相連，壓力傳感器7與梭閥5的Pl 口相連，梭閥5的P2 口與三位液動換向閥4的BI控制口相連，P3 口與三位液動換向閥4的Al控制口相連，比例電磁閥6的P4 口與變量液壓馬達變量頭21的Pi 口相連，雙聯泵單元I的先導泵12的輸出口依次通過濾油器101和第一溢流閥8與比例電磁閥6的P5 口相連，變量液壓馬達的DB 口與油箱9相連；主控制器3與比例電磁閥6和壓力傳感器7分別通過信號線10電連接。
[0012]本發明的控制方法包括以下步驟:
I)挖掘機動臂平臺回轉啟動:挖掘機手推動操作手柄至I檔檔位，經過梭閥5的P2 口或P3 口的控制壓力油推動三位液動換向閥4換向，從雙聯泵單元I的主泵輸出口輸出的高壓油經過三位液動換向閥4流向液壓馬達2的PA 口，驅動液壓馬達2轉動；此時比例電磁閥6無信號輸入處于關閉狀態，液壓馬達變量頭21輸入端的Pi 口無壓力油輸入油壓為零；液壓馬達變量頭21處于最大排量輸出、轉速最低扭矩最大的位置，液壓馬達21通過行星減速器20啟動挖掘機動臂平臺緩慢回轉。
[0013]2)控制壓力油推動梭閥閥芯移動，經梭閥5的Pl 口傳遞給壓力傳感器7，壓力傳感器7將控制油壓信號轉換成電信號反饋給主控制器3。
[0014]3)主控制器3按照設定的挖掘機動臂回轉啟動曲線逐步增大比例電磁閥6的輸入電流，緩慢打開比例電磁閥6,控制壓力油流量逐步加大,推動液壓馬達變量頭21逐步減小液壓馬達排量，實現液壓馬達2的逐步提速，挖掘機動臂回轉速度逐步上升，直至挖掘機動臂轉動到位；
4)挖掘機動臂平臺回轉停止:挖掘機手推動操作手柄至停止檔位，三位液動換向閥4回到中位，此時挖掘機動臂平臺沒有瞬間停止旋轉，主控制器3按照設定的停止曲線，逐步減小比例電磁閥6的輸入電流，緩慢關閉比例電磁閥6，液壓馬達2逐步減速，直至完全停止轉動，挖掘機動臂平臺停止在所需位置開始進行作業。
[0015]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置，包括雙聯泵單元、液壓馬達、主控制器和三位液動換向閥，其特征在于，還包括梭閥、比例電磁閥和壓力傳感器，所述液壓馬達為變量液壓馬達，雙聯泵單元的主泵輸出口通過三位液動換向閥分別與變量液壓馬達的PA 口或PB 口相連，壓力傳感器與梭閥的Pl 口相連，梭閥的P2 口和P3 口分別與三位液動換向閥的Al控制口和BI控制口相連；比例電磁閥的P4 口與變量液壓馬達變量頭的Pi 口相連，雙聯泵單元的先導泵輸出口通過第一溢流閥與比例電磁閥的P5 口相連，變量液壓馬達的DB 口與油箱相連；主控制器與比例電磁閥和壓力傳感器分別通過信號線電連接。
2.一種如權利要求1所述的挖掘機動臂平臺回轉液壓控制裝置的控制方法，包括以下步驟: 1)挖掘機動臂平臺回轉啟動:挖掘機手推動操作手柄至I檔檔位，經過梭閥的P2口或P3 口的控制壓力油推動三位液動換向閥換向，從雙聯泵單元的主泵輸出口輸出的高壓油經過三位液動換向閥流向液壓馬達的PA 口，驅動液壓馬達轉動；此時比例電磁閥無信號輸入處于關閉狀態，液壓馬達變量頭輸入端的Pi 口無壓力油輸入油壓為零；液壓馬達變量頭處于最大排量輸出、轉速最低扭矩最大的位置，液壓馬達通過行星減速器啟動挖掘機動臂緩慢回轉； 2)控制壓力油推動梭閥閥芯移動，經梭閥的Pl口傳遞給壓力傳感器，壓力傳感器將控制油壓信號轉換成電信號反饋給主控制器； 3)主控制器按照設定的挖掘機動臂平臺回轉啟動曲線逐步增大比例電磁閥的輸入電流，緩慢打開比例電磁閥，控制壓力油流量逐步加大，推動液壓馬達變量頭逐步減小液壓馬達排量，實現液壓馬達的逐步提速，挖掘機動臂平臺回轉速度逐步上升，直至挖掘機動臂平臺轉動到位； 4)挖掘機動臂平臺回轉停止:挖掘機手推動操作手柄至停止檔位，三位液動換向閥回到中位，此時挖掘機動臂平臺沒有瞬間停止旋轉，主控制器按照設定的停止曲線，逐步減小比例電磁閥的輸入電流，緩慢關閉比例電磁閥，液壓馬達逐步減速，直至完全停止轉動，挖掘機動臂平臺停止在所需位置開始進行作業。
【文檔編號】E02F3/36GK103628512SQ201310567781
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】王偉耀, 牛選平, 薛傳林, 孫永建, 高劍英, 楊晶星 申請人:中外合資沃得重工（中國）有限公司