一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的装置及方法

摘要

本发明公开一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的装置及方法，装置包括单向阀(2)、第一液控换向阀(3)、第二液控换向阀(4)、梭阀(5)和第三液控换向阀(6)，单向阀的进油口与主泵中的齿轮泵P3出油口相连，单向阀的出油口与第一液控换向阀的进油口相连；第一液控换向阀的两个出油口分别与液压油箱、多路阀上的P3口相连；梭阀两端油口分别与回转阀芯端口pa2和pb2相连，出油口与第三液控换向阀的进油口相连；第三液控换向阀的出油口与第一液控换向阀、第二液控换向阀的控制端相连。本发明通过使用该装置及方法，可以有效的利用动臂下降的能量，使其为上车回转所用，从而起到降低油耗的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的装置及方法，属于挖掘机技术领 域。

背景技术

目前，液压挖掘机整车所有动作均由液压油驱动执行元件实现。现有小型液压挖掘机的 液压系统通常采用节流控制方式，该控制系统的主要由主泵、多路阀、回转马达及行走马达 组成。在节流系统中，主泵由两个变量柱塞泵P1和P2、一个大排量的齿轮泵P3和一个小排 量的齿轮泵P4构成，这四个泵的主要作用分别为：变量柱塞泵P1提供右行走马达、动臂油 缸及铲斗油缸工作所需要的高压油；变量柱塞泵P2提供左行走马达、斗杆油缸工作所需要的 高压油；P3提供回转马达、推土铲工作所需要的高压油；P4提供整机先导元件及信号油路所 需的先导油，先导油油压较低。多路阀的作用主要是对主泵提供的液压油分配给各个执行元 件。

工作时，待挖掘机铲斗挖满后，驾驶员通过动臂提升和上车回转的复合动作，将铲斗送 达到运输车辆上方，铲斗打开后卸载，卸载后，通过动臂下降和上车回转复合动作，将铲斗 送达挖掘地点，重新进行挖掘。

在挖掘机铲斗卸载后，通过动臂下降和上车回转复合动作实现回位时，动臂依靠整个工 作装置的重力下降，此时动臂油缸无杆腔的回油压力很高，在通过阀芯回液压油箱过程中， 先需要对其进行节流，防止动臂下降过快造成整车冲击过大，在到达多路阀的回油腔后，回 油压力进一步降低。这个过程中，动臂下降的势能通过节流的方式被消耗，转化为热能被散 热器散掉，动臂下降的能量得不到有效的利用，造成了资源的浪费。而回转动作需要依靠齿 轮泵P3提供高压油驱动，这就需要消耗发动机的功率，从而消耗较多的燃油。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的 装置及方法，可有效利用动臂下降的能量，使其为上车回转所用，降低油耗。

为了实现上述目的，本发明采用的一种底部引进塔身及顶升装置，包括单向阀、第一液 控换向阀、第二液控换向阀、梭阀和第三液控换向阀，单向阀的进油口与主泵1中的齿轮泵 P3出油口相连，单向阀的出油口与第一液控换向阀的进油口相连；第一液控换向阀的两个出 油口分别与液压油箱、多路阀上的P3口相连；第二液控换向阀的进油口与动臂油缸的无杆腔 相连，出油口分别与多路阀上的A8口和多路阀上的P3口相连；梭阀两端油口分别与回转阀 芯端口pa2和pb2相连，出油口与第三液控换向阀6的进油口相连；第三液控换向阀的出油 口与第一液控换向阀、第二液控换向阀的控制端相连。

一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的方法，该动臂下降能量吸收方法采用上述挖 掘机复合动作时动臂下降能量吸收的装置实现，具体是：

当同时操作动臂和回转的先导阀手柄，使挖掘机做动臂下降及上车回转复合动作时，先 导阀同时向多路阀上的回转阀芯控制油口pa2或pb2的先导油通过梭阀的出油口将先导油传 递到第三液控换向阀的进油口；动臂阀芯控制油口pb8处先导油到达第三液控换向阀的控制 端，将第三液控换向阀换向，来自梭阀出油口的先导油通过第三液控换向阀出油口到达第一 液控换向阀和第二液控换向阀的控制端，将第一液控换向阀和第二液控换向阀同时换向，第 一液控换向阀换向后，使主泵中的齿轮泵P3出油口经单向阀、第二液控换向阀与液压油箱相 通，P3泵输出的液压油直接回液压油箱；第一液控换向阀换向后，使动臂油缸的无杆腔通过 第二液控换向阀与多路阀上的P3口相通，在动臂下降时，回转阀芯经过其控制油口pa2或 pb2处先导油的作用换向后，动臂油缸的无杆腔液压油通过多路阀上的P3油口为回转马达的 回转提供高压油，驱动回转马达转动，实现上车回转，从而实现了动臂下降和上车回转的复 合动作；其中，pa2和pb2油口分别对应的动作为上车向左回转和向右回转。

与现有技术相比，本发明采用单向阀、液控换向阀和梭阀等挖掘机上普遍使用的元件， 实现了动臂下降能量的吸收，并将其为上车回转所用，从而起到降低油耗的作用，可实现批 量化的生产和使用。此外，由于挖掘机在工作时，均采用复合动作，以上工况在每一次循环 挖掘作业中，都会出现一次，所以通过本发明的使用，可以提高燃油利用率，油耗能够较大 程度的降低。

附图说明

图1为本发明的液压原理示意图；

图2是本发明同时操作动臂下降和上车向左回转的液压原理图；

图3是本发明单动作动臂下降的液压原理图；

图4是本发明单动作上车向左回转的液压原理图；

图中：1、主泵，2、单向阀，3、第一液控换向阀，4、第二液控换向阀，5、梭阀，6、 第三液控换向阀，7、多路阀，8、动臂油缸，9、回转马达。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的装置及方法，包括单向阀2、 第一液控换向阀3、第二液控换向阀4、梭阀5和第三液控换向阀6，单向阀2的进油口与主 泵1中的齿轮泵P3出油口相连，单向阀2的出油口与第一液控换向阀3的进油口相连；第一 液控换向阀3的两个出油口分别与液压油箱、多路阀7上的P3口相连；第二液控换向阀4的 进油口与动臂油缸8的无杆腔相连，出油口分别与多路阀7上的A8口和多路阀7上的P3口 相连；梭阀5两端油口分别与回转阀芯端口pa2和pb2相连，出油口与第三液控换向阀6的 进油口相连；第三液控换向阀6的出油口与第一液控换向阀3、第二液控换向阀4的控制端 相连。

一种挖掘机复合动作时动臂下降能量吸收的方法，当同时操作动臂和回转的先导阀手柄， 使挖掘机做动臂下降及上车回转复合动作时，先导阀同时向多路阀7上的回转阀芯控制油口 pa2或pb2的先导油通过梭阀5的出油口将先导油传递到第三液控换向阀6的进油口；动臂 阀芯控制油口pb8处先导油到达第三液控换向阀6的控制端，将第三液控换向阀6换向，来 自梭阀5出油口的先导油通过第三液控换向阀6出油口到达第一液控换向阀3和第二液控换 向阀4的控制端，将第一液控换向阀3和第二液控换向阀4同时换向，第一液控换向阀3换 向后，使主泵1中的齿轮泵P3出油口经单向阀2、第二液控换向阀3与液压油箱相通，P3 泵输出的液压油直接回液压油箱；第二液控换向阀4换向后，使动臂油缸的无杆腔通过第二 液控换向阀4与多路阀7上的P3口相通，在动臂下降时，回转阀芯经过其控制油口pa2或 pb2处先导油的作用换向后，动臂油缸8的无杆腔液压油通过多路阀7上的P3油口为回转马 达的回转提供高压油，驱动回转马达转动，实现上车回转，从而实现了动臂下降和上车回转 的复合动作；其中，pa2和pb2油口分别对应的动作为上车向左回转和向右回转。

如图2所示，当同时操作控制动臂和回转的先导阀手柄，使挖掘机做动臂下降及上车向 左回转的复合动作时，先导阀同时向多路阀7上的回转阀芯控制油口pa2和动臂阀芯控制油 口pb8提供先导油，pa2处先导油推动回转阀芯换向，同时将梭阀5的钢球推到另一侧，先 导油通过梭阀5的出口到达第三液控换向阀6的进油口；动臂阀芯控制油口pb8处先导油推 动动臂阀芯换向，同时到达第三液控换向阀6的控制端，将第三液控换向阀6换向，使来自 梭阀5出油口先导油通过第三液控换向阀6到达第一液控换向阀3和第二液控换向阀4的控 制端，将第一液控换向阀3和第二液控换向阀4同时换向，第一液控换向阀3换向后，使主 泵1中的齿轮泵P3出油口通过单向阀2和第一液控换向阀3与液压油箱相通，P3泵输出的 液压油直接回液压油箱；第二液控换向阀4换向后，使动臂油缸的无杆腔通过第二液控换向 阀4与多路阀7上的P3口相通，这样，在动臂下降时，动臂油缸8的无杆腔液压油就通过多 路阀7上的P3口为回转马达的回转提供高压油，驱动回转马达转动，实现上车回转，从而实 现了动臂下降和上车回转的复合动作。

如图3所示，当只操作控制动臂的先导阀手柄，使挖掘机只做动臂下降的动作时，先导 阀向多路阀7上的动臂阀芯控制油口pb8提供先导油，先导油推动动臂阀芯换向，同时到达 第三液控换向阀6的控制端，将第三液控换向阀6换向，但此时，由于没有操作回转先导阀 手柄，所以回转阀芯控制油口pa2和Pb2处没有先导油，梭阀5也没有先导油，故没有先导 油通过第三液控换向阀6推动第一液控换向阀3和第二液控换向阀4换向。此时，主泵1中 的P1柱塞泵出油口和多路阀7上的P1油口连通，动臂阀芯换向后，P1泵提供的液压油通过 动臂阀芯进入动臂油缸有杆腔，无杆腔的液压油先通过第二液控换向阀4、再通过动臂阀芯 节流口回到多路阀7的回油腔中，最后回到液压油箱，这样，就实现了动臂下降的动作。

如图4所示，当只操作控制回转的先导阀手柄，使挖掘机只做上车向左回转单动作时， 先导阀向多路阀7上的回转阀芯控制油口pa2提供先导油，pa2处先导油推动回转阀芯换向， 同时将梭阀5的钢球推到另一侧，先导油通过梭阀5的出油口到达第三液控换向阀6的进油 口，但此时，由于没有操作动臂先导阀手柄，所以动臂阀芯控制油口pb8处没有先导油，第 三液控换向阀6就无法换向。从而没有先导油通过第三液控换向阀6推第一液控换向阀3和 第二液控换向阀4换向。此时，主泵1中的P3泵出油口通过单向阀2、第一液控换向阀3和 多路阀7上的P3油口连通，回转阀芯换向后，P3泵提供的液压油通过回转阀芯到达回转马 达B油口，驱动回转马达旋转，回转马达A油口的回油通过回转阀芯回到多路阀7的回油腔， 最终回到液压油箱。这样，就实现了上车的向左回转。

由上述结构可见，本发明通过使用该装置及方法，可以有效的利用动臂下降的能量，使 其为上车回转所用，从而起到降低油耗的作用。