一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统及方法

技术领域

本发明涉及工程机械液压控制技术领域，具体而言，涉及一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统及方法。

背景技术

参见图1所示为现有常见的举升油缸的工作液压原理图，其工作过程是液压油泵1泵出油液经过管路进入多路阀待2命，在没有先导信号的情况下，油液通过多路阀的T口直接回到油箱。操纵先导控制手柄时，齿轮泵3为先导操纵手柄提供动力油液，先导油液到达多路阀阀芯的先导侧，为多路阀阀芯的换向提供动力。阀芯换向过后，液压油泵1泵出的液压油经过多路阀阀芯后通过工作油口进入举升油缸4，完成举升。这种工作方式，存在当举升油缸完成举升停止瞬间或者在举升油缸下降停止瞬间，工作装置及平台因冲击和震荡形成反复的弯扭变形最终造成疲劳断裂的现象。

为此，现有专利CN107840280A，专利名称“叉车的升降控制系统及其控制方法”，公开了举升油缸；升降控制阀组件，所述升降控制阀组件与所述举升油缸相连，所述升降控制阀组件用于驱动所述举升油缸举升和下降；储能装置，所述储能装置分别与所述升降控制阀组件和所述举升油缸相连；流向控制元件，所述流向控制元件连接在所述升降控制阀组件与所述储能装置之间，所述流向控制元件具有使液压油从所述升降控制阀组件朝所述储能装置单向流通的单向流通状态，该控制系统在所述举升油缸位于举升状态时，所述储能装置处于打开状态且所述储能装置与所述升降控制阀组件连通用于所述储能装置储油；在所述举升油缸位于下降状态且所述举升油缸的油口液压低于预定压力时，打开所述储能装置，所述储能装置与所述举升油缸连通，且所述储能装置与所述升降控制阀组件断开。该专利通过储能装置只是在油缸的上升/下降状态储能/释能以维持油缸的平稳动作，然而在举升油缸上升停止和下降停止瞬间所带来的的冲击载荷并没有得到很好的解决，同样容易造成工作装置及平台因冲击和震荡形成反复的弯扭变形最终造成疲劳断裂的现象。因此，如何解决上述技术问题成为本领域研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统及方法，以解决现有技术不足。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统，包括：

举升油缸；

升降控制阀总成，其与举升油缸连接，用于控制举升油缸升降；

储能器，其与举升油缸、升降控制阀总成连接；

还包括设置在升降控制阀总成与储能器之间油压管路上的减震阀，减震阀内设置有换向阀、单向阀、逻辑控制阀和溢流阀，通过借助控制信号指定减震阀内相关阀门的开启或关闭，以实现储能器的储能或释能。

进一步地，所述的防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统，还包括具有A、B、C三个连接端口的分流器，其中分流器的A端口连接举升油缸，B端口连接升降控制阀总成，C端口连接减震阀。

进一步地，减震阀与分流器之间设置有截止阀。

进一步地，所述逻辑控制阀和单向阀串联且与换向阀并联连接后、再分别连接溢流阀和储能器。

进一步地，所述单向阀设置于升降控制阀总成和逻辑控制阀之间，用于控制液压油从升降控制阀总成一侧往逻辑控制阀一侧单向流动。

进一步地，所述升降控制阀总成包括多路阀、动臂升先导阀和压力开关，所述压力开关设置于多路阀和动臂升先导阀之间。

进一步地，所述的防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统，还包括控制器，所述控制器连接所述升降控制阀总成和所述换向阀。

进一步地，所述举升油缸的数量为一个或多个。

一种基于所述的防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统的液压控制方法，

当举升油缸处于举升状态时，部分液压油进入举升油缸，部分液压油经单向阀和逻辑控制阀进入储能器进行储能用以为举升油缸提供辅助支撑，且当储能器油压达到T1时，逻辑控制阀关闭；

当举升油缸举升停止瞬间，举升油缸停止进油，控制信号给予换向阀正向导通信号，举升气缸内的压缩油液经换向阀进入储能器储能用于阻止举升油缸的下降趋势，且当储能器油压达到T2时，溢流阀开启；

当举升油缸处于下降状态时，控制信号给予换向阀反向导通信号，储能器释能缓解油缸下降速度；

当举升油缸下降停止瞬间，控制信号给予换向阀正向导通信号，举升油缸内的液压油经换向阀进入储能器储能用以抵消举升油缸下降的冲击载荷，且当储能器油压达到T2时，溢流阀开启。

进一步地，所述T1＜T2。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明通过设置减震阀控制液压油进出储能器，利用能量存储与释放的原理，充分消耗工作装置工作过程中及停止瞬间的惯性势能，将解决因惯性带来的冲击、震荡造成工作装置及平台反复的弯扭变形最终造成疲劳断裂的现象。

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为现有常见的一种举升油缸的工作液压原理图；

图2为本发明实施例1提供的一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统的液压控制原理图。

图标：1-液压油泵，2-多路阀，3-齿轮泵，4-举升油缸，5-减震阀，501-单向阀，502-逻辑控制阀，503-换向阀，504-溢流阀，6-储能器，7-控制器，8-动臂升先导阀，9-压力开关，10-分流器，11-第一截止阀，12-第二截止阀，13-液压油箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参见图2所示，本实施例提供了一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统，包括举升油缸4、升降控制阀总成、减震阀5、储能器6和控制器7，所述升降控制阀总成包括多路阀2、动臂升先导阀8和压力开关9,多路阀2具有两个控制阀端，同样动臂升先导阀8也具有动臂升和动臂降两个控制阀端，多路阀2的其中一个控制阀端与动臂升控制阀端连接，多路阀2的另一个控制阀端与动臂降控制阀端连接，且所述压力开关9的输入端连接在动臂升控制阀端上，压力开关9的输出端与控制器7的输入端连接。所述多路阀2的进油端连接液压油泵1，所述液压油泵1连接液压油箱13，多路阀2通过回油口T连回液压油箱13，所述齿轮泵3一端连接液压油箱13，另一端连接动臂升先导阀8。

所述多路阀2通过油管连接有分流器10，所述分流器10包括A、B、C三个连接端口,其中分流器10的A端口连接举升油缸4，举升油缸4为一个或多个，分流器10的B端口连接多路阀2，分流器10的C端口连接减震阀5，减震阀5与分流器10之间的油路上设置有第一截止阀11，具体的减震阀5包括换向阀503、单向阀501、逻辑控制阀502和溢流阀504，所述单向阀501与逻辑控制阀502串联后，再与换向阀503并联，并联之后的一端与分流器10的C端口连接，单向阀501用于控制液压油由分流器10一侧流向逻辑控制阀502一侧，而并联之后的另一端分别连接储能器6和溢流阀504，所述溢流阀504通过回流管路连接液压油箱13、且该回油管路上设置有第二截止阀12，同时所述换向阀503的输入端连接控制器7的输出端，通过压力开关9的压力变化反馈至控制器7，由控制器7控制换向阀503的液压油流向。

同时，本实施例还提供了一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制方法，具体原理结合图2所示：

当举升油缸4无动作时，液压油箱13内的液压油经液压泵泵入多路阀2，经多路阀2的回油口T流回液压油箱13；

当操作设备操纵杆给予举升油缸4举升指令时(即给予齿轮泵3动作指令)，打开第一截止阀11和第二截止阀12，液压油被液压油泵1泵入多路阀2，经多路阀2流入分流器10，进入分流器10的液压油一部分进入举升油缸4，使举升油缸4建压进行举升动作，而还有一部分液压油经分流器10进入减震阀5一侧，而在此过程中，动臂升先导阀8压力大于5bar，换向阀503不带电，液压油依次经单向阀501、逻辑控制阀502流向储能器6建压储能，在整个储能过程中，当储能器6油压超过160bar时，逻辑控制阀502换向阻断进油，储能器6停止储能，利用储能器6存储的能量辅助维持动臂的举升；

当操作设备操纵杆给予举升油缸4停止举升指令时，在举升油缸4停止瞬间，举升油缸4失去油压补给，工作平台在货物重压下，举升油缸4的油缸轴瞬间有下降的趋势，压缩举升油缸4内的油液，此时动臂升先导阀8的压力小于5bar，压力开关9断开，控制器7输出信号，减震阀5中的换向阀503自动带电换向，举升油缸4内压缩的液压油经过减震阀5中的换向阀503进入储能器6，压力持续升高建立与工作装置弯矩匹配的压力，用以阻止举升油缸4的下降趋势，当储能器6的压力达到溢流阀504设定的压力250bar时，溢流阀504打开，溢流阀504打开，液压油流入液压油箱13，形成溢流泄压保护；

当举升完成，货物卸载后，操作设备操纵杆给予举升油缸4下降指令时，举升油缸4大腔内的油液通过分流器10、多路阀2回到油箱，此时动臂升先导阀8的压力小于5bar，压力开关9断开，控制器7输出信号，减震阀5中的换向阀503再次带电自动换向，因此储能器6中的油液通过换向阀503将油液释放，完成释能；

当举升油缸4下降停止瞬间，由于惯性的冲击作用，举升油缸4的油缸轴会在停止瞬间继续往下运动，而举升油缸4下降停止后，举升油缸4内的油液无法流出，举升油缸4的油缸轴瞬时下移会挤压举升油缸4的液压油，使得举升油缸4内的油压快速上升，压缩的液压油经过减震阀5中的换向阀503进入储能器6，储能器6内压力持续升高建立与工作装置弯矩匹配的压力，阻止油缸轴的瞬时下移，当储能器6内压力达到溢流阀504设定压力250bar时，溢流阀504打开，启动溢流保护。

需要指出的是，由于斗杆、抓斗都是固定架设在动臂上的，因此斗杆的伸缩、抓斗的抓料和甩料都将为动臂带来持续不断的冲击。在做其他动作时动臂升先导阀8的压力小于5bar，压力开关9断开，控制器7输出信号，减震阀5中的换向阀503自动带电换向，动臂上下颤动造成的压力波动通过减震阀5中的换向阀503进入储能器6，压力持续升高建立与工作装置弯矩匹配的压。当压力达到溢流阀504设定的压力时溢流保护系统工作。

综上所述，本发明提供的一种防止工程机械因冲击疲劳断裂的液压控制系统及方法，利用储能器具的储能和释能，不仅使举升油缸上升或下降过程中平稳运动，更重要的是，在举升油缸上升停止瞬间和下降停止瞬间，通过储能器的容积变化，并且溢流阀能将高压力释放，两者组合在一起就消耗并部分保存工作装置颤动带来的冲击与震荡使其不通过动臂或者平台的弯扭变形来消耗，从而保护平台与工作装置，解决因惯性带来的冲击、震荡造成工作装置及平台反复的弯扭变形最终造成疲劳断裂的现象。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。