一种斗杆液压系统及斗杆降油耗方法

技术领域

本发明属于液压技术领域，尤其涉及一种斗杆液压系统及斗杆降油耗方法。

背景技术

目前挖掘机的斗杆液压系统中，斗杆动作所需的液压流量由滑阀的主阀芯控制。斗杆油缸进油时，斗杆的进油流量由主阀芯开度决定。在挖掘机要依赖动臂、斗杆、铲斗与回转等机构中的多个同时动作才能正常作业进行复合动作时，斗杆油缸进油，滑阀与优先阀的开度均由液压先导油控制。

在现代正流量系统中，斗杆主要工况为空载和挖掘，主要动作为在以上两个工况下进行内收动作。在液控挖掘机进行动作时，液控先导压力的持续30bar，让斗杆阀芯在不同工况下时刻处于全开状态。

在整机工作时，要兼顾空载和挖掘工况，内收时，挖掘工况因铲斗挖掘，油缸无杆腔负载较大，内收进油P-A要根据内收速度进行压损设计，一是为了减少通过阀芯进油的压损，起到降低油耗的作用，而是为了提高挖掘效率，让更多的流量进入到油缸，提高挖掘速度。而内收回油B-T面积开度相对于内收进油P-A面积较大，减小因回油造成的多余的压力损失。内收时，空载工况因斗杆自重的原因，斗杆内收速度不仅仅取决于斗杆进油的流量，还会叠加应重力造成的下落速度，因此内收速度会超出设计速度，在斗杆快速下落的过程中，泵供给大腔的油液因油缸下落速度太快，无法及时供给流量，造成大腔吸空，使内收时出现停顿和卡滞，因此回油B-T的面积要设计比P-A的面积要小，用于提高回油背压，高回油背压会抑制快速下落的油缸，减少大腔吸空，解决斗杆内收因吸空造成的停顿和卡滞。

由此可见，现有技术的诸多弊端，有待于进一步地改进和提高。

发明内容

本发明提供了一种斗杆液压系统及斗杆降油耗方法，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种斗杆液压系统，包括液压泵，所述液压泵与油箱相连通；

液压阀，所述液压阀通过液压管道与所述液压泵相连通，包括阀体以及设置在所述阀体内部的第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯连接有先导端盖，所述第二阀芯连接有电控先导端盖；

压力传感器阀块，所述压力传感器阀块包括斗杆内收传感器以及液压控制器，所述电控先导端盖能够根据与所述斗杆内收传感器及所述液压控制器的信号调整所述第二阀芯的先导压力；

液控手柄，所述液控手柄通过所述斗杆内收传感器的信号控制调整所述第一阀芯和第二阀芯的打开面积。

作为本申请的一种优选实施方式，所述电控先导端盖连接有比例减压阀。

作为本申请的一种优选实施方式，所述第一阀芯与所述先导端盖之间以及所述第二阀芯与所述电控先导端盖之间设置有先导弹簧。

作为本申请的一种优选实施方式，所述阀体具有与所述第一阀芯相对应的P1进油口、T1回油口以及与所述第二阀芯相对应的P2进油口、T2回油口。

作为本申请的一种优选实施方式，所述第一阀芯和所述第二阀芯均开设有多个凹槽结构，所述凹槽能够与所述阀体配合以改变所述T1回油口、T2回油口以及所述P1进油口和所述P2进油口的打开面积。

作为本申请的一种优选实施方式，所述凹槽结构为绕所述第一阀芯和所述第二阀芯周向设置的环形凹槽，所述环形凹槽的轴线与所述第一阀芯和所述第二阀芯的轴线共线；所述环形凹槽有多个，且沿所述第一阀芯和所述第二阀芯的轴向多个所述环形凹槽对称分布。

作为本申请的一种优选实施方式，所述第二阀芯上的所述凹槽结构具有相连接的小面积段和线性大面积段，所述小面积段长度为10mm，所述线性大面积段长度为2mm；所述小面积段以及所述大面积段分别所述阀体配合以改变所述T2回油口的打开面积。

第二方面，本申请提供了一种斗杆降油耗方法，应用于上述的斗杆液压系统，包括以下步骤：

S1，通过斗杆内收传感器以及液压控制器判断斗杆内收是处于内收挖掘工况还是内收空载工况；

S2，处于内收挖掘工况时，通过电控先导端盖控制整机逻辑设置先导压力为21-22Bar，通过液压控制器控制第二阀芯移动使得T2回油口打开面积增大，并使得P2进油口全开；

S3，处于内收空载工况时，通过电控先导端盖控制整机逻辑设置先导压力为13-17Bar，通过液压控制器控制第二阀芯移动使得T2回油口打开面积减小或关闭，并使得P2进油口缓慢打开。

作为本申请的一种优选实施方式，在内收挖掘工况时，液压控制器控制信号将第二阀芯开口到10-12mm，增大T2回油口打开面积以减小第二阀芯的小腔的回油压力，从而减小压损，降低系统油耗。

作为本申请的一种优选实施方式，在内收空载工况时，液压控制器控制信号将第二阀芯开口到1-9mm，减小T2回油口打开面积以增大第二阀芯的小腔的回油压力，以确保整机动作的协调性。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

作为本申请的一种优选实施方式，采用电控控制主阀阀芯开启位置，通过电流调节先导压力，从而实现不同工况下的面积开度，在不同先导下，对阀芯进行重新设计，有助于平衡操纵性和油耗，提高整机效率，减少整机油耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中斗杆液压系统原理示意图；

图2为本发明中液压阀的结构示意图。

其中，

1液控手柄；

21斗杆压力传感器，22液压控制器；

3斗杆液压缸，31小腔，32大腔；

41阀体，42第一阀芯，43第二阀芯，44P1进油口，45T1回油口，46P2进油口，47T2回油口；

51先导端盖，52电控先导端盖，53比例减压阀，54先导弹簧。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-2所示，本发明提供了一种斗杆液压系统，包括斗杆液压缸3、通过液压管道与油箱连通的液压泵，还包括液压阀，液压阀通过液压管道与液压泵相连通，包括阀体41以及设置在阀体41内部的第一阀芯42和第二阀芯43，第一阀芯42连接有先导端盖51，第二阀芯43连接有电控先导端盖52；压力传感器21阀块，压力传感器21阀块包括斗杆内收传感器以及液压控制器22，电控先导端盖52能够根据与斗杆内收传感器及液压控制器22的信号调整第二阀芯43的打开面积；液控手柄1，通过所斗杆内收传感器的信号控制调整第一阀芯42和第二阀芯43的打开面积。

进一步地，参照图2所示，电控先导端盖52连接有比例减压阀53，第一阀芯42与先导端盖51之间以及第二阀芯43与电控先导端盖52之间设置有先导弹簧54。继续参照图2所示，阀体41具有与第一阀芯42相对应的P1进油口44、T1回油口45以及与第二阀芯43相对应的P2进油口46、T2回油口47。

作为本发明的一个优选实施方式，第一阀芯42和第二阀芯43均开设有多个凹槽结构，凹槽结构能够与阀体41配合以改变T1回油口45、T2回油口47以及P1进油口44和P2进油口46的打开面积。在一个示例中，凹槽结构为绕第一阀芯42和第二阀芯43周向设置的环形凹槽，环形凹槽的轴线与第一阀芯42和第二阀芯43的轴线共线；环形凹槽有多个，且沿第一阀芯42和第二阀芯43的轴向多个环形凹槽对称分布。具体的，第二阀芯上的凹槽结构具有相连接的小面积段和线性大面积段，小面积段长度为10mm，线性大面积段长度为2mm；小面积段以及大面积段分别阀体配合以改变T2回油口的打开面积。

本发明还提供了一种应用于上述结构的斗杆降油耗方法，在应用采用上述结构时，首先通过斗杆内收传感器以及液压控制器22判断斗杆内收是处于内收挖掘工况还是内收空载工况，从而方便通过电动先到端盖调整先导压力。当判断处于内收挖掘工况时，通过电控先导端盖52控制整机逻辑设置先导压力为21-22Bar，通过液压控制器22控制第二阀芯43移动使得T2回油口47打开面积增大，并使得P2进油口46全开；当判断处于内收空载工况时，通过电控先导端盖52控制整机逻辑设置先导压力为13-17Bar，通过液压控制器22控制第二阀芯43移动使得T2回油口47打开面积减小或关闭，并配合比例减压阀53使得P2进油口46缓慢打开。

在一个具体的示例中，参照图1及图2所示，将第二阀芯43内收改为电控先导端盖52，第二阀芯43的T2回油口47的面积改为两段，即上述小面积段和线性大面积段(1-10mm为小面积段，10-12mm线性增加)。同时系统层面增加压力传感器21阀块包括斗杆内收传感器，液压控制器22(ECU)增加斗杆内收控制逻辑。在内收挖掘工况，ECU控制信号将T2回油口47开口到10-12mm，可以降低斗杆液压缸3小腔31回油压力，从而减小压损，降低系统油耗。在内收空载工况，ECU控制信号将T2回油口47开口到1-9mm，可以保证斗杆液压缸3小腔31回油压力，确保整机动作的协调性。

通过上述斗杆液压系统和斗杆降油耗方法的应用，能在内收挖掘工况下减少通过阀芯进油的压损，起到降低油耗的作用，且能够提高挖掘效率，让更多的流量进入到斗杆液压缸3，提高挖掘速度。而内收回油面积开度相对于内收进油面积较大，减小因回油造成的多余的压力损失；能在内收空载工况下，提高回油背压，高回油背压会抑制快速下落的油缸，减少大腔32吸空，解决斗杆内收因吸空造成的停顿和卡滞。

本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。