一种用于多功能挖掘机的优先功能控制设备

【匠客工程机械】多功能挖掘机除了具有回转、动臂、斗杆等工作装置外，可根据作业需求拆下铲斗，安装剪切、破碎、装载、钻孔等可选装置。本文介绍一种用于多功能挖掘机的优先功能控制设备，使操作者能够控制可选装置的优先顺序或优先程度。

1. 目前挖掘机的优先功能   

目前挖掘机的优先功能包括动臂优先、回转优先等。为实现动臂优先功能，在液压泵与斗杆阀之间安装了节流阀，以限制输送给斗杆缸压力油的流量，从而保证动臂动作优先，如图1所示。

图1  挖掘机的动臂优先功能

为实现回转优先功能，在回转阀与斗杆阀油路之间安装了SP阀。当回转与斗杆做复合动作时，通过控制SP阀右移，切断输送到斗杆缸的压力油，从而保证挖掘机回转动作优先，如图2所示。

图2  挖掘机的回转优先功能

但是，在通过节流孔或SP阀限制或切断输送到斗杆缸压力油流量的情况下，若要实现根据斗杆缸负荷状况平稳地调节优先功能比较困难，也没有向操作者提供设定优先功能的界面。

2. 优先功能控制设备

根据挖掘机优先功能存在的上述问题，现提供一种用于多功能挖掘机的优先功能控制设备，使其能够在同时操纵工作装置和可选装置作业时，防止发生因可选装置负荷发生变化，导致操作者操纵回转、动臂、斗杆的动作受到限制。

（1）结构及工作原理

多功能挖掘机优先功能控制设备由变量泵1、工作装置换向阀2、可选装置换向阀3、工作装置操纵杆4、电比例溢流阀8、控制器9、电控操纵装置10、先导泵11、压力传感器12等组成，如图3所示。 

图3  多功能挖掘机优先功能控制设备组成

          1.变量泵  2.工作装置换向阀  3.可选装置换向阀  4.操纵杆

8.电比例溢流阀  9.控制器  10.电控操纵装置  11.先导泵  12.压力传感器

发动机将动力传递给变量泵1和先导泵11。变量泵1输出的压力油输送至挖掘机工作装置换向阀2和可选装置换向阀3。

工作装置控制油路由变量泵1、工作装置换向阀2、操纵杆4以及工作装置液压缸（液压马达）等组成。工作装置换向阀2安装在变量泵1和工作装置的油路之间，由操纵杆4操纵。操作者扳动操纵杆4时，输出与扳动量相对应的电信号，以控制工作装置动作、停止和换向。

可选装置控制油路由变量泵1、可选装置换向阀3、电比例溢流阀8、控制器9、电控操纵装置10、先导泵11、压力传感器12组成。可选装置换向阀3安装在变量泵1和可选装置的油路之间，由电控操纵装置10操纵。操作者按动电控操纵装置10输出电信号，以控制可选装置运动、停止和换向。

电比例溢流阀8与先导泵11和可选装置换向阀3的先导油路连接，用于调节与电控操纵装置10的电信号相对应的先导油二次信号压力。

压力传感器12安装在工作装置换向阀2和操纵杆4之间的信号路径中，用于实时检测操纵杆4扳动量的信号压力，并将检测到的信号输送到控制器9。操作者根据可选装置的负荷压力，将预设的优先值或比值输入控制器9。

如果压力传感器12检测到操纵杆4的扳动量小于预设值，控制器9可确定工作装置没有使用优先功能，便将电控操纵装置10给可选装置换向阀3的电信号完全输送给电比例溢流阀8，从而使可选装置正常动作。

如果压力传感器12检测到操纵杆4的扳动量等于或大于预设值，控制器9可确定工作装置使用了优先功能，便将电控操纵装置10给可选装置换向阀3的电信号以成反比的方式输送给电比例溢流阀8，从而使可选装置成反比减缓动作。

因此，从先导泵11输送到可选装置换向阀3的先导油被电比例溢流阀8调定为二次信号压力，可选装置换向阀3的阀芯通过电比例溢流阀8调定的二次信号压力进行移位，从而实现对变量泵1供给可选装置压力油流量的精确调节。

（2）特点

操作者可在控制器中预先设定各种类型可选装置动作的优先顺序或优先程度，因此可轻松应对因更换不同可选装置而导致负荷变化的情况。操作者在控制器中预设的各个可选装置的优先值或比值的条形图，可显示在挖掘机的表盘上，其可视化程度高。在更换具有不同负荷压力的可选装置时，控制器可选择被显示在设备表盘上的多个可选装置中的任何1个，并可由操作者通过控制按钮，增加/减小可选装置的优选值或比值。

采用电比例溢流阀具有以下3个优点：一是电比例溢流阀既可作先导控制系统的调压元件，又可输出对可选装置换向阀的二次信号压力；二是电比例溢流阀可根据控制器输出电信号的大小调整先导泵出口压力（即可选装置换向阀的压力信号），使先导泵输出压力随电控操纵装置电信号的变化而变化，从而节省了先导泵控制系统的能源消耗；三是先导泵的输出压力即为可选装置换向阀的控制信号，且先导泵与可选装置换向阀之间的压差不大，具有压降损失小、能耗小、噪声小的特点。

由于可自动或手动调节可选装置的优先顺序，因此在可选装置和工作装置作业期间，防止因可选装置的负荷压力变化而导致工作装置动作减慢或加快。由于操作者可设定各种可选装置的优先顺序或优先程度，因此可轻松应对因更换可选装置或可选装置作业条件变化而导致负荷变化的情况，从而可提高多功能挖掘机的作业效率。