CN103161784B - 液压系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压系统及工程机械。其中，该液压系统包括主阀、主泵、散热器及第一切换装置；所述第一切换装置的第一端连接所述主泵的出油口，第二端连接所述主阀，第三端连接所述散热器的进油口；在所述主泵出油口的油温高于预设温度时，所述第一切换装置的第一端与第三端连通，且与第二端断开；在所述主泵出油口的油温低于所述预设温度时，所述第一切换装置的第一端与第二端连通，且与第三端断开。本发明提供的液压系统能将液压油温迅速降下来，提高散热效率，同时可以在怠速时进行有效散热。

Description

液压系统及工程机械

技术领域

本发明涉及液压技术领域，特别涉及一种液压系统，还涉及一种包括该液压系统的工程机械。

背景技术

目前，在工程机械中通常利用散热器对液压油进行散热。其散热能力的强弱受工作环境温度和发动机转速的影响很大。同时，由于散热器包含水冷散热器、空气中间冷却器、冷凝器等部件，其散热面积受到限制，进而散热性能也受到了一定的制约。如对于挖掘机而言，在环境温度大于35度时，其工作1到2个小时则会表现出散热能力不足，导致出现液压油温度迅速上升。随着油温的上升，挖掘机的工作效率会下降。

因此，如何有效降低液压油油温，以提高整机工作效率及使用寿命是当前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种简便有效的液压系统。

一种液压系统，用于工程机械，包括主阀、主泵、散热器及第一切换装置；所述第一切换装置的第一端连接所述主泵的出油口，第二端连接所述主阀，第三端连接所述散热器的进油口；在所述主泵出油口的油温高于预设温度时，所述第一切换装置的第一端与第三端连通，且与第二端断开；在所述主泵出油口的油温低于所述预设温度时，所述第一切换装置的第一端与第二端连通，且与第三端断开。

进一步地，所述的液压系统还包括第二切换装置；所述第二切换装置分别连接所述主泵的压力控制口、回油油路及所述主阀；在所述主泵出油口的油温高于所述预设温度时，所述第二切换装置用于连通所述主泵的压力控制口与所述回油油路；在所述主泵出油口的油温低于所述预设温度时，所述第二切换装置用于连通所述主泵的压力控制口与所述主阀。

进一步地，所述第二切换装置包括第一换向阀及第二换向阀；所述第一换向阀分别连接所述主泵的压力控制口与所述主阀，用于控制所述主泵的压力控制口与所述主阀连通或断开；所述第二换向阀分别连接所述主泵的压力控制口与所述回油油路，用于控制所述主泵的压力控制口与所述回油油路连通或断开。

进一步地，所述的液压系统还包括第三切换装置；所述第三切换装置分别连接所述主泵的压力控制口、所述工程机械中的先导泵的出油口及所述工程机械的先导手柄；在所述主泵出油口的油温高于所述预设温度时，所述第三切换装置用于连通所述主泵的压力控制口与所述先导泵的出油口；在所述主泵出油口的油温低于所述预设温度时，所述第三切换装置用于连通所述主泵的压力控制口与所述工程机械的先导手柄。

进一步地，所述的液压系统还包括溢流阀，所述溢流阀设置在所述散热器的进油支路上。

进一步地，所述第一切换装置为三通球阀或电磁换向阀。

在提供上述液压系统的基础上，本发明还提供一种包括上述任一种液压系统的工程机械。

进一步地，该工程机械为挖掘机。

本发明提供的液压系统通过利用第一切换装置在油温高于上述预设温度时让液压油不经过主阀而是直接流入散热器来减小因压力损失导致的发热，便于散热器将液压油温迅速降下来，提高散热效率，同时，主泵无负荷运转，消耗功率很小，可以实现在怠速时进行有效散热。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的液压系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的液压系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例以及不同实施例中的特征可以相互相应组合。

请参考图1，该图是本发明第一实施例提供的液压系统的结构示意图；该液压系统可以包括：主阀11、先导泵12、主泵13a、主泵13b、回油背压阀14、过滤器16、散热器15、第一切换装置17a及第一切换装置17b。

其中，该第一切换装置17a的第一端连接主泵13a的出油口，第二端连接主阀11，第三端连接散热器15的进油口；在主泵13a出油口的油温高于预设温度时，第一切换装置17a的第一端与第三端连通，且与第二端断开；在主泵13a出油口的油温低于该预设温度时，第一切换装置17a的第一端与第二端连通，且与第三端断开。该预设温度的设置可以根据工程机械的作业需要而设置，比如工程机械在温度低于85度时可以正常作业，则可以将该预设温度设置为85度。

该第一切换装置17b的第一端连接主泵13b的出油口，第二端连接主阀11，第三端连接散热器15的进油口；在主泵13b出油口的油温高于该预设温度时，第一切换装置17b的第一端与第三端连通，且与第二端断开；在主泵13b出油口的油温低于该预设温度时，第一切换装置17b的第一端与第二端连通，且与第三端断开。

通过上述第一切换装置17a的设置，在主泵13a出油口的油温高于该预设温度时，主泵13a出油口的液压油经第一切换装置17a直接流入散热器15中进行散热，不经过主阀11和回油背压阀14，从而避免油液经过主阀11和回油背压阀14因压力损失而产生的发热量，进而减轻了散热器15的负担，便于散热器15将油液快速冷却至目标温度（如适于工程机械作业的温度），提高了散热效率；同时，由于主泵13a与主阀11连接的通路断开，即液压系统中的工作装置停止工作，主泵13a用于将液压油输送至散热器进行散热，主泵13a的压力基本上只有散热器15和过滤器16的压力损失，所以主泵13a的主压力非常小，所消耗的发动机功率也非常小，使得发动机在低速或怠速状态下就可以带动主泵13a运转，进而使由主泵13a、第一切换装置17a及散热器15构成的第一自散热回路工作。

同理，通过上述第一切换装置17b的设置，使得由主泵13b、第一切换装置17b及散热器15构成的第二自散热回路因发热量小能将油液快速冷却至目标温度，提高了散热效率，同时由于主泵13b消耗的功率很小，可以实现在发动机怠速时进行散热。

可以理解的是，本实施例中以工程机械中设置两个主泵（即主泵13a、13b）进行举例说明，具体操作时，工程机械中可以设置一个主泵，相应于该主泵设置一个第一切换装置（设置方式同上）以实现将该主泵出油口的液压油直接输入至散热器15进行散热，故，本实施例中两个主泵及其对应设置的第一切换装置不应做限定性理解。

具体操作时，上述第一切换装置17a可以为三通球阀，若采用三通球阀的情况，则可以通过手动操作该三通球阀使其在高于上述预设温度或低于预设温度时处于上述状态（即操作者根据油温进行手动操作），当然还可以是电磁换向阀等，在采用电磁换向阀的时候可以对应设置一个温度传感器用于感测各主泵出油口的油温，以控制电磁换向阀在高于上述预设温度或低于预设温度时的连接状态；同理适用于第一切换装置17b。对于各主泵出油口的温度等于上述预设温度的情况可以根据实际需要来设置，即可以在该预设温度时，启动各自散热回路工作，即通过各第一切换装置连通对应的主泵与散热器15，也可以在该预设温度时，不启动上述各自散热回路，保持各主泵与主阀11之间的连通状态。

优选地，为了在上述各自散热回路工作时，实现各主泵的排量最大化，在如图1所示的负流量控制模式（即由先导手柄（图未示）经过主阀11后控制各主泵的压力控制口，如主泵13a的压力控制口A）中，设置了第二切换装置，该第二切换装置分别连接主泵13a的压力控制口A、回油油路（在图1中体现为与先导泵12进油口C连接的油箱的连接支路）及主阀11；在主泵13a出油口的油温高于上述预设温度时，第二切换装置用于连通压力控制口A与回油油路，断开压力控制口A与主阀11的连接（即关断由先导手柄通过主阀11控制主泵13a的压力控制口A的先导油路），直接由回油油路为压力控制口A提供压力值（近乎为零）；在主泵13a出油口的油温低于上述预设温度时，第二切换装置用于连通主泵13a的压力控制口A与主阀11，即由先导手柄通过主阀11控制主泵13a的压力控制口A的先导油路导通。

通过上述第二切换装置的设置，可以实现在上述第一自散热回路工作时，回油油路直接与主泵13a的压力控制口A连接，同时切断主阀11控制主泵13a的先导油路，由于与先导泵12的进油口C连通的油箱压力值近乎为零，使得主泵13a的压力控制口A的压力值最小，从而使得主泵13a输送至散热器15的液压油排量最大（对于负流量控制模式，主泵获得最小压力值对应产生最大排量），提高散热效率。

具体操作时，如图1所示，上述第二切换装置可以包括第一换向阀191及第二换向阀192；第一换向阀191分别连接主泵13a的压力控制口A与主阀11，用于控制主泵13a的压力控制口A与主阀11连通或断开；第二换向阀192分别连接主泵13a的压力控制口A与回油油路，用于控制所述主泵13a的压力控制口A与回油油路连通或断开。

继续参考图1，上述第二切换装置或其由第一换向阀191与第二换向阀192组成的结构同样适用于由主泵13b、第一切换装置17b及散热器15构成的第二自散热回路，即可以通过上述第二切换装置实现主泵13b排量最大化控制，进而提高散热效率，在此不再赘述。

可以理解的是，由上述第一换向阀191及第二换向阀192构成第二切换装置为举例说明，具体操作时，还可以有多种形式，如对于每一个主泵，第二切换装置可以采用一个换向阀实现主泵压力控制口与回油油路连通或与主阀11连通。

请参考图2，该图是本发明第二实施例提供的液压系统的结构示意图，图2所示是由先导手柄直接控制主泵的压力控制口的正流量控制模式，由于正流量控制模式下的各主泵（压力控制口的压力值为最大时排量也最大），与图1所示的负流量控制模式下的各主泵（压力控制口的压力值最小时排量最大）不同，相应地图2相对于图1在各主泵的先导油路控制上存在差异。如图2所示，区别在于：图1中的第二切换装置换成了图2中的第三切换装置，该第三切换装置分别连接主泵13a的压力控制口A、先导泵12的出油口B及工程机械的先导手柄；在主泵13a出油口的油温高于上述预设温度时，第三切换装置用于连通压力控制口A与先导泵12的出油口B；在主泵13a出油口的油温低于预设温度时，第三切换装置用于连通主泵13a的压力控制口A与先导手柄。

即通过上述第三切换装置的设置，可以实现在上述第一自散热回路工作时，将先导泵12的出油口B直接与主泵13a的压力控制口A连接，同时先导手柄控制主泵13a的先导油路断开，由于先导泵12的出油口B压力稳定，一般保持在3.9MPa，所以供给主泵13a的压力为3.9MPa，在此压力下控制主泵13a以最大排量向散热器15供油，提高散热效率。

对于第三切换装置的具体设置方式可以参考图1中对第二切换装置的描述，如对于每个主泵而言，可以设置一个或两个（多个）换向阀实现主泵的压力控制口与先导泵12的出油口B连通或与先导手柄连通，不再赘述。同样，第三切换装置及其各种具体设置方式同样适用于由主泵13b、第一切换装置17b及散热器15构成的第二自散热回路，即可以通过上述第三切换装置实现主泵13b排量最大化控制，进而提高散热效率，在此不再赘述。

可以理解的是，在各主泵输出口油液的温度为上述预设温度时，各主泵压力控制口的连通对象可以根据实际需要设置，如在正流量模式下，可以设置与先导手柄连通，也可以与先导泵12的出油口B的连通；同理适用于负流量模式的情况，不再赘述。

本实施例通过利用第一切换装置让液压油不经过主阀，不经过回油背压阀，而是直接流入散热器和过滤器来减小压力损失导致的发热，便于散热器将液压油温迅速降下来，提高散热效率，同时，主泵无负荷运转，消耗功率很小，可以实现发动机怠速时进行有效散热。

在提供上述液压系统的基础上，本发明实施例还提供一种设置有上述液压系统的工程机械，包括但不限于挖掘机。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种液压系统，用于工程机械，包括主阀(11)、主泵(13a)、散热器(15)，其特征在于，所述液压系统还包括第一切换装置(17a)；所述第一切换装置(17a)的第一端连接所述主泵(13a)的出油口，第二端连接所述主阀(11)，第三端连接所述散热器(15)的进油口；

在所述主泵(13a)出油口的油温高于预设温度时，所述第一切换装置(17a)的第一端与第三端连通，且与第二端断开；在所述主泵(13a)出油口的油温低于所述预设温度时，所述第一切换装置(17a)的第一端与第二端连通，且与第三端断开；

所述的液压系统还包括第二切换装置或者第三切换装置；所述第二切换装置分别连接所述主泵(13a)的压力控制口(A)、回油油路及所述主阀(11)；在所述主泵(13a)出油口的油温高于所述预设温度时，所述第二切换装置用于连通所述压力控制口(A)与所述回油油路；在所述主泵(13a)出油口的油温低于所述预设温度时，所述第二切换装置用于连通所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述主阀(11)；

所述第三切换装置分别连接所述主泵(13a)的压力控制口(A)、所述工程机械中的先导泵(12)的出油口(B)及所述工程机械的先导手柄；在所述主泵(13a)出油口的油温高于所述预设温度时，所述第三切换装置用于连通所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述先导泵(12)的出油口(B)；在所述主泵(13a)出油口的油温低于所述预设温度时，所述第三切换装置用于连通所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述工程机械的先导手柄。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述第二切换装置包括第一换向阀(191)及第二换向阀(192)；

所述第一换向阀(191)分别连接所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述主阀(11)，用于控制所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述主阀(11)连通或断开；

所述第二换向阀(192)分别连接所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述回油油路，用于控制所述主泵(13a)的压力控制口(A)与所述回油油路连通或断开。

3.根据上述权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，还包括溢流阀，所述溢流阀设置在所述散热器(15)的进油支路上。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述第一切换装置(17a)为三通球阀或电磁换向阀。

5.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求1-4中任一项所述的液压系统。

6.根据上述权利要求5所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为挖掘机。