CN103206423B - 一种液压系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压系统，具体涉及一种液压系统及工程机械，该液压系统，包括：液压油缸，所述液压油缸包括有杆腔的进油口和无杆腔的回油口；卸荷阀，所述回油口连接所述卸荷阀的进油口，所述卸荷阀的出油口连接油箱；其中，所述卸荷阀还包括连接其进油口的泄油口，所述泄油口通过控制阀连接油箱。通过在液压油缸的回油油路上设置卸荷阀，并且卸荷阀上设置有与回油油路连通的泄油口，泄油口通过控制阀控制泄油，可以根据实际情况人为控制卸荷阀卸荷，将液压缸无杆腔高压回油快速卸荷，减少能量损失，结构简单，成本低。

Description

一种液压系统及工程机械

技术领域

本发明涉及一种液压系统，具体设计一种液压系统及具有该液压系统的工程机械。

背景技术

目前，节能技术已经成为工程机械最主要的研发方向。在液压挖掘机上，主要从发动机控制及各种液压能量回收等方面进行了研究。而对于通过降低工作装置上工作油缸不必要的回油背压的节能技术，因受制于主阀阀体孔道、阀芯开口特性以及管路油道等结构上的原因，尚未出现有效的实施方案。上述回油背压系统具体包括动臂提升小腔回油系统，斗杆卸载大腔回油系统及铲斗卸载大腔回油系统。尤其是斗杆大腔回油，因流量大，背压高，能量损失较大。

如图1所示，现有的液压油缸回油的液压原理简图，可以使用在动臂提升小腔回油、斗杆卸载大腔回油或铲斗卸载大腔回油。主泵01’的出油口连接换向阀02’的P口，换向阀02’的A口连接工作油缸03’的ROD(有杆缸)端油口，换向阀02’的B口连接工作油缸03’的HEAD(无杆腔)端油口，换向阀02’的T口连接油箱，在换向阀02’的A口与工作油缸03’的ROD端之间的管路上连接第二过载阀04’的a口，第二过载阀04’的b口连接油箱；在换向阀02’的B口与工作油缸03’的HEAD端之间连接第一过载阀05’的a口，第一过载阀05’的b口回油箱。其中第二过载阀04’与第一过载阀05’起到过载保护作用。

当控制油Xr输入，换向阀02’切换到右位，高压油进入工作油缸03’的ROD端，推动工作油缸03’的HEAD端中低压油回油箱，在换向阀02’处产生节流损失。

如图2所示，图1中两个过载阀的结构为：螺栓1’、螺母2’、外阀体3’、先导阀盖4’、第一密封圈5’、先导弹簧6’、先导阀芯7’、先导阀座8’、第二密封圈9’、第一垫圈10’、第二密封圈11’、第二垫圈12’、中间阀芯13’、中间阀座14’、中间阀芯弹簧15’、中间阀座弹簧16’、承压网17’、第四密封圈18’；以及过载阀的进油腔a’、出油腔b’、中间孔道c’、中间油腔d’，弹簧腔g’、油道f’和油道e’。

工作原理为：位于a’腔出的高压油通过中间孔道c’进入d’腔，a’腔压力等于d’腔压力。如果d’腔的压力高于先导弹簧6’设定压力，先导阀芯7’抬起，d’腔高压油通过弹簧腔g’、油道f’、e’流到油箱，d’腔卸荷，压力降低。此时，中间阀芯13’抬升，中间孔道c’变成节流，d’腔与a’腔之间产生压差，中间阀座14’抬起，过载阀溢流，a’腔与b’腔连通。如果a’腔溢流低于弹簧设定压力，则d’腔无法卸荷，阀芯14’保持关闭。现有过载阀只有在回油油路油压超过过载阀的最高限压的情况下才能通过过载阀的出油腔b’排油，不能有效解决回油背压卸荷作用。

而市场存在其他解决回油背压的方法，就是使用一种双阀芯油缸结构，将通常控制双作用油缸的一根阀芯变为两根，每一根阀芯分别控制油缸的一个油口。这样，在控制油缸速度时，可以将油缸回油背压降到需要的最小。但此方案是需对主阀及挖机等工程机械的控制方式进行彻底的改变，控制元件增加较多，而且需增加各种传感及检测元器件，结构复杂，成本高，可靠性低。

因此，对于现有液压油缸回油背压过高，能量损失较大，现有降低液压油缸背压方式结构复杂，成本高的问题，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种液压系统，以解决现有液压油缸回油背压过高，能量损失较大，现有降低液压油缸背压方式结构复杂，成本高的问题。

本发明还提供一种工程机械，该工程机械上设置有上述液压系统，以解决现有液压油缸回油背压过高，能量损失较大的问题。

本发明提供了一种液压系统，包括：

液压油缸，所述液压油缸包括有杆腔的进油口和无杆腔的回油口；

卸荷阀，所述回油口连接所述卸荷阀的进油口，所述卸荷阀的出油口连接油箱；其中

所述卸荷阀还包括连接其进油口的泄油口，所述泄油口通过控制阀连接油箱。

进一步地，所述卸荷阀包括：

第一过载阀；以及

开设在所述第一过载阀的控制端的泄油口，所述泄油口与所述第一过载阀的进油口连接；其中，

所述第一过载阀的泄油口通过控制阀连接所述油箱。

进一步地，所述控制阀为电磁阀。

进一步地，所述液压油缸的进油口通过进油油路连接第二过载阀，

所述第二过载阀的进油口连接所述进油油路，所述第二过载阀的出油口连接所述油箱。

进一步地，所述液压油缸的进油口和所述液压油缸的回油口通过换向阀连接主泵和油箱；

所述换向阀包括三个工作状态，第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；

所述第一工作状态下，所述液压油缸的进油口连通所述主泵，所述液压油缸的回油口连通所述油箱；

所述第二工作状态下，所述主泵连通所述油箱；

所述第三工作状态下，所述液压油缸的进油口连通所述油箱，所述液压油缸的回油口连通所述主泵。

进一步地，所述电磁阀为二位二通电磁换向阀。

本发明还提供一种工程机械，所述工程机械设置有上述的液压油缸回油背压卸荷装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供一种液压系统，包括：液压油缸，所述液压油缸包括有杆腔的进油口和无杆腔的回油口；卸荷阀，所述回油口连接所述卸荷阀的进油口，所述卸荷阀的出油口连接油箱；其中，所述卸荷阀还包括连接其进油口的泄油口，所述泄油口通过控制阀连接油箱。通过在液压油缸的回油油路上设置卸荷阀，并且卸荷阀上设置有与回油油路连通的泄油口，泄油口通过控制阀控制泄油，可以根据实际情况人为控制卸荷阀卸荷，将液压缸无杆腔高压回油快速卸荷，减少能量损失，结构简单，成本低。

附图说明

图1为相关技术中液压油缸回路的液压原理示意图；

图2为相关技术中过载阀的结构剖视示意图；

图3为本发明实施例中液压油缸回油背压卸荷系统的液压原理示意图；

图4为本发明实施例中卸荷阀的结构示意图。

附图标记说明：01、主泵；02、换向阀；03、工作油缸；04、卸荷阀；05、第二过载阀；06、电磁阀；1、螺栓；2、螺母，3、外阀体；4、先导阀盖；5、第一密封圈；6、先导弹簧；7、先导阀芯；8、先导阀座；9、第二密封圈；10、第一垫圈；11、第二密封圈；12、第二垫圈；13、中间阀芯；14、中间阀座；15、中间阀芯弹簧；16、中间阀座弹簧；17、承压网；18、第四密封圈。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。

本发明实施例提供一种液压系统，主要为液压油缸回油背压卸荷作用，该液压系统主要是改进了现有的液压油缸回油油路上的过载阀结构，并增加一泄油油路，通过控制泄油油路可以直接将回油油路上的高压油排到油箱内，起到对回油背压的卸荷作用，结构简单，可以直接更换现有的过载阀为卸荷阀，并增加泄油油路来实现并控制液压油缸回油背压的快速低压卸荷。

如图3所示，本发明实施例提供的液压系统主要是在换向阀02的B口与工作油缸03的HEAD端之间连接卸荷阀05；卸荷阀05设置有泄油口，泄油口连通液压油缸的回油油路，并且泄油口通过电磁阀连接油箱，可以人为控制卸荷阀05泄油口与油箱连通，快速对液压油缸的回油进行泄油，以使该卸荷阀具有泄油作用。

具体为，如图3所示，主泵01的出口连接换向阀02的P口，换向阀02的A口连接工作油缸03的ROD端，换向阀02的B口连接工作油缸03的HEAD端，换向阀02的T口连接油箱，在换向阀02的A口与工作油缸03的ROD端之间的管路上连接第二过载阀04的a口，第二过载阀04的b口连接油箱；在换向阀02的B口与工作油缸03的HEAD端之间连接卸荷阀05的a口，卸荷阀05的b口回油箱，卸荷阀05的c口连接电磁阀06的a口，电磁阀06的b口回油箱。

该液压系统通过更换现有的第一过载阀为卸荷阀05，卸荷阀的泄油口c不仅连通其进油口a口，卸荷阀的泄油口c口还连接电磁阀06的a口，电磁阀06的b口连接油箱，通过控制电磁阀06的a口与b口的连通，来实现卸荷阀05卸荷，不需对主阀及原管路结构做大的改动，具有对原有元器件改动小，成本低，不影响挖机操作性能，节能效果好等特点。

如图3所示，工作过程为：当控制油从Xr口输入，换向阀02切换到右位，高压油进入工作油缸03的ROD端，推动工作油缸03的HEAD端的低压油通过换向阀02回油箱的同时，电磁阀06得电，切换到左位，电磁阀06的a口与b口的连通，卸荷阀05卸荷，大大降低油缸回油节流损失。

其中，如图3所示，电磁阀06为二位二通电磁换向阀。卸荷阀为在现有过载阀基础上的改进产品，以便于对现有过载阀的更换，具有对原有元器件改动小，成本低，不影响现有工程机械的机械性能。

本发明实施例提供的卸荷阀在现有过载阀基础上的改进后结构为，如图4所示，包括：螺栓1、螺母2、外阀体3、先导阀盖4、第一密封圈5、先导弹簧6、先导阀芯7、先导阀座8、第二密封圈9、第一垫圈10、第二密封圈11、第二垫圈12、中间阀芯13、中间阀座14、中间阀芯弹簧15、中间阀座弹簧16、承压网17、第四密封圈18；以及过载阀的进油腔a、出油腔b、中间孔道c、中间油腔d，弹簧腔g、油道f、油道e、孔道h和泄油口i。

其原理为，如图4所示，在确保与常用过载阀安装尺寸及功能一致的条件下，通过在外阀体3上开设一个或者多个连通泄油口i的孔道h，孔道h连通中间油腔d，改进后的过载阀增加了卸荷功能。具体为，与图2相比，该卸荷阀在外阀体3的内部增加孔道h，在外阀体3外部增设有与孔道h连通的泄油口i，孔道h一端通往d腔，另一端通往油口i。这样，人为可以控制孔道h直接将d腔压力卸荷，从而抬起阀芯14，最终卸荷油路压力。

当然，作为其他选择，也可以在过载阀的其他位置开设与过载阀进油口连通的泄油口来构造该卸荷阀。控制阀可以选择电磁阀外其他控制阀。

作为另一种选择，进油油路也可以通过换向阀直接连接主泵，主泵给进油油路供油，回油油路上连接卸荷阀，然后通过换向阀连接油箱。

其中，换向阀为三位四通换向阀，也可是其他满足三个工作状态的换向阀，三个状态包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；第一工作状态下，进油油路连接主泵，回油油路连接油箱；第二工作状态下，所述主泵连接所述油箱，进油油路和回油油路处于断路状态；第三工作状态下，进油油路连接油箱，回油油路连接主泵。

本发明还提供一种工程机械，该工程机械设置有上述的液压油缸回油背压卸荷装置。由于上述的液压油缸回油背压卸荷装置具有上述技术效果，因此，设置有该液压油缸回油背压卸荷装置的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (5)

1.一种液压系统，其特征在于，包括：

液压油缸，所述液压油缸包括有杆腔的进油口和无杆腔的回油口；

卸荷阀，所述回油口连接所述卸荷阀的进油口，所述卸荷阀的出油口连接油箱；其中

所述卸荷阀还包括连接其进油口的泄油口，所述泄油口通过控制阀连接油箱，所述卸荷阀的外阀体上开设有一个或者多个用于连通泄油口的孔道；所述卸荷阀包括：

第一过载阀；以及

开设在所述第一过载阀的控制端的所述泄油口，所述泄油口与开设在所述第一过载阀上的所述进油口连接；其中，

所述泄油口通过所述控制阀连接所述油箱；所述控制阀为电磁阀。

2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于：所述液压油缸的进油口通过进油油路连接第二过载阀，

所述第二过载阀的进油口连接所述进油油路，所述第二过载阀的出油口连接所述油箱。

3.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于：所述液压油缸的进油口和所述液压油缸的回油口通过换向阀连接主泵和油箱；

所述换向阀包括三个工作状态，第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态；

所述第一工作状态下，所述液压油缸的进油口连通所述主泵，所述液压油缸的回油口连通所述油箱；

所述第二工作状态下，所述主泵连通所述油箱；

所述第三工作状态下，所述液压油缸的进油口连通所述油箱，所述液压油缸的回油口连通所述主泵。

4.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于：所述电磁阀为二位二通电磁换向阀。

5.一种工程机械，其特征在于：所述工程机械设置有如权利要求1-4任一项所述的液压系统。