CN103727078A - 起重机及其液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压系统，具有主油路和供油至先导元件的先导油路，还包括减压元件，所述主油路与所述先导油路能够通过所述减压元件连通，以使所述先导油路的实际压力不低于其工作压力需求值。该液压系统中的先导油泵无法提供足够压力时，主油路可以参与合流，即主泵与先导油泵合流，以满足先导油路的压力需求，维持先导元件的正常工作。另外，主油路在执行元件不工作时，依然可执行合流的功能，而不再处于低压大流量待机工况，从而减少液压油能量损失。本发明还公开了一种具有该液压系统的起重机。

Description

起重机及其液压系统

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，以及具有该液压系统的起重机。

背景技术

先导元件普遍存在于起重机械上，尤其是超大型全地面起重机。先导元件的工作压力一般较低，先导油路为其供油，压力一般维持在2.5MPa(兆帕：压力单位)至3.5MPa之间，主要用于先导操作，如泵变量、平衡器开启、制动器打开，以及泵和马达的补油等使用。

请参考图1，图1为一种典型的为先导元件供油的液压系统示意图。

如图1所示，该系统包括定量齿轮泵100和溢流阀200，定量齿轮泵100用于向先导油路300提供压力油，溢流阀200可控制先导油路300的最大压力，比如，设定值为3.5MPa，则可将流向先导油路300压力限制在3.5MPa以内，供所有先导操作使用。另外，先导油路300应当保持一定的压力值以维持先导元件的正常工作。定量齿轮泵100的供油油压应当使先导油路300的实际压力不低于该工作压力需求值。但是定量齿轮泵100在低转速下(比如，驱动定量齿轮泵100的发动机处于怠速工况时)，存在以下问题：

第一，定量齿轮泵100的转速低，则其出口流量不足以维持先导油路300的工作压力，导致先导压力不足。

第二，定量齿轮泵100吸油不连续，泵的容积效率低，因此泵的实际出口流量较小，进一步导致先导压力不足。

请参考图2，图2为一种典型的为执行元件供油的液压系统示意图。

如图2所示，该系统主要包括油泵400以及阀组500，阀组500由多个压力选择电磁阀501组成，执行元件具体可以包括超起及配重等装置，执行元件工作时，系统压力较高，压力选择电磁阀501根据需要得电，以调定油泵400的出口压力，保证系统正常工作。当超起及配重等装置不工作时，阀组500中的电磁阀均不得电，油泵400处于低压大流量待机工况，将产生一定的能量损失，造成浪费。

综上所述，如何使先导油路维持足够的工作压力，保证先导元件正常工作，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种起重机及其液压系统。该液压系统的先导油路能够维持足够的工作压力，保证先导元件正常工作。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液压系统，具有主油路和供油至先导元件的先导油路，还包括减压元件，所述主油路与所述先导油路能够通过所述减压元件连通，以使所述先导油路的实际压力不低于其工作压力需求值。

该液压系统中的先导油泵无法提供足够压力时，主油路可以参与合流，即主泵与先导油泵合流，以满足先导油路的压力需求，维持先导元件的正常工作。另外，主油路在执行元件不工作时，依然可执行合流的功能，而不再处于低压大流量待机工况，从而减少液压油能量损失。

优选地，所述减压元件包括减压阀。

优选地，所述减压阀的设定值不小于所述先导油路的工作压力需求值。

优选地，所述先导油路连通有溢流阀，所述减压阀的设定值不大于所述溢流阀的设定值。

优选地，所述工作压力需求值为范围值，所述溢流阀的设定值为所述范围值的上限值，所述减压阀的设定值为所述范围值的下限值。

优选地，所述主油路由变量泵供油，且所述减压阀与所述主油路之间设有第一阻尼孔；所述变量泵具有限定压力，所述主油路压力不低于所述限定压力。

优选地，所述减压元件包括串联的通断阀和第二阻尼孔。

优选地，所述通断阀为电磁阀。

本发明还提供一种起重机，包括先导元件和执行元件，以及驱动所述先导元件、所述执行元件动作的液压系统，所述液压系统如上述任一项所述的液压系统，所述液压系统的所述主油路供油至所述执行元件，所述液压系统的所述先导油路供油至所述先导元件。

该起重机具有与上述液压系统相同的有益效果。

优选地，所述执行元件包括超起装置和／或配重。

附图说明

图1为一种典型的先导元件的液压系统示意图；

图2为一种典型的执行元件的液压系统示意图；

图3为本发明提供的液压系统一种具体实施方式的液压原理图；

图4为本发明提供的液压系统另一种具体实施方式的液压原理图。

图1-2：

100定量齿轮泵、200溢流阀、300先导油路、400油泵、500阀组、501压力选择电磁阀

图3-4：

1先导油路、2主油路、3溢流阀、4减压阀、5第一阻尼孔、6主泵、7通断阀、8第二阻尼孔、9先导油泵

具体实施方式

为了使本领域的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。

请参考图3，图3为本发明提供的液压系统一种具体实施方式的液压原理图。

如图3所示，该液压系统包括为先导元件供油的先导油路1，以及主油路2，先导油路1用于满足先导元件的使用需求，油压偏低，主要由先导油泵9供油；主油路2用于满足执行元件的使用需求，油压偏高，主要由主泵6供油。

另外，该液压系统还包括与主油路2连通的减压元件。液压油依次流经主油路2、减压元件，然后连通至先导油路1，则主泵6和先导油泵9的液压油能够合流至先导元件。

主泵6通常具备较高的油压，则合流后的液压油压力可以使先导油路1的实际压力始终不低于其工作压力需求值，以维持先导元件的正常工作。而且，主泵6的油液经减压元件减压后合流至先导油路1，不影响主油路2对执行元件的正常供油，同时也不会使先导油路1的油压过高。

与背景技术相比，该液压系统中的先导油泵9无法提供足够压力时，主油路2可以参与合流，即主泵6与先导油泵9合流，以满足先导油路1的压力需求，维持先导元件的正常工作。另外，主油路2在执行元件不工作时，依然可执行合流的功能，而不再处于低压大流量待机工况，从而减少液压油能量损失。

以起重机为例，起重机包括先导元件、执行元件，以及驱动该先导元件正常动作的液压系统，该液压系统即为上述各实施例中的液压系统。显然，该起重机具有与上述液压系统相同的有益效果。

上述执行元件具体可以包括超起装置和／或配重。超起装置或者配重为起重机中重要的执行元件，其油路压力一般较高，最高能够达到25MPa。由于其工作压力较大，即使在超起、配重等执行元件处于工作状态下向先导元件供油，也能够保证不影响超起装置或者配重自身工作性能，此类执行元件均不工作时，也可减少待机工况的能量损失；并且，经过减压后能够满足先导元件正常工作。

具体地，上述减压元件可以为减压阀4。减压阀4是一种常见的减压元件，将其相关参数设定完毕后，即可以自动地控制出口液压油压力，使用方便。

进一步地，上述减压阀4具有设定值，使得流出所述减压阀4、与先导油泵9合流的液压油压力不大于该设定值。若先导元件的正常工作压力需求值为范围值，则上述减压阀4出口的压力值可设定为不小于该范围值的下限值；若先导元件的正常工作压力为定值(一般为范围值)，则液压油在减压阀4出口的压力值不小于该定值。比如，若先导油路1的工作油压保持在2.5MPa至3.5MPa之间，则该减压阀4的设定出口压力值可不小于2.5MPa；若先导油路1的工作压力保持在定值3MPa，则减压阀4设定的出口压力值可不小于3MPa。

如此，与先导油路1合流前，减压阀4的出口压力已经能够满足先导元件的正常工作，即使先导油泵9自身的压力很小，甚至为零，合流后的液压油依然能够保证先导元件正常工作，提高液压系统工作的可靠性。

应当理解，减压阀4的出口压力值也可以小于上述范围值的下限值或者上述定值，只是，此时先导油泵9具有最低压力要求，以使减压阀4出口液压油和先导油泵9的液压油合流后能够维持先导元件正常工作。

进一步地，至先导元件的先导油路1上还可以设置有溢流阀3，该溢流阀3具有设定值，以限制先导油路1的最大压力，具有保压功能，防止先导油路1压力波动。此时，上述减压阀4出口压力的设定值可以不大于该溢流阀3的设定值。

由于流过减压阀4液压油的压力将进一步被上述溢流阀3限制，当流出减压阀4的液压油压力高于溢流阀3的设定值时，一部分液压油将通过溢流阀3溢流回油箱，造成能量浪费。故，减压阀4设定值小于溢流阀3设定值的设置方式可减少能量损失，以使先导油路1的油压始终保持在合理的范围值内。

此外，减压阀4设定值小于溢流阀3设定值时，当先导油泵9的出口压力足够大时，减压阀4可自动关闭，主油路2无需合流至先导油路1，以使主油路2仅于先导油路1油压不足时，参与合流供油，油液分配更为科学合理。

当然，减压阀4的设定值也可以大于溢流阀3的设定值，只是，与上述方式相比，该种方式不具备上述效果。

先导油路1的工作压力需求值为范围值时，溢流阀3的设定值可为所述范围值的上限值，所述减压阀4的设定值可为所述范围值的下限值。以先导油路1正常工作油压处于2.5MPa至3MPa之间为例，溢流阀3设定值可以是3.5Mpa，减压阀4设定值可以是2.5MPa，即二者分别限定先导油路1的上限和下限，从而使先导油路1的油压始终处于合理范围内。

进一步地，上述主泵6可以是变量泵，变量泵一般设定有限定压力，在变量泵的排量控制机构下，可保证主油路2压力不低于该限定压力。例如，所述限定压力为3MPa，工作时，变量泵的出口油压不低于3MPa，根据执行元件的油压需求，排量控制机构可以控制变量泵的油压增至15MPa、20MPa、25MPa等。此时，主油路2与上述减压阀4之间可设置有第一阻尼孔5。液压油从所述变量泵流向第一阻尼孔5，第一阻尼孔5的节流降压功能将导致其上游产生一定的压升，比如，第一阻尼孔5处压力可能增加至3.2MPa，此时，变量泵将减小其排量使主油路2压力降回至3MPa，之后，保持流量恒定，也即主油路2压力保持在3MPa。

可见，第一阻尼孔5对液压油节流的同时，将导致主油路2压力略微回升，则利用变量泵的排量控制功能，能够进一步节省液压油，节省能量。而且，当减压阀4失效时，第一阻尼孔5的节流降压作用可以保证主油路2压力不浪费，而是有所节制地合流至先导油路1，可见第一阻尼孔5和减压阀4也起到双重保险作用。

请参考图4，图4为本发明提供的液压系统另一种具体实施方式的液压原理图。

如图4所示，上述减压元件还可以包括通断阀7，以及与该通断阀7串联的第二阻尼孔8。液压油从主油路2依次流经第二阻尼孔8、通断阀7后，与先导油泵9的液压油合流至先导元件。

如上文所述，若主油路2为执行元件供油，先导油路1压力充足时，执行元件也处于工作状态，此时关闭通断阀7，主油路2无需与先导油泵9合流；先导油路1压力不足时，开启通断阀7，主油路2的液压油先经过第二阻尼孔8降压至符合先导元件正常工作的范围，再通过开启的通断阀7，与先导油泵9的液压油合流，供油给先导元件。

如此，通断阀7使主油路2液压油向先导元件流动可控，并且操作方便；并且，第二阻尼孔8也具有上述第一阻尼孔5的有益效果。通断阀7具体可以是电磁阀，操作人员可以根据实际工况需求调节电磁阀的通断，也可以设置压力检测元件，检测先导油路1压力不足时，自动控制电磁阀导通主油路2和先导油路1，以实现合流，确保先导油路1的油压。

此实施例中，先导油路1同样可以设置溢流阀3，溢流阀3与第二阻尼孔8共同调控先导油路1的压力，使其满足先导元件的油液需求。

以上对本发明所提供的一种起重机及其液压系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压系统，具有主油路(2)和供油至先导元件的先导油路(1)，其特征在于，还包括减压元件，所述主油路(2)与所述先导油路(1)能够通过所述减压元件连通，以使所述先导油路(1)的实际压力不低于其工作压力需求值。

2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述减压元件包括减压阀(4)。

3.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述减压阀(4)的设定值不小于所述先导油路(1)的工作压力需求值。

4.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述先导油路(1)连通有溢流阀(3)，所述减压阀(4)的设定值不大于所述溢流阀(3)的设定值。

5.如权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述工作压力需求值为范围值，所述溢流阀(3)的设定值为所述范围值的上限值，所述减压阀(4)的设定值为所述范围值的下限值。

6.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述主油路(2)由变量泵供油，且所述减压阀(4)与所述主油路(2)之间设有第一阻尼孔(5)；所述变量泵具有限定压力，所述主油路(2)压力不低于所述限定压力。

7.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述减压元件包括串联的通断阀(7)和第二阻尼孔(8)。

8.如权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述通断阀(7)为电磁阀。

9.一种起重机，包括先导元件和执行元件，以及驱动所述先导元件、所述执行元件动作的液压系统，其特征在于，所述液压系统如权利要求1-8任一项所述的液压系统，所述液压系统的所述主油路(2)供油至所述执行元件，所述液压系统的所述先导油路(1)供油至所述先导元件。

10.如权利要求9所述的液压系统，其特征在于，所述执行元件包括超起装置和／或配重。

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