CN104019064A - 一种闭式泵液压系统、闭式泵及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种闭式泵液压系统，包括主油泵和补油泵，主油泵包括用于控制主油泵排量的伺服控制阀和伺服油缸，伺服控制阀和伺服油缸位于主油泵的控制油路中，由补油泵向主油泵的回油路补油，由主油泵或者控制油泵向控制油路提供压力油。本发明还提供了一种工程机械和闭式泵。本发明解决闭式泵液压系统发热过高、主油泵克服负载能力低、主油泵换向速度慢等问题，使得闭式泵液压系统发热低，主油泵克服负载能力高、主油泵换向速度快。

Description

一种闭式泵液压系统、闭式泵及工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种闭式泵液压系统、闭式泵及工程机械。
背景技术
目前，在闭式泵液压系统中，几乎所有的闭式油泵都有一个补油泵2(如图1所示)，补油泵2不仅向主油泵1的回油路实现补油，还向主油泵1的伺服油缸3提供压力油，伺服油缸3由伺服控制阀4控制主油泵1的排量和换向。其中补油泵2的排量一般为主油泵1排量的20～25％。补油泵2的补油压力一般大于25bar，也就是溢流阀7设置25bar，有些甚至超过30bar。第一单向阀5和第二单向阀6的进油口与补油泵2的输出油口相通，第一单向阀5和第二单向阀6的出油口分别与主油泵的两个工作油口A、B相通。
补油泵2的具体功能是：给主油泵1的回油路补充压力油，既弥补液压系统液压油的泄漏损失，同时将系统的热油交换到油箱，实现散热的目的；给主油泵2的回油路提供一定背压，防止主油泵1吸空；向主油泵的伺服油缸3提供控制压力油，控制主油泵1的排量和换向。
现有的闭式泵液压系统，向主油泵1的回油路补充压力油与向主油泵的伺服油缸3提供控制压力油是同一个压力，存在以下缺点：1、因为控制压力油的压力一般需要高于向给主油泵1的回油路补充压力油的压力，所以造成补油泵2的输出压力都偏高，向给主油泵1的回油路补充压力油的压力偏高，使得闭式泵液压系统发热过高。2、主油泵1的回油路压力偏高，主油泵1的输出压力与回油压力之差偏低，导致主油泵1的有效工作压力减少，降低了主油泵1克服负载的能力。3、主油泵1的控制压力与控制流量的提升受到补油泵2排量与补油压力的限制，这也限制了主油泵1换向的速度。在混凝土泵送工程机械中，这也限制了泵送的换向速度，进而限制了泵送的连续性的提升。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种闭式泵液压系统、闭式泵及工程机械，以解决闭式泵液压系统发热过高、主油泵克服负载能力低、主油泵换向速度慢等问题。
一方面，本发明提供了一种闭式泵液压系统，包括主油泵和补油泵，主油泵包括用于控制主油泵排量的伺服控制阀和伺服油缸，伺服控制阀和伺服油缸位于主油泵的控制油路中，由补油泵向主油泵的回油路补油，由主油泵或者控制油泵向控制油路提供压力油。
进一步地，还包括梭阀，梭阀的两个进油口分别与主油泵的两个工作油口相通，梭阀的出油口向控制油路提供压力油。
进一步地，由控制油泵向控制油路提供压力油，控制油泵的出口压力大于补油泵的出口压力。
进一步地，在控制油路中设置有减压阀，减压阀出油口与伺服控制阀的进油口相连通，减压阀进油口与主油泵或者控制油泵工作油口相连通。
进一步地，在控制油路中设置有蓄能器。
进一步地，蓄能器设置于减压阀的出油口与伺服控制阀的进油口之间的油路中。
进一步地，蓄能器与减压阀的出油口之间的油路上还设置有第三单向阀，第三单向阀的进口与减压阀的出油口连通，第三单向阀的出口与蓄能器连通。。
进一步地，还包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀的出油口分别与主油泵的两个工作油口相通，第一单向阀和第二单向阀的进油口与补油泵的输出油口相通。
另外还提供了一种闭式泵，包括上述的闭式泵液压系统。
另外还提供了一种工程机械，包括上述的闭式泵液压系统。
本发明提供的一种闭式泵液压系统、闭式泵及工程机械，向伺服油缸供给压力油的控制油路与向主油泵补油的补油路相独立，也就是补油泵只向主油泵的回油路补油，不向控制油路供给压力油，控制油路由主油泵或控制油泵供给压力油。这样设计使得补油泵的输出压力变低，使得闭式泵液压系统发热较低。主油泵的输出压力与回油压力之差较高，导致主油泵的有效工作压力增大，提高了主油泵克服负载的能力。另外，主油泵的控制压力与控制流量由控制油泵输出流量和压力控制，主油泵的控制压力与控制流量的提升不受到补油泵排量与补油压力的限制，进而可提高主油泵换向速度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有闭式泵液压系统示意图；
图2为本发明第一种实施例的闭式泵液压系统示意图；
图3为本发明第二种实施例的闭式泵液压系统示意图；
图4为本发明第三种实施例的闭式泵液压系统示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照附图2-4，对于闭式泵液压系统，主油泵1的回油路是指主油泵的吸油侧或者叫低压油路。如果主油泵1工作油口A吸油，主油泵1工作油口B出油，与主油泵1工作油口A连接的油路就是回油路，与主油泵1工作油口B连接的油路就是输出油路，或叫高压油路。反之，如果主油泵1工作油口B吸油，主油泵1工作油口A出油，与主油泵工作油口B连接的油路就是回油路，与主油泵工作油口A连接的油路就是输出油路，或叫高压油路。
如图2所示，本发明优选的第一种实施例的闭式泵液压系统，包括主油泵1、补油泵2、控制油泵8。补油泵2向主油泵1的回油路补油，不向主油泵1的伺服油缸3供给压力油，也就是不向控制油路供给压力油。主油泵1的伺服油缸3由控制油泵8提供压力油，也就是由控制油泵8向控制油路供给压力油。伺服控制阀4与伺服油缸3设置于主油泵1的控制油路中，控制油路中还设置有减压阀9，减压阀9的出油口与伺服控制阀4的进油口相连通，控制油泵8的出油口与减压阀9的进油口相连通。伺服控制阀4通过伺服油缸3控制主油泵1的排量和换向。减压阀9的出口压力一般设定在大于25bar，也就是本方案适用于控制油泵8的输出压力能一直大于或换向瞬间大于25bar的情况。需要说明的是，在控制油泵8输出的压力油恒定且满足控制油路压力的情况下，也可以取消减压阀，伺服控制阀4可以为三位四通电磁换向阀或三位四通液控换向阀。
第一单向阀5和第二单向阀6的出油口分别与主油泵的两个工作油口A、B相通，第一单向阀5和第二单向阀6的进油口与补油泵2的输出油口相通。补油泵2的输出油路的压力由溢流阀7控制。由于控制油路由控制油泵8提供液压油，因此可以将补油泵2的出口压力调整得比控制油泵的出口压力低得多，溢流阀7开启压力一般设在8bar左右，也就是说，补油泵2的输出油路超过8bar，溢流阀7打开卸压，使补油泵2的输出油路恒定在8bar左右，即可以将补油泵2的出口压力设置8bar左右。
如果主油泵1工作油口A吸油，主油泵1工作油口B出油，与主油泵1工作油口A连接的油路就是回油路，与主油泵1工作油口B连接的油路就是输出油路，或叫高压油路。第一单向阀5打开，第二单向阀6关闭，补油泵2的压力油经过第一单向阀5向回油路供油。反之，如果主油泵1工作油口B吸油，主油泵1工作油口A出油，与主油泵1工作油口B连接的油路就是回油路，与主油泵工作油口A连接的油路就是输出油路，或叫高压油路。第一单向阀5关闭，第二单向阀6打开，补油泵2的压力油经过第二单向阀6向回油路供油。
因为，补油泵2的输出压力变低，使得闭式泵液压系统发热较低。主油泵1的输出压力与回油压力之差较高，导致主油泵1的有效工作压力增大，提高了主油泵1克服负载的能力。另外，主油泵1的控制压力与控制流量由控制油泵8输出流量和压力控制，主油泵1的控制压力与控制流量的提升不受到补油泵2排量与补油压力的限制。
如图3所示，本发明优选的第二种实施例闭式泵液压系统，与第一种实施例的闭式泵液压系统不同在于：在主油泵1的控制油路上设置有蓄能器10，具体地，蓄能器10设置于减压阀9的出油口与伺服控制阀4的进油口之间的油路中。为给蓄能器10保压，可在减压阀9出口与蓄能器10之间增加一个第三单向阀12，第三单向阀12的进口与减压阀9的出油口连通，第三单向阀12的出口与蓄能器10连通。蓄能器10主要是存储液压油能量，蓄能器的功能是提高主油泵1换向时压力油的流量，以提高主油泵的换向速度。为进一步调高主油泵的换向速度，可适当提高减压阀9的开启压力，如提高到45bar。
如图4所示，本发明优选的第三种实施例闭式泵液压系统，与第二种实施例的闭式泵液压系统不同在于：没有控制油泵8，通过梭阀11的两个进油口分别与主油泵的两个工作油口A、B相通，梭阀11的出油口向主油泵的伺服油缸3提供压力油。如果主油泵工作油口A吸油，主油泵工作油口B出油，梭阀11的出油口与主油泵工作油口B相通，向主油泵的伺服油缸3提供压力油。反之，如果主油泵工作油口B吸油，主油泵工作油口A出油，梭阀11的出油口与主油泵工作油口A相通，向主油泵的伺服油缸3提供压力油。本发明还提供了一种闭式泵和工程机械，包括上述的闭式泵液压系统。
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 (10)

1.一种闭式泵液压系统，包括主油泵(1)和补油泵(2)，主油泵(1)包括用于控制主油泵(1)排量的伺服控制阀(4)和伺服油缸(3)，伺服控制阀(4)和伺服油缸(3)位于主油泵的控制油路中，其特征在于，由补油泵(2)向主油泵(1)的回油路补油，由主油泵(1)或者控制油泵(8)向控制油路提供压力油。
2.根据权利要求1所述的闭式泵液压系统，其特征在于，还包括梭阀(11)，梭阀(11)的两个进油口分别与主油泵(1)的两个工作油口(A、B)相通，梭阀(11)的出油口向控制油路提供压力油。
3.根据权利要求1所述的闭式泵液压系统，其特征在于，由控制油泵(8)向控制油路提供压力油，控制油泵(8)的出口压力大于补油泵(2)的出口压力。
4.根据权利要求1至3任一项所述的闭式泵液压系统，其特征在于，在控制油路中设置有减压阀(9)，减压阀(9)出油口与伺服控制阀(4)的进油口相连通，减压阀(9)进油口与主油泵(1)或者控制油泵(8)工作油口相连通。
5.根据权利要求4所述的闭式泵液压系统，其特征在于，在控制油路中设置有蓄能器(10)。
6.根据权利要求5所述的闭式泵液压系统，其特征在于，蓄能器(10)设置于减压阀(9)的出油口与伺服控制阀(4)的进油口之间的油路中。
7.根据权利要求6所述的闭式泵液压系统，其特征在于，蓄能器(10)与减压阀(9)的出油口之间的油路上还设置有第三单向阀(12)，第三单向阀(12)的进口与减压阀(9)的出油口连通，第三单向阀(12)的出口与蓄能器(10)连通。
8.根据权利要求1至3任一项所述的闭式泵液压系统，其特征在于，还包括第一单向阀(5)和第二单向阀(6)，第一单向阀(5)和第二单向阀(6)的出油口分别与主油泵(1)的两个工作油口(A、B)相通，第一单向阀(5)和第二单向阀(6)的进油口与补油泵(2)的输出油口相通。
9.一种闭式泵，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的闭式泵液压系统。
10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的闭式泵液压系统。
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