CN105201937A - 液压系统、起重机及液压系统的辅助驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压系统、起重机及液压系统的辅助驱动方法，涉及工程机械领域，用以优化现有的液压系统。该液压系统包括执行元件、主阀和平衡阀。其中，液压系统还包括：换向阀和辅助驱动油路；换向阀设置在主阀和平衡阀之间，辅助驱动油路并联设置在平衡阀和换向阀之间；其中，辅助驱动油路上设置有辅助元件；当执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，辅助元件被驱动。上述技术方案提供的液压系统，能够利用执行元件在重力势能转换为液压系统热能过程中产生的附加能量，以驱动辅助元件，提高了液压系统的能量利用率，也减轻了系统产生的热量和散热系统的负担。

Description

液压系统、起重机及液压系统的辅助驱动方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种液压系统、起重机及液压系统的辅助驱动方法。

背景技术

起重机是工程建设中应用广泛的重要设备，主要包括起升、伸缩、变幅、回转等基本动作，均由液压系统来驱动。起重机在起升动作过程中，重物上升时，起重机克服重物的重力做功，将能量转化为重物的重力势能，在重物下落过程中，通过平衡阀来限制下降的速度，重物的重力势能转化为液压油的热能存在于系统之中。同理，在起重机做变幅落动作时，仍然存在伸臂和变幅油缸的重力势能转化为液压油的热能的情况。这样，不仅消耗了能量，还增加了系统的热量，对散热系统的负担也增加，其他类型的工程机械中也存在类似的情况。

起升：起重机卷扬在液压马达的驱动下，带动重物向上或向下运动，实现重物高度的变化。

变幅：起重机变幅动作是指在变幅油缸的作用下带动伸缩臂做趴臂或起臂动作，从而实现伸臂角度的变化。

在现有技术的变幅系统中，如图1所示，当主阀11右位工作时，进油P口的液压油通过主阀11作用于平衡阀21的左位单向阀侧，并通过单向阀作用于变幅油缸31的无杆腔，有杆腔通过主阀11回油至T口，使变幅油缸31伸出，带动伸臂变幅角度增大。当主阀11左位工作时，进油P口的液压油通过主阀11作用于变幅油缸31的有杆腔，同时还作用于平衡阀21控制口，当有杆腔压力大于平衡阀21的开启压力后，变幅油缸31的无杆腔的液压油通过平衡阀21的右位节流口至主阀11回油至T口，变幅油缸31回缩，带动伸臂变幅角度减小。

在现有技术的起升系统中，如图2所示，当主阀11右位工作时，进油P口的液压油通过主阀11作用于平衡阀21的左位单向阀侧，并通过单向阀作用于起升马达41的起口，落口通过主阀11回油至T口，驱动起升马达41旋转，使重物上升，实现卷扬起动作。当主阀11左位工作时，进油P口的液压油通过主阀11作用于起升马达41落口，同时还作用于平衡阀21控制口，当起升马达41落口压力大于平衡阀21的开启压力后，起口液压油通过平衡阀21的右位节流口至主阀11回油至T口，驱动起升马达41反向旋转，使重物下落，实现卷扬落动作。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：起重机在做变幅落或卷扬落动作时，均为重力势能转化成液压系统热能的情况，不仅消耗的能量，还增加了系统的热量，对散热系统的负担也增加。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种液压系统、起重机及液压系统的辅助驱动方法，用以优化现有的液压系统。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种液压系统，包括执行元件、主阀和平衡阀，其中，液压系统还包括：换向阀和辅助驱动油路；

所述换向阀设置在所述主阀和所述平衡阀之间，所述辅助驱动油路并联设置在所述平衡阀和所述换向阀之间；

其中，所述辅助驱动油路上设置有辅助元件；当所述执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，所述换向阀处于截止位，所述辅助元件被驱动。

如上所述的液压系统，优选的是，所述辅助驱动油路还包括旁通分流阀；

所述平衡阀流出的油液经由所述旁通分流阀流向所述辅助元件。

如上所述的液压系统，优选的是，所述旁通分流阀设置有与油箱连通的分流回油口。

如上所述的液压系统，优选的是，所述旁通分流阀与所述辅助元件之间的油路上并联有溢流阀。

如上所述的液压系统，优选的是，所述辅助元件为辅助油缸或辅助马达。

如上所述的液压系统，优选的是，所述辅助马达的数量为两个，各个所述辅助马达之间串联或并联；或者，所述辅助马达的数量至少为三个，各个所述辅助马达之间串联、并联或混联。

如上所述的液压系统，优选的是，所述辅助油缸的数量为两个，各个所述辅助油缸之间串联或并联；或者，所述辅助油缸的数量至少为三个，各个所述辅助油缸之间串联、并联或混联。

如上所述的液压系统，优选的是，所述执行元件为起升马达或变幅油缸。

本发明实施例再提供一种起重机，其包括本发明任一技术方案所提供的液压系统。

本发明实施例还提供一种液压系统的辅助驱动方法，其包括下述步骤：

当执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，控制换向阀处于截止位，使得经由执行元件流出的油液进入到辅助驱动油路中，以驱动辅助驱动油路上的辅助元件。

如上所述的液压系统的辅助驱动方法，优选的是，所述辅助元件为辅助油缸或辅助马达。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案提供的液压系统，能够利用执行元件在重力势能转换为液压系统热能过程中产生的附加能量，以驱动辅助元件，提高了液压系统的能量利用率，也减轻了系统产生的热量和散热系统的负担。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有技术中变幅系统的原理示意图；

图2为现有技术中起升系统的原理示意图；

图3为本发明实施例一提供的液压系统的原理示意图；

图4为本发明实施例二提供的液压系统的原理示意图；

图5为本发明实施例三提供的液压系统的原理示意图。

附图标记：

1、主阀；2、平衡阀；3、变幅油缸；

4、起升马达；5、旁通分流阀；6、溢流阀；

7、辅助马达；8、换向阀；51、分流回油口；

11、主阀；21、平衡阀；31、变幅油缸；

41、起升马达。

具体实施方式

下面结合图3～图5对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的技术方案均应该在本发明的保护范围之内。

本发明实施例一提供一种液压系统，包括执行元件、主阀1和平衡阀2。其中，液压系统还包括：换向阀8和辅助驱动油路。换向阀8设置在主阀1和平衡阀2之间，辅助驱动油路并联设置在平衡阀2和换向阀8之间。其中，辅助驱动油路上设置有辅助元件；当执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，换向阀8处于截止位，辅助元件被驱动。

当换向阀8处于截止位，执行元件经由平衡阀2输出的油液能够进入到辅助驱动油路中。当换向阀8处于导通位，执行元件经由平衡阀2输出的油液会经由主阀1直接回油箱。

换向阀8有多种实现方式，本实施例中以采用两位三通电磁换向阀为例。

执行元件、主阀和平衡阀可以采用已有的技术，具体可以参见图1和图2，以及对应图1和图2的文字部分介绍。

执行元件为存在重力势能转换为系统热能的部件，比如起升马达4、变幅油缸3等。若执行元件为变幅油缸3，液压系统对应于起重机的变幅系统，具体参见图3，即本实施例示意的情形。若执行元件为起升马达4，液压系统对应于起重机的起升系统，具体参见图4。若执行元件为起升马达4，执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态即：起升马达4处于卷扬落的动作状态。若执行元件为变幅油缸3，执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态即：变幅油缸3处于变幅落的动作状态。

参见图3，辅助驱动油路还包括旁通分流阀5；平衡阀2流出的油液经由旁通分流阀5流向辅助元件。采用旁通分流阀5可以实现流量的匹配，保证辅助驱动油路流量的控制。

参见图3，旁通分流阀5设置有与油箱连通的分流回油口51，用于将多余的流量直接回油箱，保证了辅助元件，本实施例中具体为辅助马达7不会因流量过大使转速超过最大值。

参见图3，旁通分流阀5与辅助元件之间的油路上并联有溢流阀6，溢流阀6设定了辅助驱动油路的最高工作压力，保证了辅助驱动油路的工作安全。

参见图3，辅助元件为辅助油缸或辅助马达7，本实施例中以辅助马达7为例。

下面结合图3再详细介绍本实施例提供的液压系统的方案。

本实施例提供的液压系统，在主阀1与平衡阀2之间增加了一个换向阀8，并在换向阀8与平衡阀2之间并联了一个辅助驱动油路。换向阀8用来实现主油路和辅助驱动油路之间的切换。旁通分流阀5并联于换向阀8与平衡阀2之间，旁通分流阀5另一端连接至辅助马达7。此外旁通分流阀5还设置有分流回油口51，用于将多余的流量直接回油箱，保证了辅助马达7不会因流量过大使转速超过最大值。溢流阀6并联于辅助马达7和旁通分流阀5之间，溢流阀6设定了辅助驱动油路的最高工作压力，保证了辅助驱动油路的工作安全。

此外，需要说明的是，辅助驱动油路即可以是新增的系统，也可以是起重机原有系统中的一部分，如在用马达驱动的散热器系统、空调系统中，可以直接将这部分能量用来驱动散热器系统和空调，提高能量的利用率。

参见图4，与上述实施例一的技术方案不同之处在于：本发明实施例二中，执行元件具体为起升马达4，液压系统对应于起重机的起升系统。

其他介绍请参见上文的实施例，此处不再赘述。

参见图5，与上述实施例一的技术方案不同之处在于：本发明实施例三中，辅助马达7的数量为两个。当然，辅助马达7的数量也可以为三个，或者更多个。各个辅助马达7之间可以采用串联或并联，对于三个以上的情形，亦可混联、即串并联形式同时存在，本实施例中以串联为例。

可以理解的是，若辅助元件采用辅助油缸，辅助油缸的数量也可以至少为两个。各个辅助油缸之间可以采用串联或并联；对于三个以上的情形，亦可混联、即串并联形式同时存在。

本发明另一实施例还提供一种起重机，其包括本发明任一技术方案所提供的液压系统。

本发明又一实施例还提供一种液压系统的辅助驱动方法，该方法优选采用上述实施例提供的液压系统实现，该方法包括下述步骤：当执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，控制换向阀8处于截止位，使得经由执行元件流出的油液进入到辅助驱动油路中，以驱动辅助驱动油路上的辅助元件。

若执行元件为起升马达4，执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态即：起升马达4处于卷扬落的动作状态。若执行元件为变幅油缸3，执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态即：变幅油缸3处于变幅落的动作状态。

承上述，辅助元件可以为辅助油缸或辅助马达7，辅助元件的数量可以采用多个，相互之间的连接关系可以为串联、并列；对于三个以上的情形，亦可串并联形式同时存在。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种液压系统，包括执行元件、主阀(1)和平衡阀(2)，其特征在于，还包括：换向阀(8)和辅助驱动油路；

所述换向阀(8)设置在所述主阀(1)和所述平衡阀(2)之间，所述辅助驱动油路并联设置在所述平衡阀(2)和所述换向阀(8)之间；

其中，所述辅助驱动油路上设置有辅助元件；当所述执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，所述换向阀(8)处于截止位，所述辅助元件被驱动。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述辅助驱动油路还包括旁通分流阀(5)；

所述平衡阀(2)流出的油液经由所述旁通分流阀(5)流向所述辅助元件。

3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述旁通分流阀(5)设置有与油箱连通的分流回油口(51)。

4.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述旁通分流阀(5)与所述辅助元件之间的油路上并联有溢流阀(6)。

5.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述辅助元件为辅助油缸或辅助马达(7)。

6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述辅助马达(7)的数量为两个，各个所述辅助马达(7)之间串联或并联；或者，所述辅助马达(7)的数量至少为三个，各个所述辅助马达(7)之间串联、并联或混联。

7.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述辅助油缸的数量为两个，各个所述辅助油缸之间串联或并联；或者，所述辅助油缸的数量至少为三个，各个所述辅助油缸之间串联、并联或混联。

8.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述执行元件为起升马达(4)或变幅油缸(3)。

9.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的液压系统。

10.一种液压系统的辅助驱动方法，其特征在于，包括下述步骤：

当执行元件处于重力势能转换为液压系统热能的工作状态，控制换向阀处于截止位，使得经由执行元件流出的油液进入到辅助驱动油路中，以驱动辅助驱动油路上的辅助元件。