CN105569112A - 一种液压阀组、挖掘机及液压阀组的工作过程 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压阀组、挖掘机及液压阀组的工作过程，该液压阀组适用于大型挖掘机，所述液压阀组包括：左执行结构、右执行结构、分别与所述左执行结构以及所述右执行结构相连的中间控制联，其中，所述中间控制联包括：直线行走控制阀(V6)，与两个油泵管道相连；第一合流阀(2)，与所述直线行走控制阀(V6)以及所述左执行结构通过管道相连通；第二合流阀(3)，与所述直线行走控制阀(V6)、所述左执行结构以及所述右执行结构通过管道相连通。通过本发明提出的液压阀组，提高了直线行走控制阀的功能及作用，改善了旁通阀、合流阀及控制阀之间的布局结构，使其有机的结合在一起，功能更加的完善，应用更加的灵活。

Description

一种液压阀组、挖掘机及液压阀组的工作过程

技术领域

本发明涉及挖掘机领域，尤其涉及一种液压阀组、挖掘机及液压阀组的工作过程。

背景技术

液压挖掘机是一种广泛应用于土方施工的工程机械，作为其核心控制单元的主控制阀组，是功能高度集成化的液压多路控制阀，液压多路阀的结构及其操作方式决定了挖掘机液压系统的控制方式和作业性能。目前市场上主流的大型挖掘机液压回路主要有负流量控制液压系统，正流量控制液压系统和负载敏感液压系统三种类型。经多年市场验证，三种类型的液压控制系统已发展较为成熟。但是，三种类型的液压控制系统相互不能兼容，使得同一种类型多路阀的应用范围受到极大的限制，严重影响了多路阀的推广及应用。此外，目前市场上大型挖机多以40T级，70T级等进行分级，与之相配套的多路阀也形成了多种款型，不但增加了研发成本和制造成本，更不利于批量化生产。

在现有技术中，《中型液压挖掘机多路阀组》(专利申请号：201520245787.8)提出的应用于中型液压挖掘机的多路阀组中，利用新型多路阀油路结构实现能量的回收及再生，利用抖杆实现阀外合流降低能量的损耗以提高效率，利用多路阀油路结构上的优先阀等功能模块实现了复合动作的优先功能及流量的合理分配。在该技术中，采用更换模块化单元结构，实现正流量系统与负流量系统的切换。但是该技术仍然存在着油路结构复杂的问题。因此，提供一种能够油路结构简单的多路阀组，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请记载了一种液压阀组，适用于大型挖掘机，所述液压阀组包括：左执行结构、右执行结构、分别与所述左执行结构以及所述右执行结构相连的中间控制联，其中，所述中间控制联包括：

直线行走控制阀，与两个油泵管道相连；

第一合流阀，与所述直线行走控制阀以及所述左执行结构通过管道相连通；

第二合流阀，与所述直线行走控制阀、所述左执行结构以及所述右执行结构通过管道相连通；

此外，两个油泵管道分别通过第一进油口和第二进油口与所述直线行走控制阀相连，所述第一进油口与所述左执行结构通过管道相连通，所述第二进油口与所述右执行结构通过管道相连通。

较佳的，所述中间控制联还包括：

第一节油阀和第一单向阀，均与所述第一合流阀相连通；

主溢流阀，与所述第一节油阀相连通，用以控制所述液压阀组的最高压力；

其中，经所述第一单向阀选择后的液压油经所述第一节油阀进入所述第一合流阀的控制腔，以控制所述第一合流阀阀芯的开启或关闭；由主溢流阀控制经第一单向阀选择后的液压油的最高压力，进而控制所述液压阀组的最高压力。

较佳的，所述中间控制联还包括：

第二节油阀和第二单向阀，均与所述第二合流阀相连通；

其中，经所述第二单向阀选择后的液压油经所述第二节油阀进入所述第二合流阀的控制腔，以控制所述第二合流阀阀芯的开启或关闭；由主溢流阀控制经第二单向阀选择后的液压油的最高压力，进而控制所述液压阀组的最高压力。

较佳的，所述主溢流阀的正常压力为343bar、升压时压力373bar，额定流量2×550L/min。

较佳的，所述直线行走控制阀阀芯的通径为40mm。

较佳的，所述液压阀组还包括：

第一旁通阀，与所述第一合流阀、所述左执行结构以及回油箱均通过管道相连通；

第二旁通阀，与所述第二合流阀、所述右执行结构以及所述回油箱均通过管道相连。

较佳的，所述液压阀组还包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀和所述第二控制阀分别与所述第一合流阀以及所述第二合流阀通过管道相连。

较佳的，所述左执行结构包括依次通过管道联通的左行走控制阀、备用控制阀、铲斗控制阀、左抖杆控制阀以及左动臂控制阀；

其中，所述左行走控制阀还与所述第一进油口以及第一合流阀相连通。

较佳的，所述右执行结构包括依次通过管道联通的右行走控制阀、回转控制阀、右动臂控制阀和右抖杆控制阀；

其中，所述右行走控制阀还与第二合流阀相连通，所述回转控制阀与所述第二进油口相连通。

本发明还提供了一种挖掘机，包括所述的液压阀组。

本发明还提供了一种液压阀组的工作过程，所述工作过程包括步骤：

第一先导口接通先导油液，先导油液产生的先导力推动第一旁通阀的阀芯，使所述第一旁通阀关闭；

第一合流阀控制腔内的液压油经过直线行走控制阀流回油箱，所述第一合流阀开启；

第一进油口进入的液压油通过油道进入左行走控制阀，以驱动左执行结构。

较佳的，所述工作过程还包括步骤：

第二先导口接通先导油液，先导油液产生的先导力推动第二旁通阀的阀芯，使所述第二旁通阀关闭；

第二合流阀控制腔内的液压油经过直线行走控制阀流回油箱，所述第二合流阀开启；

第二进油口进入的液压油通过所述直线行走控制阀进入右行走控制阀，以驱动右执行结构。

较佳的，所述工作过程还包括步骤：

所述第二进油口进入的液压油还直接进入回转控制阀、右动臂控制阀以及右抖杆控制阀。

较佳的，当第三先导口接通先导油液，先导油液产生的先导力推动直线行走控制阀的阀芯向右运动，使直线行走控制阀工作于左位时：

第一进油口进入的液压油一路直接流向所述左行走控制阀，另一路经过所述直线行走控制阀后流向所述右行走控制阀。

较佳的，第二进油口进入的液压油一路直接流向所述右执行结构，另一路经过第二合流阀后进入所述左执行结构。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过本发明提出的液压阀组，提高了直线行走控制阀的功能及作用，改善了旁通阀、合流阀及控制阀之间的布局结构，使其有机的结合在一起，功能更加的完善，应用更加的灵活。同时，中位时旁通形式及动臂、斗杆阀外合流都有利的降低了功率损失，提高了能量利用率。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明一种液压阀组的工作状态示意图一；

图2为本发明一种液压阀组中中间控制联的工作状态示意图一；

图3为本发明一种液压阀组的工作状态示意图二；

图4为本发明一种液压阀组中中间控制联的工作状态示意图二；

图5为本发明一种液压阀组中中间控制联的剖视图。

附图中：0、第一控制阀；1、第一旁通阀；2、第一合流阀；3、第二合流阀；4、第二旁通阀；5、第二控制阀；6、第一节油阀；7、第一单向阀；8、主溢流阀；9、第二单向阀；10、第二节油阀；V1、左动臂控制阀；V2、左抖杆控制阀；V3、铲斗控制阀；V4、备用控制阀；V5、左行走控制阀；V6、直线行走控制阀；V7、右行走控制阀；V8、回转控制阀；V9、右动臂控制阀；V10、右抖杆控制阀；Pr1、第一先导口；Pr2、第二先导口；Pr3、第三先导口；PL、第一进油口；PR、第二进油口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明一种液压阀组、挖掘机及液压阀组的工作过程进行详细说明。

结合图1、图3和图5，一种液压阀组，包括：

左执行结构，用以控制所述挖掘机左侧器械及其它部分器械的运动；

右执行结构，用以控制所述挖掘机右侧器械及其它部分器械的运动；

中间控制联，分别与所述左执行结构以及右执行结构相连，用以控制所述液压阀组中液压油的走向。

具体来说，在本实施例提出的液压阀组中，分别包括控制挖掘机左侧和右侧运动的左执行结构和右执行结构。此外，该液压阀组中还设置有中间控制联，该中间控制联与油泵相接，用以向左执行结构和/或右执行结构运送液压油，进而实现对左执行结构和/或右执行结构的控制。值得指出的是，中间控制联位于左执行结构和右执行结构之间。

近一步来讲，该液压阀组采用双泵供油，即该中间控制联与两个油泵相连接。

近一步来讲，所述左执行结构包括：依次联通的左行走控制阀V5、备用控制阀V4、铲斗控制阀V3、左抖杆控制阀V2以及左动臂控制阀V1。其中，所述左行走控制阀V5还与所述第一进油口PL以及第一合流阀2相连通。

近一步来讲，所述右执行结构包括：依次联通的右行走控制阀V7、回转控制阀V8、右动臂控制阀V9和右抖杆控制阀V10。其中，其中，所述右行走控制阀V7还与第二合流阀3相连通，所述回转控制阀V8与所述第二进油口PR相连通。

近一步来讲，所述中间控制联包括：两个合流阀、两个旁通阀、两个单向阀、两个节油阀、两个控制阀以及一直线行走控制阀V6。下面对中间控制联进行详细说明：

直线行走控制阀V6，位于中间控制联的中间，且与两个油泵管道相连，两个油泵管道对应的两个进油口分别为第一进油口PL和第二进油口PR；

第一合流阀2，与所述直线行走控制阀V6以及所述左执行结构通过管道相连通；

第一旁通阀1，与所述第一合流阀2、所述左执行结构以及回油箱均通过管道相连通；

第二合流阀3，与所述直线行走控制阀V6、所述左执行结构以及所述右执行结构通过管道相连通；

第二旁通阀4，与所述第二合流阀3、所述右执行结构以及回油箱均通过管道相连；

第一控制阀0，与所述第一合流阀2相连；

第二控制阀5，与所述第二合流阀3相连。

其中，两个油泵管道分别通过第一进油口PL和第二进油口PR与所述直线行走控制阀V6相连，所述第一进油口PL与所述左执行结构通过管道相连通，所述第二进油口PR与所述右执行结构通过管道相连通。

近一步来讲，在所述中间控制联中还包括：

第一单向阀7；

第一节油阀6，分别与所述第一单向阀7以及第一合流阀2相连通，用以将经第一单向阀7选择后的压力油液输入至第一合流阀2的控制腔，进而控制第一合流阀2的开启或关闭；

第二单向阀9；

第二节油阀10，分别与所述第一单向阀7以及第二合流阀3相连通，用以将经第二单向阀9选择后的压力油液输入至第二合流阀3的控制腔，进而控制第二合流阀3的开启或关闭。

具体来说，本实施例提出的液压阀组中，中间控制联是整个多路阀组的控制的中心，当直线行走控制阀V6位于图1所示的位置时且各执行结构无动作时，自第一进油口PL进入的液压油经过第一合流阀2，从第一旁通阀1回油箱；自第二进油口PR进入的液压油经第二合流阀3，从第二旁通阀4回油箱。

此外，第一单向阀7和第二单向阀9具备梭阀的功能，选择第一进油口PL和第二进油口PR中压力较大者，经第一单向阀7选择后的压力油液经第一节油阀6进入第一合流阀2的控制腔，以控制第一合流阀2阀芯的开启或关闭；或者经第二单向阀9选择后的压力油液经第二节油阀10进入第二合流阀3的控制腔，以控制第二合流阀3阀芯的开启或关闭。

近一步来讲，所述液压阀组中还包括主溢流阀8，经第一单向阀7和第二单向阀9选择后的压力油液的最高压力，由主溢流阀8进行控制，进而控制系统的最高压力。

近一步来说，所述直线行走控制阀V6阀芯的通径为40mm，所述主溢流阀8的正常压力为343bar、升压时压力373bar，额定流量2×550L/min。

此外，本实施例还提供了一种挖掘机，该挖掘机中包括上述提出的液压阀组。

本实施例还提供了该液压阀组的工作过程，下面对该液压阀组的工作过程进行详细说明。

当中间控制联中的直线行走控制阀V6处于图1所示的位置时，若中间控制联两侧有执行结构需要动作时，则通过中间控制联的相关阀芯的动作，控制液压油进出执行相应结构。如图1和图2所示，下面分别对第一进油口PL和第二进油口PR的液压油的油液的流向进行说明：

对于第一进油口PL的液压油流向：当中间控制联需要控制左侧的执行结构进行动作时，第一先导口Pr1接通先导油液，先导油液产生的先导力推动第一旁通阀1的阀芯，使第一旁通阀1关闭，截止了从第一进油口PL进入的液压油从第一旁通阀1流回油箱的可能。同时，第一合流阀2的控制腔内的液压油经过直线行走控制阀V6流回油箱，第一合流阀2开启。这样，从第一进油口PL进入的液压油可以通过油道直接进入左行走控制阀V5，以驱动左执行结构。此外，从第一进油口PL进入的液压油还可以通过第一合流阀2后驱动备用控制阀V4、铲斗控制阀V3、左抖杆控制阀V2以及左动臂控制阀V1。

对于第二进油口PR的液压油流向：当中间控制联需要控制右侧的执行结构进行动作时，第二先导口Pr2接通先导油液，先导油液产生的先导力推动第二旁通阀4的阀芯，使第二旁通阀4关闭，截止了从第二进油口PR进入的液压油从第二旁通阀4流回油箱的可能。若此时第三先导口Pr3没有先导油液的作用时，如图2所示，第二合流阀3在控制腔的压力作用下处于闭合状态，第二进油口PR的液压油不能通过第二合流阀3流向中间控制联左侧的执行结构。这样，从第二进油口PR进入的液压油一路可以通过直线行走控制阀V6进入右行走控制阀V7，以驱动右执行结构；另一路直接进入回转控制阀V8、右动臂控制阀V9以及右抖杆控制阀V10。

此外，如图3和图4所示，在本实施例提供的液压阀组中，当第三先导口Pr3Pr3接通先导油液，先导油液产生的先导力推动直线行走控制阀V6的阀芯向右运动，使直线行走控制阀V6工作于左位。此时，中间控制联两侧的执行结构的压力信号相互联通，第二合流阀3控制腔的压力油经过直线行走控制阀V6回油箱，第二合流阀3在第二进油口PR的液压油的作用下处于开启状态；第一合流阀2控制腔内的液压油被直线行走控制阀V6的阀芯封闭，第二合流阀3控制腔内的液压油不能通过直线行走控制阀V6回油箱，因此在控制腔压力油以及弹簧力的作用下，合流阀的阀芯处于关闭状态。下面，对第三先导口Pr3Pr3接通先导油后该液压组阀的液压流流向进行说明：

对于第一进油口PL的液压油流向：一路由第一进油口PL直接流向左行走控制阀V5，另一路经过直线行走控制阀V6后流向右行走控制阀V7，可以单独驱动左执行结构或右执行结构，也可以同时驱动左、右执行结构。

对于第二进油口PR的液压油流向：一路直接流向右侧的回转控制阀V8、右动臂控制阀V9、右抖杆控制阀V10，以驱动相应的执行结构；另一路经过开启的第二合流阀3流进入左侧的备用控制阀V4、铲斗控制阀V3、左抖杆控制阀V2以及左动臂控制阀V1，以驱动相应的执行结构。此外，若中间控制联的左动臂控制阀V1和右动臂控制阀V9或者左抖杆控制阀V2以及右抖杆控制阀V10同时打开，则流经左动臂控制阀V1和右动臂控制阀V9或者左抖杆控制阀V2以及右抖杆控制阀V10的液压油在阀外合流后一起驱动相应的执行结构。

对于第四先导口Pr10接通先导油液：先导油液产生的先导力推动第一控制阀0动作，使第一合流阀2控制腔内的控制有也经过第一控制阀0回到油箱，第二合流阀3在第一进油口PL液压油的作用下开启，实现双泵合流，即从第一进油口PL进入的液压油，不但能够驱动左执行结构和右执行结构，同时也可以和第二进油口PR进入的液压油一起驱动其余的执行结构，以满足大型液压挖掘机复合动作的要求。

本发明提出的液压阀组是在吸收负流量控制液压系统、正流量控制液压系统和负载敏感液压系统的基础上提出的一种新型负载敏感液压系统，该系统通用性好、操作性舒适，且具有节能、高效等热点。

本发明采用片式结构，适用于大型液压挖掘机的负载敏感多路阀组，即该液压阀组可以应用于挖掘机的不同控制系统下，如正流量+负载敏感系统、负流量+负载敏感系统或负载敏感控制液压系统，其中负载敏感多路阀的应用囊括了三种不同类型液压控制系统。根据不同的控制类型，可吸收传统不同控制系统的各项优点，以提高负载敏感多路阀组在不同液压控制系统中的应用。

此外，本发明扩展了直线行走控制阀V6的功能，直线行走控制阀V6不仅仅起连接主油路的功能，还增加如下功能：1、控制第一合流阀2以及第二合流阀3阀芯的开启或关闭；2、执行机构需要双泵合流式时，连通中间控制联左、右两端负载压力的功能。

本发明的第一旁通阀1、第二旁通阀4与第一进油口PL、第二进油口PR共同设置在中间控制联，且第一旁通阀位于第一合流阀2之后、第二旁通阀4位于第二合流阀3之后，这样就避免了正、负流量控制液压系统中位中位回油所导致的能量损失，利用此结构大大降低了中位时回油压力损失。

本发明在吸收正、负流量控制液压系统及负载敏感液压系统油路布局的基础上，提出了本发明的油路结构，尤其是中间控制联油路结构及各功能模块的布局，简化了油路结构，提高了各功能模块的作用及功能，进一步优化了油路结构及模块功能，扩展了模块功能及阀体空间利用率，有效地降低了阀体尺寸，提高了多路阀的应用范围。

在本发明中左动臂控制阀V1、右动臂控制阀V9及左斗杆控制阀V10、右斗杆控制阀V2均采用阀外合流，阀外合流降低了多路阀内部压力损失，提高了能量的利用率。

通过本实施例提出的液压阀组，提高了直线行走控制阀V6的功能及作用，改善了旁通阀、合流阀及控制阀之间的布局结构，使其有机的结合在一起，功能更加的完善，应用更加的灵活。同时，中位时旁通形式及动臂、斗杆阀外合流都有利的降低了功率损失，提高了能量利用率。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (15)

1.一种液压阀组，其特征在于，适用于大型挖掘机，所述液压阀组包括：左执行结构、右执行结构、分别与所述左执行结构以及所述右执行结构相连的中间控制联，其中，所述中间控制联包括：

直线行走控制阀(V6)，与两个油泵管道相连；

第一合流阀(2)，与所述直线行走控制阀(V6)以及所述左执行结构通过管道相连通；

第二合流阀(3)，与所述直线行走控制阀(V6)、所述左执行结构以及所述右执行结构通过管道相连通；

此外，两个油泵管道分别通过第一进油口(PL)和第二进油口(PR)与所述直线行走控制阀(V6)相连，所述第一进油口(PL)与所述左执行结构通过管道相连通，所述第二进油口(PR)与所述右执行结构通过管道相连通。

2.根据权利要求1所述的液压阀组，其特征在于，所述中间控制联还包括：

第一节油阀(6)和第一单向阀(7)，均与所述第一合流阀(2)相连通；

主溢流阀(8)，与所述第一节油阀(6)相连通，用以控制所述液压阀组的最高压力；

其中，经所述第一单向阀(7)选择后的液压油经所述第一节油阀(6)进入所述第一合流阀(2)的控制腔，以控制所述第一合流阀(2)阀芯的开启或关闭；由主溢流阀(8)控制经第一单向阀(7)选择后的液压油的最高压力，进而控制所述液压阀组的最高压力。

3.根据权利要求2所述的液压阀组，其特征在于，所述中间控制联还包括：

第二节油阀(10)和第二单向阀(9)，均与所述第二合流阀(3)相连通；

其中，经所述第二单向阀(9)选择后的液压油经所述第二节油阀(10)进入所述第二合流阀(3)的控制腔，以控制所述第二合流阀(3)阀芯的开启或关闭；由主溢流阀(8)控制经第二单向阀(9)选择后的液压油的最高压力，进而控制所述液压阀组的最高压力。

4.根据权利要求2所述的液压阀组，其特征在于，所述主溢流阀(8)的正常压力为343bar、升压时压力373bar，额定流量2×550L/min。

5.根据权利要求1所述的液压阀组，其特征在于，所述直线行走控制阀(V6)阀芯的通径为40mm。

6.根据权利要求1所述的液压阀组，其特征在于，所述液压阀组还包括：

第一旁通阀(1)，与所述第一合流阀(2)、所述左执行结构以及回油箱均通过管道相连通；

第二旁通阀(4)，与所述第二合流阀(3)、所述右执行结构以及所述回油箱均通过管道相连。

7.根据权利要求6所述的液压阀组，其特征在于，所述液压阀组还包括第一控制阀(0)和第二控制阀(5)，所述第一控制阀(0)和所述第二控制阀(5)分别与所述第一合流阀(2)以及所述第二合流阀(3)通过管道相连。

8.根据权利要求1所述的液压阀组，其特征在于，所述左执行结构包括依次通过管道联通的左行走控制阀(V5)、备用控制阀(V4)、铲斗控制阀(V3)、左抖杆控制阀(V2)以及左动臂控制阀(V1)；

其中，所述左行走控制阀(V5)还与所述第一进油口(PL)以及第一合流阀(2)相连通。

9.根据权利要求1所述的液压阀组，其特征在于，所述右执行结构包括依次通过管道联通的右行走控制阀(V7)、回转控制阀(V8)、右动臂控制阀(V9)和右抖杆控制阀(V10)；

其中，所述右行走控制阀(V7)还与第二合流阀(3)相连通，所述回转控制阀(V8)与所述第二进油口(PR)相连通。

10.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的液压阀组。

11.一种液压阀组的工作过程，其特征在于，所述工作过程包括步骤：

第一先导口(Pr1)接通先导油液，先导油液产生的先导力推动第一旁通阀(1)的阀芯，使所述第一旁通阀(1)关闭；

第一合流阀(2)控制腔内的液压油经过直线行走控制阀(V6)流回油箱，所述第一合流阀(2)开启；

第一进油口(PL)进入的液压油通过油道进入左行走控制阀(V5)，以驱动左执行结构。

12.根据权利要求11所述的液压阀组的工作过程，其特征在于，所述工作过程还包括步骤：

第二先导口(Pr2)接通先导油液，先导油液产生的先导力推动第二旁通阀(4)的阀芯，使所述第二旁通阀(4)关闭；

第二合流阀(3)控制腔内的液压油经过直线行走控制阀(V6)流回油箱，所述第二合流阀(3)开启；

第二进油口(PR)进入的液压油通过所述直线行走控制阀(V6)进入右行走控制阀(V7)，以驱动右执行结构。

13.根据权利要求12所述的液压阀组的工作过程，其特征在于，所述工作过程还包括步骤：

所述第二进油口(PR)进入的液压油还直接进入回转控制阀(V8)、右动臂控制阀(V9)以及右抖杆控制阀(V10)。

14.根据权利要求11所述的液压阀组的工作过程，其特征在于，当第三先导口(Pr3)接通先导油液，先导油液产生的先导力推动直线行走控制阀(V6)的阀芯向右运动，使直线行走控制阀(V6)工作于左位时：

第一进油口(PL)进入的液压油一路直接流向所述左行走控制阀(V5)，另一路经过所述直线行走控制阀(V6)后流向所述右行走控制阀(V7)。

15.根据权利要求14所述的液压阀组的工作过程，其特征在于，第二进油口(PR)进入的液压油一路直接流向所述右执行结构，另一路经过第二合流阀(3)后进入所述左执行结构。