CN107664146A - 液压系统及具有其的工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压系统及具有其的装载机。液压系统包括：转向油缸和工作油缸；第一变量泵和第二变量泵，第一变量泵用于为转向油缸和工作油缸供油，第二变量泵用于为工作油缸供油；压力控制阀，压力控制阀具有进口、出口和控制油口，压力控制阀的进口与第一变量泵的出口和/或第二变量泵的出口连接，压力控制阀的出口与回油箱连接，压力控制阀的控制油口用于接受工作油缸反馈的油压和/或转向油缸反馈的油压，压力控制阀根据其进口与其控制油口的油压的差值控制压力控制阀的开启或关闭。变量泵尚未及时根据负载改变输出时，压力控制阀可以使液压系统免受高压冲击。

Description

液压系统及具有其的工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种液压系统及具有其的工程车辆。

背景技术

现有技术中，装载机等工程车辆的液压系统大多为定量系统(以定量泵作为液压动力源的液压系统)，部分为定变量液压系统(以定量泵和变量泵作为液压动力源的液压系统)。然而定量系统和定变量系统都存在能量损失较大的问题，因此导致较高的燃油损耗。

装载机的转向油缸或工作油缸突遇巨大负载或快速移动到极限位置时，由于变量泵变响应需要一定的时间，变量泵继续输出油液，使得出口的压力急剧上升至很高的压力，冲击变量泵等一些液压元器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压系统及具有其的工程车辆，以解决变量泵输出油液冲击液压元器件的问题。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种液压系统，液压系统包括：转向油缸和工作油缸；第一变量泵和第二变量泵，第一变量泵用于为转向油缸和工作油缸供油，第二变量泵用于为工作油缸供油；压力控制阀，压力控制阀具有进口、出口和控制油口，压力控制阀的进口与第一变量泵的出口和/或第二变量泵的出口连接，压力控制阀的出口与回油箱连接，压力控制阀的控制油口用于接受工作油缸反馈的油压和/或转向油缸反馈的油压，压力控制阀根据其进口与其控制油口的油压的差值控制压力控制阀的开启或关闭。

可选地，液压系统还包括第一梭阀，第一梭阀具有第一进口、第二进口和出口，第一梭阀的第一进口用于接受工作油缸反馈的油压，第一梭阀的第二进口用于接受转向油缸反馈的油压，第一梭阀的出口与压力控制阀的控制油口连通。

可选地，液压系统包括优先阀，优先阀包括进油口、第一工作口和第二工作口，优先阀的进油口与第一变量泵连通，第一工作口用于为转向油缸供油，第二工作口用于为工作油缸供油，压力控制阀的进口通过优先阀的第二工作口与第一变量泵的出口连接。

可选地，优先阀还包括第一控制油口和第二控制油口，第一控制油口与反馈转向油缸的油压的管路连接，以控制优先阀的第一工作口与优先阀的进油口导通，第二控制油口与优先阀的第一工作口连通，以在向转向油缸输送的油液压力大于第一预定值时使优先阀的第二工作口与优先阀的进油口导通，压力控制阀的进口与优先阀的第二工作口连通。

可选地，液压系统还包括第一溢流阀，反馈转向油缸的油压的管路还与第一溢流阀连接，以使反馈转向油缸的油压的管路中的压力大于第二预定值时泄压。

可选地，液压系统包括第二梭阀，第二梭阀具有第一进油口、第二进油口和出油口，第二梭阀的第一进油口与反馈转向油缸的油压的管路连接，第二梭阀的第二进油口与反馈工作油缸的油压的管路连接以接受工作油缸反馈的油压，第二梭阀的出油口与第一变量泵的反馈油进口连通。

可选地，液压系统还包括：转向器，包括第一出口和第二出口；流量放大阀，包括第一控制油进口、第二控制油进口、进油口、第一出口和第二出口，流量放大阀的第一控制油进口与转向器的第一出口连通，流量放大阀的第二控制油进口与转向器的第二出口连通，流量放大阀的第一出口与转向油缸的无杆腔连通，流量放大阀的第二出口与转向油缸的有杆腔连通，流量放大阀的进油口与优先阀的第一工作口连通。

可选地，液压系统还包括：第一限位阀，用于限制转向油缸的行程，第一限位阀的进口与转向器的第一出口连通，第一限位阀的出口与流量放大阀的第一控制油进口连通；和/或，第二限位阀，用于限制转向油缸的行程，第二限位阀的进口与转向器的第二出口连通，第二限位阀的出口与流量放大阀的第二控制油进口连通。

可选地，液压系统还包括负载敏感控制阀，负载敏感控制阀具有进油口、第一工作口和第二工作口，负载敏感控制阀的进油口与优先阀的第二工作口和第二变量泵的出口均连通，负载敏感控制阀的第一工作口与工作油缸的无杆腔连通，负载敏感控制阀的第二工作口与工作油缸的有杆腔连通，压力控制阀的进口与第二变量泵的出口通过负载敏感控制阀的进油口连接。

可选地，负载敏感控制阀为负载敏感多路阀，负载敏感多路阀包括至少两个第一工作口和与至少两个第一工作口一一对应地设置的至少两个第二工作口。

可选地，负载敏感控制阀包括:回油管路，回油管路用于排出回油；背压阀，背压阀连接在回油管路上；过载补油阀，过载补油阀连接在工作油缸的有杆腔与回油管路之间，或过载补油阀连接在工作油缸的无杆腔与回油管路之间。

可选地，负载敏感控制阀包括用于控制工作油缸的无杆腔回油的第一先导口，背压阀具有控制口，第一先导口与背压阀的控制口连接，以在工作油缸的无杆腔回油开启背压阀。

可选地，负载敏感控制阀还包括锁止阀，锁止阀与工作油缸的无杆腔连接，以限制工作油缸的无杆腔回油。

可选地，液压系统还包括：输油管路，输油管路用于向回油箱内输送回油；散热器，散热器设置在输油管路中；以及，可变节流孔，可变节流孔的进口端与输油管路连接于散热器的上游，可变节流孔的出口端与输油管路连接于散热器的下游。

根据本申请的另一方面，还提供了一种工程车辆，工程车辆包括上述的液压系统。

可选地，工程车辆为装载机，工作油缸包括动臂油缸和铲斗油缸。

基于本发明所提供的冷却装置的各个方面，其具有根据下的有益效果之一：当油缸突遇巨大负载、快速移动到极限位置或油缸的活塞杆的移动方向频繁改变时，变量泵尚未及时根据负载变化而改变输出压力的情况下，压力控制阀可以保护液压系统免受高压冲击。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施例的液压系统的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的液压系统的优先阀块的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例的液压系统的负载敏感控制阀的结构示意图；

图4示出了本发明的实施例的液压系统的铲装物料时，用于驱动铲斗的铲斗油缸和动臂油缸的负载压力和泵口压力的变化曲线；

图5示出了本发明的实施例的液压系统在怠速轻载铲斗快速卸料时，用于驱动铲斗的铲斗油缸的有杆腔的压力的变化曲线；

图6示出了本发明的实施例的液压系统在怠速轻载动臂快速下落时，用于驱动动臂的动臂油缸的有杆腔的压力的变化曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和3所示，本实施例中，液压系统包括：转向油缸10和工作油缸；第一变量泵1和第二变量泵4，第一变量泵1用于为转向油缸10和工作油缸供油，第二变量泵4用于为工作油缸供油；压力控制阀51，压力控制阀51具有进口、出口和控制油口，压力控制阀51的进口与第一变量泵1的出口和第二变量泵4的出口连接，压力控制阀51的出口与回油箱连接。

压力控制阀51的控制油口用于接受工作油缸反馈的油压和/或转向油缸10反馈的油压，压力控制阀51根据其进口与其控制油口的油压的差值控制压力控制阀51的开启或关闭。

在液压系统的工作油缸工作、转向油缸不工作，第二变量泵4为工作油缸供油时：

压力控制阀51的控制油口用于接受工作油缸反馈的油压，压力控制阀51根据其进口与其控制油口的油压的差值控制压力控制阀51的开启或关闭。

在工作油缸伸缩受到限制、负荷超过限定值或工作油缸的活塞杆的移动方向频繁改变时，在第二变量泵4来不及根据工作油缸反馈的油压做出相应的改变情况下，压力控制阀51可以起到维持系统压力的作用，避免液压系统出现冲击。

具体地，压力控制阀51还包括用于推动压力控制阀51的阀芯的弹簧，弹簧施加在压力控制阀51的阀芯上的力为F1，压力控制阀51的控制油口所引入的油压施加在压力控制阀51的阀芯上的力为F2，压力控制阀51的进口所引入的油压施加在压力控制阀51的阀芯上的力为F3，其中F1与F2的方向相同，F3的方向与F1的方向相反。

当F1与F2的合力小于F3时，压力控制阀51的进口所引入的油压施加在压力控制阀51的阀芯上的力F3驱动压力控制阀51开启泄压以保证液压系统不被冲击。

在工作油缸工作、转向油缸不工作，且仅有第二变量泵4为工作油缸供油时，压力控制阀51的进口所引入的油压即为第二变量泵4输出的油压；压力控制阀51的控制油口所引入的油压即为工作油缸10反馈的油压。

将第二变量泵4输出的油压与工作油缸10反馈的油压的差值作为压力控制阀51开启或关闭的依据。在工作油缸的活塞杆移动到极限位置或工作油缸的负载过大时，工作油缸反馈的油压较大，相应地第二变量泵4输出的油压也较大，压力控制阀51可以及时开启泄压以避免液压系统被高压冲击。在工作油缸的活塞杆的移动方向频繁改变时，工作油缸10反馈的油压较小，压力控制阀51也可以及时开启以避免液压系统压力震荡。

本实施例中，该液压系统用于装载机，工作油缸的数量为三个，如图1所示，其中一个工作油缸具体为铲斗油缸8，另两个工作油缸为并联设置的动臂油缸7。在其它未示出的实施例中，工作油缸的数量也可以为一个、两个，或者四个以上。

液压系统还包括第一梭阀18，第一梭阀18具有第一进口S1、第二进口S2和出口S，第一梭阀18的第一进口S1用于接受工作油缸反馈的油压，第一梭阀18的第二进口S2用于接受转向油缸10反馈的油压，第二梭阀18的出口S与压力控制阀51的控制油口连通。

通过第一梭阀18将工作油缸反馈的油压或转向油缸10反馈的油压输送至压力控制阀51的控制油口，在工作油缸内的压力过大或是转向油缸10内的压力过大时，压力控制阀51均泄压以保证液压系统的压力，避免出现冲击。

如图1和2所示，液压系统包括优先阀块16，优先阀块16包括优先阀30，优先阀30包括进油口h、第一工作口k、第二工作口v、第一控制油口和第二控制油口，优先阀30的进油口h与第一变量泵1的出口连接，第一工作口k用于为转向油缸10供油，第二工作口v用于为工作油缸供油。如图1所示，压力控制阀51的进口通过优先阀30的第二工作口v与第一变量泵1的出口连接。

优先阀30的第一控制油口与输送转向油缸10反馈的油压的管路连接，以控制优先阀16的第一工作口k与优先阀16的进油口h导通。

优先阀30的第二控制油口与优先阀30的第一工作口k连通，以使优先阀30向转向油缸10输送的油液压力大于第一预定值时，优先阀30的第二工作油口v与优先阀30的进油口h导通。压力控制阀51的进口与优先阀30的第二工作口连通。

本实施例中，第二控制油口与优先阀30的第一工作口k之间设置有第一节流孔31。

液压系统还包括第一溢流阀35，输送转向油缸10反馈的油压的管路还与第一溢流阀35的进口连接，以使转向油缸10反馈的油压的管路中的压力大于第二预定值时泄压，从而使得优先阀30的第二工作油口v与优先阀30的进油口h导通。

在本实施例中，压力控制阀51的进口还与第一变量泵1的出口通过优先阀30连接，压力控制阀51的控制油口通过第一梭阀18与用于输送转向油缸10反馈的油压的管路连接。

在转向油缸10的活塞杆慢速移动时，第一变量泵1所输出的油压的一部分会经优先阀30的第二工作口v向工作油缸输送。转向油缸10反馈的油压也通过第一梭阀18输送至压力控制阀51的控制油口，可以使得F1与F2的合力增大，压力控制阀51的进口所引入的油压所施加在压力控制阀51的阀芯上的力F3不易驱动压力控制阀51开启，有利于避免第一变量泵1所输出的油压经压力控制阀51回到回油箱。

在转向油缸10的活塞杆伸缩受阻或转向油缸10超载以后，转向油缸10反馈的油压使得第一溢流阀35打开以后，第一控制油口的压力与第一变量泵1输出的油压的压力差值增大，优先阀30的第二工作油口v与优先阀30的进油口h导通。第一变量泵1输出的油压输送至压力控制阀51的进口，第一变量泵1不再为转向油缸10供油，第一变量泵调节至最小排量。

在工作油缸的活塞杆伸缩受阻或工作油缸超载以后，工作油缸反馈的油压经第一梭阀18传递至压力控制阀51，当第二变量泵4的输出的油压施加在压力控制阀51的阀芯上的力F3大于工作油缸反馈的油压预定值时，压力控制阀51开启泄压，从而保证液压系统不被高压冲击。优选地上述的预定值是由用于推动压力控制阀51的阀芯的弹簧确定。

液压系统包括第二梭阀33，第二梭阀33具有第一进油口f、第二进油口r和出油口z，第二梭阀33的第一进油口f与反馈转向油缸10的油压的管路连接，第二梭阀33的第二进油口r与反馈工作油缸的油压的管路连接以接受工作油缸反馈的油压，第二梭阀33的出油口z与第一变量泵1的反馈油进口X1连通。

反馈工作油缸的油压的管路与第二变量泵4的反馈油进口X2连接。第一变量泵1和第二变量泵4能够同时为工作油缸供油。

在本实施例中，第一变量泵1优先将液压油供给转向油缸10，也可以通过优先阀30供给工作油缸。

可选地，第二梭阀33为优先阀块16的组成部分。

本实施例中，优先阀块16具有第一反馈油进口LS1、第二反馈油进口LS3和反馈油出口LS2。优先阀块16的第一反馈油进口LS1与反馈转向油缸10的油压的管路连接。优先阀块16的第二反馈油进口LS3与反馈工作油缸的油压的管路连接。优先阀块16的反馈油出口LS2与第一变量泵1的反馈油进口X1连接。

优先阀块16的第一反馈油进口LS1与第二梭阀33的第一进油口f连接。优先阀块16的第二反馈油进口LS3与第二梭阀33的第二进油口r连接。优先阀块16的反馈油出口LS2与第二梭阀33的出油口z连接。

本实施例中，第二梭阀33的出油口z与优先阀块16的反馈油出口LS2之间设置有第二节流孔34。

优先阀块16的第一反馈油进口LS1与上述的换向阀30的第一控制油口连接。

当液压系统进行转向运行时，第一反馈油进口LS1接受转向油缸10反馈的油压，该油压传递给优先阀30的第一控制油口，以控制优先阀30的第一工作口k和优先阀30的进油口h导通。

同时上述的油压通过第二梭阀33输送至第一变量泵1的反馈油进口X1，第一变量泵1根据该油压输出液压油。此时，第一变量泵1输出的液压油经优先阀30输送至转向油缸10。

第一反馈进油口LS1与换向阀30的第一控制油口之间设置有第三节流孔36。

优选地，上述的第一溢流阀35为优先阀块16的组成部分。第三节流孔36设置在第一溢流阀35与第一反馈进油口LS1之间。优先阀块16还包括与第一溢流阀35的出口连接的排油口L1。

优先阀块16还具有进油口P、第一出油口CF、第二出油口EF和第三出油口MP。

其中，优先阀块16的进油口P与优先阀30的进油口h连接。优先阀块16的第一出油口CF与优先阀30的第一工作口k连接，优先阀块16的第一出油口CF用于向转向油缸10供油。优先阀块16的第二出油口EF与优先阀30的第二工作口v连接，优先阀块16的第二出油口EF用于向工作油缸供油。

优先阀块16的第三出油口MP与优先阀块16的进油口P连接。优先阀块16的第三出油口MP与优先阀块16的进油口P之间设置有第四节流孔32。第三出油口MP与用于控制工作油缸的先导油源阀5连接，以为先导油源阀5供油。

本实施例中，液压系统还包括转向器14，转向器14包括第一出口R和第二出口L。可选地，转向器14为负荷传感转向器。

液压系统还包括流量放大阀11，流量放大阀11包括第一控制油进口PA、第二控制油进口PB、进油口P2、第一出口CA和第二出口CB。

流量放大阀11的第一控制油进口PA与转向器14的第一出口R连通，流量放大阀11的第二控制油进口PB与转向器14的第二出口L连通，流量放大阀11的第一出口CA与转向油缸10的无杆腔连通，流量放大阀11的第二出口CB与转向油缸10的有杆腔连通，流量放大阀11的进油口P2与优先阀30的第一工作口K连通。

转向器14还包括进油口P3，流量放大阀11还包括用于向转向器14输油的出油口P1,转向器14的进油口P3与流量放大阀11的出油口P1连接。

流量放大阀11还包括回油口T1，流量放大阀11的回油口T1与回油箱15连接。

流量放大阀11的回油口T1与回油箱15之间的输油管路上还设置有散热器2和回油过滤器3。

液压系统还包括可变节流孔17，可变节流孔17的进口端与输油管路连接于散热器2的上游，可变节流孔17的出口端与输油管路连接于散热器2的下游。可变节流阀17与散热器并联设置，根据液压油的温度高低，调节可变节流阀17开口大小，从而调节散热的效果。

转向器14还包括回油口T，转向器的回油口T与回油箱连接。

液压系统还包括第一限位阀13和第二限位阀12。

第一限位阀13用于限制转向油缸10的行程。第一限位阀13的进口与转向器14的第一出口R连通，第一限位阀13的出口与流量放大阀11的第一控制油进口PA连通。

第二限位阀12用于限制转向油缸10的行程，第二限位阀12的进口与转向器14的第二出口L连通，第二限位阀12的出口与流量放大阀11的第二控制油进口PB连通。

液压系统还包括负载敏感控制阀9，负载敏感控制阀具有进油口P4、第一工作口和两个第二工作口，负载敏感控制阀9的进油口P4与优先阀30的第二工作口v和第二变量泵4均连通。

负载敏感控制阀9的第一工作口与工作油缸的无杆腔连通，负载敏感控制阀的第二工作口与工作油缸的有杆腔连通。液压系统还包括先导油源阀5和与先导油源阀5连接的先导阀6，先导阀6具有用于控制工作油缸的活塞杆收缩的第一先导油出口和用于控制活塞杆伸出的第二先导油出口。负载敏感控制阀9包括第一先导口和第二先导口，第一先导油出口与负载敏感控制阀的第一先导口连接，第二先导油出口与负载敏感控制阀9的第二先导口连接。

本实施例中，负载敏感控制阀9为负载敏感多路阀，负载敏感多路阀包括两个主阀芯。两个主阀芯分别为用于控制铲斗油缸8的铲斗控制主阀芯40和用于控制动臂油缸7的动臂油缸主阀芯41。与两个主阀芯一一对应地，负载敏感控制阀9包括两个第一工作口和两个第二工作口。两个第一工作口分别为第一铲斗油缸工作口A1和第一动臂油缸工作口A2，两个第二工作口分别为第二铲斗油缸工作口B1和第二动臂油缸工作口B2。

本实施例中，铲斗油缸8的无杆腔与负载敏感多路阀的第一铲斗工作口A1连接，铲斗油缸8的有杆腔与负载敏感多路阀的第二铲斗工作口B1连接。两个动臂油缸7的无杆腔均与负载敏感多路阀的第一动臂工作口A2连接，两个动臂油缸7的有杆腔均与负载敏感多路阀的第二动臂工作口B2连接。

负载敏感控制阀9还包括:回油管路，回油管路用于排出回油；背压阀50，背压阀50连接在排油管路上；过载补油阀，过载补油阀连接在工作油缸的有杆腔与回油管路之间，或过载补油阀连接在工作油缸的无杆腔与回油管路之间。

在工作油缸的活塞杆快速回缩的过程中，由于有杆腔中不能及时的补充油液，工作油缸的有杆腔中会出现真空，真空会导致有杆腔中出现气泡。为了解决上述的问题，本实施例的负载敏感控制阀包括过载补油阀，过载补油阀包括第一过载补油阀56、第二过载补油阀54和第三过载补油阀53。

第一过载补油阀56连接在动臂油缸7的有杆腔与回油管路之间，以用于在动臂油缸7的活塞杆回缩的过程中为动臂油缸7的有杆腔补油，避免活塞杆在快速回缩的过程中动臂油缸7的有杆腔中出现气泡，有利于避免因气泡破裂而产生压力冲击和高温。

第二过载补油阀54连接在铲斗油缸8的有杆腔和回油管路之间。以用于在铲斗油缸8的活塞杆回缩的过程中为铲斗油缸8的有杆腔补油，避免活塞杆在快速回缩的过程中铲斗油缸8的有杆腔中出现气泡，有利于避免因气泡破裂而产生的压力冲击和高温。

第三过载补油阀53连接在铲斗油缸8的无杆腔与回油管路之间，用于为铲斗油缸8的无杆腔补油。

负载敏感控制阀9包括用于控制工作油缸的活塞杆收缩的第一先导口，背压阀50具有控制口，第一先导口与背压阀50的控制口连接。与第一先导口对应的，负载敏感控制阀9还包括用于控制工作油缸的活塞杆收缩的第二先导口。第一先导口与对应的第二先导口分别设置于对应的主阀芯的两端，以控制主阀芯的动作。

与两个主阀芯铲斗控制主阀芯40和动臂油缸主阀芯41对应地，上述的第一先导口为两个，分别为用于控制铲斗油缸8的第一铲斗先导口xb1和用于控制动臂油缸7的第一动臂先导口xb2。负载敏感控制阀9还包括第三梭阀46，第三梭阀46的两个进口分别与上述的两个第一先导口连接，第三梭阀46的出口与上述的背压阀50的控制口连接以控制背压阀50的开启与关闭。

与两个第一先导口对应地，先导阀6包括两个第一先导油出口。两个第一先导油出口分别为与第一铲斗先导口xb1连接的第一铲斗先导油出口b1和与第一动臂先导口xb2连接的第一动臂先导油出口b2。

另外,如图1所示,负载敏感控制阀9包括用于控制工作油缸的活塞杆收缩的第二先导口。第二先导口与第一先导口配合用于控制负载敏感控制阀9的主阀芯动作。

同样地，与两个主阀芯铲斗控制主阀芯40和动臂油缸主阀芯41对应地，上述的第二先导口为两个，分别为用于控制铲斗油缸8的第二铲斗先导口xa1和用于控制动臂油缸7的第二动臂先导口xa2。

与两个第二先导口对应地，先导阀6包括两个第二先导油出口。两个第二先导油出口分别为与第二铲斗先导口xa1连接的第二铲斗先导油出口a1和与第二动臂先导口xa2连接的第二动臂先导油出口a2。

具体地，在上述的先导阀6的两个第一先导油出口向负载敏感控制阀9的对应的两个第一先导口输出油压时，由于上述的油压用于控制对应的工作油缸的活塞杆的收缩，为了防止工作油缸的活塞杆收缩的过程中有杆腔出现空隙而产生气泡，因此控制背压阀50关闭以保持回油管路中存在一定的压力，进而实现通过过载补油阀向工作油缸内补油。

负载敏感控制阀还包括锁止阀，锁止阀与工作油缸的无杆腔连接，以限制工作油缸的无杆腔回油；或锁止阀与工作油缸的有杆腔连接，以限制工作油缸的有杆腔回油。

本实施例中，锁止阀为两个，分别为与铲斗油缸的无杆腔连接的第一锁止阀52和与动臂油缸的无杆腔连接的第二锁止阀55。

两个锁止阀均为液控单向阀。液控单向阀的控制端与锁止阀的锁止控制口Pst连接。锁止控制口Pst与先导油源阀5的工作油口A连接。

负载敏感控制阀9还具有回油口T2，负载敏感控制阀9的回油口与上述的背压阀50的出口连接。负载敏感控制阀9的回油口T2与回油箱15连接。

负载敏感控制阀9的回油口T2与流量放大阀11的回油口T1连接后通过输油管路上设置的散热器2和回油过滤器3流入回油箱15。

具体地，液压系统包括第一输油管路、第二输油管路和汇合管路，第一输油管路的进口与流量放大阀11的回油口T1连接，第二输油管路的进口与负载敏感控制阀9的回油口T2连接，第一输油管路的出口和第二输油管路的出口均与汇合管路的进口连接，汇合管路的出口与回油箱15连接。上述的散热器2、回油过滤器3和可变节流孔17均设置在汇合管路上。

根据本申请的另一方面本实施例还公开了一种工程车辆，该工程车辆包括上述的液压系统。

可选地，上述的工程车辆为装载机，工作油缸包括动臂油缸7和铲斗油缸8。

以下将对本实施例的液压系统的工作过程进行详细描述。

装载机处于开机无动作或行驶工况下，在转向系统中转向器14无动作时。转向器14的用于输出反馈转向油缸10的油压的反馈压力输出口LS4与回油箱相通无压力。转向器14的反馈压力输出口LS4是通过优先阀块16中的第二梭阀33与第一变量泵1的反馈油进口X1相通的，即第一变量泵1的反馈油进口X1无压力。且流量放大阀11为中位闭芯结构，第一变量泵1出口建立压力，迫使第一变量泵1处于最小排量，仅维持第一变量泵1的流量控制阀弹簧调定压力20bar左右。

工作油缸无动作时。即先导阀6的手柄处于中位时，负载敏感控制阀9的主阀芯也处于中位，负载敏感控制阀9的用于输出工作油缸反馈的油压的反馈压力输出口LS5也无压力。与反馈压力输出口LS5连接的第二变量泵4的反馈油进口X2也无压力。且负载敏感控制阀9的中位为闭芯结构，第二变量泵4出口建立压力，迫使第二变量泵4处于最小排量，仅维持工作变量泵出口压力为20bar左右。这样，工作油缸无动作时，第一变量泵1和第二变量泵4处于最小排量，且第一变量泵1和第二变量泵4的出口仅存在较小压力，液压系统消耗极小的发动机功率，最大限度的体现了变量系统节能的优势。

装载机处于只转向工况时。当方向盘动作时，转向器14的用于输出转向油缸10的反馈的油压的反馈压力输出口LS4建立压力。该压力通过优先阀块16传递至第一变量泵1的反馈油进口X1。第一变量泵1根据上述的反馈转向油缸10的压力改变输出量。

同时，转向器14的反馈压力输出口LS4输出的压力作用于优先阀30左端的第一控制油口，促使优先阀30的第一工作口k与优先阀30的进口h导通。第一变量泵4输出的液压油经优先阀块16的第一出油口CF进入流量放大阀11的进油口P2，进而进入转向油缸10中用于转向。

方向盘右转时，转向器14的第一出口R输出液压油，该液压油经第一限位阀13流至流量放大阀11的第一控制油进口PA，控制转向油缸向10右转向。

方向盘左转时，转向器14的第二出口L输出液压油，该液压油经第二限位阀12流向流量放大阀11的第二控制油进口PB，控制转向油缸10向左转向。

当操作人员由慢打方向盘转换至快打方向盘时，通过控制流量放大阀11的开口大小来控制转向速度。慢打方向盘时，流量放大阀11处于小开口状态，经流量放大阀11的主阀芯压差维持在第一变量泵1流量控制调定的压力值20bar左右。

节流口开口大小一定、节流口前后压差为定值，那么通过节流口的流量就为定值。同理，流量放大阀11的某一开口开度就对应着第一变量泵1确定的排量。在此过程，第一变量泵1输出的流量完全用于转向系统，没有多余流量损失，最大程度体现了变量系统节能的优势。

装载机只有工作油缸工作时。当先导阀6的手柄无动作时，负载敏感控制阀9的用于输出工作油缸反馈的油压的反馈压力输出口LS5的负载压力为0。当先导阀6的手柄动作时，负载敏感控制阀9的反馈压力输出口LS5反馈负载压力，该负载压力传递至第二变量泵4的反馈油进口X2。同时，该负载压力还可以经优先阀块16内部的第二梭阀33传递至第一变量泵1的反馈油进口X1，以使第一变量泵1和第二变量泵4一起变量为工作油缸提供液压油。

当先导阀6的手柄调至最大角度时，对应负载敏感控制阀9的主阀芯一定的开口，此时流经负载敏感控制阀9的主阀芯的液压油的压力维持在第一变量泵1和/或第二变量泵4流量控制阀芯调定的压力值。这样一来，先导阀6的手柄角度与负载敏感控制阀9的主阀芯的开度对应。负载敏感控制阀9的主阀芯的开度与第一变量泵1和/或第二变量泵4的排量对应。第一变量泵1和第二变量泵4的流量全部用于驱动工作油缸，没有节流和溢流损失，且相比定量泵有较小的管路损失。

当装载机铲装好物料行驶并转向时，负载敏感转向器14的反馈压力输出口LS4输出的压力信号通过优先阀块16中的第二梭阀33传递到第一变量泵1。负载敏感控制阀9的反馈压力输出口LS5输出的压力信号同时传递到第一变量泵1和第二变量泵4。

由于第二梭阀33的控制作用，当转向油缸10的负载大于工作油缸的负载时，第一变量泵1输出的流量全部用于驱动转向油缸10。当工作油缸的负载大于转向油缸10的负载时，第一变量泵10输出的流量一部分用于驱动转向油缸10，另一部分则用于驱动工作油缸。此时优先阀块16既实现优先转向，又实现第一变量泵1和第二变量泵4合流和分流功能。

当装载机转向到极限位置或转向油缸10的负载压力超过优先阀块16调定的压力后，采集到的反馈转转向油缸10的压力的液压油经优先阀块16内的第一溢流阀35溢流，优先阀30转换至第二工作口v与进油口h导通。

此时，第一变量泵1的出口压力与上述的反馈转向油缸10的油压的压力差大于第一变量泵1的流量控制阀芯调定的弹簧力，第一变量泵1开始调节至最小排量。

若因系统冲击或优先阀块16的第一溢流阀35失效等原因，转向系统压力继续上升至第一变量泵1调定的切断压力，第一变量泵1的压力控制阀的阀芯换向使其调节至最小排量。该最小排量仅用于维持第一变量泵1等系统内泄漏。目的一是起到二次保护作用，目的二是工作油缸不做功时消耗很少的功率，节省更多的发动机燃油。

当工作油缸移动到极限位置或工作油缸的负载压力超过负载敏感控制9阀调定的溢流压力后，溢流产生压差使第一变量泵1和第二变量泵4调节至最小排量。或因系统冲击或负载敏感控制9的作为压力控制阀51的溢流阀插件失效等原因，整个系统压力上升至两个变量泵的切断压力，变量泵调节至最小排量，达到二次保护和节省燃油的目的。

优先阀块16起到控制第一变量泵1和第二变量泵4合流与分流的作用。

优先阀块16的具体工作原理是：

第一变量泵1输出的液压油进入优先阀块16的进油口P。装载机在熄火状态下，优先阀30的第一工作口k与优先阀30的进油口h导通。

当无转向时，优先阀块16的第一出油口CF的压力反馈至优先阀30的右侧的第二控制油口，优先阀30的进油口h与优先阀30的第二工作口v导通，以使第一变量泵1用于驱动工作油缸。优先阀30的第一工作口h仅维持小流量的泄露。

当改变装载机的行驶方向时，转向器14的输出的反馈转向油缸10的压力的信号传递至优先阀的第一反馈油进口Ls1。转向油缸10反馈的油压一路通过第三节流孔36后，传递至优先阀30的第一控制口和第一溢流阀35进口，使得优先阀30的第一工作口k和优先阀的进油口h导通，从而第一变量泵1驱动转向油缸10。

上述的反馈转向油缸10的压力的信号的另一路通过第二梭阀33、优先阀块16的反馈油出口LS2传递至第一变量泵1的反馈油进口X1，使变第一变量泵1随转向速度快慢改变排量大小。

若反馈转向油缸10的压力升高至优先阀块16的第一溢流阀35调定的压力后，第一溢流阀35小流量溢流，使第一流量泵1调节至小排量，消耗更低的功率。

装载机不转向而工作油缸工作时，反馈工作油缸的压力的信号传递至优先阀块16的第二反馈油进口LS3，上述的反馈工作油缸的压力的信号通过第二梭阀33和优先阀块16的反馈油出口LS2传递至第一变量泵1的反馈油进口X1，使第一变量泵1用于驱动工作油缸。

另外，第一变量泵1输出的液压油进入优先阀块16的进油口P后，通过优先阀块16内部的第四节流孔32为先导油源5供油，以保证先导阀6的正常工作。

本实施例通过设置了优先阀块16，使得第一变量泵1和第二变量泵的液压油分别至转向油缸10和工作油缸而实现分流，也可以使得第一变量泵1和第二变量泵4输出的液压油合流至工作油缸。

本实施例的液压系统可以使得转向油缸10独立工作，也可以使得工作油缸独立工作，也可以使得转向油缸10和工作油缸同时工作。

由于设置了第一溢流阀35，保证转向系统的工作压力。设置了第二梭阀33，使得转向油缸10的负载信号和工作油缸的负载信号都能传递至用于转向的第一变量泵1，使其改变排是参与工作油缸的驱动。从优先阀块16取得先导油源，节省管路，连接方便。

本实施例中，负载敏感控制阀9是用于控制工作油缸动作的。具体是控制动臂油缸7和铲斗油缸8动作。负载敏感控制阀9的进油口P4用于由第一变量泵1和第二变量泵4引入液压油。先导油作用于负载敏感控制阀9的某一个先导口时，使负载敏感控制阀9的铲斗控制主阀芯40或动臂控制主阀芯41换向，负载敏感控制阀9的进油口P4进入的油液进入对应的工作油缸，以推动对应的铲斗或动臂动作。

当多个工作油缸复合动作时，动臂油缸7和铲斗油缸8的压力通过各自对应的铲斗补偿阀芯44和动臂补偿阀芯42补偿后，使得铲斗控制主阀芯40和动臂控制主阀芯41前后压差相等。反馈工作油缸负载的信号通过节流孔57后再通过双向节流阀47输送至负载敏感控制阀9的反馈压力输出口LS5。这样就能实现负载需要多少流量，第二变量泵4或者第一变量泵1和第二变量泵4共同供给多少流量。其次，还可以实现不同的工作油缸的良好的复合动作，且复合动作本身与工作油缸的负载无关。

负载敏感控制阀9还包括定差溢流阀48。定差溢流阀48的进口与铲斗补偿阀44通过单向阀45连接，定差溢流阀48的进口与动臂补偿阀芯42通过单向阀43连接。定差溢流阀48的出口与负载敏感控制阀9的排油口L2连接，该排油口L2连接回油箱。当停止或恢复先导阀6的手柄动作时，负载敏感控制阀9的主阀芯各自回到中位以隔断负载信号，残留的反馈工作油缸的压力的信号通过定差溢流阀48卸油，反馈工作油缸的压力的信号可以立即消失，使得第一变量泵1和第二变量泵4的排量减小至最小排量，避免多余油液输出，节省发动机功率。

负载敏感控制阀9还包括第二溢流阀49。第二溢流阀49的进口与反馈压力输出口LS5连接，第二溢流阀49的出口与连接回油箱的负载敏感控制阀9的排油口L1连接。当工作油缸的负载足够大或移动到极限位置时，液压系统负载压力上升至第二溢流阀49的开启压力后，用于反馈工作油缸的压力的信号的液压油被溢流。在第五节流孔57的两端产生压差，使得第一变量泵1的流量控制阀芯压差大于其换向压差，第一变量泵1的流量控制阀芯换向使得第一变量泵调节至最小排量；和/或使第二变量泵4的流量控制阀芯压差大于其换向压差，第二变量泵4控制阀芯换向使得变量泵调节至最小排量。从而可以避免多余油液输出，节省发动机功率。

当转向油缸10和工作油缸突遇巨大负载或快速到极限位置时，由于第一变量泵1和/或第二变量泵4变排量响应需要时间，第一变量泵1和/或第二变量泵4继续输出油液，使得相应的变量泵的出口压力急剧上升至很高的压力，冲击变量泵等元件。因此，在回路上增加设压力控制阀51。在此种工况下能够打开压力控制阀51，有效地避免变量泵出口的高压冲击，保护了液压系统各元件。

图4示出了具有本实施例的液压系统的装载机在铲装物料时，用于驱动铲斗的铲斗油缸或动臂油缸的负载压力以及变量泵的泵口压力的变化曲线，其中曲线S为变量泵的泵口压力的变化曲线。从图4中可以看出，具有本实施例的液压系统的装载机在铲装的过程中，变量泵的泵口压力的最大值小于270bar。而现有技术中的装载机在同工况下的压力冲击高于300bar。因此，通过设置压力控制阀51，减小系统的最大冲击压力，也避免了液压系统受到较大冲击，保护各液压元件。

当操作先导阀6的手柄使动臂下降或铲斗卸料时，第一先导口的信号通过第三梭阀46作用至背压阀50的控制口，背压阀50处于关闭状态。使得与背压阀50的进口连接的负载敏感控制阀9的背压口MT产生一定的背压。这样，工作油缸的回油路上就会产生背压，此背压会打开过载补油阀的补油单向阀芯，给与过载补油阀对应的工作油缸的相应工作腔补油，有效的避免了对应的工作油缸吸空现象，保护工作油缸及液压系统。

图5示出了本发明的实施例的液压系统在怠速轻载铲斗快速卸料时，用于驱动铲斗的铲斗油缸的有杆腔压力的变化曲线。由图5中可以看出，具有本实施例的液压系统的装载机在怠速轻载卸料时，铲斗油缸的有杆腔的压力一般在15bar至0bar之间变化，铲斗油缸的有杆腔的压力未出现负压。

图6示出了具有本实施例的液压系统的装载机在怠速轻载动臂快速下落时，用于驱动动臂的动臂油缸的有杆腔压力的变化曲线。由图中可以看出，本实施例的装载机在怠速轻载动臂快速下落时，动臂油缸的有杆腔的压力在一般在2.7bar至3.2bar之间变化，动臂油缸的有杆腔的压力未出现负压。

当动臂或铲斗举升至高位停止时，第一锁止阀52和第二锁止阀55会起到锁止功能，保证油缸微小的沉降量，且具有良好的安全性。具体工作原理如下：当操作先导阀6的手柄使负载敏感控制阀9的主阀芯换向，锁止控制口Pst的液压油通过主阀芯作用至对应的锁止阀，对应的工作油缸的无杆腔的油液经锁止阀正常回油。当不操作先导阀6的手柄使主阀芯回中位时，锁止控制口Pst的液压油不能作用至对应的锁止阀，锁止阀关闭，对应的工作油缸的无杆腔的油液无法回油，这样工作油缸就具有良好的保持功能。优选地，锁止阀采用锥面线密封结构。具有该结构的锁止阀密封效果好，具有微小的内泄漏，能够长时间保持工作油缸在某一高位不下沉。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，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 (16)

1.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括：

转向油缸(10)和工作油缸；

第一变量泵(1)和第二变量泵(4)，所述第一变量泵(1)用于为所述转向油缸(10)和所述工作油缸供油，所述第二变量泵(4)用于为所述工作油缸供油；

压力控制阀(51)，所述压力控制阀(51)具有进口、出口和控制油口，所述压力控制阀(51)的进口与所述第一变量泵(1)的出口和/或所述第二变量泵(4)的出口连接，所述压力控制阀(51)的出口与回油箱连接，所述压力控制阀(51)的控制油口用于接受所述工作油缸反馈的油压和/或所述转向油缸(10)反馈的油压，所述压力控制阀(51)根据其进口与其控制油口的油压的差值控制所述压力控制阀(51)的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括第一梭阀(18)，所述第一梭阀(18)具有第一进口(S1)、第二进口(S2)和出口(S)，所述第一梭阀(18)的第一进口(S1)用于接受所述工作油缸反馈的油压，所述第一梭阀(18)的第二进口(S2)用于接受所述转向油缸(10)反馈的油压，所述第一梭阀(18)的出口(S)与所述压力控制阀(51)的控制油口连通。

3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统包括优先阀(30)，所述优先阀(30)包括进油口(h)、第一工作口(k)和第二工作口(v)，所述优先阀(30)的进油口与所述第一变量泵(1)连通，所述第一工作口(k)用于为所述转向油缸(10)供油，所述第二工作口(v)用于为所述工作油缸供油，所述压力控制阀(51)的进口通过所述优先阀(30)的所述第二工作口(v)与所述第一变量泵(1)的出口连接。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述优先阀(30)还包括第一控制油口和第二控制油口，所述第一控制油口与反馈所述转向油缸(10)的油压的管路连接，以控制所述优先阀(16)的第一工作口(k)与所述优先阀(16)的进油口(h)导通，所述第二控制油口与所述优先阀(30)的第一工作口(k)连通，以在向所述转向油缸(10)输送的油液压力大于第一预定值时使所述优先阀(30)的第二工作口(v)与所述优先阀(30)的进油口(h)导通，所述压力控制阀(51)的进口与所述优先阀(30)的第二工作口(v)连通。

5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括第一溢流阀(35)，所述反馈转向油缸(10)的油压的管路还与第一溢流阀(35)连接，以使所述反馈转向油缸(10)的油压的管路中的压力大于第二预定值时泄压。

6.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统包括第二梭阀(33)，所述第二梭阀(33)具有第一进油口(f)、第二进油口(r)和出油口(z)，所述第二梭阀(33)的第一进油口(f)与所述反馈转向油缸(10)的油压的管路连接，所述第二梭阀(33)的第二进油口(r)与反馈所述工作油缸的油压的管路连接以接受所述工作油缸反馈的油压，所述第二梭阀(33)的出油口(z)与所述第一变量泵(1)的反馈油进口(X1)连通。

7.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括：

转向器(14)，包括第一出口(R)和第二出口(L)；

流量放大阀(11)，包括第一控制油进口(PA)、第二控制油进口(PB)、进油口(P2)、第一出口(CA)和第二出口(CB)，所述流量放大阀(11)的第一控制油进口(PA)与所述转向器(14)的第一出口(R)连通，所述流量放大阀(11)的第二控制油进口(PB)与所述转向器(14)的第二出口(L)连通，所述流量放大阀(11)的第一出口(CA)与所述转向油缸(10)的无杆腔连通，所述流量放大阀(11)的第二出口(CB)与所述转向油缸(10)的有杆腔连通，所述流量放大阀(11)的进油口(P2)与所述优先阀(30)的第一工作口(k)连通。

8.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括：

第一限位阀(13)，用于限制所述转向油缸(10)的行程，所述第一限位阀(13)的进口与所述转向器(14)的第一出口(R)连通，所述第一限位阀(13)的出口与所述流量放大阀(11)的第一控制油进口(PA)连通；和/或，

第二限位阀(12)，用于限制所述转向油缸(10)的行程，所述第二限位阀(12)的进口与所述转向器(14)的第二出口(L)连通，所述第二限位阀(12)的出口与所述流量放大阀(11)的第二控制油进口(PB)连通。

9.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括负载敏感控制阀，所述负载敏感控制阀具有进油口(P4)、第一工作口(A1、A2)和第二工作口(B1、B2)，所述负载敏感控制阀的进油口(P4)与所述优先阀(30)的第二工作口(v)和所述第二变量泵(4)的出口均连通，所述负载敏感控制阀的第一工作口(A1、A2)与所述工作油缸的无杆腔连通，所述负载敏感控制阀的第二工作口(B1、B2)与所述工作油缸的有杆腔连通，所述压力控制阀(51)的进口与所述第二变量泵(4)的出口通过所述负载敏感控制阀的进油口(P4)连接。

10.根据权利要求9所述的液压系统，其特征在于，所述负载敏感控制阀为负载敏感多路阀，所述负载敏感多路阀包括至少两个所述第一工作口(A1、A2)和与所述至少两个第一工作口(A1、A2)一一对应地设置的至少两个所述第二工作口(B1、B2)。

11.根据权利要求9所述的液压系统，其特征在于，所述负载敏感控制阀(9)包括:

回油管路，所述回油管路用于排出回油；

背压阀(50)，所述背压阀(50)连接在所述回油管路上；

过载补油阀(53、54、56)，所述过载补油阀(53、54、56)连接在所述工作油缸的有杆腔与所述回油管路之间，或所述过载补油阀(53、54、56)连接在所述工作油缸的无杆腔与所述回油管路之间。

12.根据权利要求11所述的液压系统，其特征在于，所述负载敏感控制阀(9)包括用于控制所述工作油缸的无杆腔回油的第一先导口(xb1、xb2)，所述背压阀(50)具有控制口，所述第一先导口(xb1、xb2)与所述背压阀(50)的控制口连接，以在工作油缸的无杆腔回油开启所述背压阀(50)。

13.根据权利要求9所述的液压系统，其特征在于，所述负载敏感控制阀还包括锁止阀，所述锁止阀与所述工作油缸的无杆腔连接，以限制所述工作油缸的无杆腔回油。

14.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括：

输油管路，所述输油管路用于向所述回油箱内输送回油；

散热器(2)，所述散热器(2)设置在所述输油管路中；以及，

可变节流孔(17)，所述可变节流孔(17)的进口端与所述输油管路连接于所述散热器(2)的上游，所述可变节流孔(17)的出口端与所述输油管路连接于所述散热器(2)的下游。

15.一种工程车辆，其特征值在于，所述工程车辆包括权利要求1至14中任一项所述的液压系统。

16.根据权利要求15所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆为装载机，所述工作油缸包括动臂油缸(7)和铲斗油缸(8)。