CN108397434B - 回转缓冲阀、回转液压系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种回转缓冲阀、回转液压系统及工程机械。其中，回转缓冲阀包括阀体，阀体的第一油口和第二油口分别经第一油路和第二油路与阀体的第一工作油口和第二工作油口相通，在第一油路或第二油路的旁通油路上并联设置有不同开启压力的至少两个缓冲装置。回转缓冲阀通过在第一油路或第二油路的旁通油路上并联设置不同开启压力的至少两个缓冲装置，满足了工程车辆在不同负载工况下的启停缓冲性能需要，也实现了技术成本的降低，技术方案可靠性高，易于大面积推广使用。

Description

回转缓冲阀、回转液压系统及工程机械

技术领域

本发明涉及回转液压系统技术领域，尤其涉及一种回转缓冲阀、回转液压系统及工程机械。

背景技术

现有起重机行业内，8-80t产品回转均采用开式液压系统，为了使回转操作在启停时能够获得足够的缓冲性能，回转液压系统均设计有回转缓冲阀。回转缓冲阀的缓冲性能的好坏直接决定了回转系统操控性能的优良。

同行业80t以下非电控类起重机产品使用的回转缓冲阀及回转系统基本雷同，大多采用开中心六通缓冲阀，该阀能够满足部分负载的缓冲需求。但是，随着起重机整车技术的快速发展，特别是在吊重性能和臂长不断增加、结构件轻量化的影响下，整机对回转系统的缓冲性能提出了更高的要求，同时用户对回转操作的舒适性和平稳性也提出了更高的需求，而目前同行业使用的回转缓冲阀及回转系统由于采用定制缓冲原理，即回转系统压力只有达到设定值时，才能开启缓冲，并且由于该设定值较高，导致70％的作业工况均不能得到有效缓冲，造成回转缓冲性能的整体下降，已经不能很好地满足当前起重机回转缓冲性提升的需求。

针对目前回转缓冲阀定值缓冲的结构和原理限制问题，现有技术中的一种解决方案是通过电比例技术控制缓冲阀的不同开启压力来满足不同的负载缓冲需求，但是这种控制方案存在以下技术缺陷：

1)需要增加控制器、电比例溢流阀、压力传感器等电控元件，设计成本大幅度增加，至少要高出现有车辆8倍以上，不宜在中小吨位起重机上大幅推广。

2)需要实时检测作业负载工况，需要读取作业负载压力、臂长、吊重量等参数，技术实现难度大，并且参数的准确性由于臂长、负载等原因准确度不高，不能真实反应真实负载需求，缓冲效果不一定能够有效保证。

3)由于电控系统可靠性的原因，一旦出现电气元件损坏，则很容易造成回转控制程序紊乱，极易出现缓冲失效或过缓冲的现象。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种回转缓冲阀、回转液压系统及工程机械，能够以较低的成本来满足不同负载压力的缓冲需求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种回转缓冲阀，其包括阀体，阀体的第一油口和第二油口分别经第一油路和第二油路与阀体的第一工作油口和第二工作油口相通，在第一油路的旁通油路上或第二油路的旁通油路上并联设置有不同开启压力的至少两个缓冲装置。

进一步地，缓冲装置设置在第一油路与阀体的回油口相通的旁通油路上；或者设置在第二油路与回油口相通的旁通油路上；和/或设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上。

进一步地，缓冲装置包括阻性元件和/或具有通断功能的液压元件。

进一步地，缓冲装置包括溢流阀、顺序阀、具有预设开启压力的电磁阀和/或阻尼。

进一步地，缓冲装置包括溢流阀和阻尼，阻尼设置在溢流阀的下游。

进一步地，包括开启压力不同的三个缓冲装置。

进一步地，至少两个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，第一缓冲装置设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上，第二缓冲装置包括第一溢流阀、第二溢流阀以及第二阻尼，第一溢流阀的进油口与第一油路相通，第二溢流阀的进油口与第二油路相通，第二阻尼的一油口均与第一溢流阀的出油口和第二溢流阀的出油口相通，另一油口与阀体的回油口相通，第三缓冲装置包括第三溢流阀、第四溢流阀以及第三阻尼，第三溢流阀的进油口与第一油路相通，第四溢流阀的进油口与第二油路相通，第三阻尼的一油口均与第三溢流阀的出油口和第四溢流阀的出油口相通，另一油口与阀体的回油口相通。

进一步地，至少两个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，第一缓冲装置设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上，第二缓冲装置包括具有预设开启压力的第一电磁阀和第二电磁阀阀以及第二阻尼，第一电磁阀的进油口与第一油路相通，第二电磁阀阀的进油口与第二油路相通，第二阻尼的一油口均与第一电磁阀的出油口和第二电磁阀阀的出油口相通，另一油口与阀体的回油口相通，第三缓冲装置包括具有预设开启压力的第三电磁阀和第四电磁阀以及第三阻尼，第三电磁阀的进油口与第一油路相通，第四电磁阀的进油口与第二油路相通，第三阻尼的一油口均与第三电磁阀的出油口和第四电磁阀的出油口相通，另一油口与阀体的回油口相通。

进一步地，至少两个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，第一缓冲装置、第二缓冲装置以及第三缓冲装置均并联设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上，第二缓冲装置包括具有预设开启压力的第一电磁阀和第二阻尼，第三缓冲装置包括具有预设开启压力的第三电磁阀和第三阻尼。

进一步地，第一缓冲装置包括第一阻尼。

本发明还提供了一种回转液压系统，其包括回转马达和上述的回转缓冲阀。

进一步地，还包括通断阀，用于通断第一工作油口与第二工作油口的贯通。

本发明还提供了一种工程机械，其包括上述的回转液压系统。

由此，基于上述技术方案，本发明回转缓冲阀通过在第一油路或第二油路的旁通油路上并联设置不同开启压力的至少两个缓冲装置，满足了工程车辆在不同负载工况下的启停缓冲性能需要，也实现了技术成本的降低，技术方案可靠性高，易于大面积推广使用。本发明提供的回转液压系统和工程车辆也相应地具有上述有益技术效果。

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仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明回转液压系统实施例的结构原理图；

图2为本发明回转液压系统另一实施例的结构原理图；

图3为本发明回转缓冲阀第一实施例的结构原理图；

图4～图6分别为本发明回转缓冲阀在轻载缓冲、中载缓冲以及重载缓冲状态下的缓冲原理图；

图7为本发明回转缓冲阀第二实施例的结构原理图；

图8为本发明回转缓冲阀第三实施例的结构原理图。

各附图标记分别代表：

1、回转缓冲阀；2、三位六通换向阀；3、通断阀；4、回转马达；5、回转减速机；11、第一缓冲装置；12、第一溢流阀；12a、第一电磁阀；13、第二溢流阀；13a、第二电磁阀阀；14、第三溢流阀；14a、第三电磁阀；15、第二阻尼；16、第四溢流阀；16a、第四电磁阀；17、第三阻尼；18、第一单向阀；19、第二单向阀；A、第一工作油口；B、第二工作油口；A′、第一油口；B′、第二油口；T、回油口。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本发明的限定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明回转缓冲阀一个示意性的实施例中，如图1～图3所示，回转缓冲阀1包括阀体，阀体的第一油口A′和第二油口B′分别经第一油路和第二油路与阀体的第一工作油口A和第二工作油口B相通，在第一油路的旁通油路上或第二油路的旁通油路上并联设置有不同开启压力的至少两个缓冲装置。

在该示意性的实施例中，通过在第一油路或第二油路的旁通油路上并联设置不同开启压力的至少两个缓冲装置，从而实现了多级缓冲，满足了工程车辆在不同负载工况下的启停缓冲性能需要，也实现了技术成本的降低，技术方案可靠性高，易于大面积推广使用。

多级缓冲的可以使用很廉价的液压元件，实现了非常复杂的全工况回转缓冲效果，本发明的实质是通过离散的设计概念将线性缓冲离散化，即实现了功能，又降低了设计成本。

其中，多级缓冲是通过阻性元件旁通泄压的原理实现的，即在一些实施例中，缓冲装置包括阻性元件和/或具有通断功能的液压元件，通过设置不同的旁通阻性元件通径的大小，可以匹配不同的缓冲时间，产生不同的缓冲效果。如图3所示，阀体内还设有防吸空单向阀部件，其有第一单向阀18和第二单向阀19组成。

在一些实施例中，缓冲装置可以设置在第一油路与阀体的回油口T相通的旁通油路上；或者设置在第二油路与回油口T相通的旁通油路上；和/或设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上。

具体地或优选地，缓冲装置包括溢流阀、顺序阀、具有预设开启压力的电磁阀和/或阻尼。对于缓冲装置包括溢流阀和阻尼的实施方式，阻尼优选地设置在溢流阀的下游，有利于提升缓冲效果。

在本发明回转缓冲阀的第一实施例中，如图3所示，回转缓冲阀1包括开启压力不同的三个缓冲装置，三个缓冲装置分别为开启压力依次增大的第一缓冲装置11、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，第一缓冲装置11包括第一阻尼，第一缓冲装置11设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上，第二缓冲装置包括第一溢流阀12、第二溢流阀13以及第二阻尼15，第一溢流阀12的进油口与第一油路相通，第二溢流阀13的进油口与第二油路相通，第二阻尼15的一油口均与第一溢流阀12的出油口和第二溢流阀13的出油口相通，另一油口与阀体的回油口T相通，第三缓冲装置包括第三溢流阀14、第四溢流阀16以及第三阻尼17，第三溢流阀14的进油口与第一油路相通，第四溢流阀16的进油口与第二油路相通，第三阻尼17的一油口均与第三溢流阀14的出油口和第四溢流阀16的出油口相通，另一油口与阀体的回油口T相通。

工程机械的回转缓冲等级根据负载的大小大概可以分为轻载、中载和重载三级缓冲，下面以图3所示的实施例来实现三级缓冲为例来说明本发明缓冲阀的缓冲过程和缓冲原理如下：

1)轻载缓冲：一级缓冲即可满足，如图4所示，缓冲油路由第一缓冲装置11连通，在轻载缓冲状态下，第一缓冲装置11始终保持第一工作油口A和第二工作油口B的贯通，从而消除马达启停瞬间的压力冲击。但是第一阻尼的通径不能设置过大，不然会影响到回转作业的效率；当然第一阻尼阻尼通径也不能设置过小，则缓冲效果将会大大降低，所以第一阻尼的通径只能限制在一个合理的范围内，并且仅用于实现轻载缓冲。

2)中载缓冲：中载荷回转工况由于回转系统的压力过大，所以需要更大的缓冲油路泄压，才能在短时间内形成有效缓冲。因此，如图5所示，缓冲油路由第一级缓冲油路和第二级缓冲油路组成，第一级缓冲油路由第一缓冲装置11(即第一阻尼)构成，第二级缓冲油路由第一溢流阀12、第二溢流阀13以及第二阻尼15构成。第二级缓冲起作用的前提条件是回转系统的作业压力超过第一溢流阀12或第二溢流阀13的设定压力，负载压力油才能经过第一溢流阀12或第二溢流阀13，并通过第二阻尼15泄压，从而形成两级缓冲效果。

3)重载缓冲：重载荷所形成的回转作业压力相对中载荷会更大，所以需要更大的缓冲泄压通道，所以设置三级缓冲油路，如图6所示，缓冲油路包括第一级缓冲油路、第二级缓冲油路和第三级缓冲油路，其中，第一级缓冲油路由第一缓冲装置11(即第一阻尼)构成，第二级缓冲油路由第一溢流阀12、第二溢流阀13以及第二阻尼15构成，第三级缓冲油路由第三溢流阀14、第四溢流阀16以及第三阻尼17构成。重载荷启停时，溢流阀第一溢流阀12、第二溢流阀13、第三溢流阀14以及第四溢流阀16将会在负载压力的作用下打开，第一阻尼、第二阻尼15和第三阻尼17将会形成旁通油路，实现负载压力的卸荷，从而形成三级缓冲效果。

可替代地，在本发明回转缓冲阀的第二实施例中，如图7所示，至少两个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置11、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，第一缓冲装置11包括第一阻尼，第一缓冲装置设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上，第二缓冲装置包括具有预设开启压力的第一电磁阀12a和第二电磁阀阀13a以及第二阻尼15，第一电磁阀12a的进油口与第一油路相通，第二电磁阀阀13a的进油口与第二油路相通，第二阻尼15的一油口均与第一电磁阀12a的出油口和第二电磁阀阀13a的出油口相通，另一油口与阀体的回油口T相通，第三缓冲装置包括具有预设开启压力的第三电磁阀14a和第四电磁阀16a以及第三阻尼17，第三电磁阀14a的进油口与第一油路相通，第四电磁阀16a的进油口与第二油路相通，第三阻尼17的一油口均与第三电磁阀14a的出油口和第四电磁阀16a的出油口相通，另一油口与阀体的回油口T相通。

可替代地，在本发明回转缓冲阀的第三实施例中，如图8所示，至少两个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置11、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，第一缓冲装置11包括第一阻尼，第一缓冲装置、第二缓冲装置以及第三缓冲装置均并联设置在第一油路与第二油路相通的旁通油路上，第二缓冲装置包括具有预设开启压力的第一电磁阀12a和第二阻尼15，第三缓冲装置包括具有预设开启压力的第三电磁阀14a和第三阻尼17。第一电磁阀12a和第三电磁阀14a作为旁通缓冲油路的通断控制，旁通泄压的回油口不直接连接回油口T(回油口T连接回油油箱)，而是直接接通第一工作油口A或第二工作油口B。

如图1和图2所示，本发明还提供了一种回转液压系统，其包括三位六通换向阀2、回转马达4、回转减速机5以及上述的回转缓冲阀1，三位六通换向阀2可实现回转换向和调速，从而改变左右回转的方向。由于本发明回转缓冲阀能够以较低的成本来满足不同负载压力的缓冲需求，相应地，本发明回转液压系统也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。

进一步地，如图2所示，回转液压系统还包括通断阀3，用于通断第一工作油口A与第二工作油口B的贯通，从而实现工程车辆转台的自由滑转功能。

本发明还提供了一种工程机械，其包括上述的回转液压系统。工程机械尤其为起重机，由于本发明回转液压系统能够以较低的成本来满足不同负载压力的缓冲需求，相应地，本发明工程机械也具有上述的有益技术效果，在此也不再赘述。

以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种回转缓冲阀(1)，其特征在于，包括阀体，所述阀体的第一油口(A′)和第二油口(B′)分别经第一油路和第二油路与所述阀体的第一工作油口(A)和第二工作油口(B)相通，在所述第一油路的旁通油路上或所述第二油路的旁通油路上并联设置有不同开启压力的三个缓冲装置；

所述三个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置(11)、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，所述第一缓冲装置(11)、所述第二缓冲装置以及所述第三缓冲装置均并联设置在所述第一油路与所述第二油路相通的旁通油路上，所述第二缓冲装置包括具有预设开启压力的第一电磁阀(12a)和第二阻尼(15)，所述第三缓冲装置包括具有预设开启压力的第三电磁阀(14a)和第三阻尼(17)。

2.根据权利要求1所述的回转缓冲阀(1)，其特征在于，所述缓冲装置设置在所述第一油路与所述阀体的回油口(T)相通的旁通油路上；或者设置在所述第二油路与所述回油口(T)相通的旁通油路上；和/或设置在所述第一油路与所述第二油路相通的旁通油路上。

3.根据权利要求1所述的回转缓冲阀(1)，其特征在于，所述缓冲装置包括阻性元件和/或具有通断功能的液压元件。

4.根据权利要求3所述的回转缓冲阀(1)，其特征在于，所述缓冲装置包括溢流阀、顺序阀、具有预设开启压力的电磁阀和/或阻尼。

5.根据权利要求1所述的回转缓冲阀(1)，其特征在于，所述缓冲装置包括溢流阀和阻尼，所述阻尼设置在所述溢流阀的下游。

6.根据权利要求1所述的回转缓冲阀(1)，其特征在于，所述三个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置(11)、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，所述第一缓冲装置设置在所述第一油路与所述第二油路相通的旁通油路上，所述第二缓冲装置包括第一溢流阀(12)、第二溢流阀(13)以及第二阻尼(15)，所述第一溢流阀(12)的进油口与所述第一油路相通，所述第二溢流阀(13)的进油口与所述第二油路相通，所述第二阻尼(15)的一油口均与所述第一溢流阀(12)的出油口和所述第二溢流阀(13)的出油口相通，另一油口与所述阀体的回油口(T)相通，所述第三缓冲装置包括第三溢流阀(14)、第四溢流阀(16)以及第三阻尼(17)，所述第三溢流阀(14)的进油口与所述第一油路相通，所述第四溢流阀(16)的进油口与所述第二油路相通，所述第三阻尼(17)的一油口均与所述第三溢流阀(14)的出油口和所述第四溢流阀(16)的出油口相通，另一油口与所述阀体的回油口(T)相通。

7.根据权利要求1所述的回转缓冲阀，其特征在于，所述三个缓冲装置包括开启压力依次增大的第一缓冲装置(11)、第二缓冲装置以及第三缓冲装置，所述第一缓冲装置(11)设置在所述第一油路与所述第二油路相通的旁通油路上，所述第二缓冲装置包括具有预设开启压力的第一电磁阀(12a)和第二电磁阀阀(13a)以及第二阻尼(15)，所述第一电磁阀(12a)的进油口与所述第一油路相通，所述第二电磁阀阀(13a)的进油口与所述第二油路相通，所述第二阻尼(15)的一油口均与所述第一电磁阀(12a)的出油口和所述第二电磁阀阀(13a)的出油口相通，另一油口与所述阀体的回油口(T)相通，所述第三缓冲装置包括具有预设开启压力的第三电磁阀(14a)和第四电磁阀(16a)以及第三阻尼(17)，所述第三电磁阀(14a)的进油口与所述第一油路相通，所述第四电磁阀(16a)的进油口与所述第二油路相通，所述第三阻尼(17)的一油口均与所述第三电磁阀(14a)的出油口和所述第四电磁阀(16a)的出油口相通，另一油口与所述阀体的回油口(T)相通。

8.根据权利要求6～7任一项所述的回转缓冲阀，其特征在于，所述第一缓冲装置(11)包括第一阻尼。

9.一种回转液压系统，其特征在于，包括回转马达(4)和权利要求1～8任一项所述的回转缓冲阀(1)。

10.根据权利要求9所述的回转液压系统，还包括通断阀(3)，用于通断所述第一工作油口(A)与所述第二工作油口(B)的贯通。

11.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求9或10所述的回转液压系统。

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