CN109441915A - 液压系统及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压系统及工程机械，涉及工程机械技术领域，液压系统包括油缸、油泵、先导阀和换向阀；油泵与换向阀的进油口连接，换向阀的第一油口与油缸连接；先导阀与换向阀连接，油泵的出口和油缸分别与先导阀连接，且油缸与先导阀之间设有第一阀件。在油缸缩回的过程中，油缸靠货物或设备自重下降，油泵不工作处于怠速状态，此时第一阀件导通油缸和先导阀，油缸中的一部分液压油通过第一阀件流入先导阀中，先导阀控制换向阀换向，使换向阀的第一油口与第二油口导通。本发明提供的液压系统，利用现有技术中原有液压系统中的元件对先导阀进行供油，无需增加能耗元件，不仅能够降低成本，而且更加节能。

Description

液压系统及工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种液压系统，以及一种具有该液压系统的工程机械。
背景技术
工程机械是装备工业的重要组成部分。概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业以及各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，均称为工程机械。
工程机械中换向阀控制多采用先导式控制，因此先导油的来源成为设计中不可避免要考虑的因素。定量泵系统为了降低系统能耗一般采用开芯式换向阀系统，如果直接从油泵出口取先导油，油泵怠速时油泵出口压力较低，会导致先导压力不足。
目前存在两种方式解决上述问题，一种是单独采用先导泵做为先导油的动力源，另一种是在油泵出口设置顺序阀建立起一定的背压，以此作为先导油的动力源。然而，增加先导泵的方式会增加液压系统成本，并且先导泵也会带来能量损失；在油泵出口设置顺序阀的方式会增大系统能耗，两种方式均会导致工程机械的节能性能较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压系统，以解决现有技术中的工程机械的节能性能较差的技术问题。
本发明提供的液压系统，包括油缸、油泵、先导阀和换向阀；
所述油泵与所述换向阀的进油口连接，所述换向阀的第一油口与所述油缸连接；
所述先导阀与所述换向阀连接，所述油泵的出口和所述油缸分别与所述先导阀连接，且所述油缸与所述先导阀之间设有第一阀件。
进一步地，所述液压系统还包括减压阀；
所述油泵的出口和所述油缸分别通过所述减压阀与所述先导阀连接。
进一步地，所述液压系统还包括选通机构；
所述油泵的出口和所述油缸分别通过所述选通机构与所述先导阀连接。
进一步地，所述液压系统还包括流量调节机构；所述流量调节机构设置在所述油缸与所述先导阀之间。
进一步地，所述液压系统还包括流量调节机构；所述流量调节机构设置在所述油泵的出口与先导阀之间。
进一步地，所述液压系统还包括优先阀或分流阀；所述油泵通过优先阀或分流阀与所述换向阀的进油口连接。
进一步地，所述液压系统还包括散热器和液压马达；
所述散热器与所述换向阀的第二油口连接，所述油缸与所述液压马达连接，且所述油缸与所述液压马达之间设有第二阀件。
进一步地，所述液压马达上设有转速检测机构。
进一步地，所述转速检测机构包括转速传感器或压力传感器。
本发明的目的还在于提供一种工程机械，包括本发明所述的液压系统。
本发明提供的液压系统，包括油缸、油泵、先导阀和换向阀；所述油泵与所述换向阀的进油口连接，所述换向阀的第一油口与所述油缸连接；所述先导阀与所述换向阀连接，所述油泵的出口和所述油缸分别与所述先导阀连接，且所述油缸与所述先导阀之间设有第一阀件。在油缸伸出的过程中，油泵工作进行供油，一部分液压油由油泵流入换向阀的进油口中，另一部分液压油由油泵的出口流入先导阀中，先导阀控制换向阀换向，使换向阀的进油口与第一油口导通，液压油流入油缸中以带动油缸伸出；在油缸缩回的过程中，油缸靠货物或设备自重下降，油泵不工作处于怠速状态，油泵的出口保持较低的压力，此时第一阀件导通油缸和先导阀，油缸中的一部分液压油通过第一阀件流入先导阀中，先导阀控制换向阀换向，使换向阀的第一油口与第二油口导通，油缸中的另一部分液压油由第二油口流回至油箱以带动油缸缩回。本发明提供的液压系统，利用现有技术中原有液压系统中的元件对先导阀进行供油，无需增加能耗元件，不仅能够降低成本，而且更加节能。并且，在油泵工作时，油泵向先导阀提供适合压力的先导油，在油泵怠速时，油缸向先导阀提供适合压力的先导油，能够在油泵怠速时也向先导阀提供适合压力的先导油，保持适合的先导压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的液压系统的结构示意图。
图标：1－油缸；2－第一阀件；3－减压阀；4－梭阀；5－先导阀；6－优先阀；7－油泵；8－换向阀；9－散热器；10－转速传感器；11－液压马达；12－比例阀；13－阻尼阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种液压系统及工程机械，下面给出多个实施例对本发明提供的液压系统及工程机械进行详细描述。
实施例1
本实施例提供的液压系统，如图1所示，包括油缸1、油泵7、先导阀5和换向阀8；油泵7与换向阀8的进油口连接，换向阀8的第一油口与油缸1连接；先导阀5与换向阀8连接，油泵7的出口和油缸1分别与先导阀5连接，且油缸1与先导阀5之间设有第一阀件。
其中，第一阀件2可以为电磁阀，也可以为手动阀件等任意适合的形式，第一阀件2用于连通或中断油缸1与先导阀5。油泵7与油箱连接，油泵7用于将油箱中的液压油加压泵出。
在油缸1伸出的过程中，油泵7工作进行供油，一部分液压油由油泵7流入换向阀8的进油口中，另一部分液压油由油泵7的出口流入先导阀5中，先导阀5控制换向阀8换向，使换向阀8的进油口与第一油口导通，液压油流入油缸1的无杆腔中以带动油缸1伸出。
在油缸1缩回的过程中，油缸1靠货物或设备自重下降，油泵7不工作处于怠速状态，油泵7的出口保持较低的压力，此时第一阀件2导通油缸1的无杆腔和先导阀5，油缸1的无杆腔中的一部分液压油通过第一阀件2流入先导阀5中，先导阀5控制换向阀8换向，使换向阀8的第一油口与第二油口导通，油缸1的无杆腔中的另一部分液压油由第二油口流回至油箱以带动油缸1缩回。本实施例提供的液压系统，利用现有技术中原有液压系统中的元件对先导阀5进行供油，无需增加能耗元件，不仅能够降低成本，而且更加节能。
并且，在油泵7工作时，油泵7向先导阀5提供适合压力的先导油，在油泵7怠速时，油缸1向先导阀5提供适合压力的先导油，能够在油泵7怠速时也向先导阀5提供适合压力的先导油，保持适合的先导压力。
进一步地，液压系统还包括减压阀3；油泵7的出口和油缸1分别通过减压阀3与先导阀5连接。
其中，油泵7的出口、减压阀3和先导阀5依次连接，油缸1的无杆腔、减压阀3和先导阀5依次连接，在油泵7的出口或油缸1的无杆腔为先导阀5供油时，减压阀3能够将液压油调节至适合的压力，以提高液压系统运行的稳定性。
例如，在油缸1伸出时，先导阀5内的液压油来自于油泵7的出口，油泵7的出口液压油压力约为1MPa，1MPa压力通常无法将换向阀8的阀芯完全打开，但只要换向阀8开启后，油泵7的出口液压油压力就会上升，直到减压阀3开始工作，进入先导控制阀内的压力不再升高。其中，减压阀3设定压力与换向阀8最大控制压力有关。
进一步地，液压系统还包括选通机构；油泵7的出口和油缸1分别通过选通机构与先导阀5连接。
其中，选通机构可以为换向阀8，也可以为梭阀4等任意适合的形式，本实施例中，选通机构为梭阀4。
在油缸1伸出时，油泵7的出口压力大于油缸1的无杆腔的压力，梭阀4选择油泵7的出口与先导阀5导通；在油缸1缩回时，油泵7的出口压力小于油缸1的无杆腔的压力，梭阀4选择油缸1的无杆腔与先导阀5导通。
其中，液压系统中还可以设置流量调节机构，以为液压系统起到稳压稳流的作用。
作为一种实施方式，流量调节机构设置在油缸1与先导阀5之间，具体地，流量调节机构设置在油缸1与梭阀4之间。
作为另一种实施方式，流量调节机构设置在油泵7的出口与先导阀5之间，具体地，流量调节机构设置在油泵7的出口油缸1与梭阀4之间。
流量调节机构可以为流量调节阀，也可以为阻尼阀13等任意适合的形式。流量调节机构能够调节油缸1或油泵7进入先导阀5中液压油的流量，从而起到对液压系统稳压稳流的作用。
进一步地，液压系统还包括优先阀6或分流阀；油泵7通过优先阀6或分流阀与换向阀8的进油口连接。
其中，油泵7的出口与优先阀6或分流阀连接，优先阀6或分流阀的一个出口与换向阀8的进油口连接，油泵7的出口与优先阀6或分流阀之间的管路与先导阀5连接。
以优先阀6为例，油缸1伸出时，利用优先阀6的自身压降取油泵7的出口与优先阀6之间管路作先导油源，此先导压力通常比较小不足以让换向阀8全开，但只要换向阀8部分开启此先导油源压力将升高，利用减压阀3控制最大先导压力。油缸1缩回时，油缸1靠货物或设备自重缩回，油泵7不工作，油泵7仍然处于怠速状态，油泵7的出口提供的先导油压力较低，不足以让换向阀8全开，油缸1缩回速度会达不到理想要求，此时通过将油缸1的无杆腔通过电磁阀和梭阀4接入导向阀，利用货物或设备自重产生的压力作为先导压力使换向阀8完全打开。
由液压驱动的工程机械在工作过程中的能耗都转化为液压油的温升，因此配备液压油散热器9成为必不可少的设计。
进一步地，液压系统还包括散热器9和液压马达11；散热器9与换向阀8的第二油口连接，油缸1与液压马达11连接，且油缸1与液压马达11之间设有第二阀件。
其中，第二阀件可以为比例阀12，也可以为截止阀等任意适合的形式，第二阀件能够连通或中断油缸1与液压马达11，在油缸1上升时，油缸1与液压马达11中断，在油缸1缩回时，油缸1与液压马达11连接。
其中，换向阀8的第二油口、散热器9和油箱依次连接，油缸1的无杆腔与液压马达11连接，液压马达11用于驱动风扇转动，风扇用于对散热器9送风。
在油缸1缩回时，油缸1无杆腔内的部分液压油流入液压马达11中驱动风扇转动，部分液压油通过换向阀8流入散热器9中，风扇对散热器9中的液压油进行冷却，冷却后的液压油流回油箱。
能够在大量液压油流经散热器9的同时驱动液压马达11转动，提高节能效果，并且可以利用工程机械举重货物下放的势能驱动液压马达11转动，达到节能以及散热的目的，进一步提高节能效果。
较佳地，第二阀件为比例阀12，油缸1无杆腔内的液压油通过比例阀12分流，大部分液压油通过换向阀8经散热器9回油箱，小部分液压油通过比例阀12驱动液压马达11对散热器9中的液压油进行冷却，比例阀12能够控制液压马达11转速和油缸1缩回速度，可以通过检测液压油温度来控制比例阀12电流，当液压油温度较高时，给予比例阀12较大电流，温度较低时，给予比例阀12较小电流。
进一步地，液压马达11上设有转速检测机构，以检测液压马达11的转速，液压马达11的转速限制比例阀12最大电流。
其中，转速检测机构包括转速传感器10或压力传感器。转速传感器10可以直接检测液压马达11的转速，压力传感器可以检测液压马达11内的油压，并传至控制器，由控制器内的程序换算出液压马达11的转速。
本实施例提供的液压系统，油缸1伸出时，由油泵7工作并提供液压油，油泵7出口的油部分进入换向阀8中，部分进入先导阀5中，先导阀5控制换向阀8的进油口与第一油口导通，油缸1伸出；油缸1缩回时，油泵7不工作处于怠速状态，油缸1无杆腔中的部分液压油流入先导阀5中，先导阀5控制换向阀8的第一油口和第二油口导通，油缸1无杆腔中的另一部分液压油流回油箱，油缸1缩回。
其中，当油缸1伸出时，先导阀5的液压油取自于油泵7出口与优先阀6之间，由于优先阀6自身节流作用油泵7出口压力约为1MPa，液压油经过梭阀4和减压阀3(减压阀3设定压力与换向阀8最大控制压力有关)进入先导阀5内，控制换向阀8换向；1MPa压力通常无法将换向阀8的阀芯完全打开，但只要换向阀8部分开启，油泵7出口压力就会上升，直到减压阀3开始工作，进入先导阀5内的液压油压力不再升高。
当油缸1靠货物或设备自重下降时，油泵7不工作，油泵7出口压力保持较低压力，此时第一阀件2(电磁阀)得电，液压油通过梭阀4和减压阀3进入先导阀5。
当油缸1靠货物或设备自重下降时，液压马达11由油缸1的无杆腔中的液压油驱动。
本实施例提供的液压系统，利用现有技术中原有液压系统中的元件对先导阀5进行供油，无需增加能耗元件，不仅能够降低成本，而且更加节能。能够在大量液压油流经散热器9的同时驱动液压马达11转动，提高节能效果，并且可以利用工程机械举重货物下放的势能驱动液压马达11转动，达到节能以及散热的目的，进一步提高节能效果。
实施例2
本实施例提供的工程机械，包括实施例1提供的液压系统。在油缸1伸出的过程中，油泵7工作进行供油，一部分液压油由油泵7流入换向阀8的进油口中，另一部分液压油由油泵7的出口流入先导阀5中，先导阀5控制换向阀8换向，使换向阀8的进油口与第一油口导通，液压油流入油缸1中以带动油缸1伸出；在油缸1缩回的过程中，油缸1靠货物或设备自重下降时，油泵7不工作处于怠速状态，油泵7的出口保持较低的压力，此时第一阀件导通油缸1和先导阀5，油缸1中的一部分液压油通过第一阀件2流入先导阀5中，先导阀5控制换向阀8换向，使换向阀8的第一油口与第二油口导通，油缸1中的另一部分液压油由第二油口流回至油箱以带动油缸1缩回。本发明提供的液压系统，利用现有技术中原有液压系统中的元件对先导阀5进行供油，无需增加能耗元件，不仅能够降低成本，而且更加节能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液压系统，其特征在于，包括油缸(1)、油泵(7)、先导阀(5)和换向阀(8)；
所述油泵(7)与所述换向阀(8)的进油口连接，所述换向阀(8)的第一油口与所述油缸(1)连接；
所述先导阀(5)与所述换向阀(8)连接，所述油泵(7)的出口和所述油缸(1)分别与所述先导阀(5)连接，且所述油缸(1)与所述先导阀(5)之间设有第一阀件(2)。
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减压阀(3)；
所述油泵(7)的出口和所述油缸(1)分别通过所述减压阀(3)与所述先导阀(5)连接。
3.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选通机构；
所述油泵(7)的出口和所述油缸(1)分别通过所述选通机构与所述先导阀(5)连接。
4.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流量调节机构；所述流量调节机构设置在所述油缸(1)与所述先导阀(5)之间。
5.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流量调节机构；所述流量调节机构设置在所述油泵(7)的出口与先导阀(5)之间。
6.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优先阀(6)或分流阀；所述油泵(7)通过优先阀(6)或分流阀与所述换向阀(8)的进油口连接。
7.根据权利要求1－6中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括散热器(9)和液压马达(11)；
所述散热器(9)与所述换向阀(8)的第二油口连接，所述油缸(1)与所述液压马达(11)连接，且所述油缸(1)与所述液压马达(11)之间设有第二阀件。
8.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述液压马达(11)上设有转速检测机构。
9.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述转速检测机构包括转速传感器(10)或压力传感器。
10.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的液压系统。
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