CN110578726A - 定量系统变量化的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种定量系统变量化的液压系统，属于工程机械技术领域。包括：工作液压缸，用于驱动作业部件运动；多路阀，用于控制工作液压缸运动；工作液压泵，包括用于为所述工作液压缸提供液压流体的第一液压泵和第二液压泵；优先阀，与所述第二液压泵连通；变量化控制阀，与所述第一液压泵、优先阀、多路阀连通。本发明在工作液压缸的负载压力小于预定值△P1或者大于预定值△P2时，第一液压泵排出的液压流体不再向工作液压缸输送，而是直接回流至液压流体箱，液压系统可以避免第一液压泵和第二液压泵均工作在大功率的工作状态下，有利于降低液压系统的能耗。

Description

定量系统变量化的液压系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种定量系统变量化的液压系统。

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，存在溢流损失，而后来出现的定变量液压系统，基本上是转向与工作合流系统，其结构较为复杂，其在工作系统工作的时候，变量泵就成为定量泵，系统管路损失较大，因此导致较高的燃油损耗。

现有的装载机定量系统，在任何工况下泵输出的所有流量全部经控制运动缸的多路阀回油箱，产生较高的压力损失，无法体现变量化。

发明内容

为针对上述技术问题，本发明提供一种定量系统变量化的液压系统，解决现有工程车辆液压系统工作效率及能耗较高的问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种定量系统变量化的液压系统，包括：

工作液压缸，用于驱动作业部件运动；

多路阀，用于控制工作液压缸运动；

工作液压泵，包括用于为所述工作液压缸提供液压流体的第一液压泵和第二液压泵；

优先阀，与所述第二液压泵连通；

变量化控制阀，与所述第一液压泵、优先阀、多路阀连通，用于当所述工作液压缸的负载压力大于等于预定值△P1、小于预定值△P2时，将所述第二液压泵排出的液压流体经优先阀、与第一液压泵排出的液压流体一起合流至多路阀，然后流向工作液压缸；当所述工作液压缸的负载压力大于等于预定值△P2时，第一液压泵排出的液压流体经变量化控制阀流至液压油箱；当工作液压缸的负载压力小于△P1预定值时，第一液压泵排出的流量经变量化控制阀流至液压油箱。

其进一步是：所述变量化控制阀包括缓冲阀、控制卸荷阀、单向阀Ⅰ、单向阀Ⅱ，变量化控制阀设有油口T、油口A、油口P1和油口P2；所述缓冲阀第一进油口连接油口P1，缓冲阀第一出油口连接油口T，缓冲阀第二出油口通过单向阀Ⅱ单向导通至油口A；所述缓冲阀一端弹簧腔中的弹簧Ⅰ的预定值是△P1，缓冲阀另一端控制腔连接所述控制卸荷阀；所述控制卸荷阀连接至液压油箱，卸荷阀一端弹簧腔中的弹簧Ⅱ的预定值是△P2，卸荷阀另一端控制腔连接油口A；所述油口P2通过单向阀Ⅰ单向导通至油口A。

所述卸荷阀控制腔通过第一控制油路、第六控制油路连接所述油口A，卸荷阀出油口通过卸荷油路连接压油箱，卸荷阀进油口通过第二控制油路连接缓冲阀控制腔；在所述第一控制油路、第二控制油路之间连接有阻尼部件Ⅰ。

所述缓冲阀弹簧腔通过第四控制油路连接所述油口T，第四控制油路中安装有阻尼部件Ⅱ；缓冲阀弹簧腔通过第五控制油路连接所述油口A，第五控制油路中安装有阻尼部件Ⅲ。

所述缓冲阀包括：

阀体；

第一进油口，设在所述阀体上并与所述第一液压泵连通；

第一出油口，设在所述阀体上并用于连通液压油箱；

第二出油口，设在阀体上并用于连通控制工作液压缸的多路阀；

阀芯，可移动地设置在所述阀体内，并具有第一位置和第二位置；在所述第一位置，所述第一进油口和所述第一出油口连通；在所述第二位置，所述第一进油口与所述第二出油口连通。

所述卸荷阀包括：

阀体；

进油口，设在所述阀体上并与所述缓冲阀弹簧腔连通；

出油口，设在所述阀体上并用于连通液压油箱；

阀芯，可移动地设置在所述阀体内，具有第一位置和第二位置；第一位置将第二控制油路与卸荷油路断开，第二位置将第二控制油路与卸荷油路连通。

所述变量化控制阀油口P1连接第一液压泵，变量化控制阀油口T连接液压油箱，变量化控制阀油口A连接多路阀，变量化控制阀油口P2连接优先阀。

还包括：

先导油源阀，先导油源阀的进油P1连接第一液压泵，先导油源阀的进油P2连接第二液压泵，先导油源阀的出油口连接多路阀的先导阀。

所述优先阀连接有转向器，转向器控制连接有转向液压缸。

所述多路阀的回流口T和液压油箱之间的管路中安装有散热器和过滤器。

一种定量系统变量化的液压系统，包括：

工作液压缸，用于驱动作业部件运动；

多路阀，用于控制工作液压缸运动；

工作液压泵，包括用于为所述工作液压缸提供液压流体的第一液压泵和第二液压泵；

优先阀，与所述第二液压泵连通；

变量化控制阀，与所述第一液压泵、优先阀、多路阀连通，用于当所述工作液压缸的负载压力大于等于预定值△P1时，将所述第二液压泵排出的液压流体经优先阀、与第一液压泵排出的液压流体一起合流至多路阀，然后流向工作液压缸；当工作液压缸的负载压力小于△P1预定值时，第一液压泵排出的流量经变量化控制阀流至液压油箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在工作液压缸的负载压力小于预定值△P1或者大于预定值△P2时，第一液压泵排出的液压流体不再向工作液压缸输送，而是直接回流至液压流体箱，液压系统可以避免第一液压泵和第二液压泵均工作在大功率的工作状态下，有利于降低液压系统的能耗；改善了现有的工程车辆液压系统的工作效率及能耗较高的问题，使定量系统在某些工况下实现变量化。

附图说明

图1示出了本发明的实施例一的液压系统的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例一的液压系统的变量化控制阀的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例二的变量化控制阀在某些特殊工况下的另外一种结构示意图。

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。

实施例一

结合图1所示，一种定量系统变量化的液压系统：

包括用于驱动车轮转向的转向液压缸7、用于为转向液压缸7提供液压流体的第二液压泵10、用于控制转向液压缸7的运动的转向器8，以及为转向器8提供优先转流量的优先阀9。

转向器8具有使转向液压缸7的活塞杆伸出的第一状态和使转向液压缸7的活塞杆回缩的第二状态。转向液压缸的无杆腔与转向器8的L口连通，有杆腔与转向器8的R口连通，因此两个转向液压缸的活塞杆伸出的过程中，另一个转向液压缸的活塞杆缩回，两个转向液压缸配合驱动车轮转向。转向液压缸7运动的快慢受人为对转向器8的输入控制，优先阀9对转向液压缸7提供所需的流量，对于第二液压泵10多余的流量由优先阀9EF口流至变量化控制阀3。

一种定量系统变量化的液压系统，还包括工作液压缸5，工作液压缸5用于驱动作业部件运动。作业部件可以为装载机的铲斗、起重机的吊臂和挖掘机的挖掘臂或者斗杆中的一种。第一液压泵2用于为工作液压缸5提供液压流体，多路阀4用于控制工作液压缸5的运动方向。多路阀4包括与变量化控制阀3连通的进口P、与液压油箱1连通的回流口T、与工作液压缸5的有杆腔连通的第一工作口和与工作液压缸5的无杆腔连通的第二工作口。在多路阀4的回流口T和液压油箱1之间的管路中安装散热器11和过滤器12。

多路阀4具有第一工作状态和第二工作状态。在第一工作状态，多路阀的进口P与第一工作口连通且回流口T与第二工作口连通。在第二工作状态，多路阀的进口P与第二工作口连通且回流口T与第一工作口连通，多路阀4可以为液压先导控制和人为手动拉杆控制。

先导阀6用于控制多路阀4切换工作状态，先导阀6包括与先导油源阀13的第一工作口U连通的进口P、与液压油箱1连通的回流口T和与多路阀4的控制流体口连通的出口。先导阀6可以为手控先导阀和电磁先导阀。用户通过操控先导阀6来控制工作部件进行运动。先导油源阀13的进油P1由第一液压泵2提供，先导油源阀13的进油P2由第二液压泵10提供，确保先导阀6由足够的油源，不会出现某个液压泵损坏导致先导阀6不能操作。

结合图2所示，变量化控制阀3：

变量化控制阀3，与第一液压泵2、优先阀9、多路阀4连通，用于当工作液压缸5的负载压力大于等于预定值△P1、小于预定值△P2时，将第二液压泵10排出的液压流体经优先阀9、与第一液压泵2排出的液压流体一起合流至多路阀4，然后流向工作液压缸5；当工作液压缸5的负载压力大于等于预定值△P2时，第一液压泵2排出的液压流体经变量化控制阀3流至液压油箱1；当工作液压缸5的负载压力小于△P1预定值时，第一液压泵2排出的流量经变量化控制阀3流至液压油箱1。其效果是：工作液压缸5不运动时或者超载时第一液压泵2实现变量化，避免了液压系统的大功率损耗，降低了液压系统的能耗。

具体的：

变量化控制阀3油口P1连接第一液压泵2，变量化控制阀3油口T连接液压油箱1，变量化控制阀3油口A连接多路阀4进口P，变量化控制阀3油口P2连接优先阀9EF口。

变量化控制阀3包括缓冲阀21、控制卸荷阀22、单向阀Ⅰ24、单向阀Ⅱ25。缓冲阀21第一进油口连接油口P1，缓冲阀21第一出油口连接油口T，缓冲阀21第二出油口通过单向阀Ⅱ25单向导通至变量化控制阀3油口A；缓冲阀21一端弹簧腔中的弹簧Ⅰ28的预定值是△P1，缓冲阀21另一端控制腔连接控制卸荷阀22；控制卸荷阀22连接至液压油箱1，卸荷阀22一端弹簧腔中的弹簧Ⅱ29的预定值是△P2，卸荷阀22另一端控制腔连接变量化控制阀3油口A；油口P2通过单向阀Ⅰ24单向导通至变量化控制阀3油口A。

卸荷阀22控制腔通过第一控制油路51、第六控制油路57连接变量化控制阀3油口A，卸荷阀22出油口通过卸荷油路52连接压油箱1，卸荷阀22进油口通过第二控制油路53连接缓冲阀21控制腔；在第一控制油路51、第二控制油路53之间连接有阻尼部件Ⅰ23。

缓冲阀21弹簧腔通过第四控制油路55连接变量化控制阀3油口T，第四控制油路55中安装有阻尼部件Ⅱ26；缓冲阀21弹簧腔通过第五控制油路56连接变量化控制阀3油口A，第五控制油路56中安装有阻尼部件Ⅲ27。

缓冲阀21包括：

阀体；

第一进油口，设在阀体上并与第一液压泵2连通；

第一出油口，设在阀体上并用于连通液压油箱1；

第二出油口，设在阀体上并用于连通控制工作液压缸5的多路阀4；

阀芯，可移动地设置在缓冲阀21的阀体内，并具有第一位置和第二位置；在第一位置，第一进油口和第一出油口连通；在第二位置，第一进油口与第二出油口连通。

卸荷阀22包括：

阀体；

进油口，设在阀体上并与缓冲阀21弹簧腔连通；

出油口，设在阀体上并用于连通液压油箱1；

阀芯，可移动地设置在卸荷阀22阀体内，具有第一位置和第二位置；第一位置将第二控制油路53与卸荷油路52断开，第二位置将第二控制油路53与卸荷油路52连通。

工作原理：

在工作液压缸5无动作或者负载压力小于预定值△P1时：

负载压力经第六控制油路57，经阻尼部件Ⅰ23作用在缓冲阀21右端，同时负载压力经第五控制油路56，经阻尼部件Ⅲ27作用在缓冲阀21左端；控制卸荷阀22因弹簧Ⅱ29的作用，使其处在第一位置，从而第二控制油路53与卸荷油路52处于断开状态；阻尼部件Ⅰ23与阻尼部件Ⅲ27大小不同，节流效果不同，缓冲阀21左端的力再加上弹簧Ⅰ28产生的力使缓冲阀21处于第一位置，从而使第一液压泵2产生的流体经变量化控制阀第一出口T流至液压油箱1。其效果就是使第一液压泵2实现变量，避免第一液压泵2和第二液压泵10均工作在大功率的工况下，有利于降低液压系统的能耗。

当在工作液压缸5负载压力大于预定值△P1且小于预定值△P2时：

负载压力经第六控制油路57，经阻尼部件Ⅰ23作用在缓冲阀21右端，同时负载压力经第五控制油路56，经阻尼部件Ⅲ27作用在缓冲阀21左端；控制卸荷阀22因弹簧Ⅱ29的作用，使其处在第一位置，从而第二控制油路53与卸荷油路52处于断开状态；阻尼部件Ⅰ23与阻尼部件Ⅲ27大小不同，节流效果不同，缓冲阀21右端的力使缓冲阀21处于第二位置，从而使第一液压泵2产生的流体经变量化控制阀油口A流至工作液压缸5，实现与第二液压泵10一起合流，从而工作液压缸5效率最大化；

当在工作液压缸5负载压力大于预定值△P2时：

负载压力经第六控制油路57，经阻尼部件Ⅰ23作用在缓冲阀21右端，同时负载压力经第五控制油路56，经阻尼部件Ⅲ27作用在缓冲阀21左端；控制卸荷阀22因弹簧Ⅱ29的作用，使阀芯向上移动，就会使其处在第二位置，从而第二控制油路53与卸荷油路52处于连通状态；第三控制油路54与第二控制油路53，经控制卸荷阀第二位置与卸荷油路52连通，使缓冲阀21右端的压力基本为液压油箱1处压力，接近为0；缓冲阀21左端的力再加上弹簧Ⅰ28产生的力使缓冲阀21从第二位置向第一位置推压，从而使第一液压泵2产生的流体经变量化控制阀第一出口T流至液压油箱1，避免工作液压缸5超载使发动机熄火或者造成液压系统损坏。

缓冲阀21阀芯还具有第三位置，第三位置沿阀芯的移动方向位于第一位置和第二位置之间，阀芯处于第三位置时第一进油口和第一出油口之间的通道的流通面积比阀芯处于第一位置时小。

缓冲阀21在因工作液压缸5的负载压力增大而开启的过程中，缓冲阀22的阀芯由第一位置经第三位置向第二位置移动，缓冲阀21的中间阀位对应阀芯的第三位置。由此可见，缓冲阀21由第一位置到第二位置的时间虽短，但缓冲阀21在开启的过程中，第一液压泵2和液压流体箱1之间的通道的流通面积逐渐减小，有利于减小液压系统的冲击和噪音。

本实施例中，第二液压泵10为转向液压缸7和工作液压缸5提供液压流体，第一液压泵2仅为工作液压缸5提供液压流体。

当机器转向工作时，第二液压泵10为转向液压缸缸按需供液压流体，当工程车辆的工作部件作业时，第一液压泵2为工作液压缸16提供液压流体。

当机器同时转向和工作时，第二液压泵10由优先阀9按需给转向油缸7提供液压流体，剩余流体供给工作液压缸5；第一液压泵2始终给工作液压缸5提供液压流体；减小了第二液压泵10的排量，提升转向与工作系统的可靠性和工作效率。

实施例二

本实施例二与实施例一的区别在于：

结合图3所示，去掉实施例一中变量化控制阀3中的控制卸荷阀22；

工作原理如下：

在工作液压缸5无动作或者负载压力小于预定值△P1时；

负载压力经阻尼部件Ⅳ62作用在缓冲阀61右端，缓冲阀61左端弹簧Ⅰ64的力大于负载压力，缓冲阀61处于第一位置，从而使第一液压泵2产生的流体经变量化控制阀第一出口T流至液压油箱1。其效果就是使第一液压泵2实现变量，避免第一液压泵2和第二液压泵10均工作在大功率的工况下，有利于降低液压系统的能耗；

当在工作液压缸5负载压力大于预定值△P1时；

负载压力经经阻尼部件Ⅳ62作用在缓冲阀61右端，缓冲阀61左端弹簧Ⅰ64的力小于负载压力，缓冲阀61处于第二位置，从而使第一液压泵2产生的流体经变量化控制阀油口A流至工作液压缸5，实现与第二液压泵10一起合流，从而工作液压缸5效率最大化。

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 (10)

1.一种定量系统变量化的液压系统，其特征在于，包括：

工作液压缸（5），用于驱动作业部件运动；

多路阀（4），用于控制工作液压缸（5）运动；

工作液压泵，包括用于为所述工作液压缸（5）提供液压流体的第一液压泵（2）和第二液压泵（10）；

优先阀（9），与所述第二液压泵（10）连通；

变量化控制阀（3），与所述第一液压泵（2）、优先阀（9）、多路阀（4）连通，用于当所述工作液压缸（5）的负载压力大于等于预定值△P1、小于预定值△P2时，将所述第二液压泵（10）排出的液压流体经优先阀（9）、与第一液压泵（2）排出的液压流体一起合流至多路阀（4），然后流向工作液压缸（5）；当所述工作液压缸（5）的负载压力大于等于预定值△P2时，第一液压泵（2）排出的液压流体经变量化控制阀（3）流至液压油箱（1）；当工作液压缸（5）的负载压力小于△P1预定值时，第一液压泵（2）排出的流量经变量化控制阀（3）流至液压油箱（1）。

2.根据权利要求1所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于：所述变量化控制阀（3）包括缓冲阀（21）、控制卸荷阀（22）、单向阀Ⅰ（24）、单向阀Ⅱ（25），变量化控制阀（3）设有油口T、油口A、油口P1和油口P2；所述缓冲阀（21）第一进油口连接油口P1，缓冲阀（21）第一出油口连接油口T，缓冲阀（21）第二出油口通过单向阀Ⅱ（25）单向导通至油口A；所述缓冲阀（21）一端弹簧腔中的弹簧Ⅰ（28）的预定值是△P1，缓冲阀（21）另一端控制腔连接所述控制卸荷阀（22）；所述控制卸荷阀（22）连接至液压油箱（1），卸荷阀（22）一端弹簧腔中的弹簧Ⅱ（29）的预定值是△P2，卸荷阀（22）另一端控制腔连接油口A；所述油口P2通过单向阀Ⅰ（24）单向导通至油口A。

3.根据权利要求2所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于：所述卸荷阀（22）控制腔通过第一控制油路（51）、第六控制油路（57）连接所述油口A，卸荷阀（22）出油口通过卸荷油路（52）连接压油箱（1），卸荷阀（22）进油口通过第二控制油路（53）连接缓冲阀（21）控制腔；在所述第一控制油路（51）、第二控制油路（53）之间连接有阻尼部件Ⅰ（23）。

4.根据权利要求2所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于：所述缓冲阀（21）弹簧腔通过第四控制油路（55）连接所述油口T，第四控制油路（55）中安装有阻尼部件Ⅱ（26）；缓冲阀（21）弹簧腔通过第五控制油路（56）连接所述油口A，第五控制油路（56）中安装有阻尼部件Ⅲ（27）。

5.根据权利要求2所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于，所述缓冲阀（21）包括：

阀体；

第一进油口，设在所述阀体上并与所述第一液压泵（2）连通；

第一出油口，设在所述阀体上并用于连通液压油箱（1）；

第二出油口，设在阀体上并用于连通控制工作液压缸（5）的多路阀（4）；

阀芯，可移动地设置在所述阀体内，并具有第一位置和第二位置；在所述第一位置，所述第一进油口和所述第一出油口连通；在所述第二位置，所述第一进油口与所述第二出油口连通。

6.根据权利要求2所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于，所述卸荷阀（22）包括：

阀体；

进油口，设在所述阀体上并与所述缓冲阀（21）弹簧腔连通；

出油口，设在所述阀体上并用于连通液压油箱（1）；

阀芯，可移动地设置在所述阀体内，具有第一位置和第二位置；第一位置将第二控制油路（53）与卸荷油路（52）断开，第二位置将第二控制油路（53）与卸荷油路（52）连通。

7.根据权利要求2所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于：所述变量化控制阀（3）油口P1连接第一液压泵（2），变量化控制阀（3）油口T连接液压油箱（1），变量化控制阀（3）油口A连接多路阀（4），变量化控制阀（3）油口P2连接优先阀（9）。

8.根据权利要求1所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于，

还包括：

先导油源阀（13），先导油源阀（13）的进油P1连接第一液压泵（2），先导油源阀（13）的进油P2连接第二液压泵（10），先导油源阀（13）的出油口连接多路阀（4）的先导阀（6）。

9.根据权利要求1所述的定量系统变量化的液压系统，其特征在于：所述优先阀（9）连接有转向器（8），转向器（8）控制连接有转向液压缸（7）。

10.一种定量系统变量化的液压系统，其特征在于，包括：

工作液压缸（5），用于驱动作业部件运动；

多路阀（4），用于控制工作液压缸（5）运动；

工作液压泵，包括用于为所述工作液压缸（5）提供液压流体的第一液压泵（2）和第二液压泵（10）；

优先阀（9），与所述第二液压泵（10）连通；

变量化控制阀（3），与所述第一液压泵（2）、优先阀（9）、多路阀（4）连通，用于当所述工作液压缸（5）的负载压力大于等于预定值△P1时，将所述第二液压泵（10）排出的液压流体经优先阀（9）、与第一液压泵（2）排出的液压流体一起合流至多路阀（4），然后流向工作液压缸（5）；当工作液压缸（5）的负载压力小于△P1预定值时，第一液压泵（2）排出的流量经变量化控制阀（3）流至液压油箱（1）。