CN111677704B - 液压系统和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压系统和工程机械。液压系统包括动力单元、执行单元以及控制阀组，动力单元包括至少两个液压泵，控制阀组具有第一进油口和第二进油口且包括换向阀，第一进油口与至少两个液压泵中的一个液压泵连接，第二进油口与至少两个液压泵中的另一个液压泵连接，第一进油口与换向阀的进油口之间设置有第一油路，第二进油口与换向阀的进油口之间设置有第二油路，第一油路与第二油路分隔设置。本发明的液压系统的执行单元在单动作时，可以选择两个油路合泵供油，单动作速度快，系统工作效率高，也可以选择单个油路供油，因此本实施例的液压系统的工作灵活性较高。

Description

液压系统和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种液压系统和工程机械。

背景技术

液压系统是消防车的重要组成部分，通常具备变幅、伸缩、回转及调平等功能，多节臂依靠变幅油缸、伸缩油缸、回转马达及调平油缸将工作平台举升至工作高度，其臂架及工作平台稳定性直接关系到工作人员的生命安全。

电液比例换向多路阀是工程机械液压系统的核心元件，位于泵和执行元件之间。阀中常用手动控制或比例电磁铁控制换向，使阀芯的行程成比例的变化，便于精确控制系统的流量，通常利用压力补偿起到均衡负荷作用，使所有阀杆进出口压差相等，保证工作联的流量只与该操纵杆的行程有关，操作手易按自己的愿望来控制其复合动作，保持各执行器运动的独立型。

目前消防车液压系统，通常是单泵或双泵直接合流供油的负载敏感系统，存在臂架复合动作流量分配不均匀，复合动作压力冲击问题,从而影响工作平台平稳性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压系统和工程机械，以提高工作灵活性。

本发明第一方面提供一种液压系统，包括：

动力单元，包括至少两个液压泵；

执行单元；以及

控制阀组，具有第一进油口和第二进油口且包括换向阀，第一进油口与至少两个液压泵中的一个液压泵连接，第二进油口与至少两个液压泵中的另一个液压泵连接，第一进油口与换向阀的进油口之间设置有第一油路，第二进油口与换向阀的进油口之间设置有第二油路，第一油路与第二油路分隔设置。

在一些实施例中，控制阀组还包括设置于第一油路的单向阀。

在一些实施例中，控制阀组还包括设置于第二油路上的控制阀，控制阀的开度可调节地设置。

在一些实施例中，控制阀为压差补偿阀，控制阀组还包括与压差补偿阀的第一控制端连接的电磁控制阀，压差补偿阀的第二控制端与压差补偿阀的出油口连接。

在一些实施例中，电磁控制阀具有第一油口、第二油口和第三油口，电磁控制阀的第一油口与控制阀组的第二进油口连通，电磁控制阀的第二油口与控制阀组的泄漏口连通，电磁控制阀的第三油口与压差补偿阀的第一控制端连接且电磁控制阀的第三油口可选择地与第一油口或第二油口连通。

在一些实施例中，液压系统包括两个执行单元以及与两个执行单元对应设置的两个控制阀组，至少两个液压泵包括第一液压泵和第二液压泵，两个控制阀组包括第一控制阀组和第二控制阀组，第一控制阀组的第一进油口与第一液压泵连接，第二控制阀组的第一进油口与第二液压泵连接。

在一些实施例中，两个执行单元包括变幅/伸缩油缸或调平油缸。

在一些实施例中，第一控制阀组包括设置于第二油路上的第一控制阀，第二控制阀组包括设置于第二油路上的第二控制阀，液压系统还包括与第一控制阀和第二控制阀耦合设置的控制器，控制器根据负载压力、臂架角度、平台角度、发动机转速和换向阀的开度中的至少一个参数控制第一控制阀和第二控制阀的开度。

在一些实施例中，液压系统还包括用于检测负载压力的压力传感器、用于检测臂架角度的第一角度传感器、用于检测平台角度的第二角度传感器、用于检测液压泵转速的速度传感器以及用于检测换向阀的开度的位移传感器，第一控制阀组还包括用于控制第一控制阀的开度的第一电磁控制阀，第二控制阀组还包括用于控制第二控制阀的开度的第二电磁控制阀，压力传感器、第一角度传感器、第二角度传感器、速度传感器以及位移传感器与控制器耦合并将检测到的参数信号发送至控制器，控制器接收参数信号并根据参数信号输出控制电流信号至第一电磁控制阀和第二电磁控制阀。

在一些实施例中，控制阀组还包括与换向阀的两个控制端分别连接的第一比例控制阀和第二比例控制阀。

本发明第二方面提供一种工程机械，包括如本发明第一方面任一项的液压系统。

基于本发明提供的技术方案，液压系统包括动力单元、执行单元以及控制阀组，动力单元包括至少两个液压泵，控制阀组具有第一进油口和第二进油口且包括换向阀，第一进油口与至少两个液压泵中的一个液压泵连接，第二进油口与至少两个液压泵中的另一个液压泵连接，第一进油口与换向阀的进油口之间设置有第一油路，第二进油口与换向阀的进油口之间设置有第二油路，第一油路与第二油路分隔设置。本发明的液压系统的执行单元在单动作时，可以选择两个油路合泵供油，单动作速度快，系统工作效率高，也可以选择单个油路供油，因此本实施例的液压系统的工作灵活性较高。

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

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为本发明实施例的液压系统的结构示意图；

图2为图1实施例的液压系统的具体结构示意图；

图3为图1实施例的液压系统的控制原理图。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1和图2所示，本发明实施例的液压系统包括：

动力单元1，包括至少两个液压泵；

执行单元；以及

控制阀组，具有第一进油口和第二进油口且包括换向阀，第一进油口与至少两个液压泵中的一个液压泵连接，第二进油口与至少两个液压泵中的另一个液压泵连接，第一进油口与换向阀的进油口之间设置有第一油路，第二进油口与换向阀的进油口之间设置有第二油路，第一油路与第二油路分隔设置。

该液压系统的执行单元在单动作时，可以选择两个油路合泵供油，单动作速度快，系统工作效率高，也可以选择单个油路供油，因此本实施例的液压系统的工作灵活性较高。

如图1所示，具体在本实施例中，该液压系统包括两个执行单元，分别为控制起重臂变幅的变幅执行单元2和用于对高空作业平台进行调平的调平执行单元7。其中，变幅执行单元2包括变幅平衡阀21和变幅油缸22。调平执行单元7包括调平平衡阀71和调平油缸72。

本实施例的两个执行单元并不限制于实现上述两个功能的执行单元，也可以是实现其他功能的执行单元，例如还可以是用于控制起重臂伸缩的伸缩执行单元。

本实施例的动力单元1包括第一液压泵11、第二液压泵12以及用于驱动第一液压泵11和第二液压泵12运动的电动机13。本实施例的液压系统包括与变幅执行单元2对应设置的第一控制阀组3以及与调平执行单元7对应设置的第二控制阀组6。第一控制阀组3和第二控制阀组6的结构基本相同。

如图2所示，第一控制阀组3具有第一进油口P1和第二进油口P2且包括第一换向阀35，第一进油口P1与第一液压泵11连接，第二进油口P2与第二液压泵12连接，第一进油口P1与第一换向阀35的进油口之间设置有第一油路，第二进油口P2与第一换向阀35的进油口之间设置有第二油路，第一油路与第二油路分隔设置。本实施例的液压系统的用于为变幅执行单元2供油的两个油路分隔设置，互不影响，可以分别单独为变幅执行单元2供油，也可以合泵供油，因此本实施例的液压系统的供油方式灵活。对于第一控制阀组，第一液压泵11为主供油泵，第二液压泵12为辅供油泵。本实施例的第一换向阀35还包括设置于第一油路的第一单向阀33。第一进油口P1的油液通过第一单向阀33流向第一换向阀35。

本实施例的第一控制阀组3还包括设置于第二油路上的第一控制阀，第一控制阀的开度可调节地设置。可根据执行单元的流量需求调节第一控制阀的开度以控制第二液压泵12向第一换向阀35供给的流量。具体地，例如可以根据变幅执行单元的负载压力调节第一控制阀的开度。

本实施例的第一控制阀为第一压差补偿阀34。控制阀组3还包括与第一压差补偿阀34的第一控制端连接的第一电磁控制阀31，第一压差补偿阀34的第二控制端与第一换向阀34的进油口连接。具体地，第一压差补偿阀34的进油口与第一控制阀组3的第二进油口P2连接，第一压差补偿阀34的出油口与第一换向阀34的进油口连接，第一压差补偿阀34的第一控制端与第一电磁控制阀31连接，第一压差补偿阀34的第二控制端与其出油口连接。

如图2所示，第一电磁控制阀31具有三个油口，分别为第一油口、第二油口和第三油口。第一电磁控制阀31的第一油口与第二进油口P2连通，第一电磁控制阀31的第二油口与泄漏口L连通，第一电磁控制阀31的第三油口与第一压差补偿阀34的第一控制端连接，第三油口可选择地与第一油口或第二油口连通。如图2所示，当第一电磁控制阀31的左位通油时，第三油口与第二油口连通，也就是说此时第三油口的油液直接流至泄漏口L，那么第一压差补偿阀34处于断开状态；当第一电磁控制阀31的右位通油时，出油口与第一油口连通，此时第二进油口P2的油液流向出油口并作用于第一压差补偿阀34的控制端使其换位至右位连通状态。

本实施例的第一控制阀组3还包括与第一换向阀35的两个控制端分别连接的第一比例控制阀37和第二比例控制阀38以及设置于第一换向阀35的第一工作油口与排油口T之间的第一溢流阀32和设置于第一换向阀35的第二工作油口与排油口T之间的第二溢流阀36。第一比例控制阀37和第二比例控制阀38的进油口均与先导油口X连通。

本实施例的第二控制阀组6包括第二换向阀65、第二单向阀63、第二压差补偿阀64、第二电磁控制阀61、第三溢流阀62、第四溢流阀66、第三比例控制阀67和第四比例控制阀68。第二控制阀组6的第一油路与第二液压泵12连接，且第一油路上设置有第二单向阀36并，第二控制阀组6的第二油路与第一液压泵11连接，且第二油路上设置有第二压差补偿阀64。对于第二控制阀组，第二液压泵12为主供油泵，而第一液压泵11为辅供油泵。

如图3所示，本实施例的液压系统还包括与第一控制阀和第二控制阀耦合设置的控制器，控制器根据负载压力、臂架角度、平台角度、液压泵转速和换向阀开度中的至少一个参数控制第一控制阀和第二控制阀的开度。

具体地，本实施例的第一控制阀的开度由第一电磁控制阀31控制，第二控制阀的开度由第二电磁控制阀61控制，因此，控制器根据上述多个参数调节第一电磁控制阀31和第二电磁控制阀61的控制电流进而控制第一控制阀和第二控制阀的开度。

具体在本实施例中，控制器根据负载压力、臂架角度、平台角度、液压泵转速以及换向阀开度控制第一压差补偿阀34和第二压差补偿阀64的开度。根据执行元件的流量需求，单泵供油至流量需求较少的执行元件，双泵供油至流量需求较多的执行元件，流量按需分配，实现平稳性和效率的融合。

具体地，本实施例的液压系统包括用于检测负载压力的压力传感器、用于检测臂架角度的第一角度传感器、用于检测平台角度的第二角度传感器、用于检测液压泵转速的速度传感器以及用于检测换向阀的开度的位移传感器，压力传感器、第一角度传感器、第二角度传感器、速度传感器以及位移传感器与控制器耦合并将检测到的参数信号发送至控制器。然后控制器根据接收到的参数信号输出控制电流信号给第一电磁控制阀31和第二电磁控制阀61。

下面根据图1和图2对本发明具体实施例的液压系统的结构进行详细说明。

如图1所示，本实施例的液压系统包括动力单元1、第一控制阀组3、第二控制阀组6、变幅执行单元2和调平执行单元7。1)变幅单动作时，电机13带动第一液压泵11和第二液压泵12从液压油箱14输出流量，第一控制阀组3的第一进油口P1的油液经过第一单向阀33进入第一换向阀35，第一电磁控制阀31得电，第二控制阀组3的第二进油口P2的油液通过第一压差补偿阀34进入第一换向阀35。通过控制第一比例控制阀37和第二比例控制阀38得电，从而使第一换向阀35换向，第二进油口P2的油液与第一进油口P1的油液合流进入第一换向阀35，再通过变幅平衡阀21，进入变幅油缸21。

2)变幅油缸与调平油缸两执行元件复合动作时，第一液压泵1输出油液至第一进油口P1,通过第一单向阀33供油至第一换向阀35，通过控制第一比例控制阀37或第二比例控制阀38得电，从而使第一换向阀35换向，再通过变幅平衡阀21，进入变幅油缸22一腔，油液再经过变幅油缸22的另一腔及第一换向阀35流向排油口T，此时第一电磁控制阀31失电，第一压差补偿阀34不导通；同时第二液压泵12输出流量至第二进油口P2,通过第二单向阀63供油至第二换向阀65，通过控制第三比例控制阀67或第四比例控制阀68得电，从而使第二换向阀65换向，再通过调平平衡阀71，进入调平油缸72一腔，油液再经过调平油缸72的另一腔及第二换向阀65流向排油口T，此时第二电磁控制阀61失电，第二压差补偿阀64不导通。

3)变幅、调平等多执行元件复合时，可引入负载压力、换向阀开度和液压泵转速大小、臂架角度和平台角度等检测，根据执行元件流量需求，调节第一电磁控制阀31和第二电磁控制阀61的控制电流，从而控制第一压差补偿阀34和第二压差补偿阀64的控制压力，同时控制第一换向阀35及第二换向阀65的开度，进一步控制进入变幅油缸22及调平油缸72的流量，最终实现控制臂架变幅及调平工作速度。

本实施例的第一溢流阀32、第二溢流阀36、第三溢流阀62和第四溢流阀66均为二次溢流阀，当对应油路压力超过其设定压力时，二次溢流阀对应的油路上油液直接流至排油口T。

本实施例还提供一种工程机械，包括上述实施例的液压系统。工程机械可以是起重机、高空作业平台、消防车等。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种液压系统，其特征在于，包括：

动力单元，包括至少两个液压泵，所述至少两个液压泵包括第一液压泵和第二液压泵；

两个执行单元；以及

两个控制阀组，与所述两个执行单元对应设置，所述控制阀组具有第一进油口和第二进油口且包括换向阀，所述第一进油口与所述至少两个液压泵中的一个液压泵连接，所述第二进油口与所述至少两个液压泵中的另一个液压泵连接，所述第一进油口与所述换向阀的进油口之间设置有第一油路，所述第二进油口与所述换向阀的进油口之间设置有第二油路，所述第一油路与所述第二油路分隔设置；且所述两个控制阀组包括第一控制阀组和第二控制阀组，所述第一控制阀组的第一进油口与所述第一液压泵连接，所述第二控制阀组的第一进油口与所述第二液压泵连接。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀组还包括设置于所述第一油路的单向阀。

3.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀组还包括设置于所述第二油路上的控制阀，所述控制阀的开度可调节地设置。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀为压差补偿阀，所述控制阀组还包括与所述压差补偿阀的第一控制端连接的电磁控制阀，所述压差补偿阀的第二控制端与所述压差补偿阀的出油口连接。

5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述电磁控制阀具有第一油口、第二油口和第三油口，所述电磁控制阀的第一油口与所述控制阀组的第二进油口连通，所述电磁控制阀的第二油口与所述控制阀组的泄漏口(L)连通，所述电磁控制阀的第三油口与所述压差补偿阀的第一控制端连接且所述电磁控制阀的第三油口可选择地与所述第一油口或第二油口连通。

6.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述两个执行单元中的一个包括变幅执行单位或者伸缩执行单元，所述两个执行单元中的另一个包括调平执行单元。

7.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述第一控制阀组包括设置于所述第二油路上的第一控制阀，所述第二控制阀组包括设置于所述第二油路上的第二控制阀，所述液压系统还包括与所述第一控制阀和所述第二控制阀耦合设置的控制器，所述控制器根据负载压力、臂架角度、平台角度、发动机转速和所述换向阀的开度中的至少一个参数控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的开度。

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用于检测所述负载压力的压力传感器、用于检测所述臂架角度的第一角度传感器、用于检测所述平台角度的第二角度传感器、用于检测液压泵转速的速度传感器以及用于检测所述换向阀的开度的位移传感器，所述第一控制阀组还包括用于控制所述第一控制阀的开度的第一电磁控制阀(31)，所述第二控制阀组还包括用于控制所述第二控制阀的开度的第二电磁控制阀(61)，所述压力传感器、所述第一角度传感器、所述第二角度传感器、所述速度传感器以及所述位移传感器与所述控制器耦合并将检测到的参数信号发送至所述控制器，所述控制器接收所述参数信号并根据所述参数信号输出控制电流信号至所述第一电磁控制阀(31)和所述第二电磁控制阀(61)。

9.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀组还包括与所述换向阀的两个控制端分别连接的第一比例控制阀和第二比例控制阀。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的液压系统。

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