CN112012978A - 负载敏感充液阀、液压系统和装载机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压技术，为解决现有装载机上制动、转向以及工作液压系统压力油源整合共用的问题；提供一种负载敏感充液阀、液压系统和装载机，其中负载敏感充液阀设置充液油路和负载压力信号引出油路；引出油路包括液控开关阀、梭阀；梭阀的第一进油端与LS1口连接，第二进油端经液控开关阀与充液出油口连接，出油端与LS2口连接；液控开关阀的液控端与充液出油口连接；液控开关阀的液控端作用力小于弹簧腔作用力时梭阀第二进油端经液控开关阀与充液出油口导通。本发明增加制动系统的负载信号反馈，并与转向系统的负载信号选择反馈给转向泵，转向泵根据的需求按需供油。

Description

负载敏感充液阀、液压系统和装载机
技术领域
本发明涉及一种液压技术，更具体地说，涉及一种负载敏感充液阀、液压系统和装载机。
背景技术
装载机为一种常用的工程机械，其液压系统按其功能划分，可分为制动系统、转向液压系统、工作液压系统。
制动系统通常为全液压制动系统。全液压制动系统包括依次通过管路连接的压力油源、行车制动阀和行车制动器。出于安全的要求，在装载机发动机突然失去动力后仍可实现数次制动，压力油源还包括行车制动蓄能器、充液阀。
出于降低成本、节省能耗的目的，制动系统、转向液压系统和工作液压系统在压力油源上通常共用。转向系统和制动系统，其所需功率较小，而且是间隙式工作，但是该两系统又出于安全的需要，需要优先保证其液压油的供应。
因此如何在装载机上实现制动系统、转向液压系统、工作液压系统压力油源的整合并满足安全需求成为本行业一直探索的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有装载机上制动、转向以及工作液压系统压力油源整合共用的问题，而提供一种负载敏感充液阀、液压系统和装载机，在装载机上实现制动、转向、工作液压系统压力油源整合共用并满足安全需求，提高装载机的效率，降低能耗。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种负载敏感充液阀，包括P口、充液出油口和设置P口和充液出油口之间的充液油路,其特征在于该充液阀还具有LS1口、LS2口；在P口、LS1口、LS2口之间设置有负载压力信号引出油路；所述负载压力信号引出油路包括液控开关阀、梭阀；所述梭阀的第一进油端与LS1口连接，第二进油端经所述液控开关阀与所述充液出油口连接，出油端与LS2口连接；所述液控开关阀的液控端与所述充液出油口连接；所述液控开关阀的液控端压力小于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与充液出油口导通。
上述负载敏感充液阀中，所述充液油路由所述P口经第一单向阀向充液出油口单向导通的油路构成。
上述负载敏感充液阀中，所述负载敏感充液阀还具有第二充液出油口，所述充液油路还包括由所述第一单向阀的出油端经第二单向阀向第二充液出油口单向导通的充液支路油路，所述第二单向阀的进油端连接在第一单向阀的出油端与充液出油口之间。
上述负载敏感充液阀中，所述负载敏感充液阀还具有T口，所述液控开关阀的液控端压力大于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与T口导通。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种液压系统，包括全液压制动系统、转向系统、工作液压系统。
所述全液压制动系统包括通过管路依次连接的制动压力油源、行车制动阀、行车制动器；
所述转向系统包括转向油缸、与转向油缸连接的负载敏感流量放大阀、与负载敏感流量放大阀连接的转向器、泵口与负载敏感流量放大阀的P油口连接的变量泵、与变量泵进油端连接的液压油箱；其特征在于还包括控制阀。
所述制动压力油源包括负载敏感充液阀、行车制动蓄能器。
所述负载敏感充液阀具有P口、充液出油口、LS1口、LS2口；在P口和充液出油口之间设置有充液油路；在充液出油口、LS1口、LS2口之间设置有负载压力信号引出油路；所述负载压力信号引出油路包括液控开关阀、梭阀；所述梭阀的第一进油端与LS1口连接，第二进油端经所述液控开关阀与所述充液出油口连接，出油端与LS2口连接；所述液控开关阀的液控端与所述充液出油口连接；所述液控开关阀的液控端压力小于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与充液出油口导通。
所述负载敏感充液阀的充液出油口同时与行车制动蓄能器和行车制动阀连接，且所述负载敏感充液阀的LS1口和P口对应与负载敏感流量放大阀的LS1口和P1口连接。
所述控制阀为两位四通阀，其P2口与所述负载敏感充液阀的LS2口连接，P3口与变量泵的泵口连接，P4口与变量泵的LS口连接，P5口与负载敏感流量放大阀的LS口连接，液控端P1口与工作液压系统先导操作压力引出油路连接，所述控制阀处于左位时其P2口和P4口导通且P3口和P5口相互截止，处于右位时P2口和P5口导通且P3口和P4口导通，液控端P1口具有压力信号输入时所述控制阀处于右位。
所述负载敏感流量放大阀的EF口与工作液压系统分配阀的工作合流口连接。
上述液压系统中，还包括先导供油阀，所述先导供油阀的进油端与所述变量泵的泵口连接，出油端分别与转向器的P口和工作液压系统的先导阀连接。
上述液压系统中，所述负载敏感充液阀还具有T口，所述液控开关阀的液控端压力大于预设时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与T口导通。
上述液压系统中，所述充液油路由所述P口经第一单向阀向充液出油口单向导通的油路构成。
上述液压系统中，该系统还包括驻车制动器、驻车制动蓄能器和与所述驻车制动器连接的驻车制动阀和；所述负载敏感充液阀还具有第二充液出油口，所述充液油路还包括由所述第一单向阀的出油端经第二单向阀向第二充液出油口单向导通的充液支路油路，所述第二单向阀的进油端连接在第一单向阀的出油端与充液出油口之间；所述第二充液出油口同时与驻车制动蓄能器和驻车制动阀连接。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种装载机，其特征在于包括前述的液压系统。
本发明与现有技术相比，本发明将制动系统与转向系统综合考虑，制动泵取消，制动系统油源取自转向系统放大阀的优先阀。新设计的负载敏感充液阀，增加制动系统的负载信号反馈，并与转向系统的负载信号比较选择反馈给转向泵，转向系统的变量泵根据制动系统的需求和转向系统的需求按需供油。
附图说明
图1是本发明液压系统的原理图。
图2是本发明负载敏感充液阀的原理图。
图中零部件名称及序号：
变量泵1、先导供油阀2、控制阀3、负载敏感流量放大阀4、转向器5、左转向油缸6、右转向油缸7、负载敏感充液阀8、驻车制动蓄能器9、驻车制动阀10、驻车制动器11、前桥制动蓄能器12、后桥制动蓄能器13、行车制动阀14、前桥制动器15、后桥制动器16、回油滤17、液压油箱18、分配阀19、工作液压系统先导操作压力引出油路20、先导阀21。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
如图2所示，本示例中的负载敏感充液阀8包括P口、充液出油口(A1口和A2口)、LS1口、LS2口、第二充液出油口A3，在P口和充液出油口之间设置充液油路，在充液出油口、LS1口、LS2口之间设置有负载压力信号引出油路。
负载压力信号引出油路包括液控开关阀82、梭阀83；梭阀83的第一进油端与LS1口连接，第二进油端经液控开关阀82与充液出油口连接，出油端与LS2口连接；液控开关阀82的液控端与充液出油口连接；通过设计液控开关阀82弹簧腔中的弹簧可设定预设压力，预设压力要高于驱动桥最大的制动压力。液控开关阀82的液控端压力小于预设压力时梭阀第二进油端经液控开关阀与充液出油口导通，当液控开关阀82的液控端压力大于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与T口导通。液控开关阀82的液控端的压力为负载敏感充液阀8的充液出油口的压力，也即是行车制动蓄能器的压力。当液控开关阀82的液控端的压力大于预设值时，行车制动蓄能器中的压力满足制动系统的要求，无需进行充液，反之行车制动蓄能器需要进行充液以保证制动系统的制动油源压力。
充液油路主要由P口经第一单向阀81向充液出油口单向导通的油路构成，充液油路还包括充液支路油路，充液支路油路设置在第一单向阀81的出油端与第二充液出油口A3之间，充液支路油路由第一单向阀81的出油端经第二单向阀84向第二充液出油口A3单向导通的油路构成。
负载敏感充液阀8还具有T口，T口用于与液压油箱连接，液控开关阀82的液控端压力大于预设压力时梭阀第二进油端经液控开关阀与T口导通。
在上述负载敏感充液阀，用于液压系统中向行车制动蓄能器充液，具体如图1所示。
图1示出了一种装载机的液压系统。该液压系统包括全液压制动系统、转向系统、工作液压系统。
全液压制动系统包括通过管路依次连接的制动压力油源、行车制动阀14、行车制动器、驻车制动阀10、驻车制动器11。
行车制动器包括前桥制动器15和后桥制动器16，行车制动阀14是两出油端对应与前桥制动器15和后桥制动器16对应连接的双油路制动阀。驻车制动阀10的出油端经管路与驻车制动器11连接。
制动压力油源包括负载敏感充液阀8、行车制动蓄能器、驻车制动蓄能器9；其中行车制动蓄能器包括前桥制动蓄能器12、后桥制动蓄能器13。
前桥制动蓄能器12、后桥制动蓄能器13分别经行车制动阀14的A1口、A2口为前桥制动器15和后桥制动器16提供液压油。驻车制动蓄能器9经驻车制动阀10向驻车制动器11提供制动用压力油。
负载敏感充液阀的充液出油口同时与前桥制动蓄能器12、后桥制动蓄能器13和行车制动阀14的进油端连接。负载敏感充液阀8的第二充液出油口A3同时与驻车制动蓄能器9和驻车制动阀10连接。
工作液压系统包括动臂油缸、转斗油缸、与动臂油缸和转斗油缸连接的分配阀、与分配阀连接的液压泵和先导阀。液压泵的进油端与液压油箱连接。分配阀19上具有用于与压力油源连接的合流口，实现与合流口连接的压力油源与液压泵合流，形成合流供油系统一同向动臂油缸和转斗油缸供油。
先导阀21用于控制分配阀，实现动臂油缸和转斗油缸的伸缩动作。工作液压系统还包括与先导阀连接的工作液压系统先导操作压力引出油路20。当先导阀具有用于控制分配阀换向动作的先导压力信号输出时，工作液压系统先导操作压力引出油路20即可将先导压力信号引出。
转向系统包括左转向油缸6、右转向油缸7、与左转向油缸和右转向油缸连接的负载敏感流量放大阀4、与负载敏感流量放大阀4连接的转向器5、泵口与负载敏感流量放大阀4的P口连接的变量泵1、与变量泵1的进油端连接的液压油箱18、控制阀3、先导供油阀2。
负载敏感流量放大阀4具有与左转向油缸6和右转向油缸7连接的A口和B口、用于与转向器5连接的a口和b口，与P口相通的P1口，用于回油的T口、用于输出富余流量的EF口、LS口。负载敏感流量放大阀4具有主控阀和优先阀，P口经优先阀的优先供油口与主控阀和P1口连接，EF口从优先阀上引出。负载敏感流量放大阀的LS口与负载敏感流量放大阀的优先阀控制端连接，P口的流量在满足负载敏感流量放大阀的P1口和主控阀用油后剩余的流量从EF油口输出。
控制阀3为两位四通阀，其P2口与负载敏感充液阀8的LS2口连接，P3口与变量泵1的泵口连接，P4口与变量泵1的LS口连接，P5口与负载敏感流量放大阀4的LS口连接，液控端P1口与工作液压系统先导操作压力引出油路20连接，控制阀3处于左位时其P2口和P4口导通且P3口和P5口相互截止，处于右位时P2口和P5口导通且P3口和P4口导通，液控端P1口具有压力信号输入时所述控制阀处于右位。
负载敏感充液阀8的LS1口和P口对应与负载敏感流量放大阀4的LS1口和P1口连接。
先导供油阀2的进油端与变量泵1的泵口连接，其两个先导压力油输出口A1口和A口分别与转向器5的P口和工作液压系统的先导阀21连接，实现向转向器5和工作液压系统的先导控制油路供油。
转向器5的T口、负载敏感流量放大阀4的T口经回油滤17与液压油箱18连接。
在本实施例中，在行车过程中需要进行行车制动时，操作行车制动阀，行车制动阀14的双油路阀杆同时移动到左位，行车制动蓄能器中储存的液压油释放并经行车制动阀14的左位分别供往前桥制动器15和后桥制动器16，实现整机行车制动。
机器停稳后需要进行驻车制动时，驻车制动阀10的电磁阀得电，作用在左位，驻车制动蓄能器9储存的高压油液经驻车制动阀10供往驻车制动器11，驻车制动处于工作状态，保证整机的正常作业。
在本实施例中的液压系统中，不设置仅用于向制动系统供油的制动泵。负载敏感充液阀8将行车制动蓄能器的压力信号实时与负载敏感流量放大阀4的转向负载压力信号比较后，取压力值较大的压力信号传递给控制阀3。具体原理如下：
1、工作液压系统无作业动作时，那么控制阀3处于左位，其P2口与P4口导通，P3口和P5口相互截止。
行车制动蓄能器需要充液时，也即负载敏感充液阀8中液控开关阀的液控端的压力低于预设压力。液控开关阀82在弹簧腔的弹簧作用下换向，使梭阀83的第二进油端经液控开关阀82与充液出油口也即与行车制动蓄能器导通，行车制动蓄能器中的压力经液控开关阀传递至梭阀的第二进油端。负载敏感流量放大阀的LS1口的转向负载压力经负载敏感充液阀的LS1口传递至梭阀的第一进油端，梭阀83第一进油端的压力与第二进油端的压力经梭阀进行比较后，其压力高的压力经梭阀的出油端输出并传递至控制阀3的P2口。
若此时若无转向动作，仅有行车制动蓄能器的压力低于液控开关阀的预设压力值，那么在充液的过程中，行车制动蓄能器的压力通过负载敏感充液阀8、控制阀3传递至变量泵1的LS口，变量泵1依据行车制动蓄能器反馈的压力信号，通过负载敏感流量放大阀4的P口、优先阀、P1口向负载敏感充液阀输出相应的压力与流量。当行车制动蓄能器中的压力高于预设压力值(蓄能器无需进行充液)时，负载敏感充液阀8的液控开关阀换向，行车制动蓄能器的压力不能通过负载敏感充液阀8传递至控制阀3，变量泵的LS口的压力为零，变量泵以最小的排量低压工作。
若仅有转向动作，负载敏感流量放大阀4的LS1口的转向负载压力信号通过负载敏感充液阀8、控制阀3传递至变量泵1的LS口，变量泵1依据负载敏感流量放大阀4的LS1口反馈的转向负载压力信号进行工作，按转向需求输出相应的压力和流量。
若行车制动蓄能器的压力低于液控开关阀的预设压力值而需要充液的同时发生转向动作，那么行车制动蓄能器的压力信号通过液控开关阀传递至梭阀的第二进油端；负载敏感流量放大阀4的LS1口的转向负载压力信号则传递至梭阀的第一进油端，行车制动蓄能器的压力信号和转向负载压力信号经梭阀83比较，较高的压力通过控制阀传递至变量泵1的LS口，变量泵1依据该压力信号进行工作，输出相应压力和流量的液压油，通过负载敏感流量放大阀4向负载敏感充液阀和负载敏感流量放大阀4供油。
2、当工作液压系统具有动作需求时，工作液压系统先导操作压力引出油路20的先导压力信号传递到控制阀3的P1口，控制阀3作用在右位，变量泵1的泵口的压力经控制阀P3口、P4口反馈到变量泵1的LS口并作用到流量控制阀，变量泵短接，变量泵排量变到最大状态。此时若转向系统不工作、行车制动蓄能器不充油时，变量泵的全流量经负载敏感流量放大阀的EF口合流至工作液压系统的分配阀，向动臂油缸、转斗油缸供油。若同时具有转向动作或者行车制动蓄能器需要充液时，负载敏感充液阀的LS2口输出的压力信号经控制阀的P2口和P5口传递至负载敏感流量放大阀4的LS口，负载敏感流量放大阀4中的优先阀优先满足负载敏感流量放大阀中主控阀的供油和负载敏感充液阀8的供油，剩余的油液经负载敏感流量放大阀4的EF口合流至工作系统的工作液压系统分配阀19，向动臂油缸、转斗油缸供油。

Claims (10)

1.一种负载敏感充液阀，包括P口、充液出油口和设置P口和充液出油口之间的充液油路,其特征在于该充液阀还具有LS1口、LS2口；在P口、LS1口、LS2口之间设置有负载压力信号引出油路；所述负载压力信号引出油路包括液控开关阀、梭阀；所述梭阀的第一进油端与LS1口连接，第二进油端经所述液控开关阀与所述充液出油口连接，出油端与LS2口连接；所述液控开关阀的液控端与所述充液出油口连接；所述液控开关阀的液控端压力小于预设时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与充液出油口导通。
2.根据权利要求1所述的负载敏感充液阀，其特征在于所述充液油路由所述P口经第一单向阀向充液出油口单向导通的油路构成。
3.根据权利要求1所述的负载敏感充液阀，其特征在于所述负载敏感充液阀还具有第二充液出油口，所述充液油路还包括由所述第一单向阀的出油端经第二单向阀向第二充液出油口单向导通的充液支路油路，所述第二单向阀的进油端连接在第一单向阀的出油端与充液出油口之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的负载敏感充液阀，其特征在于所述负载敏感充液阀还具有T口，所述液控开关阀的液控端压力大于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与T口导通。
5.一种液压系统，包括全液压制动系统、转向系统、工作液压系统；
所述全液压制动系统包括通过管路依次连接的制动压力油源、行车制动阀、行车制动器；
所述转向系统包括转向油缸、与转向油缸连接的负载敏感流量放大阀、与负载敏感流量放大阀连接的转向器、泵口与负载敏感流量放大阀的P油口连接的变量泵、与变量泵进油端连接的液压油箱；其特征在于还包括控制阀；
所述制动压力油源包括负载敏感充液阀、行车制动蓄能器；
所述负载敏感充液阀具有P口、充液出油口、LS1口、LS2口；在P口和充液出油口之间设置有充液油路；在充液出油口、LS1口、LS2口之间设置有负载压力信号引出油路；所述负载压力信号引出油路包括液控开关阀、梭阀；所述梭阀的第一进油端与LS1口连接，第二进油端经所述液控开关阀与所述充液出油口连接，出油端与LS2口连接；所述液控开关阀的液控端与所述充液出油口连接；所述液控开关阀的液控端压力小于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与充液出油口导通；
所述负载敏感充液阀的充液出油口同时与行车制动蓄能器和行车制动阀连接，且所述负载敏感充液阀的LS1口和P口对应与负载敏感流量放大阀的LS1口和P1口连接；
所述控制阀为两位四通阀，其P2口与所述负载敏感充液阀的LS2口连接，P3口与变量泵的泵口连接，P4口与变量泵的LS口连接，P5口与负载敏感流量放大阀的LS口连接，液控端P1口与工作液压系统先导操作压力引出油路连接，所述控制阀处于左位时其P2口和P4口导通且P3口和P5口相互截止，处于右位时P2口和P5口导通且P3口和P4口导通，液控端P1口具有压力信号输入时所述控制阀处于右位；
所述负载敏感流量放大阀的EF口与工作液压系统分配阀的工作合流口连接。
6.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于还包括先导供油阀，所述先导供油阀的进油端与所述变量泵的泵口连接，出油端分别与转向器的P口和工作液压系统的先导阀连接。
7.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于所述负载敏感充液阀还具有T口，所述液控开关阀的液控端压力大于预设压力时所述梭阀第二进油端经液控开关阀与T口导通。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的液压系统，其特征在于所述充液油路由所述P口经第一单向阀向充液出油口单向导通的油路构成。
9.根据权利要求8所述的液压系统，其特征在于该系统还包括驻车制动器、驻车制动蓄能器和与所述驻车制动器连接的驻车制动阀；所述负载敏感充液阀还具有第二充液出油口，所述充液油路还包括由所述第一单向阀的出油端经第二单向阀向第二充液出油口单向导通的充液支路油路，所述第二单向阀的进油端连接在第一单向阀的出油端与充液出油口之间；所述第二充液出油口同时与驻车制动蓄能器和驻车制动阀连接。
10.一种装载机，其特征在于包括权利要求5至9中任一项所述的液压系统。
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