CN112065823A - 一种液压系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

一种液压系统及工程机械，涉及液压技术领域，包括电控比例手柄、第一变频电机、第二变频电机、第一定量泵、第二定量泵、多路阀、优先阀和转向器，电控比例手柄分别与第一变频电机和第二变频电机信号连接，用于根据电控比例手柄的角度控制第一变频电机和第二变频电机的转速，第一变频电机与第一定量泵传动连接，用于根据第一变频电机的转速控制第一定量泵的转速，第一定量泵的出油口与多路阀的进油口连接，第二变频电机与第二定量泵传动连接，用于根据第二变频电机的转速控制第二定量泵的转速，第二定量泵的出油口与优先阀的进油口连接，优先阀的出油口与转向器的进油口连接。

Description

一种液压系统及工程机械

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体而言，涉及一种液压系统及工程机械。

背景技术

目前，工程机械常用液压系统中，分为定量泵驱动的节流调速系统和变量泵容积调速系统。其中，定量泵驱动的节流调速系统主要由定量齿轮泵和开芯节流调速多路换向阀在液压先导比例减压阀的控制下，通过调节多路换向阀的开口来调节运动部件的速度，齿轮泵只有在柴油机高转速驱动下才能很好的适应运动部件受负载变化影响的速度可控，速度刚度较小，尤其在低速重载时能量利用率极低。而变量泵容积调速系统则是通过容积变量泵和闭芯比例多路阀配合，牺牲一定的压力损失来提高速度刚度，虽然变量泵容积调速系统相较于节流调速系统，整体节能方面有一定的提高，但是由于成本较高且对系统的清洁度要求较高，在实际应用中还存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压系统及工程机械，能够通过两个变频电机分别对应调节两个定量泵，使得液压系统的实际流量与需求流量相适应，从而节约能耗。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种液压系统，包括电控比例手柄、第一变频电机、第二变频电机、第一定量泵、第二定量泵、多路阀、优先阀和转向器，所述电控比例手柄分别与所述第一变频电机和所述第二变频电机信号连接，用于根据所述电控比例手柄的角度控制所述第一变频电机和所述第二变频电机的转速，所述第一变频电机与所述第一定量泵传动连接，用于根据所述第一变频电机的转速控制所述第一定量泵的转速，所述第一定量泵的出油口与所述多路阀的进油口连接，所述第二变频电机与所述第二定量泵传动连接，用于根据所述第二变频电机的转速控制所述第二定量泵的转速，所述第二定量泵的出油口与所述优先阀的进油口连接，所述优先阀的出油口与所述转向器的进油口连接。该液压系统能够通过两个变频电机分别对应调节两个定量泵，使得液压系统的实际流量与需求流量相适应，从而节约能耗。

可选地，在本发明较佳的实施例中，还包括先导阀，所述电控比例手柄与所述先导阀的输入控制口信号连接，所述先导阀的输出控制口对应与所述多路阀的输入控制口信号连接，用于根据所述电控比例手柄的角度控制所述多路阀对应工作油口的开度。

可选地，在本发明较佳的实施例中，还包括先导油源块，所述第二定量泵的出油口与所述先导阀的进油口连接，所述先导油源块串接在所述第二定量泵的出油口与所述先导阀的进油口之间的管路上。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述先导阀为液控式先导阀或电控式先导阀。

可选地，在本发明较佳的实施例中，还包括单向阀组，所述单向阀组的一进油口与所述第一定量泵的出油口连接、另一进油口与所述优先阀的出油口连接，所述单向阀组的出油口与所述多路阀的进油口连接，以允许液压油从所述第一定量泵的出油口和/或所述优先阀的出油口流至所述多路阀。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述单向阀组包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀串接在所述第一定量泵的出油口与所述多路阀的进油口之间的管路上，所述第二单向阀串接在所述优先阀的出油口与所述多路阀的进油口之间的管路上，且所述第二单向阀设置于所述第一单向阀与所述多路阀之间。

可选地，在本发明较佳的实施例中，还包括整机控制器和第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述多路阀的进油口处，所述整机控制器分别与所述第一压力传感器、所述第一变频电机和所述第二变频电机信号连接，用于根据所述第一压力传感器测得的液压值控制所述第一变频电机和所述第二变频电机的转速。

可选地，在本发明较佳的实施例中，还包括第二压力传感器和第三压力传感器，所述第二压力传感器设置在所述优先阀的出油口与所述转向器的进油口之间的管路上，所述第三压力传感器设置在所述转向器的进油口处，所述整机控制器分别与所述第二压力传感器和所述第三压力传感器信号连接，用于计算所述第二压力传感器与所述第三压力传感器测得的液压值的差值，并根据所述差值控制所述第二变频电机的转速。

本发明实施例的另一方面，提供一种工程机械，包括上述的液压系统。该液压系统能够通过两个变频电机分别对应调节两个定量泵，使得液压系统的实际流量与需求流量相适应，从而节约能耗。

本发明实施例的有益效果包括：

该液压系统包括电控比例手柄、第一变频电机、第二变频电机、第一定量泵、第二定量泵、多路阀、优先阀和转向器，电控比例手柄分别与第一变频电机和第二变频电机信号连接，用于根据电控比例手柄的角度控制第一变频电机和第二变频电机的转速，第一变频电机与第一定量泵传动连接，用于根据第一变频电机的转速控制第一定量泵的转速，第一定量泵的出油口与多路阀的进油口连接，第二变频电机与第二定量泵传动连接，用于根据第二变频电机的转速控制第二定量泵的转速，第二定量泵的出油口与优先阀的进油口连接，优先阀的出油口与转向器的进油口连接。当电控比例手柄的角度小于允许角度时，第一变频电机可以根据电控比例手柄的角度提速工作，从而使得第一定量泵根据第一变频电机的转速提速工作，此时，第二变频电机转速为零，第二定量泵转速也为零；当电控比例手柄的角度等于或大于允许角度时，第一变频电机可以根据电控比例手柄的角度提速工作，从而使得第一定量泵根据第一变频电机的转速提速工作，此时，第二变频电机可以直接根据电控比例手柄的角度提速工作，从而使得第二定量泵根据第二变频电机的转速提速工作，或者，当第一变频电机的转速达到第一定量泵的允许转速后，随着电控比例手柄的角度的进一步增大，第二变频电机可以根据电控比例手柄的角度提速工作。相较于现有技术中定量泵驱动的节流调速系统，该液压系统能够通过两个变频电机分别对应调节两个定量泵，使得液压系统的实际流量与需求流量相适应，避免单独转向时第一定量泵的空载压力损失，从而节约能耗；相较于现有技术中变量泵容积调速系统，该液压系统成本较低且对系统的清洁度要求较低，从而便于在实际应用中进行推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的液压系统的示意图之一；

图2为本发明实施例提供的液压系统的示意图之二；

图3为本发明实施例提供的液压系统的示意图之三。

图标：100-液压系统；10-电控比例手柄；20-第一变频电机；21-第一定量泵；22-多路阀；23-工作液压缸；30-第二变频电机；31-第二定量泵；32-优先阀；33-转向器；34-转向液压缸；40-先导阀；50-先导油源块；60-单向阀组；61-第一单向阀；62-第二单向阀；70-整机控制器；71-第一压力传感器；72-第二压力传感器；73-第三压力传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

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定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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相连。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。

请参照图1，本实施例提供一种液压系统100，包括电控比例手柄10、第一变频电机20、第二变频电机30、第一定量泵21、第二定量泵31、多路阀22、优先阀32和转向器33，电控比例手柄10分别与第一变频电机20和第二变频电机30信号连接，用于根据电控比例手柄10的角度控制第一变频电机20和第二变频电机30的转速，第一变频电机20与第一定量泵21传动连接，用于根据第一变频电机20的转速控制第一定量泵21的转速，第一定量泵21的出油口与多路阀22的进油口连接，第二变频电机30与第二定量泵31传动连接，用于根据第二变频电机30的转速控制第二定量泵31的转速，第二定量泵31的出油口与优先阀32的进油口连接，优先阀32的出油口与转向器33的进油口连接。该液压系统100能够通过两个变频电机分别对应调节两个定量泵，使得液压系统100的实际流量与需求流量相适应，从而节约能耗。

需要说明的是，如图1所示，该液压系统100包括电控比例手柄10、第一变频电机20、第二变频电机30、第一定量泵21和第二定量泵31，电控比例手柄10分别与第一变频电机20和第二变频电机30信号连接，以根据电控比例手柄10的角度控制第一变频电机20的转速和第二变频电机30的转速，第一变频电机20通过第一变频电机20的传动轴与第一定量泵21传动连接，以根据第一变频电机20的转速控制第一定量泵21的转速，第二变频电机30通过第二变频电机30的传动轴与第二定量泵31传动连接，以根据第二变频电机30的转速控制第二定量泵31的转速。

当电控比例手柄10的角度小于允许角度时，第一变频电机20可以根据电控比例手柄10的角度提速工作，从而使得第一定量泵21根据第一变频电机20的转速提速工作，此时，第二变频电机30转速为零，第二定量泵31转速也为零；当电控比例手柄10的角度等于或大于允许角度时，第一变频电机20可以根据电控比例手柄10的角度提速工作，从而使得第一定量泵21根据第一变频电机20的转速提速工作，此时，第二变频电机30可以直接根据电控比例手柄10的角度提速工作，从而使得第二定量泵31根据第二变频电机30的转速提速工作，或者，当第一变频电机20的转速达到第一定量泵21的允许转速后，随着电控比例手柄10的角度的进一步增大，第二变频电机30可以根据电控比例手柄10的角度提速工作。

其中，关于电控比例手柄10的允许角度和第一定量泵21的允许转速，本领域技术人员应当能够根据实际需求进行合理的选择和设计，这里不做具体限制。

除此之外，如图1所示，该液压系统100还包括多路阀22，第一定量泵21的出油口与多路阀22的进油口连接，多路阀22的出油口与工作液压缸23连接，以控制工程机械的工作装置。该液压系统100还包括优先阀32和转向器33，第二定量泵31的出油口与优先阀32的进油口连接，优先阀32的出油口与转向器33的进油口连接，转向器33的出油口与转向液压缸34连接，以控制工程机械的转向装置。当工作装置和转向装置均处于待机状态时，第一定量泵21的流量通过多路阀22的中位卸荷，第二定量泵31的流量通过优先阀32的右位卸荷。

如上所述，该液压系统100包括电控比例手柄10、第一变频电机20、第二变频电机30、第一定量泵21、第二定量泵31、多路阀22、优先阀32和转向器33，电控比例手柄10分别与第一变频电机20和第二变频电机30信号连接，用于根据电控比例手柄10的角度控制第一变频电机20和第二变频电机30的转速，第一变频电机20与第一定量泵21传动连接，用于根据第一变频电机20的转速控制第一定量泵21的转速，第一定量泵21的出油口与多路阀22的进油口连接，第二变频电机30与第二定量泵31传动连接，用于根据第二变频电机30的转速控制第二定量泵31的转速，第二定量泵31的出油口与优先阀32的进油口连接，优先阀32的出油口与转向器33的进油口连接。当电控比例手柄10的角度小于允许角度时，第一变频电机20可以根据电控比例手柄10的角度提速工作，从而使得第一定量泵21根据第一变频电机20的转速提速工作，此时，第二变频电机30转速为零，第二定量泵31转速也为零；当电控比例手柄10的角度等于或大于允许角度时，第一变频电机20可以根据电控比例手柄10的角度提速工作，从而使得第一定量泵21根据第一变频电机20的转速提速工作，此时，第二变频电机30可以直接根据电控比例手柄10的角度提速工作，从而使得第二定量泵31根据第二变频电机30的转速提速工作，或者，当第一变频电机20的转速达到第一定量泵21的允许转速后，随着电控比例手柄10的角度的进一步增大，第二变频电机30可以根据电控比例手柄10的角度提速工作。相较于现有技术中定量泵驱动的节流调速系统，该液压系统100能够通过两个变频电机分别对应调节两个定量泵，使得液压系统100的实际流量与需求流量相适应，避免单独转向时第一定量泵21的空载压力损失，从而节约能耗；相较于现有技术中变量泵容积调速系统，该液压系统100成本较低且对系统的清洁度要求较低，从而便于在实际应用中进行推广使用。

为了达到工作装置的工作液压缸23所需的流量，需要对多路阀22对应地进行控制和调节，即控制多路阀22的各个工作油口的开闭和开度。对多路阀22的控制，可以采用各种控制方式，如机械式的控制、液压先导式控制或电控先导式控制等。另外，也可以采用不同类型的多路阀22来实现其自身的控制。

优选地，如图1所示，在本实施例中，液压系统100还包括先导阀40，电控比例手柄10与先导阀40的输入控制口信号连接，先导阀40的输出控制口对应与多路阀22的输入控制口信号连接，用于根据电控比例手柄10的角度控制多路阀22对应工作油口的开度。

需要说明的是，操作者可以根据工作现场的情况操作电控比例手柄10，通过电控比例手柄10控制先导阀40，再通过先导阀40控制多路阀22的各个工作油口的开度。其中，当工作油口为正开度时，该工作油口打开，并且开度越大，油口开口越大；当工作油口为零开度或者负开度时，该工作油口关闭。

为了在第二定量泵31不工作时对先导阀40实现短暂供油，如图1所示，在本实施例中，液压系统100还包括先导油源块50，第二定量泵31的出油口与先导阀40的进油口连接，先导油源块50串接在第二定量泵31的出油口与先导阀40的进油口之间的管路上。

可选地，先导阀40为液控式先导阀40或电控式先导阀40。

需要说明的是，当先导阀40为液控式先导阀40时，先导阀40的输出控制口输出的信号为液压信号；当先导阀40为液控式先导阀40时，先导阀40的输出控制口输出的信号为电信号。相较于先导阀40为液控式先导阀40，先导阀40为液控式先导阀40时，该液压系统100的控制更加精确、灵敏，控制信号处理更容易，减少了液压系统100的能量损耗，从而节约资源。

如图1所示，在本实施例中，液压系统100还包括单向阀组60，单向阀组60的一进油口与第一定量泵21的出油口连接、另一进油口与优先阀32的出油口连接，单向阀组60的出油口与多路阀22的进油口连接，以允许液压油从第一定量泵21的出油口和/或优先阀32的出油口流至多路阀22。

具体地，在本实施例中，单向阀组60包括第一单向阀61和第二单向阀62，第一单向阀61串接在第一定量泵21的出油口与多路阀22的进油口之间的管路上，第二单向阀62串接在优先阀32的出油口与多路阀22的进油口之间的管路上，且第二单向阀62设置于第一单向阀61与多路阀22之间。

需要说明的是，当电控比例手柄10的角度小于允许角度时，第一定量泵21根据第一变频电机20的转速提速工作，通过增加单向阀组60能够对第二定量泵31起到保护作用；当电控比例手柄10的角度等于或大于允许角度时，第一定量泵21根据第一变频电机20的转速提速工作，第二定量泵31根据第二变频电机30的转速提速工作，此时，液压油能够从第二定量泵31的出油口依次经过优先阀32的进油口和优先阀32的出油口流至多路阀22的进油口，从而与从第一定量泵21的出油口流出的液压油实现合流。

请再结合参照图2，在本实施例中，液压系统100还包括整机控制器70和第一压力传感器71，第一压力传感器71设置在多路阀22的进油口处，整机控制器70分别与第一压力传感器71、第一变频电机20和第二变频电机30信号连接，用于根据第一压力传感器71测得的液压值控制第一变频电机20和第二变频电机30的转速。

需要说明的是，当电控比例手柄10的角度较大时，第一变频电机20和第二变频电机30的转速较高，此时，假如第一压力传感器71测得的液压值较大，即该液压系统100处于高压溢流状态，则能够通过整机控制器70控制第一变频电机20和第二变频电机30的转速降低，从而使得该液压系统100处于小流量溢流状态，实现节约能耗的目的。

请再结合参照图3，在本实施例中，液压系统100还包括第二压力传感器72和第三压力传感器73，第二压力传感器72设置在优先阀32的出油口与转向器33的进油口之间的管路上，第三压力传感器73设置在转向器33的进油口处，整机控制器70分别与第二压力传感器72和第三压力传感器73信号连接，用于计算第二压力传感器72与第三压力传感器73测得的液压值的差值，并根据差值控制第二变频电机30的转速。

需要说明的是，第二压力传感器72设置在优先阀32的出油口与转向器33的进油口之间的管路上，以检测该液压系统100是否有转向需求。具体地，当转向器33不工作时，第二压力传感器72无压力；当转向器33工作时，第二压力传感器72测得压力。

第三压力传感器73设置在转向器33的进油口处，整机控制器70分别与第二压力传感器72和第三压力传感器73信号连接，用于计算第二压力传感器72与第三压力传感器73测得的液压值的差值，并根据差值控制第二变频电机30的转速，以使第二定量泵31的流量能够根据实际需求供给转向器33，优先阀32不会存在多余流量旁路溢流，从而节约能耗。

本申请还提供一种工程机械。本实施例提供的工程机械包括上述的液压系统100。由于液压系统100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种液压系统，其特征在于，包括电控比例手柄、第一变频电机、第二变频电机、第一定量泵、第二定量泵、多路阀、优先阀和转向器，所述电控比例手柄分别与所述第一变频电机和所述第二变频电机信号连接，用于根据所述电控比例手柄的角度控制所述第一变频电机和所述第二变频电机的转速，所述第一变频电机与所述第一定量泵传动连接，用于根据所述第一变频电机的转速控制所述第一定量泵的转速，所述第一定量泵的出油口与所述多路阀的进油口连接，所述第二变频电机与所述第二定量泵传动连接，用于根据所述第二变频电机的转速控制所述第二定量泵的转速，所述第二定量泵的出油口与所述优先阀的进油口连接，所述优先阀的出油口与所述转向器的进油口连接。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，还包括先导阀，所述电控比例手柄与所述先导阀的输入控制口信号连接，所述先导阀的输出控制口对应与所述多路阀的输入控制口信号连接，用于根据所述电控比例手柄的角度控制所述多路阀对应工作油口的开度。

3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，还包括先导油源块，所述第二定量泵的出油口与所述先导阀的进油口连接，所述先导油源块串接在所述第二定量泵的出油口与所述先导阀的进油口之间的管路上。

4.根据权利要求2或3所述的液压系统，其特征在于，所述先导阀为液控式先导阀或电控式先导阀。

5.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，还包括单向阀组，所述单向阀组的一进油口与所述第一定量泵的出油口连接、另一进油口与所述优先阀的出油口连接，所述单向阀组的出油口与所述多路阀的进油口连接，以允许液压油从所述第一定量泵的出油口和/或所述优先阀的出油口流至所述多路阀。

6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述单向阀组包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀串接在所述第一定量泵的出油口与所述多路阀的进油口之间的管路上，所述第二单向阀串接在所述优先阀的出油口与所述多路阀的进油口之间的管路上，且所述第二单向阀设置于所述第一单向阀与所述多路阀之间。

7.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，还包括整机控制器和第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述多路阀的进油口处，所述整机控制器分别与所述第一压力传感器、所述第一变频电机和所述第二变频电机信号连接，用于根据所述第一压力传感器测得的液压值控制所述第一变频电机和所述第二变频电机的转速。

8.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，还包括第二压力传感器和第三压力传感器，所述第二压力传感器设置在所述优先阀的出油口与所述转向器的进油口之间的管路上，所述第三压力传感器设置在所述转向器的进油口处，所述整机控制器分别与所述第二压力传感器和所述第三压力传感器信号连接，用于计算所述第二压力传感器与所述第三压力传感器测得的液压值的差值，并根据所述差值控制所述第二变频电机的转速。

9.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的液压系统。

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