CN112112848B - 一种双回路液压系统 - Google Patents

Abstract

一种双回路液压系统。解决了现有双泵或多泵液压系统结构复杂，合流困难的问题。它包括第一主进油口、第二主进油口、第一工作油口、第一主换向阀、第一辅助换向阀、第二工作油口、第二主换向阀和第二辅助换向阀，所述的第一主进油口与第一主换向阀的进油口相连，所述的第一主换向阀的出油口与第一补偿器的进油口相连，所述的第二主进油口与第一辅助换向阀的进油口相连，第一补偿器出油口处的压力油与第一辅助换向阀出油口处的压力油均经过第一主换向阀后与第一工作油口相连。本发明实现液压系统的合理分配，即对复合动作有所提升同时照顾能耗和发热。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长等优点。

Description

一种双回路液压系统

技术领域

本发明涉及一种液压系统，具体涉及一种双回路液压系统。

背景技术

液压系统一般分为单泵系统和多泵系统，单泵系统即只有一个工作油泵实现所有动作，多泵系统是有两个及以上油泵实现所有动作。单泵系统的优点是成本底，系统简单、可靠，但是很难实现多个动作同时工作，并且即使能实现多个动作也是依靠低压侧强制节流来实现，具有压力损耗高，发热量大的缺点；双泵或者多泵系统的优点是能够很好的实现多动作同时运动，并且能耗相对较低，但是存在系统复杂，成本较高的问题。

常见的单泵系统有开中心系统的串/并联回路，闭中心的阀前补偿系统和阀后补偿系统等；双泵和多泵系统有挖掘机械常用的设置复杂逻辑关系的双回路液压系统等。现有的双泵和多泵液压系统其合流通常通过合流阀实现，整体上的控制逻辑较为复杂，管路设置复杂且庞大，且合流时不可靠，复合动作时需要把低压的动作依靠补偿强制升压至和高压一同动作来实现复合动作，因此在补偿环节带来额外的附加压力损失和发热，能耗高。

发明内容

为解决背景技术中现有双泵或多泵液压系统结构复杂，合流困难的问题，本发明提供一种双回路液压系统。

本发明的技术方案是：一种双回路液压系统，包括第一主进油口、第二主进油口、第一工作组和第二工作组，所述的第一工作组包括至少一个第一工作联，所述的第一工作联包括第一工作油口、第一主换向阀和第一辅助换向阀，所述的第二工作组包括至少一个第二工作联，所述的第二工作联包括第二工作油口、第二主换向阀和第二辅助换向阀，所述的第一主进油口与第一主换向阀的进油口相连，所述的第一主换向阀的出油口与第一补偿器的进油口相连，所述的第二主进油口与第一辅助换向阀的进油口相连，第一补偿器出油口处的压力油与第一辅助换向阀出油口处的压力油均经过第一主换向阀后与第一工作油口相连。

作为本发明的一种改进，所述的第二主进油口与第二主换向阀的进油口相连，所述的第二主换向阀的出油口与第二补偿器的进油口相连，所述的第一主进油口与第二辅助换向阀的进油口相连，第二补偿器出油口处的压力油与第二辅助换向阀出油口处的压力油均经过第二主换向阀后与第二工作油口相连。

作为本发明的进一步改进，所述的第一补偿器包括第一控制腔和第一弹簧腔，第一补偿器出油口的压力油与第一反馈油路相连，第一控制腔选取第一补偿器进油口处的压力油与第一弹簧腔的弹力、第一反馈油路的压力油相互配合控制第一补偿器的开口。

作为本发明的进一步改进，第一主换向阀的进油口和第一主换向阀的出油口之间设有第一主节流口，所述第一补偿器出油口的压力油通过第一单向阀与第一反馈油路相连，所述的第一反馈油路与第一工作组上不同第一工作联上第一补偿器的第一弹簧腔相连通。

作为本发明的进一步改进，还包括用于驱动第一主换向阀、第二主换向阀动作的先导油路，所述的先导油路通过第一先导控制阀与第一主换向阀的控制腔相连，所述的先导油路通过第二先导控制阀与第二主换向阀的控制腔相连，所述的第一先导控制阀、第二先导控制阀分别具有安装时的第一位置和打开便于先导油通过用于分别驱动第一主换向阀、第二主换向阀动作的第二位置。

作为本发明的进一步改进，所述的第一辅助换向阀具有安装时的第一位置和打开便于第二主进油口压力油通过的第二位置，所述的第一辅助换向阀为电控换向阀。

作为本发明的进一步改进，还包括用于驱动第一主换向阀动作的第一先导油路，所述的第一主换向阀上设有第一先导通断回路，所述的第二主换向阀上设有第二先导通断回路，所述的第一先导油路通过第二主换向阀上的第二先导通断回路与该联上的第一辅助换向阀控制腔相连。

作为本发明的进一步改进，还包括用于驱动第二主换向阀动作的第二先导油路，所述的第二先导油路通过第一主换向阀上的第一先导通断回路与该联上的第二辅助换向阀控制腔相连，所述的第一先导油路、第二先导油路上均设有梭阀。

作为本发明的进一步改进，第一先导通断回路和第二先导通断回路分别由其所在联的第一主换向阀的阀杆、第二主换向阀的阀杆驱动换向实现第一先导油路、第二先导油路通断功能。

作为本发明的进一步改进，所述的第一辅助换向阀为具有通断式的液控换向阀或为阀杆为比例式的液控比例调节阀，所述的第一辅助换向阀为液控换向阀且由该联第一先导油路驱动其动作。

本发明的有益效果是，通过双回路的方式，实现液压系统的合理分配，即对复合动作有所提升同时照顾能耗和发热。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长等优点。

附图说明

附图1为本发明实施例一的液压原理示意图。

附图2为本发明实施例二的液压原理示意图。

附图3为附图1中第一主换向阀32处的放大示意图。

附图4为附图2中I处的放大示意图。

附图5为附图2中第一辅助换向阀33处的示意图。

图中，1、第一工作组；2、第二工作组；3、第一工作联；31、第一工作油口；32、第一主换向阀；33、第一辅助换向阀；331、辅助节流口；332、负载单向阀；333、单向阀；34、第一主节流口；35、第一先导通断回路；36、第二先导通断回路；4、第二工作联；41、第二工作油口；42、第二主换向阀；43、第二辅助换向阀；5、第一补偿器；6、第一单向阀；7、先导油路；71、第一先导控制阀；72、第二先导控制阀；73、第一先导油路；74、第二先导油路；8、梭阀；9、第二补偿器；P1、第一主进油口；P2、第二主进油口；LS1、第一反馈油路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

由图1结合图2-5所示，一种双回路液压系统，包括第一主进油口P1、第二主进油口P2、第一工作组1和第二工作组2，所述的第一工作组包括至少一个第一工作联3，所述的第一工作联包括第一工作油口31、第一主换向阀32和第一辅助换向阀33，所述的第二工作组包括至少一个第二工作联4，所述的第二工作联包括第二工作油口41、第二主换向阀42和第二辅助换向阀43，所述的第一主进油口与第一主换向阀的进油口相连，所述的第一主换向阀的出油口与第一补偿器5的进油口相连，所述的第二主进油口与第一辅助换向阀的进油口相连，第一补偿器出油口处的压力油与第一辅助换向阀出油口处的压力油均经过第一主换向阀后与第一工作油口相连。具体的说，所述的第二主进油口与第二主换向阀的进油口相连，所述的第二主换向阀的出油口与第二补偿器9的进油口相连，所述的第一主进油口与第二辅助换向阀的进油口相连，第二补偿器出油口处的压力油与第二辅助换向阀出油口处的压力油均经过第二主换向阀后与第二工作油口相连。本发明的有益效果是，通过双回路的方式，实现液压系统的合理分配，即对复合动作有所提升同时照顾能耗和发热。本发明还具有结构简单，装配方便，动作可靠，使用寿命长等优点。具体的说，第二工作联和第一工作联可以类似或者相同。更具体的说，本发明通过P1为第一工作组供油，P2为第二工作组供油，实现双泵双回路供油。当复合动作时通过辅助换向阀的调节，使得第二主进油口可以为第一工作油口供油，第一主进油口可以为第二工作油口供油，实现可靠合流，且复合动作控制可靠。通过第一主换向阀、第二主换向阀、第一辅助换向阀和第二辅助换向阀的设置，实现快速可靠的合流，且能耗低。在具体的复合动作时，其在主节流口后合流，能耗低，更环保。同时在第一工作联和第二工作联分别增加了第一补偿器5、第二补偿器9，且该补偿器设置在主换向阀后，实现阀后补偿，增加阀后补偿器的作用主要是提高左两联或者右两联单泵供油状态的复合动作协调性，此时复合动作即使油泵输出流量小于两动作所需流量时也能保持较好的动作协调性。

所述的第一工作组包括二、三或四个第一工作联。具体的说，所述的第二工作组包括一、二、三或四个第二工作联。这样的结构使得本系统能对二个到八个工作装置供油（所谓工作装置，就是执行元件，在原理图中就是A1A2A3A4……等工作油口），且工作装置既可实现一个泵为其供油，也可实现两个泵为其供油，本液压系统中通常是双泵系统，当然也可以延伸至三泵、四泵供油。本专利以典型的四工作装置为例进行描述（四工作装置就是A1A2A3A4四个用于输出的工作油口处，这四个工作油口是用来驱动四个执行元件，如油缸和马达）。当其中一个泵为其供油时，只要通过主换向阀动作即可实现；当另外一个泵为其供油时，需要通过辅助换向阀为其供油。此四联工作机构中两联在同一侧，P1通过A1B1/A2B2联的第一主换向阀给A1B1/A2B2工作装置供油，通过第二辅助换向阀给A3B3/A4B4供油，此时第一主换向阀的阀杆上设有第一主节流口34，第二辅助换向阀上设置辅助节流口331充当辅助节流口的作用。P2供油是P1供油的复制。A1B1/A2B2布置在一侧，A3B3/A4B4布置在另一侧，这是为了原理的简洁，当然也可以对A1B1/A2B2/A3B3/A4B4进行交叉布置。本发明中,当P1和P2复合动作且为A1B1供油时，其在第一主换向阀的出油口设置补偿器（阀后补偿），且在第一主换向阀后经过补偿器P1和P2合流后为A1B1供油，辅助节流口的流量就不会在主节流口产生压力损失和发热，进一步降低能耗和发热量，且产品复合动作时使得两个执行机构件均可以按照所需流量的百分比进行，复合动作更可靠。

所述的第一补偿器5包括第一控制腔和第一弹簧腔，第一补偿器出油口的压力油与第一反馈油路相连，第一控制腔选取第一补偿器进油口处的压力油与第一弹簧腔的弹力、第一反馈油路的压力油相互配合控制第一补偿器的开口。具体的说，第一主换向阀的进油口和第一主换向阀的出油口之间设有第一主节流口34，所述第一补偿器出油口的压力油通过第一单向阀6与第一反馈油路LS1相连，所述的第一反馈油路与第一工作组上不同第一工作联上第一补偿器的第一弹簧腔相连通。本发明在主换向阀的第一主节流口后设置补偿器（阀后可变节流口），通过第一补偿器、第二补偿器的设置，使得系统具有阀后可变节流装置，阀后补偿其作用对于单独工作是没有什么作用的，他无法维持主节流口前后的压差保持不变，但是对于复合动作（两个执行机构一起工作）确是有益的，使得两个执行机构件均可以按照所需流量的百分比进行，比如A1需要200L，A2需要100L，但是只能供给150L，通过阀后压力补偿器，可以使得A1输出100L，A2输出50L。单向阀的作用是确保能够拾取各动作联的最高压力，比如A1和A2同时动作时，A1的压力高于A2的压力，如果没有单向阀，A1就会通过LS油路往A2走油，LS1的压力无法反映出系统的最高压力，影响系统最高压力的建立，进而影响A1的动作。增加阀后可变节流装置的作用主要是提高左两联或者右两联单泵供油状态的复合动作协调性，此时复合动作即使油泵输出流量小于两动作所需流量时也能保持较好的动作协调性。阀后补偿装置对于无论油泵提供多少流量，两个动作一起工作时均能实现比较好的复合动作协调性，不会出现高压动作停止，低压动作加速的现象，此处针对的时A1/B1和A2/B2或者A3/B3和A4/B4这样的一个油泵供油的复合动作。设置阀后可变节流口，同时辅助可变节流口的出油在阀后可变节流口之后，这样进一步的将辅助节流口的输出流量在此联主节流口和阀后可变节流口上产生的压力损失完全取消，更节能，发热更少，效率更高。

本发明还包括用于驱动第一主换向阀、第二主换向阀动作的先导油路7，所述的先导油路通过第一先导控制阀71与第一主换向阀的控制腔相连，所述的先导油路通过第二先导控制阀72与第二主换向阀的控制腔相连，所述的第一先导控制阀、第二先导控制阀分别具有安装时的第一位置和打开便于先导油通过用于分别驱动第一主换向阀、第二主换向阀动作的第二位置。具体的说，所述的第一辅助换向阀具有安装时的第一位置和打开便于第二主进油口压力油通过的第二位置，所述的第一辅助换向阀为电控换向阀。具体的说，本发明可以通过电控的方式实现第一主换向阀、第二主换向阀、第一辅助换向阀和第二辅助换向阀的换向切换。对于电控方案而言，毫无疑问，电控是灵活的、多变的、可控的，是可以按照人的思想进行控制的，因此电控方案也是简洁的。

本发明还包括用于驱动第一主换向阀动作的第一先导油路73，所述的第一主换向阀上设有第一先导通断回路35，所述的第二主换向阀上设有第二先导通断回路36，所述的第一先导油路通过第二主换向阀上的第二先导通断回路与该联上的第一辅助换向阀控制腔相连。具体的说，还包括用于驱动第二主换向阀动作的第二先导油路74，所述的第二先导油路通过第一主换向阀上的第一先导通断回路与该联上的第二辅助换向阀控制腔相连，所述的第一先导油路、第二先导油路上均设有梭阀8。更具体的说，第一先导通断回路和第二先导通断回路分别由其所在联的第一主换向阀的阀杆、第二主换向阀的阀杆驱动换向实现第一先导油路、第二先导油路通断功能。更具体的说，所述的第一辅助换向阀为具有通断式的液控换向阀或为阀杆为比例式的液控比例调节阀，所述的第一辅助换向阀为液控换向阀且由该联第一先导油路驱动其动作。更具体的说，所述的第一辅助换向阀处设有辅助节流口331和/或负载单向阀332和/或单向阀333。第一单向阀和负载单向阀的设置，使得系统在复合动作时能拾取最高的压力进行反馈，避免在一个工作装置压力高，一个工作装置压力低时，高压侧的流量反向进入低压侧。单向阀333的设置在复合动作时，如果负载处压力高，另一油泵处压力低时起到截止的作用并且防止高压侧向低压侧释放压力造成的压力冲击和压力波动，使得产品复合动作更平稳。本发明通过在第一主换向阀、第二主换向阀的两端设置第一先导通断回路、第二先导通断回路，且由该联第一主换向阀、第二主换向阀的主阀杆驱动实现其通断，从而使得复合动作时，使得一个油泵对应一个动作，另一个动作之间不再产生联系，是互相独立的。当这一联不做动作时，第一先导油路的先导油可以通过，当此联做任何一个动作时，都可以把先导油路切断。结合附图2、4、5以一种动作来作为举例说明，如a1和b1通过梭阀将先导油引出，通过A3/B3工作联的第二先导通断油路后再串联通过A4/B4联的第二先导通断回路，抵达A1/B1工作联的第一辅助换向阀控制腔。

当只有A1/B1工作时，a1和b1的先导油控制第一主换向阀换向，P1的油可以通过，a1和b1的另一部分的先导油经过梭阀再通过A3/B3联和A4/B4联的第二先导通断回路抵达A1/B1工作联的第一辅助换向阀控制腔，使得P2油泵的油可以给A1/B1供油。

当A1/B1和A3/B3或者A4/B4一同工作时，此时由于A3/B3和A4/B4中任何一联的换向，导致第二先导油通断回路随之换向，也就切断了a1和b1控制A1/B1第一辅助换向阀的油路，此时第一辅助换向阀的阀杆在弹簧腔弹簧的作用下复位，切断了P2油泵给A1/B1供油的回路，实现了液控控制下的复合动作独立性。即P1为A1/B1联供油，P2为A3/B3或者A4/B4供油。

在本发明的液控方案中各工作联中的先导油经过梭阀拾取后，再经由另一个油泵的主供油工作联的先导通断回油，如果有多路这样的先导通断回路，则需要对其进行串联，来控制本工作联的辅助控制节流口，实现逻辑上的：一个工作联单独工作时，双泵可以合流；两个油泵或多个油泵的主供油工作联一起工作时，两个油泵各自给对应的工作机构供油。第一辅助换向阀、第二辅助换向阀为具有通断式的液控换向阀或为阀杆为比例式的液控比例调节阀。第一辅助换向阀、第二辅助换向阀既可以做成开关类型的，也可以做成和先导油呈一定比例关系。比例式的辅助换向阀使得产品调节更精确，更节能。本发明中的第一主换向阀、第二主换向阀为三位八通换向阀进行实现，当然也可以采用先导油控制的比例换向阀实现，使工作装置具有往复工作的功能。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (4)

1.一种双回路液压系统，其特征在于:包括第一主进油口（P1）、第二主进油口（P2）、第一工作组（1）和第二工作组（2），所述的第一工作组包括至少一个第一工作联（3），所述的第一工作联包括第一工作油口（31）、第一主换向阀（32）和第一辅助换向阀（33），所述的第二工作组包括至少一个第二工作联（4），所述的第二工作联包括第二工作油口（41）、第二主换向阀（42）和第二辅助换向阀（43），所述的第一主进油口与第一主换向阀的进油口相连，所述的第一主换向阀的出油口与第一补偿器（5）的进油口相连，所述的第二主进油口与第一辅助换向阀的进油口相连，第一补偿器出油口处的压力油与第一辅助换向阀出油口处的压力油均经过第一主换向阀后与第一工作油口相连，所述的第二主进油口与第二主换向阀的进油口相连，所述的第二主换向阀的出油口与第二补偿器（9）的进油口相连，所述的第一主进油口与第二辅助换向阀的进油口相连，第二补偿器出油口处的压力油与第二辅助换向阀出油口处的压力油均经过第二主换向阀后与第二工作油口相连，所述的第一补偿器（5）包括第一控制腔和第一弹簧腔，第一补偿器出油口的压力油与第一反馈油路相连，第一控制腔选取第一补偿器进油口处的压力油与第一弹簧腔的弹力、第一反馈油路的压力油相互配合控制第一补偿器的开口，第一主换向阀的进油口和第一主换向阀的出油口之间设有第一主节流口（34），所述第一补偿器出油口的压力油通过第一单向阀（6）与第一反馈油路（LS1）相连，所述的第一反馈油路与第一工作组上不同第一工作联上第一补偿器的第一弹簧腔相连通，还包括用于驱动第一主换向阀、第二主换向阀动作的先导油路（7），所述的先导油路通过第一先导控制阀（71）与第一主换向阀的控制腔相连，所述的先导油路通过第二先导控制阀（72）与第二主换向阀的控制腔相连，所述的第一先导控制阀、第二先导控制阀分别具有安装时的第一位置和打开便于先导油通过用于分别驱动第一主换向阀、第二主换向阀动作的第二位置，所述的第一辅助换向阀具有安装时的第一位置和打开便于第二主进油口压力油通过的第二位置，所述的第一辅助换向阀为电控换向阀，还包括用于驱动第一主换向阀动作的第一先导油路（73），所述的第一主换向阀上设有第一先导通断回路（35），所述的第二主换向阀上设有第二先导通断回路（36），所述的第一先导油路通过第二主换向阀上的第二先导通断回路与该联上的第一辅助换向阀控制腔相连。

2.根据权利要求1所述的一种双回路液压系统，其特征在于还包括用于驱动第二主换向阀动作的第二先导油路（74），所述的第二先导油路通过第一主换向阀上的第一先导通断回路与该联上的第二辅助换向阀控制腔相连，所述的第一先导油路、第二先导油路上均设有梭阀（8）。

3.根据权利要求1所述的一种双回路液压系统，其特征在于第一先导通断回路和第二先导通断回路分别由其所在联的第一主换向阀的阀杆、第二主换向阀的阀杆驱动换向实现第一先导油路、第二先导油路通断功能。

4.根据权利要求1所述的一种双回路液压系统，其特征在于所述的第一辅助换向阀为具有通断式的液控换向阀或为阀杆为比例式的液控比例调节阀，所述的第一辅助换向阀为液控换向阀且由该联第一先导油路驱动其动作。