CN112875516A - 应急供油切换阀、供油系统和汽车起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应急供油切换阀，为解决现有流量型应急供油切换阀无法与高压变量主泵配套使用的问题；提供一种应急供油切换阀、供油系统和汽车起重机，其中应急供油切换阀中P1口同时与换向阀的液控左端和第一阻尼孔的前端连通，换向阀的右端弹簧腔与第一阻尼孔的后端以及T口相互连通，换向阀处于左位时P1口经换向阀的左位油路与A口导通，P2口经换向阀的左位油路和流量检测阀与T口连通；换向阀处于右位时P2口经换向阀的右位油路与A口连通，P1口和P2口至流量检测阀进油端的油路均截止。本发明中应急供油切换阀为压力型，基于压力切换，不对流量作要求，汽车起重机后桥在非转向时处于高压小流量待命状态，减少整机能耗，同时确保安全。

Description

应急供油切换阀、供油系统和汽车起重机

技术领域

本发明涉及一种汽车起重机转向液压系统，更具体地说，涉及一种应急供油切换阀、供油系统和汽车起重机。

背景技术

全地面起重机具备多桥转向功能，目前普遍采用前桥(1、2桥)+后桥(n桥，n≥2)独立转向模式。同时，为了保证行驶的安全性，前、后桥液压系统除主泵外，还需要各自配置应急泵。主泵和应急泵通过应急供油切换阀连接在转向回路，当主泵正常工作时，主泵通过应急供油切换阀向转向回路供油，当主泵出现故障不能供油时，应急供油切换阀换向使应急泵向转向回路供油，确保转向用油。

目前行业内普遍采用的应急供油切换阀为流量型应急供油切换阀。具有流量型应急供油切换阀的转向供油系统如图1所示，其包括主泵、应急泵、应急供油切换阀。应急供油切换阀包含换向阀和流量检测阀、阻尼孔、第一单向阀。

主泵为定量泵，泵自身排量恒定，输出的流量Q只与发动机转速有关。主泵输出的流量Q经过阻尼孔和第一单向阀时，在阻尼孔前后两端的压力p1与p2,，根据小孔节流原理：

Q＝C×A×sqrt(p₁-p₂)

Q——主泵输出的流量；

C——流量系数，流经阻尼孔的流量与流经换向阀的流量的比值；

A——阻尼孔的通流面积；

p1——阻尼孔前端压力；

p2——阻尼孔后端压力；

可以计算出当主泵输出流量Q时，阻尼孔两端的压力差。压力p1作用在换向阀左端，压力p2与换向阀弹簧的力F1共同作用在换向阀的右端，当左端受力大于右端受力时，换向阀1换向，实现由主泵供油。

因此，为了使换向阀换向，工作于左位，主泵输出的流量Q必须大于一定值，通常该值为发动机怠速时，主泵的输出流量(通常大于18L/min)。

主泵2正常工作时，换向阀51换向后，主泵2输出流量经换向阀51的左位油路从A口至转向回路，应急泵3的输出流量经换向阀51的左位油路和流量检测阀56流回油箱。由于流量检测阀56的主阀芯的阻尼作用，流量检测阀56的压力控制端产生的压力克服弹簧力，流量检测阀56换向，触发开关与流量检测阀的阀杆联动断开，警报装置不工作。

若主泵损坏，无法输出额定流量Q，阻尼孔57两端的压差不能克服换向阀弹簧腔端的弹力，换向阀在弹簧的作用下工作于右位，应急泵3输出的流量经过换向阀51的右位油路从A口至转向回路，保持转向系统继续运行；同时，应急泵3流经流量检测阀的流量被切断，在流量检测阀的液控端不再具有压力，流量检测阀的阀杆弹簧力作用下复位，触发开关闭合，警报装置工作。

由于前桥的转向液压系统配置有转向机，转向机中位是P、T是连通的，因此前桥的转向液压系统普遍采用定量主泵与流量型应急转向阀。然而，后桥的转向液压系统由于没有转向机，为了减少系统发热，后桥转向中通常是采用高压变量主泵，该类型的油泵在待机时仅输出较小的流量(小于3L/min)，因此流量型应急转向阀无法正常使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有汽车起重机后桥转向液压系统中流量型应急供油切换阀无法与高压变量主泵配套使用的问题，而提供一种应急供油切换阀、供油系统和汽车起重机，使得汽车起重机后桥转向液压系统中使用恒压变量主泵和应急供油切换阀，实现安全的前提下同时节能。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种应急供油切换阀，具有P1口、P2口、A口和T口，并包括换向阀、流量检测阀、第一阻尼孔；其特征在于P1口同时与换向阀的液控左端和第一阻尼孔的前端连通，换向阀的右端弹簧腔与所述第一阻尼孔的后端以及T口相互连通，所述换向阀处于左位时所述P1口经换向阀的左位油路与A口导通，P2口经换向阀的左位油路和流量检测阀与T口连通；所述换向阀处于右位时所述P2口经换向阀的右位油路与A口连通，P1口和P2口至流量检测阀进油端的油路均截止。

在本发明中，当P1口的压力大于预定值时，换向阀处于左位，P1口的来油从A口输出，P2口的油液经流量检测阀出T口输出；当P1口的来油压力下降(比如对应的泵故障)低于预定值时，换向阀换向，P2口的油液从A口输出，替代P1口处的来油，使得A口的油液来油由P1口的来油切换为P2口的来油，流量检测阀的进油端则没有油液流入，流量检测阀也随之换向，流量检测阀的阀杆换向动作可用于触发信号装置，限制应急供油切换阀的供油油源发生了切换。本发明中的应急供油切换阀工作于P1口供油时不依赖于P1口流入的流量，而使基于P1口的压力，因此是压力型的应急供油切换阀。

本发明中应急供油切换阀为压力型应急供油切换阀，其中的换向阀切换动作不取决于P1口流入的流量，而P1口的压力，当P1口的压力低于预定值时换向阀进行切换。基于压力切换，不对流量作要求，从而使得在一些流量较小的液压系统中也可以使用该应急供油切换阀，小流量的待机状态可降低机器能耗。

上述应急供油切换阀中，还包括第二阻尼孔，所述第二阻尼孔的前端同时与换向阀的右端弹簧腔和所述第一阻尼孔的后端连通，所述第二阻尼孔的后端与T口连通。使用第二阻尼孔，可以拉高换向阀弹簧腔端的压力，从而降低换向阀弹簧腔内弹簧的刚度。

上述应急供油切换阀中，还包括过滤器，所述过滤器的进油端与P1口连通，出油端同时与第一阻尼孔的前端和换向阀的液控左端连通。过滤器对油液进行过滤，避免油液中的杂质进入到阻尼孔对其进行堵塞，影响其功能。

上述应急供油切换阀中，还包括单向阀，所述换向阀的左位油路和右位油路均通过所述单向阀与所述A口连通。单向阀防止A口的油液反向流动，产生液压冲击。

上述应急供油切换阀中，所述流量检测阀为两位两通阀，其液控端与进油端连通，弹簧腔端与出油端连通，其主阀芯上设置由连通进油端与出油端之间阻尼油路。当没有油液流经流量检测阀时，流量检测阀的液控端与弹簧腔端的压力相同，阀杆在弹簧的作用下向液控端方向移动。当有足够的流量经过流量检测阀时，流量检测阀两端产生压差，克服弹簧力推动阀杆换向。因此流量检测阀的阀杆移动与流量检测阀的流经流量相对应，因此可以作为一种警报触发装置，即当P2口的油液被切换从A口输出时使相应的装置产生相应的警示信息。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种供油系统，用于液压系统供油，包括液压油箱、与液压油箱连接的主泵和应急泵，其特征在于还包括前述的所述的应急供油切换阀，所述应急供油切换阀的P1口与主泵连接，P2口与应急泵连接，T口与液压油箱连通，A口为压力油输出口，向液压系统的受油回路供油。

上述供油系统中，还包括报警装置，所述报警装置的触发开关与所述流量检测阀的阀杆联动连接。

上述供油系统中，所述主泵为恒压变量泵。恒压变量泵的排量根据需求可调节，在无需大流量时其输出的液压油流量较小，高压小流量所产生的能耗较小，适合长时间高压小流量待机的液压系统。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种汽车起重机，包括后桥转向液压系统，其特征在于所述后桥转向液压系统包括前述的供油系统，所述应急供油切换阀的A口与后桥转向液压系统的转向回路连接。汽车起重机的后桥转向通常只在作业场地、起重机作业位置微调时使用，其使用时间相对较短，因此其后桥转向液压系统中配备本发明中的供油系统，配备恒压变量泵，以便在非转向时期为小排量，降低能耗，同时压力型的应急供油切换阀能够在小流量的情况下主泵发生故障时能够切换为应急泵供油，确保安全。

本发明与现有技术相比，本发明提供了一种压力型的应急供油切换阀，可应用于汽车起重机的后桥转向液压系统中，实现后桥转向液压系统在非转向动作时的高压小流量待命状态，减少整机能耗，同时又能在主泵发生故障不能供油时切换至应急泵供油，确保安全。

附图说明

图1是现有含流量型应急供油切换阀的后桥转向液压系统原理图。

图2是本发明中压力型应急供油切换阀的原理图。

图3是本发明中汽车起重机的后桥转向液压系统。

图中零部件名称及序号：

液压油箱1、主泵2、应急泵3、转向回路4、应急供油切换阀5、换向阀51、第一阻尼孔52、第二阻尼孔53、单向阀54、过滤器55、流量检测阀56、阻尼孔57、报警装置6、触发开关61。

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，本发明中应急供油切换阀5，具有P1口、P2口、A口和T口，并包括换向阀51、流量检测阀56、第一阻尼孔52、第二阻尼孔53、过滤器55、单向阀54等。

过滤器54的进油端与P1口连通，过滤器54的出油端同时与第一阻尼孔52的前端和换向阀51的液控左端连通，第二阻尼孔53的前端同时与换向阀51的右端弹簧腔和第一阻尼孔52的后端连通，第二阻尼孔53的后端与T口连通。换向阀51的左位油路和右位油路均通过单向阀54与A口连通。

换向阀51处于左位时P1口经换向阀51的左位油路和单向阀54与A口导通，P2口经换向阀51的左位油路和流量检测阀56与T口连通；换向阀51处于右位时P2口经换向阀51的右位油路和单向阀54与A口连通，P1口和P2口至流量检测阀56进油端的油路均截止。

流量检测阀56为两位两通阀，其液控端与进油端连通，弹簧腔端与出油端连通，其主阀芯上设置由连通进油端与出油端之间阻尼油路。当有油液通过流量检测阀56时，其进油端与出油端之间由于阻尼油路的作用而产生压差，也即在液控端与弹簧腔之间差生压差，当压力差大于弹簧腔弹力时，其阀杆移动换向向弹簧腔的方向移动。当没有油液流经流量检测阀时，流量检测阀的液控端与弹簧腔端的压力相同，阀杆在弹簧的作用下向液控端方向移动。因此流量检测阀的阀杆移动与流量检测阀是否有油液流经相对应，以此可以作为一种警报触发装置，即当P2口的油液被切换至从A口输出时使相应的装置产生相应的警示信息。

图3示出了汽车起重机后桥转向液压系统。如图3所示，该汽车起重机后桥转向液压系统包括供油系统和转向回路4，其中供油系统包括液压油箱1、与液压油箱1连接的主泵2和应急泵3、前述的应急供油切换阀5、报警装置6，应急供油切换阀5的P1口与主泵2连接，P2口与应急泵3连接，T口与液压油箱1连通，A口为压力油输出口，与转向回路4连接。报警装置6为故障警示灯，故障警示灯6的触发开关61与流量检测阀56的阀杆联动。主泵2为恒压变量泵，恒压变量泵的排量根据需求可调节，在无需大流量时其输出的液压油流量较小，高压小流量所产生的能耗较小，适合长时间高压小流量待机的液压系统，实现节能。

在本实施例中，汽车起重机后桥转向液压系统不进行转向动作而处于转向待命状态且主泵工作正常时，主泵2的排量被调节至最小，整个后桥转向液压系统处于高压小流量的溢流状态。在本实施例中，第一阻尼孔52与第二阻尼孔53组成阻尼网络，主泵2输出的压力油在经过第一阻尼孔52，作用在换向阀51的弹簧腔端(右端)的同时，经过第二阻尼孔53回到T口。由于通过第一阻尼孔52的流量Q等于通过第二阻尼孔53的流量Q，设置第一阻尼孔52与第二阻尼孔53相同尺寸(为方便计算，孔径取相同值，在实际实施时可取不同孔径)，根据小孔节流原理的公式，推算出第一阻尼孔52前后两端的压力关系为：，p1＝2*p2,其中p1是第一阻尼孔52前端压力，p2是第一阻尼孔52后端压力；换向阀51的弹簧腔端的弹簧可以选用刚度较小的规格，只要主泵2输出的液压油压力p1克服p2与换向阀51的弹簧腔端弹簧的作用力，换向阀51换向工作于左位，而无需主泵2输出较大的流量。换向阀51工作于左位，P1口的来自主泵2的压力油经换向阀51的左位油路、单向阀54从A口输向转向回路4，使转向回路4中的转向液压执行件处于转向待命或执行转向动作。转向待命时，主泵2可降低排量，使其流量最小，从而降低待命时的能耗。

主泵2正常工作时，换向阀51换向工作于左位，P2口通过换向阀51的左位油路与流量检测阀56的进油端连通，并通过流量检测阀流56向T口，回液压油箱1。油液通过流量检测阀56时，流量检测阀56的进油端与出油端之间由于阻尼油路的作用而产生压差，也即在流量检测阀的液控端与弹簧腔之间差生压差，当压力差大于弹簧腔弹力时，阀杆移动换向向弹簧腔的方向移动，阀杆使得触发开关61处于断开状态，故障警示灯不被点亮。

当主泵2发生故障，不能输出转向所需的压力油时，也即第一阻尼孔52的阀前压力p1不能克服换向阀弹簧腔端的压力p2和弹簧的弹力时，换向阀51换向工作于右位，P2口通过换向阀51的右位油路和单向阀54与A口导通，即应急泵3输出的油液经换向阀51的右位油路、单向阀54、A口向转向回路供油4，确保转向回路54的转向用油。由于换向阀51换向至右位，通向流量检测阀56的油路被切断，没有油液流经流量检测阀56，流量检测阀56的液控端与弹簧腔端的压力相同，阀杆在弹簧的作用下向液控端方向移动。流量检测阀56的阀杆移动驱动触发开关61闭合，故障警示灯的回路导通而被点亮，提示驾驶人员后桥转向液压系统使用的液压油来自应急泵，需要对主泵进行必要的检查维修。

在本发明中，可以取消第二阻尼孔53，并保持换向阀51弹簧腔中弹簧的刚度不变。主泵2正常工作时，换向阀51工作于左位，其阀杆向右移动，阀杆将弹簧腔内弹簧压缩预定行程后与阀体接触限位，使得弹簧不至于被压溃。当主泵2发生故障，其输出的压力油在换向阀51的液控左端所产生的力不足以克服弹簧的弹力时，阀杆在弹簧的弹力作用向左移动而工作于右位，实现由主泵2供油向应急泵3供油的切换。

本发明中应急供油切换阀为压力型应急供油切换阀，其中的换向阀切换动作不取决于P1口流入的流量，而取决于P1口的压力，当P1口的压力低于预定值时换向阀进行切换。基于压力切换，不对流量作要求，从而使得应用于起重机后桥转向液压系统中，配合恒压变量泵(主泵)工作，实现节能的同时又确保安全。

Claims (9)

1.一种应急供油切换阀，具有P1口、P2口、A口和T口，并包括换向阀、流量检测阀、第一阻尼孔；其特征在于P1口同时与换向阀的液控左端和第一阻尼孔的前端连通，换向阀的右端弹簧腔与所述第一阻尼孔的后端以及T口相互连通，所述换向阀处于左位时所述P1口经换向阀的左位油路与A口导通，P2口经换向阀的左位油路和流量检测阀与T口连通；所述换向阀处于右位时所述P2口经换向阀的右位油路与A口连通，P1口和P2口至流量检测阀进油端的油路均截止。

2.根据权利要求1所述的应急供油切换阀，其特征在于还包括第二阻尼孔，所述第二阻尼孔的前端同时与换向阀的右端弹簧腔和所述第一阻尼孔的后端连通，所述第二阻尼孔的后端与T口连通。

3.根据权利要求1或2所述的应急供油切换阀，其特征在于还包括过滤器，所述过滤器的进油端与P1口连通，出油端同时与第一阻尼孔的前端和换向阀的液控左端连通。

4.根据权利要求1或2所述的应急供油切换阀，其特征在于还包括单向阀，所述换向阀的左位油路和右位油路均通过所述单向阀与所述A口连通。

5.根据权利要求1所述的应急供油切换阀，其特征在于所述流量检测阀为两位两通阀，其液控端与进油端连通，弹簧腔端与出油端连通。

6.一种供油系统，用于液压系统供油，包括液压油箱、与液压油箱连接的主泵和应急泵，其特征在于还包括权利要求1至5中任一项所述的应急供油切换阀，所述应急供油切换阀的P1口与主泵连接，P2口与应急泵连接，A口用于与受油回路连接。

7.根据权利要求6所述的供油系统，其特征在于还包括报警装置，所述报警装置的触发开关与所述流量检测阀的阀杆联动连接。

8.根据权利要求6或7所述的供油系统，其特征在于所述主泵为恒压变量泵。

9.一种汽车起重机，包括后桥转向液压系统，其特征在于所述后桥转向液压系统包括权利要求6至8中任一项所述的供油系统，所述应急供油切换阀的A口与后桥转向液压系统的转向回路连接。

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