CN116816753A - 工程机械的液压控制系统和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械的液压控制系统和工程机械。包括主泵、快换油缸、快换换向阀、液控单向阀和旁通切换阀。快换油缸被配置为与快换机构连接以控制快换机构夹持或松开机具。主泵通过快换换向阀与快换油缸连接。液控单向阀设置在快换换向阀与快换油缸的无杆腔之间。旁通切换阀的进油口与主泵连接，旁通切换阀的出油口与油箱连接，旁通切换阀动作以使其进油口和出油口可通断地设置，在快换油缸伸出保持的情况下，当快换油缸的无杆腔的压力小于设定值时，旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口断开，且快换换向阀动作以使得主泵与快换油缸的无杆腔流体连接以向无杆腔供油。本发明的液压控制系统提高工程机械快换机具时的可靠性。

Description

工程机械的液压控制系统和工程机械

技术领域

本发明涉及一种工程机械的液压控制系统和工程机械。

背景技术

工程机械的作业形式有多种，例如挖掘、破碎、液压剪、抓斗等，这些作业都会使用到不同的机具。根据不同工况利用快换机构对机具进行更换。快换机构在更换机具时需要在快换油缸的驱动下夹持机具，在夹持过程中若相关部件发生故障，则可能导致快换机构松开机具而发生危险。

在此需要说明的是，该背景技术部分的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明提供一种工程机械的液压控制系统和工程机械，以提高工程机械对机具进行快换时的可靠性。

本发明第一方面提供一种工程机械的液压控制系统，包括：

主泵；

快换油缸，被配置为与快换机构连接以控制快换机构夹持或松开机具；

快换换向阀，主泵通过快换换向阀与快换油缸连接；

液控单向阀，液控单向阀设置在快换换向阀与快换油缸的无杆腔之间；和

旁通切换阀，旁通切换阀的进油口与主泵连接，旁通切换阀的出油口与油箱连接，旁通切换阀动作以使其进油口和出油口可通断地设置，在快换油缸伸出保持的情况下，当快换油缸的无杆腔的压力小于设定值时，旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口断开，且快换换向阀动作以使得主泵与快换油缸的无杆腔流体连接以向无杆腔供油。

在一些实施例中，在快换油缸伸出的过程中，旁通切换阀的进油口与出油口断开，且快换换向阀动作以使得主泵与快换油缸的无杆腔流体连通以向无杆腔供油。

在一些实施例中，在快换油缸完成伸出并保持的情况下，当快换油缸的无杆腔的压力大于等于设定值时，旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口连通，且快换换向阀动作以使得主泵与快换油缸的无杆腔流体断开以不向无杆腔供油。

在一些实施例中，液压控制系统还包括压力传感器，压力传感器与快换油缸的无杆腔连接。

在一些实施例中，液控单向阀的液控端与快换油缸的有杆腔连接。

在一些实施例中，快换换向阀包括第一快换换向阀和第二快换换向阀，第一快换换向阀的第一油口与主泵连接，第一快换换向阀的第二油口与液控单向阀连接，第二快换换向阀的第一油口与主泵连接，第二快换换向阀的第二油口与快换油缸的无杆腔连接。

在一些实施例中，旁通切换阀具有第一工作位和第二工作位，在第一工作位，旁通切换阀的进油口和其出油口断开；在第二工作位，旁通切换阀的进油口和其出油口连通。

在一些实施例中，液压控制系统还包括切换控制阀，切换控制阀的控制出油口与旁通切换阀的液控端连接以控制旁通切换阀在第一工作位和第二工作位之间切换。

在一些实施例中，液压控制系统还包括先导泵，切换控制阀具有控制进油口、排油口和控制出油口，先导泵与控制进油口连接，排油口与油箱连接，切换控制阀动作以使得控制出油口可选择地与控制进油口或者排油口连通。

在一些实施例中，液压控制系统还包括作业油缸和作业换向阀，作业换向阀连接主泵和作业油缸以控制作业油缸伸缩。

在一些实施例中，旁通切换阀的进油口通过作业换向阀与主泵连接，在作业换向阀动作以使得作业油缸伸缩时，作业换向阀控制旁通切换阀的进油口与主泵之间的流路断开。

本发明第二方面提供一种工程机械，包括多个机具和上述液压控制系统，液压控制系统的快换油缸被配置为控制快换机构对多个机具进行切换。

基于本发明提供的技术方案，工程机械的液压控制系统包括主泵、快换油缸、快换换向阀、液控单向阀和旁通切换阀。快换油缸被配置为与快换机构连接以控制快换机构夹持或松开机具。主泵通过快换换向阀与快换油缸连接。液控单向阀设置在快换换向阀与快换油缸的无杆腔之间。旁通切换阀的进油口与主泵连接。旁通切换阀的出油口与油箱连接。旁通切换阀动作以使其进油口和出油口可通断地设置。在快换油缸伸出保持的情况下，当快换油缸的无杆腔的压力小于设定值时，旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口断开。快换油缸伸出以控制快换机构夹持机具，当快换油缸的无杆腔的压力小于设定值时，通过控制旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口断开，这样主泵输出的液压油进入快换油缸的无杆腔，对快换机构进行压紧，进而防止快换机构松开机具而发生危险，进而提高工程机械快换机具时的可靠性。

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为本发明实施例的工程机械的液压控制系统的结构示意图。

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。

参考图1，本发明实施例提供一种工程机械的液压控制系统，包括主泵2、快换油缸9、快换换向阀、液控单向阀11和旁通切换阀6。快换油缸9被配置为与快换机构连接以控制快换机构夹持或松开机具。主泵2通过快换换向阀与快换油缸9连接。液控单向阀11设置在快换换向阀与快换油缸9的无杆腔之间。旁通切换阀6的进油口与主泵2连接。旁通切换阀6的出油口与油箱连接。旁通切换阀6动作以使其进油口和出油口可通断地设置。在快换油缸9伸出保持的情况下，当快换油缸9的无杆腔的压力小于设定值时，旁通切换阀6动作以使得其进油口与出油口断开，且快换换向阀动作以使得主泵2与快换油缸9的无杆腔流体连接以向无杆腔供油。

快换油缸9伸出保持以使快换机构夹持机具，当快换油缸9的无杆腔的压力小于设定值时，通过控制旁通切换阀6动作以使得其进油口与出油口断开，这样主泵2输出的液压油进入快换油缸9的无杆腔，对快换机构进行压紧，进而防止快换机构松开机具而发生危险，进而提高工程机械快换机具时的可靠性。

在此要对上文中提到的“伸出保持”进行说明。当快换油缸9的无杆腔被输入液压油时，快换油缸9的活塞杆向外伸出，此时快换油缸处于伸出的过程。当快换油缸9的无杆腔内的液压油已经输入完成，此时快换机构已经夹紧机具，那么此时无杆腔内无需继续输入液压油，则此时快换油缸9即处于伸出保持的情况。就是说此时在液控单向阀11的正常作用且不存在泄漏等异常情况时，快换油缸9的无杆腔的油液不会反向流出，进而使得快换油缸9的活塞杆保持在伸出状态。

但是若液控单向阀11发生故障无法正常工作，那么此时快换油缸9的无杆腔的液压油会流出进而导致快换机构松开机具而发生危险。本发明实施例正是针对这一问题提出的，通过对无杆腔的压力进行实时的检测，当相关部件发生故障而导致快换油缸9的无杆腔的液压油泄漏时，无杆腔的压力小于设定值，此时通过控制旁通切换阀6动作来使得主泵2输出的液压油流向无杆腔实现补油。

为了减小主泵2输出的高压液压油反复冲击快换油缸造成夹持不稳定，在快换油缸完成伸出并保持的情况下，当快换油缸的无杆腔的压力大于等于设定值时，旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口连通，且快换换向阀动作以使得主泵2与快换油缸9的无杆腔流体断开以不向无杆腔供油。

也就是说当快换油缸完成伸出动作后，此时快换换向阀和旁通切换阀都会动作，具体地，快换换向阀动作以使得主泵2与快换油缸9的无杆腔流体断开以不向无杆腔供油，进而避免高压液压油的反复冲击。并且控制旁通切换阀动作以使得其进油口与出油口连通，这样使得主泵2输出的液压油回到油箱。

参考图1，在工程机械要进行快换动作时，此时主泵2输出的液压油需要通过快换换向阀进入到快换油缸9的无杆腔以驱动快换油缸9的活塞杆伸出进而驱动快换机构夹紧机具。在快换机构夹紧机具后，快换油缸9的无杆腔的压力需要保持，此时无需主泵2再向快换油缸9的无杆腔输送油液，旁通切换阀6动作以使得旁通切换阀6的进油口和出油口连通进而使得主泵2的供油口输出的油液回到油箱。在快换机构夹紧机具的过程中，若检测到快换油缸9的无杆腔的压力小于设定值则控制旁通切换阀6动作而使得其进油口和出油口断开，进而使得主泵2的供油口为快换油缸9的无杆腔进行补油。

在一些实施例中，液压控制系统还包括压力传感器10。压力传感器10与快换油缸9的无杆腔连接。压力传感器10用于检测快换油缸9的无杆腔的压力。具体地，如图1所示，压力传感器10与快换油缸9的无杆腔和液控单向阀11之间的油路连接。

在一些实施例中，液控单向阀11的液控端与快换油缸9的有杆腔连接。这样当快换油缸9的有杆腔与主泵2的供油口连接时，液控单向阀11在压力的作用下反向贯通进而使快换油缸9的无杆腔的油液回到油箱实现快换油缸9的活塞杆的缩回。

在一些实施例中，快换换向阀包括第一快换换向阀12和第二快换换向阀13。第一快换换向阀12的第一油口与主泵2连接，第一快换换向阀12的第二油口与液控单向阀11连接，第二快换换向阀13的第一油口与主泵2连接，第二快换换向阀13的第二油口与快换油缸9的无杆腔连接。本发明实施例的液压控制系统通过第一快换换向阀12和第二快换换向阀13来对快换油缸9的活塞杆的伸出和缩回进行分别独立控制，进而提高控制的准确性。

在快换油缸伸出的过程中，旁通切换阀6的进油口与出油口断开，且快换换向阀动作以使得主泵2与快换油缸9的无杆腔流体连通以向无杆腔供油。具体地，如图1所示，第一快换换向阀12处于左位以使得主泵向无杆腔供油。当快换油缸9的活塞杆完成伸出后并保持的过程中，第一快换换向阀12处于右位以使得主泵输出的液压油无法流向无杆腔进而防止高压冲击。

在一些实施例中，旁通切换阀6具有第一工作位和第二工作位。在第一工作位，旁通切换阀6的进油口和其出油口断开；在第二工作位，旁通切换阀6的进油口和其出油口连通。

在一些实施例中，液压控制系统还包括切换控制阀7。切换控制阀7的控制出油口与旁通切换阀6的液控端连接以控制旁通切换阀6在第一工作位和第二工作位之间切换。

在一些实施例中，液压控制系统还包括先导泵1。切换控制阀7具有控制进油口、排油口和控制出油口，先导泵1与控制进油口连接，排油口与油箱连接，切换控制阀7动作以使得控制出油口可选择地与控制进油口或者排油口连通。切换控制阀7为电磁阀。

在一些实施例中，液压控制系统还包括作业油缸8和作业换向阀5。作业换向阀5连接主泵2和作业油缸8以控制作业油缸8伸缩。

在一些实施例中，旁通切换阀6的进油口通过作业换向阀5与主泵连接。在作业换向阀5动作以使得作业油缸8伸缩时，作业换向阀5控制旁通切换阀6的进油口与主泵2之间的流路断开。也就是说当工程机械处于作业状态时，作业换向阀就使得主泵2输出的液压油无法流到旁通切换阀6处，而是直接通过作业换向阀输出到作业油缸8内以完成对作业机具的驱动。

本发明实施例提供一种工程机械，包括多个机具和上述实施例的液压控制系统，液压控制系统的快换油缸被配置为控制快换机构对多个机具进行切换。

下面根据图1对本发明一个具体实施例的工程机械的液压控制系统的结构和工作原理进行详细说明。

如图1所示，本实施例的工程机械的液压控制系统包括先导泵1、主泵2、先导溢流阀3、主溢流阀4、作业换向阀5、旁通切换阀6、切换控制阀7、作业油缸8、快换油缸9、压力传感器10、液控单向阀11、第一快换换向阀12、第二快换换向阀13以及油箱14。

主泵2的吸油口与油箱14连接，主泵2的供油口与作业换向阀5、第一快换换向阀12和第二快换换向阀13连接。主溢流阀4连接在主泵2的供油口与油箱14之间以在供油口压力过高时发生溢流以保证液压控制系统的安全。

作业换向阀5与作业油缸8连接以控制其伸缩。作业换向阀5具有左位、中位和右位。在左位时，作业换向阀5控制液压油进入到作业油缸8的无杆腔以驱动作业油缸8伸出；在右位时，作业换向阀5控制液压油进入到作业油缸8的有杆腔以驱动作业油缸8缩回。作业油缸8被配置为与作业机具连接以控制作业机具动作。

在作业换向阀5处于中位时，主泵2的供油口通过作业换向阀5与旁通切换阀6实现流体连接。当旁通切换阀6处于右位时，主泵2的供油口的油液通过旁通切换阀6回到油箱以实现卸油。比如，当工程机械处于待机状态时，可控制旁通切换阀6切换到右位以卸油。当工程机械处于作业状态时，作业换向阀5动作可断开主泵2的供油口和旁通切换阀6之间的油路连通。

如图1所示，第一快换换向阀12的第一油口与主泵2连接，第一快换换向阀12的第二油口与液控单向阀11连接。第一快换单向阀12的第三油口与油箱14连接。第二快换换向阀13的第一油口与主泵1连接，第二快换换向阀13的第二油口与快换油缸9的有杆腔连接，第二快换换向阀13的第三油口与油箱14连接。第一快换换向阀12和第二快换换向阀13均为电磁阀。

当第一快换换向阀12处于左位且第二快换换向阀13处于右位时，快换油缸9的无杆腔进油以伸出。当第二快换换向阀13处于左位且第一快换换向阀12处于右位时，快换油缸9的有杆腔进油以缩回。

液控单向阀11连接第一快换换向阀12与快换油缸9的无杆腔连接，以防止在快换油缸9伸出时无杆腔内的液压油流出进而起到保压的作用。液控单向阀11的液控端与快换油缸9的有杆腔连接，这样当快换油缸9的有杆腔进油时，液控单向阀11的液控端受到较大的压力，进而使得液控单向阀11反向连通进而使得快换油缸9的无杆腔通过液控单向阀11实现回油。

切换控制阀7与先导泵1连接以通过控制先导油的流向来控制旁通切换阀6的动作。具体地，当切换控制阀7处于左位时，先导泵1的先导油通过切换控制阀7流向旁通切换阀6的液控端进而使得旁通切换阀6切换到左位；当切换控制阀7处于右位时，旁通切换阀6的液控端与油箱连接进而使得旁通切换阀6切换到右位。具体地，切换控制阀7为电磁阀。

工作原理如下：

工程机械启动后，如需要进行快换工作夹紧机具，此时第一快换换向阀12得电，第二快换换向阀13不得电，主泵2输出压力油依次经过第一快换换向阀12、液控单向阀11后进入快换油缸9的大腔，快换油缸9的小腔的液压油经过第二快换换向阀13后进入油箱14，快换油缸9的活塞杆伸出，实现机具的抱紧，当需要松开机具时，第二快换换向阀13得电，主泵2输出高压油经过第二快换换向阀13后进入快换油缸9的小腔，同时主泵2输出的高压油经过第二快换换向阀13后也作用于液控单向阀11，快换油缸9的大腔的液压油依次经过液控单向阀11、第一快换换向阀12后进入油箱14，快换油缸9的活塞杆收回，实现机具的松开。

在快换机构夹持抱紧机具时，当液控单向阀11或快换油缸9泄露过大时，此时，压力传感器10检测快换油缸9的大腔压力小于设定值时，系统报警，同时切换控制阀7得电，先导泵1输出的先导油经过切换控制阀7后驱动旁通切换阀6换向，主泵2输出压力油断开和油箱14的连接，主泵2输出的压力油进入快换油缸9的大腔，对快换进行压紧。

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)

1.一种工程机械的液压控制系统，其特征在于，包括：

主泵(2)；

快换油缸(9)，被配置为与快换机构连接以控制所述快换机构夹持或松开机具；

快换换向阀，所述主泵(2)通过所述快换换向阀与所述快换油缸(9)连接；

液控单向阀(11)，所述液控单向阀(11)设置在所述快换换向阀与所述快换油缸(9)的无杆腔之间；和

旁通切换阀(6)，所述旁通切换阀(6)的进油口与主泵(2)连接，所述旁通切换阀(6)的出油口与油箱连接，所述旁通切换阀(6)动作以使其进油口和出油口可通断地设置，在所述快换油缸(9)伸出保持的情况下，当所述快换油缸(9)的无杆腔的压力小于设定值时，所述旁通切换阀(6)动作以使得其进油口与出油口断开，且所述快换换向阀动作以使得所述主泵(2)与所述快换油缸(9)的无杆腔流体连接以向所述无杆腔供油。

2.根据权利要求1所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，在所述快换油缸伸出的过程中，所述旁通切换阀(6)的进油口与出油口断开，且所述快换换向阀动作以使得所述主泵(2)与所述快换油缸(9)的无杆腔流体连通以向所述无杆腔供油。

3.根据权利要求2所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，在所述快换油缸完成伸出并保持的情况下，当所述快换油缸(9)的无杆腔的压力大于等于设定值时，所述旁通切换阀(6)动作以使得其进油口与出油口连通，且所述快换换向阀动作以使得所述主泵(2)与所述快换油缸(9)的无杆腔流体断开以不向所述无杆腔供油。

4.根据权利要求1所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括压力传感器(10)，所述压力传感器(10)与所述快换油缸(9)的无杆腔连接。

5.根据权利要求1所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，所述液控单向阀(11)的液控端与所述快换油缸(9)的有杆腔连接。

6.根据权利要求1所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，所述快换换向阀包括第一快换换向阀(12)和第二快换换向阀(13)，所述第一快换换向阀(12)的第一油口与所述主泵(2)连接，所述第一快换换向阀(12)的第二油口与所述液控单向阀(11)连接，所述第二快换换向阀(13)的第一油口与所述主泵(2)连接，所述第二快换换向阀(13)的第二油口与所述快换油缸(9)的无杆腔连接。

7.根据权利要求1所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，所述旁通切换阀(6)具有第一工作位和第二工作位，在所述第一工作位，所述旁通切换阀(6)的进油口和其出油口断开；在所述第二工作位，所述旁通切换阀(6)的进油口和其出油口连通。

8.根据权利要求7所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括切换控制阀(7)，所述切换控制阀(7)的控制出油口与所述旁通切换阀(6)的液控端连接以控制所述旁通切换阀(6)在所述第一工作位和所述第二工作位之间切换。

9.根据权利要求8所述的工程机械的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括先导泵(1)，所述切换控制阀(7)具有控制进油口、排油口和控制出油口，所述先导泵(1)与所述控制进油口连接，所述排油口与油箱连接，所述切换控制阀(7)动作以使得所述控制出油口可选择地与所述控制进油口或者排油口连通。

10.一种工程机械，其特征在于，包括多个机具和如权利要求1至9中任一项所述的液压控制系统，所述液压控制系统的快换油缸被配置为控制快换机构对所述多个机具进行切换。