CN203146461U - 单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械。该单泵多马达闭式液压系统包括：闭式回转泵；执行机构，与闭式回转泵连接形成第一液压回路，执行机构包括多个马达以及串接管路；压力平衡油路包括多位多通阀，多位多通阀具有第一工作油口、第二工作油口和出油口，第一工作油口连通至第一液压回路上，第二工作油口连通至第一液压回路上，出油口连通至各相邻的两个马达之间的串接管路上；多位多通阀具有使第一工作油口、第二工作油口和出油口均不相连通的第一工位和使第一工作油口、第二工作油口和出油口互相连通的第二工位。根据本实用新型的单泵多马达闭式液压系统，能够有效防止马达在非工作状态时自转。

Description

单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械中的液压系统，具体而言，涉及一种单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械。

背景技术

对于自行式工程机械（如铣刨机、摊铺机等），往往在闭式液压系统中采用两个或两个以上的串联马达同时执行动作或工作。但在非工作状态下，由于补油压力或变量泵零位偏差产生的压力使串联马达产生自转，影响了机器正常功能。

如图1所示，一般情况下，闭式液压系统在工作状态下，主泵11’高压侧油路驱动马达21a’以及马达21b’做功后压力下降，以较低压力回流主泵低压侧；主泵高低油路间串联一对单向溢流阀15a’和15b’，补油泵12’出油口连接这对单向溢流阀中间，因此，只要补油压力大于主泵低压侧压力，补油泵12’就一直为该闭式回路补油，多余的油通过溢流阀13’回油箱。

在非工作状态下，理论上主泵可通过控制模块使其排量为零，没有压力油输出，从而马达不执行工作（不转动）。但是，由于补油压力的存在，且马达均存在不可避免的油液泄漏，因此致使马达的输入与输出端存在压差，导致马达产生自转。

为了克服上述问题，现有技术中对此作出了改进，如图2所示，提供了一种防马达空闲自转装置，其包括恒压源P，该恒压源P通过单向阀22a’和单向阀22b’连接至每两个相邻马达21’之间形成的液压管路上，恒压源P的压力被设定为与串联连接至马达21’的闭式泵10’的压力一致。在马达进油口和出油口之间未出现压力差时将恒压源P与每两个马达21’之间的液压管路断开，出现压力差时将恒压源P与每两个马达21’之间的液压管路接通。

在非工作状态下，该种恒压源能补偿单泵闭式系统内马达由于内泄引起的进出口压力差，防止其自行转动。但是当主泵排量零位有偏差，且输出的液压油压力大于恒压源的压力时，此压力补偿装置无法使马达进、出口压力一致，马达仍可能自行转动。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械，能够有效防止马达在非工作状态时自转。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种单泵多马达闭式液压系统，包括：闭式回转泵；执行机构，与闭式回转泵通过液压管路连接形成第一液压回路，执行机构包括多个马达以及将多个马达串接在一起的串接管路；压力平衡油路，包括多位多通阀，多位多通阀具有第一工作油口、第二工作油口和出油口，第一工作油口连通至位于执行机构的第一端的第一液压回路上，第二工作油口连通至位于执行机构的第二端的第一液压回路上，出油口连通至各相邻的两个马达之间的串接管路上；多位多通阀具有使第一工作油口、第二工作油口和出油口均不相连通的第一工位和使第一工作油口、第二工作油口和出油口互相连通的第二工位。

进一步地，出油口为多个，多个出油口分别通过液压管路连通至与其对应的相邻两个马达之间的串接管路上。

进一步地，多位多通阀为液控阀，液控阀的控制口分别连通至多位多通阀的第一工作油口与第一液压回路之间的连接管路上和第二工作油口与第一液压回路之间的连接管路上。

进一步地，多位多通阀为电磁阀。

进一步地，单泵多马达闭式液压系统还包括控制器，控制器与闭式回转泵电连接。

进一步地，电磁阀的电磁控制端电连接至控制器。

进一步地，控制器包括并联设置的正转控制电路、反转控制电路和电磁阀控制电路，正转控制电路包括串联的第一开关和第一线圈，反转控制电路包括串联的第四开关和第二线圈，电磁阀控制电路包括第三线圈和并联设置后与第三线圈串联的第二开关和第三开关，控制器具有使第一开关与第二开关闭合、第三开关与第四开关断开的第一工作状态、使第一开关与第二开关断开、第三开关与第四开关闭合的第二工作状态、以及使第一开关、第二开关、第三开关和第四开关均断开的第三工作状态；控制器在第一工作状态或第二工作状态时，多位多通阀均位于第一工位，控制器在第一工作状态时闭式回转泵流出的液压油流经执行机构所在液压管路而驱动马达正转，控制器在第二工作状态时闭式回转泵流出的液压油流经执行机构所在液压管路而驱动马达反转；控制器在第三工作状态时，多位多通阀位于第二工位，闭式回转泵流出的液压油经压力平衡油路与任意马达的相对两端连通，从而任意相邻马达之间的压力处于平衡状态。

进一步地，控制器包括并联设置的正转控制电路、反转控制电路和电磁阀控制电路，正转控制电路包括串联的第一开关和第一线圈，反转控制电路包括串联的第四开关和第二线圈，电磁阀控制电路包括串联的第三开关和第三线圈，控制器具有使第一开关与第三开关闭合、第四开关断开的第一工作状态、使第一开关断开、第三开关与第四开关闭合的第二工作状态、以及使第一开关、第三开关和第四开关均断开的第三工作状态；控制器分别在第一工作状态或第二工作状态时，多位多通阀均位于第一工位，控制器在第一工作状态时闭式回转泵流出的液压油流经执行机构所在液压管路而驱动马达正转，控制器在第二工作状态时闭式回转泵流出的液压油流经执行机构所在液压管路而驱动马达反转；控制器在第三工作状态时，多位多通阀位于第二工位，闭式回转泵流出的液压油经压力平衡油路与任意马达的相对两端连通，从而任意相邻马达之间的压力处于平衡状态。

进一步地，控制器还包括档位开关，档位开关控制各开关的工作状态。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种工程机械，包括单泵多马达闭式液压系统，该单泵多马达闭式液压系统为上述的单泵多马达闭式液压系统。

应用本实用新型的技术方案，在闭式液压系统处于工作状态时，压力平衡油路为断开状态，液压油从闭式回转泵流出并流经马达，驱动马达工作。当闭式液压系统处于怠工状态时，压力平衡油路接通，补油泵流出的补油油流通过第一液压回路进入压力平衡油路中，经多位多通阀的出油口与相邻马达之间的串接管路连通，使得马达两侧的液压油压力与整个闭式回路中的液压油压力均衡，从而消除了主泵排量零位有偏差所带来的怠工状态时马达自转的问题，有效防止了马达在非工作状态时的自转动。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的闭式液压系统的第一种结构示意图；

图2示出了现有技术中的闭式液压系统的第二种结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的第一实施例的闭式液压系统的结构示意图；

图4示出了根据图3的实施例的闭式液压系统的控制器结构图；以及

图5示出了根据本实用新型的第二实施例的闭式液压系统的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图3所示，根据本实用新型的第一实施例，单泵多马达闭式液压系统包括闭式回转泵10和与该闭式回转泵10通过液压管路连接形成第一液压回路的执行机构20。

闭式回转泵10包括主泵11、与主泵11相连接的补油泵12、高压溢流阀13和单向溢流阀14。主泵11的两个工作油口分别通过液压管路与执行机构20两端的连接管路相连接，从而形成上述的第一液压回路。补油泵12主要用于对主泵11进行补油，在补油泵12的输出口连接有两条液压管路支路，其中一液压管路支路上设有高压溢流阀13，该液压管路支路的两端分别与补油泵的输出口和油箱连接；另一液压管路支路上设有串联的两单向溢流阀14，该另一液压管路支路的两端分别连接至位于执行机构20两端的液压管路上。所述单向溢流阀14包括并联连接的一单向阀15和一溢流阀，各单向溢流阀14的单向阀15均用来防止液压油从第一液压回路回流至补油泵12。高压溢流阀13连接在补油泵12输出口与油箱之间的液压管路上，防止该系统油压过高损坏液压元件。执行机构20包括多个马达21以及将多个马达21串接在一起的串接管路。多个马达21在闭式回转泵10的驱动下工作。

在执行机构20的两端的液压管路之间还连接有一压力平衡油路30，该压力平衡油路30上设置有一多位多通阀31。该多位多通阀31具有第一工作油口、第二工作油口和出油口，其中第一工作油口连通至位于执行机构20的第一端，第二工作油口连通至位于执行机构20的第二端，出油口连通至相邻的两个马达21之间的串接管路上。所述多位多通阀31包括第一工位和第二工位，当多位多通阀31位于第一工位时，多位多通阀31的第一工作油口、第二工作油口和出油口均不相连通；当多位多通阀31位于第二工位时，多位多通阀31的第一工作油口、第二工作油口和出油口互相连通。

当闭式液压系统处于正常工作状态时，调节多位多通阀31位于第一工位，多位多通阀31的第一工作油口、第二工作油口和出油口均不相连通，从闭式回转泵10流出的液压油不能通过压力平衡油路30，只能流经执行机构20所在串接管路，流经各串联的马达21之后流回闭式回转泵10，从而驱动执行机构20动作。

闭式液压系统处于怠工状态时，调节多位多通阀31位于第二工位，多位多通阀31的第一工作油口、第二工作油口和出油口互相连通，闭式回转泵10的主泵11不再输出液压油，补油泵12继续工作，将补油油流经该另一液压管路支路，分别通过两个单向溢流阀14输送至执行机构20的两端，也即压力平衡油路30的两端，补油油流经压力平衡油路30的多位多通阀31的出油口进入相邻的马达21之间的串接管路内，使得马达21两端的液压油压力以及第一液压回路内的液压油压力均等于补油油流，马达21两端不存在压力差，因此马达21不会发生空转。即使存在主泵11零位存在偏差、补油压力过大或者泄漏量较大的问题，由于执行机构20两端的串接管路与其内部的任意两相邻马达21之间的串接管路通过该压力平衡油路30相连通，闭式液压系统也始终可以保证马达21两端的压力平衡，从而彻底克服闭式液压系统怠工时马达21的空转问题。

多位多通阀31的出油口可以只有一个，从该出油口伸出的连接管路具有多个支路，各支路连接至与其相对应的位于两个相邻马达21之间的串接管路上，使得多个支路实现互通。多位多通阀31的出油口也可以为多个，出油口的个数根据相邻马达21之间的串接管路的数量而定，各出油口在闭式液压系统怠工时均与第一工作油口和第二工作油口相连通。

在本实施例中，多位多通阀31为电磁多位多通阀，例如电磁两位三通阀，该电磁两位三通阀的出油口为一个。在其它实施例当中，根据马达21个数的不同，该多位多通阀31可相应地调整为三位四通阀或者两位多通阀等。

结合参见图3和图4所示，单泵多马达21闭式液压系统还包括有控制器40，该控制器40与闭式回转泵10电连接，用于控制闭式回转泵10的工作状态。电磁两位三通阀的电磁控制端电连接至控制器40，以通过控制器40同时控制闭式回转泵10和电磁两位三通阀的工作状态。当然，单独通过一个控制电路对电磁两位三通阀进行控制也是可以的。

参见图4所示，控制器40包括并联设置的正转控制电路41、反转控制电路42和电磁阀控制电路43，正转控制电路41包括串联的第一开关P1和第一线圈K1，反转控制电路42包括串联的第四开关P4和第二线圈K2，电磁阀控制电路43包括第三线圈K3和并联设置后与第三线圈K3串联的第二开关P2和第三开关P3，第一开关P1、第二开关P2、第三开关P3和第四开关P4联动，控制器40具有使第一开关P1与第二开关P2闭合、第三开关P3与第四开关P4断开的第一工作状态、使第一开关P1与第二开关P2断开、第三开关P3与第四开关P4闭合的第二工作状态、以及使第一开关P1、第二开关P2、第三开关P3和第四开关P4均断开的第三工作状态。在控制器40上设置有档位开关44，该档位开关44可以控制各控制电路的状态，使闭式液压系统正常运行。

控制器40的工作原理如图4所示，第一线圈K1与第二线圈K2是控制器40内控制闭式回转泵10的转向的电磁换向阀上的两个控制线圈，第三线圈K3是平衡油路上电磁二位三通阀的控制线圈，档位开关44设置4个开关，控制主泵11的正反转与零排量。当4个开关全部断开时，第一线圈K1、第二线圈K2以及第三线圈K3均不通电，主泵11处于理论零排量状态，所述电磁多位多通阀的电磁控制端不得电，处于第二工位，电磁多位多通阀的第一工作油口、第二工作油口和出油口均连通，此时，压力平衡油路30接通，执行机构20两端的串接管路与其内部的任意两相邻马达21之间的串接管路通过该压力平衡油路30相连通，从而任意相邻马达之间的压力处于平衡状态；当第一开关P1和第二开关P2闭合、第三开关P3和第四开关P4断开时，第一线圈K1和第三线圈K3通电，所述电磁多位多通阀的电磁控制端不得电，处于第一工位，电磁多位多通阀的第一工作油口、第二工作油口和出油口之间断开，此时，压力平衡油路30断开，从闭式回转泵10流出的液压油从执行机构20的第一端流入执行机构20所在串接管路，流经各串联的马达21之后从执行机构20的第二端流回闭式回转泵10，从而驱动马达21正转；当第一开关P1和第二开关P2断开、第三开关P3和第四开关P4闭合时，第二线圈K2和第三线圈K3通电，所述电磁多位多通阀的电磁控制端不得电，处于第一工位，电磁多位多通阀的第一工作油口、第二工作油口和出油口之间断开，此时，压力平衡油路30断开，从闭式回转泵10流出的液压油从执行机构20的第二端流入执行机构20所在串接管路，流经各串联的马达21之后从执行机构20的第一端流回闭式回转泵10，从而驱动马达21反转。

在一个未示出的实施例中，闭式液压系统也可以通过控制器40对正转控制电路41和反转控制电路42进行联动控制，而对电磁两位三通阀进行单独控制，使其与正转控制电路41和反转控制电路42相配合。此种情况下，控制器40包括并联设置的正转控制电路41、反转控制电路42和电磁阀控制电路43，正转控制电路41包括串联的第一开关P1和第一线圈K1，反转控制电路42包括串联的第四开关P4和第二线圈K2，第一开关P1和第四开关P4联动，电磁阀控制电路43包括串联的第三开关P3和第三线圈K3，控制器40具有使第一开关P1与第三开关P3闭合、第四开关P4断开的第一工作状态、使第一开关P1断开、第三开关P3与第四开关P4闭合的第二工作状态、以及使第一开关P1、第三开关P3和第四开关P4均断开的第三工作状态。

控制器40分别在第一工作状态或第二工作状态时，多位多通阀31均位于第一工位，控制器40在第一工作状态时闭式回转泵10流出的液压油流经执行机构20所在液压管路而驱动马达21正转，控制器40在第二工作状态时闭式回转泵10流出的液压油流经执行机构20所在液压管路而驱动马达21反转；控制器40在第三工作状态时，多位多通阀31位于第二工位，闭式回转泵10流出的液压油经压力平衡油路30与任意马达21的相对两端连通，从而任意相邻马达21之间的压力处于平衡状态。

上述的技术方案既可以适用于单泵多马达21单向旋转闭式液压系统，也可以适用于单泵多马达21双向旋转闭式液压系统。

如图5所示，根据本实用新型的第二实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，多位多通阀31为液控多位多通阀，具体在本实施例中，为液控两位三通阀。该液控两位三通阀的控制阀芯位置的第一液压控制口分别与多位多通阀31的两个工作油口连接，使得控制口与执行机构20两端的第一液压回路均连通，在闭式液压系统处于正常工作时，不管闭式回转泵10正向旋转还是反向旋转，均可以保证该液控两位三通阀的控制口进入的是高压油，从而使液控两位三通阀的各个油口均断开，保证马达21正常工作。

同第一实施例相似，在马达21处于怠工状态时，由于主泵11的输出压力不足以推动阀芯移动，因此各串接马达21的两端均该液控多位多通阀连通，马达21进出口油压相等，不会出现自转现象。

在其它实施例中，液控两位三通阀的控制口也可以与一独立控制油路相连通，并通过控制该独立控制油路的液压油压力来控制液控两位三通阀的工作状态。

马达21处于怠工状态时，主泵11可能由于零位偏差仍输出较大压力，为了避免换向阀误动作，即避免液控两位三通阀在补充泵的补油压力下切换，通过控制口控制该液控两位三通阀工作位切换的液控压力应当在大于补油压力。

根据本实用新型的实施例，工程机械包括上述的单泵多马达闭式液压系统，该工程机械例如为铣刨机或者摊铺机。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：在闭式液压系统处于工作状态时，压力平衡油路为断开状态，液压油从闭式回转泵流出流经马达，驱动马达工作。当闭式液压系统处于怠工状态时，压力平衡油路接通，补油泵流出的补油油流通过第一液压回路进入压力平衡油路中，经多位多通阀的出油口与相邻马达之间的串接管路连通，使得马达两侧的液压油压力与整个闭式回路中的液压油压力相等，从而消除了主泵排量零位有偏差所带来的怠工状态时马达自转的问题，有效防止了马达在非工作状态时自转动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，包括：

闭式回转泵（10）；

执行机构（20），与所述闭式回转泵（10）通过液压管路连接形成第一液压回路，所述执行机构（20）包括多个马达（21）以及将多个所述马达（21）串接在一起的串接管路；

压力平衡油路（30），包括多位多通阀（31），所述多位多通阀（31）具有第一工作油口、第二工作油口和出油口，所述第一工作油口连通至位于所述执行机构（20）的第一端的所述第一液压回路上，所述第二工作油口连通至位于所述执行机构（20）的第二端的所述第一液压回路上，所述出油口连通至各相邻的两个所述马达（21）之间的所述串接管路上；

所述多位多通阀（31）具有使所述第一工作油口、所述第二工作油口和所述出油口均不相连通的第一工位和使所述第一工作油口、所述第二工作油口和所述出油口互相连通的第二工位。

2.根据权利要求1所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述出油口为多个，多个所述出油口分别通过液压管路连通至与其对应的相邻两个所述马达（21）之间的所述串接管路上。

3.根据权利要求1所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述多位多通阀（31）为液控阀，所述液控阀的控制口分别连通至所述多位多通阀（31）的第一工作油口与所述第一液压回路之间的连接管路上和所述第二工作油口与所述第一液压回路之间的连接管路上。

4.根据权利要求1所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述多位多通阀（31）为电磁阀。

5.根据权利要求4所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述单泵多马达闭式液压系统还包括控制器（40），所述控制器（40）与所述闭式回转泵（10）电连接。

6.根据权利要求5所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述电磁阀的电磁控制端电连接至所述控制器（40）。

7.根据权利要求6所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述控制器（40）包括并联设置的正转控制电路（41）、反转控制电路（42）和电磁阀控制电路（43），所述正转控制电路（41）包括串联的第一开关和第一线圈，所述反转控制电路（42）包括串联的第四开关和第二线圈，所述电磁阀控制电路（43）包括第三线圈和并联设置后与所述第三线圈串联的第二开关和第三开关，所述控制器（40）具有使所述第一开关与所述第二开关闭合、所述第三开关与所述第四开关断开的第一工作状态、使所述第一开关与所述第二开关断开、所述第三开关与所述第四开关闭合的第二工作状态、以及使所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关均断开的第三工作状态；

所述控制器（40）在第一工作状态或第二工作状态时，所述多位多通阀（31）均位于第一工位，所述控制器（40）在第一工作状态时所述闭式回转泵（10）流出的液压油流经所述执行机构（20）所在液压管路而驱动马达（21）正转，所述控制器（40）在第二工作状态时所述闭式回转泵（10）流出的液压油流经所述执行机构（20）所在液压管路而驱动马达（21）反转；所述控制器（40）在第三工作状态时，所述多位多通阀（31）位于第二工位，所述闭式回转泵（10）流出的液压油经所述压力平衡油路（30）与任意马达（21）的相对两端连通，从而任意相邻马达（21）之间的压力处于平衡状态。

8.根据权利要求6所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述控制器（40）包括并联设置的正转控制电路（41）、反转控制电路（42）和电磁阀控制电路（43），所述正转控制电路（41）包括串联的第一开关和第一线圈，所述反转控制电路（42）包括串联的第四开关和第二线圈，所述电磁阀控制电路（43）包括串联的第三开关和第三线圈，所述控制器（40）具有使所述第一开关与所述第三开关闭合、所述第四开关断开的第一工作状态、使所述第一开关断开、所述第三开关与所述第四开关闭合的第二工作状态、以及使所述第一开关、第三开关和第四开关均断开的第三工作状态；

所述控制器（40）分别在第一工作状态或第二工作状态时，所述多位多通阀（31）均位于第一工位，所述控制器（40）在第一工作状态时所述闭式回转泵（10）流出的液压油流经所述执行机构（20）所在液压管路而驱动马达（21）正转，所述控制器（40）在第二工作状态时所述闭式回转泵（10）流出的液压油流经所述执行机构（20）所在液压管路而驱动马达（21）反转；所述控制器（40）在第三工作状态时，所述多位多通阀（31）位于第二工位，所述闭式回转泵（10）流出的液压油经所述压力平衡油路（30）与任意马达（21）的相对两端连通，从而任意相邻马达（21）之间的压力处于平衡状态。

9.根据权利要求7或8所述的单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述控制器（40）还包括档位开关（44），所述档位开关（44）控制各开关的工作状态。

10.一种工程机械，包括单泵多马达闭式液压系统，其特征在于，所述单泵多马达闭式液压系统为权利要求1至9中任一项所述的单泵多马达闭式液压系统。

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