CN203081878U

CN203081878U - 液压控制***及工程机械

Info

Publication number: CN203081878U
Application number: CN 201320060600
Authority: CN
Inventors: 徐茂林; 叶民杰; 禹小良
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd; Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd Weinan Branch
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd; Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd Weinan Branch
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2023-02-01

Abstract

本实用新型提供了一种液压控制***及工程机械。液压控制***包括油缸、换向阀、压力油路、排油油路、第一工作油路和第二工作油路，换向阀包括压力油口、排油口、第一工作油口和第二工作油口，压力油口与压力油路连接，排油口与排油油路连接，第一工作油口通过第一工作油路与油缸的有杆腔连接，第二工作油口通过第二工作油路与油缸的无杆腔连接，排油油路包括串接于其上的第一背压装置且第一背压装置的入口端与排油口连接，液压控制***还包括旁通油路，旁通油路的第一端与第二工作油路连接、第二端与第一背压装置的出口端连接，旁通油路包括控制旁通油路通断的旁通控制阀组。根据本实用新型，能实现利用旁通油路降低油缸的回油背压的目的。

Description

液压控制***及工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种液压控制***及工程机械。

背景技术

图1示出了现有技术中挖掘机的液压控制***。

该液压控制***包括液压油箱10、变量泵20、安全阀30、换向阀40、油缸70、压力油路81、排油油路82、第一工作油路83和第二工作油路84。压力油路81包括串接于其上的单向阀60。排油油路82包括串接于其上的背压阀50。安全阀30的入口端连接压力油路81，出口端连接排油油路82，以在变量泵20的出口压力油超压时起限压保护的作用。

其中，换向阀40包括压力油口P、排油口T、第一工作油口A和第二工作油口B。压力油口P与压力油路81连接，排油口T与排油油路82连接，第一工作油口A通过第一工作油路83与油缸70的有杆腔72连接，第二工作油口B通过第二工作油路84与油缸70的无杆腔71连接，背压阀50的入口端与排油口T连接，背压阀50的出口端与油箱10连接。换向阀40的阀芯41在液压控制***的有杆腔进油控制油路86和无杆腔进油控制油路87的控制下改变阀位，从而改变油缸70的有杆腔72和无杆腔71的进油或回油状态。

以上现有技术中，整个液压控制***的进油是由变量泵20经换向阀40到油缸70，回油是由油缸70经换向阀40经背压阀50到油箱10。油缸70为执行机构，通过控制换向阀40的阀芯41的位移来控制油缸70的往复运动。油缸70的回油流经换向阀40与背压阀50，而后流回油箱10。在油缸70的回油过程中能决定回油背压的参数除了油缸70的移动速度之外，只有换向阀40与背压阀50。而背压阀50由于是多个控制阀共用，一般设定值也比较低，其值无法随意更改，所以要调整油缸70的回油背压只有控制换向阀40。

以上液压控制***中油缸70的回油通过换向阀40流回油箱10，只能通过调节换向阀40阀芯41来调整油缸70的回油背压。回油背压是由换向阀40的阀芯41通流面积来决定的。而换向阀40的阀芯41通流面积是由阀芯41的结构决定的。为了使油缸70的运动平稳，换向阀40的阀芯41通流面积限定在一定的范围之内，因此换向阀40的阀芯41的调整有限。当有更大的回油量时，如油缸70的有杆腔72进油而无杆腔71回油时，在不降低油缸70运动速度的情况下，回油流量通常增大2倍还多，在无法再增加换向阀40的阀芯41通流面积的情况下，油缸70的回油背压会增高，回油背压增高会造成液压控制***压力增大。因此，由于换向阀40的通用性及精密性致使以上液压控制***无法保证所有油缸70的回油背压在理想范围之内。而变量泵的吸收功率是流量与压力的乘积，压力增大，泵吸收功率增大，造成发动机输出功率增大，从而增加发动机的功率损耗，进而影响挖掘机的工作效率或者造成不必要的燃油损耗。要是用在恒功率泵上会造成泵输出流量减少，降低油缸70工作速度，也会影响工作效率。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种液压控制***及工程机械，可以避免因回油背压过高而导致的发动机功率损耗或燃油损耗。

本实用新型提供了一种液压控制***，包括油缸、换向阀、压力油路、排油油路、第一工作油路和第二工作油路，换向阀包括压力油口、排油口、第一工作油口和第二工作油口，压力油口与压力油路连接，排油口与排油油路连接，第一工作油口通过第一工作油路与油缸的有杆腔连接，第二工作油口通过第二工作油路与油缸的无杆腔连接，排油油路包括串接于其上的第一背压装置，且第一背压装置的入口端与排油口连接，液压控制***还包括旁通油路，旁通油路的第一端与第二工作油路连接，旁通油路的第二端与第一背压装置的出口端连接，旁通油路包括控制旁通油路通断的旁通控制阀组。

进一步地，旁通控制阀组包括串接于旁通油路上的插装阀和控制插装阀通断的插装阀控制阀组，插装阀的入口端与第二工作油路连接，插装阀的出口端与第一背压装置的出口端连接，插装阀的控制端与插装阀控制阀组连接。

进一步地，液压控制***还包括有杆腔进油控制油路，有杆腔进油控制油路用于控制换向阀改变阀位，以使油缸的有杆腔进油；插装阀控制阀组包括液控单向阀和第二背压装置，液控单向阀的入口端与第二背压装置的入口端连接，液控单向阀的出口端与插装阀的控制口连接，液控单向阀的控制口与有杆腔进油控制油路连接，第二背压装置的出口端与插装阀的出口端连接。

进一步地，第二背压装置为溢流阀或背压阀。

本实用新型还提供一种工程机械，包括液压控制***，其中液压控制***为前述的液压控制***。

进一步地，工程机械为挖掘机。

根据本实用新型的液压控制***及工程机械，能实现利用旁通油路降低油缸的回油背压的目的。当油缸回油流量过大，而换向阀的阀芯通流面积不能再增加致使回油背压大于理想值时，可以控制旁通油路打开，使部分回油经旁通油路排出，从而可以使回油背压接近理想值，避免因回油背压过高而导致的发动机功率损耗或燃油损耗。

附图说明

构成本申请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是现有技术的液压控制***的原理示意图；

图2是根据本实用新型实施例的液压控制***的原理示意图。

具体实施方式

下面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。

本实用新型的液压控制***包括油缸、换向阀、压力油路、排油油路、第一工作油路和第二工作油路。换向阀包括压力油口、排油口、第一工作油口和第二工作油口。换向阀的压力油口与压力油路连接；排油口与排油油路连接；第一工作油口通过第一工作油路与油缸的有杆腔连接；第二工作油口通过第二工作油路与油缸的无杆腔连接。排油油路包括串接于其上的第一背压装置，且第一背压装置的入口端与排油口连通。其中，液压控制***还包括旁通油路，旁通油路的第一端与第二工作油路连接，旁通油路的第二端与第一背压装置的出口端连接，旁通油路包括控制旁通油路通断的旁通控制阀组。

本实用新型的液压控制***能实现利用旁通油路降低油缸的回油背压的目的。当某些状态下油缸回油流量过大，而换向阀的阀芯通流面积不能再增加致使回油背压大于理想值时，可以控制旁通油路打开，使部分回油经旁通油路排出，从而可以使回油背压接近理想值，避免因回油背压过高而导致的发动机功率损耗或燃油损耗。

本实用新型的液压控制***适用于各类需要油缸作为执行机构的工程机械，例如挖掘机，尤其是适用于大型液压挖掘机。

以下结合图2对本实用新型实施例进行详细的描述。

如图2所示，本实施例的液压控制***包括液压油箱10、变量泵20、安全阀30、换向阀40、油缸70、压力油路81、排油油路82、第一工作油路83、第二工作油路84以及旁通油路85。

其中，换向阀40包括压力油口P、排油口T、第一工作油口A和第二工作油口B。压力油口P通过变量泵20与液压油箱10连通，压力油口P与变量泵20之间的连接管路为压力油路81，排油口T通过背压阀50与液压油箱10连通，排油口T与液压油箱10之间的连接管路为排油油路82，第一工作油口A通过第一工作油路83与油缸70的有杆腔72连接，第二工作油口B通过第二工作油路84与油缸70的无杆腔71连接，背压阀50的入口端与排油口T连接，背压阀50的出口端与油箱10连接。压力油路81包括串接于其上的单向阀60。排油油路82包括串接于其上的作为第一背压装置的背压阀50。旁通油路85包括控制该旁通油路85通断的旁通控制阀组100。安全阀30的入口端连接压力油路81，出口端连接排油油路82，在变量泵20的出口压力油超压时起限压保护的作用。

本实施例中，换向阀40具体为三位六通换向阀。换向阀40还包括第一控制端和第二控制端，第一控制端与油缸70的有杆腔进油控制油路86连接，第二控制端与油缸70的无杆腔进油控制油路87连接。换向阀40的阀芯41在液压控制***的有杆腔进油控制油路86和无杆腔进油控制油路87的控制下改变位置，从而改变油缸70的有杆腔72和无杆腔71的进油或回油状态。其中有杆腔进油控制油路86处于有压状态时油缸70的有杆腔72进油。无杆腔进油控制油路87处于有压状态时油缸70的无杆腔71进油。

换向阀40还包括分别与压力油路81和排油油路82连接第三工作油口和第四工作油口。换向阀40在中位时，该换向阀40的第三工作油口和第四工作油口连通，用于将变量泵20出口的压力油直接排入油箱10，在其余工作位时该换向阀40的第三工作油口和第四工作油口断开。

换向阀40的压力油口P与压力油路81连接。变量泵20将油箱10内的液压油泵送入压力油路81。排油口T与排油油路82连接。排油油路82与油箱10连接，用于将油缸70的回油排入油箱10。换向阀40的第一工作油口A通过第一工作油路83与油缸70的有杆腔72连接。换向阀40的第二工作油口B通过第二工作油路84与油缸70的无杆腔71连接。背压阀50串接于排油油路82上且背压阀50的入口端与排油口T连接，背压阀50的出口端与油箱10连接，从而油缸70经排油油路82的回油需经过背压阀50流回油箱10。旁通油路85的第一端与第二工作油路84连接，旁通油路85的第二端与背压阀50的出口端连接，旁通油路85的第三端与换向阀40的第一控制端连接。

如图2所示，旁通控制阀组100具体地包括串接于旁通油路85上的插装阀130和控制插装阀130通断的插装阀控制阀组。插装阀130的入口端P1与第二工作油路84连接，插装阀130的出口端T1与背压阀50的出口端连接。插装阀控制阀组与插装阀130的控制口K1连接，以通过改变控制口K1的油压来控制插装阀130的通断。

本实施例中，旁通控制阀组100的插装阀控制阀组具体地包括液控单向阀110和第二背压装置。液控单向阀110的入口端与第二背压装置的入口端连接，液控单向阀110的出口端与插装阀的控制口K1连接，液控单向阀110的控制口K2为旁通油路85的第三端与换向阀40的第一控制端连接，即与控制换向阀40的有杆腔进油控制油路86连接，第二背压装置的出口端与插装阀130的出口端T1连接。以上旁通控制阀组100利用液压控制***原有的有杆腔进油控制油路86进行控制，结构和控制过程简单，性能可靠，成本低廉。

其中，本实施例的第二背压装置具体地为溢流阀120。另外，也可以用背压阀替代该溢流阀120。

下面结合图2对本实施例的液压控制***的工作原理进行说明。

换向阀40处于如图2所示位置时，有杆腔进油控制油路86和无杆腔进油控制油路87均为无压状态，换向阀40处于中位，换向阀40的压力油口P、排油口T、第一工作油口A和第二工作油口B断开，压力油通过换向阀40的第三工作油口和第四工作油口直接流回油箱10。同时，由于与有杆腔进油控制油路86连接的液控单向阀110的控制口K2无压力，液控单向阀110处于单向导通状态，因此，插装阀130的控制口K1的液压油无法通过液控单向阀110流出，从而插装阀130处于断开状态。此时，油缸70的有杆腔72和无杆腔71因无液压油排出而保持原有压力，油缸70保持原位。

要使油缸70的有杆腔72进油，通过手柄信号给有杆腔进油控制油路86流量并形成压力，最终推动换向阀40的阀芯41下移，使油缸70的有杆腔72与变量泵20通过压力油路81相通，油液通过变量泵20经换向阀40的压力油口P和第一工作油口A进入油缸70的有杆腔72。

在有杆腔72进油而无杆腔71回油时，油缸70的无杆腔71在回油背压大于旁通控制阀组100的溢流阀120的设定压力的情况下可以分为两个通道流回油箱10。两个通道中一个通道是经换向阀40的第二工作油口B和排油口T及背压阀50流回油箱10；另一个通道是通过旁通油路85流回油箱10。由于与有杆腔进油控制油路86连接的液控单向阀110的控制口K2处于有压状态，因此，液控单向阀110处于双向导通状态，此时旁通控制阀组100中插装阀130是否开启由溢流阀120的设定压力决定，如果油缸70的回油背压达到溢流阀120的设定压力，则插装阀130因入口端P1的压力（即回油背压）大于控制口K1的压力（即溢流阀120的设定压力）而接通入口端P1与出口端T1，从而可以通过旁通油路85向油箱10排油。

在有杆腔72进油而无杆腔71回油时，油缸70的无杆腔71在回油背压小于或等于旁通控制阀组100的溢流阀120的设定压力的情况下，由于插装阀130的入口端P1的压力未达到控制口K1的压力，旁通控制阀组100中的插装阀130仍然处于断开状态，从而油缸70仅通过背压阀50回油。

要使油缸70的无杆腔71进油，则通过手柄信号给无杆腔进油控制油路87流量并形成压力，最终推动换向阀40上移，使油缸70的无杆腔71与变量泵20相通，油液通过变量泵20经换向阀40的压力油口P和第二工作油口B进入油缸70的无杆腔71内。同时，油缸70的有杆腔72经换向阀40的第一工作油口A和排油口T经背压阀50流回油箱10。

在无杆腔71进油而有杆腔72回油时，由于有杆腔进油控制油路86内没有压力，与有杆腔进油控制油路86连接的液控单向阀110的控制口K2也没有压力，液控单向阀110只能单向导通，旁通控制阀组100中的插装阀130的控制口K1与溢流阀120不能导通，从而旁通控制阀组100的插装阀130处于断开状态，因此旁通油路85断开。因此油缸70仅通过背压阀50回油。

以上实施例中，旁通控制阀组100的溢流阀120的设定压力是可调的，可以根据油缸70的工作状态的不同进行设定。插装阀130的流量也可根据油缸70所需的回油流量的不同而改变，以适应挖掘机等工程机械复杂多变的工况。而当工程机械不工作时，本实施例的旁通控制阀组100可以当作负载保持阀来使用，可以使油缸70长时间保持原位。

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：

通过设置具有旁通控制阀组的旁通油路，在有杆腔进油无杆腔回油且回油背压达到旁通控制阀组设定的溢流压力时，油液分别通过换向阀经排油油路与旁通油路两路流回油箱，从而保证背压在理想范围之内，使发动机降低油耗，提高挖掘机的工作效率。

旁通控制阀组利用液压控制***原有的有杆腔进油控制油路进行控制，结构和控制过程简单，性能可靠，成本低廉。

由于旁通控制阀组的溢流压力可调，可以使油缸的无杆腔的回油背压调节更灵活多变。

当工程机械不工作时，液压控制***的液控单向阀可以使油缸的无杆腔长时间的保压，旁通控制阀组可以当作负载保持阀来使用，使油缸长时间保持原位。

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

1.一种液压控制***，包括油缸（70）、换向阀（40）、压力油路（81）、排油油路（82）、第一工作油路（83）和第二工作油路（84），所述换向阀（40）包括压力油口（P）、排油口（T）、第一工作油口（A）和第二工作油口（B），所述压力油口（P）与所述压力油路（81）连接，所述排油口（T）与所述排油油路（82）连接，所述第一工作油口（A）通过所述第一工作油路（83）与所述油缸（70）的有杆腔（72）连接，所述第二工作油口（B）通过所述第二工作油路（84）与所述油缸（70）的无杆腔（71）连接，所述排油油路（82）包括串接于其上的第一背压装置，且所述第一背压装置的入口端与所述排油口（T）连接，其特征在于，所述液压控制***还包括旁通油路（85），所述旁通油路（85）的第一端与所述第二工作油路（84）连接，所述旁通油路（85）的第二端与所述第一背压装置的出口端连接，所述旁通油路（85）包括控制所述旁通油路（85）通断的旁通控制阀组（100）。

2.根据权利要求1所述的液压控制***，其特征在于，所述旁通控制阀组（100）包括串接于所述旁通油路（85）上的插装阀（130）和控制所述插装阀（130）通断的插装阀控制阀组，所述插装阀（130）的入口端（P1）与所述第二工作油路（84）连接，所述插装阀（130）的出口端（T1）与所述第一背压装置的出口端连接，所述插装阀（130）的控制端（K1）与所述插装阀控制阀组连接。

3.根据权利要求2所述的液压控制***，其特征在于，

所述液压控制***还包括有杆腔进油控制油路（86），所述有杆腔进油控制油路（86）用于控制所述换向阀（40）改变阀位，以使所述油缸（70）的所述有杆腔（72）进油；

所述插装阀控制阀组包括液控单向阀（110）和第二背压装置，所述液控单向阀（110）的入口端与所述第二背压装置的入口端连接，所述液控单向阀（110）的出口端与所述插装阀的控制口（K1）连接，所述液控单向阀（110）的控制口（K2）与所述有杆腔进油控制油路（86）连接，所述第二背压装置的出口端与所述插装阀（130）的出口端（T1）连接。

4.根据权利要求3所述的液压控制***，其特征在于，所述第二背压装置为溢流阀（120）或背压阀。

5.一种工程机械，包括液压控制***，其特征在于，所述液压控制***为根据权利要求1至4中任一项所述的液压控制***。

6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为挖掘机。