挖掘机的液压系统和挖掘机

文档序号:185175 发布日期:2021-11-02 浏览:56次 >En<

阅读说明:本技术 挖掘机的液压系统和挖掘机 (Hydraulic system of excavator and excavator ) 是由 尹超 黄喆 董步军 孙忠永 崔广伟 孙本强 刘贺 张升霞 张云威 曾川 张俊 于 2021-08-05 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种挖掘机的液压系统和挖掘机。挖掘机的液压系统包括主泵、先导泵、单向机具、双向机具、第一换向阀、切换阀和先导阀组。切换阀动作以控制第二控制油口与第一换向阀的第四油口连通或与油箱连通。先导阀组包括第一梭阀、单联控制阀、双联控制阀、第一电比例减压阀和第二电比例减压阀,第一梭阀的出油口与第一换向阀的第一液控端连接,第一梭阀的第一进油口与单联控制阀连接,第二进油口与双联控制阀的第一先导油口连接,第一换向阀的第二液控端与双联控制阀的第二先导油口连接,第一电比例减压阀与单联控制阀和切换阀的液控端连接,第二电比例减压阀与双联控制阀连接,先导泵的出油口选择地与第一电比例减压阀或第二电比例减压阀连通。(The invention discloses a hydraulic system of an excavator and the excavator. The hydraulic system of the excavator comprises a main pump, a pilot pump, a one-way machine tool, a two-way machine tool, a first reversing valve, a switching valve and a pilot valve group. The switching valve acts to control the second control oil port to be communicated with the fourth oil port of the first reversing valve or the oil tank. The pilot valve group comprises a first shuttle valve, a single-connection control valve, a double-connection control valve, a first electric proportional pressure reducing valve and a second electric proportional pressure reducing valve, wherein an oil outlet of the first shuttle valve is connected with a first pilot oil port of a first reversing valve, a first oil inlet of the first shuttle valve is connected with the single-connection control valve, a second oil inlet of the second shuttle valve is connected with a first pilot oil port of the double-connection control valve, a second pilot oil port of the first reversing valve is connected with a second pilot oil port of the double-connection control valve, the first electric proportional pressure reducing valve is connected with the single-connection control valve and a pilot oil port of a switching valve, the second electric proportional pressure reducing valve is connected with the double-connection control valve, and an oil outlet of a pilot pump is selectively communicated with the first electric proportional pressure reducing valve or the second electric proportional pressure reducing valve.)

挖掘机的液压系统和挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械领域,特别涉及一种挖掘机的液压系统和挖掘机。

背景技术

挖掘机通常需要装设有多个机具,包括单向机具、双向机具、回转机具等。具体地,例如破碎锤、液压剪等。针对以上多个机具,挖掘机的液压系统需要针对不同的机具设置不同的液压控制管路,每个液压控制管路无法既用来控制单向机具又能用来控制双向机具,并实现单、双向机具的压力、流量的按需控制,这样造成液压系统的结构复杂,控制也更复杂。同时当不需要操纵机具时,没有对机具控制按钮设置防止误操作功能,液压系统的安全性较低。

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

本发明提供一种挖掘机的液压系统和挖掘机,以同时匹配控制多种机具。

本发明第一方面提供一种挖掘机的液压系统,包括:

主泵;

先导泵;

单向机具,包括供油口和回油口;

双向机具,包括第一机具油口和第二机具油口;和

控制阀组,具有第一控制油口和第二控制油口,在单向机具工作时,第一控制油口与单向机具的供油口连通,且第二控制油口与单向机具的回油口连通;在双向机具工作时,第一控制油口与双向机具的第一机具油口连通,第二控制油口与和双向机具的第二机具油口连通,且控制阀组包括第一换向阀、切换阀和先导阀组,

第一换向阀具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口,第一换向阀的第一油口与主泵连接,第二油口与油箱连接,第三油口与第一控制油口连接,第四油口通过切换阀与第二控制油口连接,第一换向阀具有第一液控端和第二液控端;

切换阀换位动作以控制第二控制油口与第一换向阀的第四油口连通或者与油箱连通;

先导阀组包括第一梭阀、单联控制阀、双联控制阀、第一电比例减压阀和第二电比例减压阀,第一梭阀的出油口与第一换向阀的第一液控端连接,第一梭阀的第一进油口与单联控制阀连接,第一梭阀的第二进油口与双联控制阀的第一先导油口连接,第一换向阀的第二液控端与双联控制阀的第二先导油口连接,第一电比例减压阀与单联控制阀和切换阀的液控端连接,第二电比例减压阀与双联控制阀连接,先导泵的出油口可选择地与第一电比例减压阀或者第二电比例减压阀连通。

在一些实施例中,先导阀组还包括第二换向阀,第二换向阀连接先导泵与第一电比例减压阀和第二电比例减压阀并用于控制为第一电比例减压阀或第二电比例减压阀供油,第二换向阀处于第一工作位时,先导泵的出油口与第一电比例减压阀连通,第二换向阀处于第二工作位时,先导泵的出油口与第二电比例减压阀连通。

在一些实施例中,液压系统还包括回转机具、第三换向阀和制动控制组件,回转机具包括第一工作油口和第二工作油口且包括制动轴,第三换向阀设置于主泵和回转机具之间以用于控制主泵的油液流向回转机具的第一工作油口或第二工作油口,制动控制组件包括制动油缸和制动换向阀,制动油缸的无杆腔内设置有弹簧,制动换向阀的第一油口与先导泵连接,制动换向阀的第二油口与油箱连接,制动换向阀的第三油口与制动油缸的有杆腔连接,制动换向阀具有第一工作位和第二工作位,在第一工作位,第一油口与第三油口连通以向制动油缸的有杆腔供油;在第二工作位,第二油口与第三油口连通以使制动油缸的有杆腔的油液流向油箱。

在一些实施例中,先导阀组还包括第二梭阀,第二梭阀的出油口与制动换向阀的第一油口连接,第二梭阀的第一进油口与第一电比例减压阀连接,第二梭阀的第二进油口与第二电比例减压阀连接。

在一些实施例中,制动换向阀具有液控端,先导阀组还包括电比例减压阀组,电比例减压阀组的进油口与先导泵连接,电比例减压阀组的第一出油口与制动换向阀的液控端连接,电比例减压阀组的第二出油口与第三换向阀的一个液控端连接,电比例减压阀组的第三出油口与第三换向阀的另一个液控端连接。

在一些实施例中,制动控制组件还包括流量控制阀,制动换向阀的第二油口通过流量控制阀与油箱连接。

在一些实施例中,制动控制组件还包括节流元件,节流元件设置在制动换向阀的第二油口与流量控制阀之间。

本发明第二方面提供一种挖掘机,包括上述挖掘机的液压系统。

基于本发明提供的各方面,挖掘机的液压系统包括主泵、先导泵、单向机具、双向机具和控制阀组。控制阀组具有第一控制油口和第二控制油口,在单向机具工作时,第一控制油口与单向机具的供油口连通,且第二控制油口与单向机具的回油口连通;在双向机具工作时,第一控制油口与双向机具的第一机具油口连通,第二控制油口和双向机具的第二机具油口连通,且控制阀组包括第一换向阀、切换阀和先导阀组。第一换向阀的第一油口与主泵连接,第二油口与油箱连接,第三油口与第一控制油口连接,第四油口通过切换阀与第二控制油口连接。第一换向阀具有第一液控端和第二液控端。切换阀动作以控制第二控制油口与第一换向阀的第四油口连通或者与油箱连通。先导阀组包括第一梭阀、单联控制阀、双联控制阀、第一电比例减压阀和第二电比例减压阀,第一梭阀的出油口与第一换向阀的第一液控端连接,第一梭阀的第一进油口与单联控制阀连接,第一梭阀的第二进油口与双联控制阀的第一先导油口连接,第一换向阀的第二液控端与双联控制阀的第二先导油口连接,第一电比例减压阀与单联控制阀和切换阀的液控端连接,第二电比例减压阀与双联控制阀连接,先导泵的出油口可选择地与第一电比例减压阀或者第二电比例减压阀连通。本发明的挖掘机的液压系统采用同一套控制油路既能对单向机具进行控制又能对双向机具进行控制。而且该液压系统通过设置第一电比例减压阀实现对单联控制阀的先导油的供油与切断的控制,进而防止单联控制阀误操作。而且第一电比例减压阀可对单联控制阀输出的先导油进行比例控制,进而控制第一换向阀的阀芯位移,实现对单向机具的流量控制。第一电比例减压阀还可对切换阀的动作进行控制,进而实现单向机具和双向机具的工作切换。同样的,设置第二电比例减压阀实现对双联控制阀的先导油的供油与切断的控制,进而防止双联控制阀误操作。而且第二电比例减压阀可对双联控制阀输出的先导油进行比例控制,进而控制第一换向阀的阀芯位移,实现对双向机具的流量控制。

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为本发明实施例的挖掘机的液压系统的结构示意图。

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授权说明书的一部分。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,在一些实施例中,挖掘机的液压系统包括主泵20、先导泵30、单向机具4、双向机具5和控制阀组。单向机具4包括供油口和回油口。双向机具5包括第一机具油口和第二机具油口。控制阀组具有第一控制油口M和第二控制油口N,在单向机具4工作时,第一控制油口M与单向机具4的供油口连通,且第二控制油口N与单向机具4的回油口连通;在双向机具5工作时,第一控制油口M与双向机具5的第一机具油口连通,第二控制油口N和双向机具5的第二机具油口连通,且控制阀组包括第一换向阀2、切换阀9和先导阀组。

第一换向阀2具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口,第一换向阀2的第一油口与主泵20连接,第二油口与油箱连接,第三油口与第一控制油口M连接,第四油口通过切换阀9与第二控制油口N连接。第一换向阀2具有第一液控端和第二液控端。切换阀9动作以控制第二控制油口N与第一换向阀2的第四油口连通或者与油箱连通。先导阀组包括第一梭阀8、单联控制阀6、双联控制阀1、第一电比例减压阀15和第二电比例减压阀16,第一梭阀8的出油口与第一换向阀2的第一液控端连接,第一梭阀8的第一进油口与单联控制阀6连接,第一梭阀8的第二进油口与双联控制阀1的第一先导油口A1连接,第一换向阀2的第二液控端与双联控制阀1的第二先导油口A2连接,第一电比例减压阀15与单联控制阀6和切换阀9的液控端连接,第二电比例减压阀16与双联控制阀1连接,先导泵30的出油口可选择地与第一电比例减压阀15或者第二电比例减压阀16连通。

单向机具4和双向机具5可选择地装配在挖掘机上,当单向机具4工作时,先导泵30的出油口与第一电比例减压阀15连通时,先导泵30的先导油通过第一电比例减压阀15、单联控制阀6和第一梭阀8流到第一换向阀2的第一液控端,进而使得第一换向阀2处于左位,此时主泵20为单向机具4的供油口供油;同时,先导泵30的先导油还通过第一电比例减压阀15流向切换阀9的液控端而使得切换阀9处于右位,进而使得单向机具4的回油口通过切换阀9回到油箱。当双向机具5工作时,先导泵30的出油口与第二电比例减压阀16连通时,先导泵30的先导油通过第二电比例减压阀16和双联控制阀1的第二先导油口A2流到第一换向阀2的第二控液控端,进而使得第一换向阀2处于右位,与此同时,由于先导泵30没有为第一电比例减压阀15供油,所以切换阀9回到左位,那么主泵20的油液通过第一换向阀2的第四油口为双向机具5的第二机具油口供油,双向机具5的第一机具油口的油液通过第一换向阀2回到油箱。由上可知,该挖掘机的液压系统采用同一套控制油路既能对单向机具进行控制又能对双向机具进行控制。而且该液压系统通过设置第一电比例减压阀15实现对单联控制阀6的先导油的供油与切断的控制,进而防止单联控制阀6误操作。而且第一电比例减压阀15可对单联控制阀6输出的先导油进行比例控制,进而控制第一换向阀2的阀芯位移,实现对单向机具4的流量控制。第一电比例减压阀15还可对切换阀9的动作进行控制,进而实现单向机具和双向机具的工作切换。同样的,设置第二电比例减压阀16实现对双联控制阀1的先导油的供油与切断的控制,进而防止双联控制阀误操作。而且第二电比例减压阀可对双联控制阀输出的先导油进行比例控制,进而控制第一换向阀的阀芯位移,实现对双向机具的流量控制。

第一梭阀8的设置使得用于控制单向机具和双向机具的先导控制油路之间互不干扰。

具体在一些实施例中,双联控制阀1包括两个电比例减压阀,分别用于向第一先导油口A1和第二先导油口A2供油,控制第一换向阀2的阀芯换向。通过给双联控制阀1提供不同的电流值,控制第一换向阀2的阀芯位移,实现对单向机具和双向机具的流量控制。

参考图1,在一些实施例中,液压系统还包括第一电磁溢流阀31和第二电磁溢流阀32。第一电磁溢流阀31设置在第一换向阀2的第三油口与油箱之间,第二电磁溢流阀32设置在第一换向阀2的第四油口与油箱之间。通过第一电磁溢流阀31和第二电磁溢流阀32的设置可以实现对第一换向阀2的溢流压力的控制,进而实现对单向机具4和双向机具5的压力控制。

在一些实施例中,先导阀组还包括第二换向阀13。第二换向阀13连接先导泵30与第一电比例减压阀15和第二电比例减压阀16并用于控制为第一电比例减压阀15或第二电比例减压阀16供油,第二换向阀13处于第一工作位时,先导泵30的出油口与第一电比例减压阀15连通,第二换向阀13处于第二工作位时,先导泵30的出油口与第二电比例减压阀16连通。

具体地,如图1所示,第二换向阀13的第一油口与油箱连接,第二油口与先导泵30连接,第三油口与第二电比例减压阀16连接,第四油口与第一电比例减压阀15连接。当第二换向阀13处于左位时,其第一油口与第三油口连通,第二油口与第四油口连通,进而实现对第一电比例减压阀15的供油。当第二换向阀13处于右位时,其第一油口与第四油口连通,第二油口与第三油口连通,进而实现对第二电比例减压阀16的供油。可知,第二换向阀13的工作位切换可控制先导泵30与第一电比例减压阀15和与第二电比例减压阀16中的一个连通,进而实现在单向机具工作或者在双向机具工作时对先导管路的切换。

参考图1,在一个具体实施例中,液压系统还包括设置在先导泵30与第二换向阀13的第二油口之间的换向阀18以及设置在先导泵30与油箱之间的溢流阀。换向阀18与先导泵30直接连接,可控制所有机具的先导油的通断。当换向阀18处于下位时,使得先导泵30的先导油无法流出,进而可防止所有机具的误操作。

在一些实施例中,液压系统还包括回转机具11、第三换向阀10和制动控制组件12。回转机具11包括第一工作油口和第二工作油口且包括制动轴111,第三换向阀10设置于主泵20和回转机具11之间以用于控制主泵20的油液流向回转机具11的第一工作油口或第二工作油口。制动控制组件12包括制动油缸122和制动换向阀123,制动油缸122的无杆腔内设置有弹簧,制动换向阀123的第一油口与先导泵30连接,制动换向阀123的第二油口与油箱连接,制动换向阀的第三油口与制动油缸122的有杆腔连接,制动换向阀123具有第一工作位和第二工作位,在第一工作位,第一油口与第三油口连通以向制动油缸的有杆腔供油;在第二工作位,第二油口与第三油口连通以使制动油缸的有杆腔的油液流向油箱。

具体地,制动油缸122的活塞杆上设置有刹车片,当制动油缸122的有杆腔进油时,活塞杆在油压的作用下向无杆腔一侧移动进而使得刹车片离开制动轴111以解除刹车。当制动油缸122的有杆腔的油液泄压时,活塞杆在弹簧的作用下朝向制动轴111移动以刹车。制动换向阀123动作来控制制动油缸122的动作。参考图1,制动换向阀123具有液控端,当向液控端供油时,制动换向阀123处于上位,先导油通过制动换向阀123流到制动油缸的有杆腔。当液控端泄油时,制动换向阀123处于下位,制动油缸的有杆腔的油液通过制动换向阀123回到油箱。

为了实现对制动换向阀123的液控端进行控制,参考图1,先导阀组还包括电比例减压阀组7。电比例减压阀组7的进油口与先导泵30连接,电比例减压阀组7的第一出油口B1与制动换向阀123的液控端连接,电比例减压阀组7的第二出油口B2与第三换向阀10的一个液控端连接,电比例减压阀组7的第三出油口B3与第三换向阀10的另一个液控端连接。

电比例减压阀组7包括第一先导电比例减压阀71、第二先导电比例减压阀72和第三先导电比例减压阀73。其中,通过控制第一先导电比例减压阀71的电流大小可控制制动换向阀123的阀芯位移,实现对回转机具11的停止延时的时间控制。当对回转机具11停止供油时,制动控制组件12作用,制动油缸122的有杆腔的液压油通过制动换向阀123流回油箱。然后制动轴111在制动油缸122的作用下停止转动,回转机具11完全停止。通过控制第一先导电比例减压阀71的电流值,进一步控制制动换向阀123的阀芯位移,实现对回转机具停止延时的时间控制。

通过对电比例减压阀组7的电流进行控制以实现对第三换向阀10的阀芯位移进行控制,进而控制回转机具11的流量,当不使用回转机具11时,通过对电比例减压阀组7的第二先导电比例减压阀72和第三先导电比例减压阀73不通电即可实现误操作。

具体在一个实施例中,参考图1,第三换向阀10的第一油口通过单向阀与主泵20连接,第三换向阀10的第二油口与油箱连接,第三换向阀10的第三油口与回转机具11的第一工作油口连接,第三换向阀10的第四油口与回转机具11的第二工作油口连接。第三换向阀10工作以控制回转机具11正反转。当第三换向阀10处于左位时,主泵20的油液流向回转机具的第一工作油口,当第三换向阀10处于右位时,主泵20油液流向回转机具的第二工作油口。

为了对回转机具11的工作压力进行控制,如图1所示,液压系统还包括设置在第三换向阀10的第三油口与油箱之间的第三溢流阀171以及设置在第三换向阀10的第四油口与油箱之间的第四溢流阀172。

具体地,第三溢流阀171和第四溢流阀172为电比例溢流阀。

通过合理调整双联控制阀1以及第二先导电比例减压阀72和第三先导电比例减压阀73之间的电流值,实现挖掘机在不同转速下,实现对多个机具之间流量的分配控制,进而使不同转速下,多机具之间的操作协调性保持不变。

在一些实施例中,先导阀组还包括第二梭阀14,第二梭阀14的出油口与制动换向阀123的第一油口连接,第二梭阀14的第一进油口与第一电比例减压阀15连接,第二梭阀14的第二进油口与第二电比例减压阀16连接。第二梭阀14的设置使得无论先导泵30给第一电比例减压阀15供油还是给第二电比例减压阀16供油,都会有一路油通过第二梭阀14给制动换向阀123供油,也就是说制动换向阀123一直有先导油供应。一旦第一先导电比例减压阀71通电,第二梭阀14的液压油就会通过制动换向阀123进入制动油缸122,使刹车片与制动轴111处于分离状态,回转机具实现解除刹车功能。

在一些实施例中,制动控制组件还包括流量控制阀124。制动换向阀123的第二油口通过流量控制阀124与油箱连接。

在一些实施例中,制动控制组件还包括节流元件,节流元件设置在制动换向阀的第二油口与流量控制阀124之间。节流元件与流量控制阀124组合使用,在功能上相当于调速阀,可控制液压油的流速,进而控制回转机具11的回转延时时间。与制动换向阀123共同作用时,可进一步控制回转延时时间,保证液压油的流速稳定。

本发明实施例还提供一种挖掘机,包括上述挖掘机的液压系统。

综上可知,本发明实施例的挖掘机的液压系统至少具有以下优势:

该挖掘机的液压系统,可同时匹配多种不同压力和流量要求的机具。该液压系统的液压管路即可以匹配单向机具,又可以匹配双向机具,同时还可以采用电比例控制的方式实现每套管路的压力和流量调节。换向阀的换向还有电控开关控制,具备防止误操作功能。回转机具具备停止延时功能,根据客户操作习惯,自主设定回转停止延时时间,降低停止时的液压冲击,延长机具寿命。

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。

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