液压系统及用于抢救的起重装置的制作方法

本发明涉及工程车辆技术领域，尤其涉及一种液压系统及用于抢救的起重装置。

背景技术：

起重车辆，例如，用于抢救的起重车辆，通常包括一个起重装置，该起重装置一般由伸缩臂、卷扬、回转台组成，伸缩臂设置在回转台上，回转台的转动使得伸缩臂转动，从而能够将重物从一个位置吊运到另一个位置，伸缩臂通过伸缩油缸的驱动能够进行伸缩以改变长度，从而能够满足重物所吊运高度的调节，通过变幅油缸伸缩还能够控制伸缩臂与地面的角度，从而也能够改变重物的位置和高度，卷扬通过起升马达驱动而转动，从而使吊绳运动以起吊重物或使重物下落。

现有技术中用于驱动和控制起重装置的液压系统存在以下两个缺点：

1、用于为油缸和马达供油的液压泵所提供的液压油的压力不够稳定，从而使系统压力不稳定以及压力不够，导致油缸的伸缩以及马达的转动速度以及扭力不稳定。

2、油缸的伸与缩、马达的双向转动，其泄压口的液压油(该液压油也具有一定压力，存储一定能力)直接回油箱，从而造成能量的浪费。例如，当伸缩臂回缩时，伸缩臂的臂筒高度不断降低，其重力势能转换为动能使得伸缩油缸的活塞杆自然回缩即可，从而使臂筒的重力势能转换为液压油的压势能或者动能，而该部分能量由于液压油直接回油箱而造成了浪费。

技术实现要素：

针对现技术中存在的上述技术问题，本发明的实施了提供了一种液压系统及用于抢救的起重装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种液压系统，用于起重装置，所述起重装置包括伸缩臂、卷扬以及回转台，所述液压系统包括：

伸缩油缸，其用于驱动所述伸缩臂以使所述伸缩臂伸缩；

变幅油缸，其用于驱动所述伸缩臂以改变所述伸缩臂相对地面的角度；

起升马达，其用于驱动所述卷扬转动；

回转马达，其用于驱动所述回转台转动；

液压泵，其通过主系统管路为所述伸缩油缸、所述变幅油缸、所述起升马达提供液压油；

第一液压变压器，其为增压变压器，所述第一液压变压器具有第一系统接口、第一负载接口以及第一回油接口；

蓄能器；其中：

所述主系统管路与所述第一系统接口连接，且所述主系统管路上设置有第一单向阀，所述伸缩油缸的无杆腔与所述第一负载接口连接，所述蓄能器与所述第一系统接口连接，以使：

当所述液压泵为所述主系统管路供油时，液压油使得所述第一单项阀打开，并经所述第一液压变压器进入所述伸缩油缸的无杆腔以使所述伸缩油缸的活塞杆伸出，驱动所述伸缩臂伸长；当所述伸缩臂回缩时，所述伸缩油缸的无杆腔中的液压油经所述第一液压变压器进入所述蓄能器。

优选地，所述变幅油缸的无杆腔与所述第一负载接口连接，所述蓄能器与所述第一系统接口连接，以使：

当所述液压泵为所述主系统管路供油时，液压油使得所述第一单项阀打开，并经所述第一液压变压器进入所述变幅油缸的无杆腔以使所述变幅油缸的活塞杆伸出，驱动所述变幅油缸伸长；当所述变幅油缸回缩时，所述变幅油缸的无杆腔中的液压油经所述第一液压变压器进入所述蓄能器。

优选地，所述液压系统还包括第二液压变压器，所述第二液压变压器为增压变压器，所述第二液压变压器具有第二系统接口、第二负载接口以及第二回油接口；

所述主系统管路与所述第二系统接口连接，所述起升马达和所述回转马达的第一工作接口均与所述第二负载接口连接，所述起升马达和所述回转马达的第二工作接口均与所述第二系统接口连接，所述蓄能器与所述第二系统接口连接，以使：

当所述液压泵为所述主系统管路供油时，液压油使得所述第一单项阀打开，并经所述第二液压变压器进入所述起升马达的第一工作接口，所述起升马达朝其第一方向转动，从所述起升马达的第二工作接口流出的液压油进入所述蓄能器；且当所述起升马达需要朝与所述起升马达的第一方向相反的第二方向转动时，所述蓄能器为所述起升马达提供动力；以及

当所述液压泵为所述主系统管路供油时，液压油使得所述第一单项阀打开，并经所述第二液压变压器进入所述回转马达的第一工作接口，所述回转马达朝其第一方向转动，从所述回转马达的第二工作接口流出的液压油进入所述蓄能器；且当所述回转马达需要朝与所述回转马达的第一方向相反的第二方向转动时，所述蓄能器为所述回转马达提供动力。

本发明还公开了一种用于抢救的起重装置，该用于抢救的起重装置包括上述的液压系统。

与现有技术相比，本发明的液压系统及起重装置的有益效果是：本发明的液压系统中的液压变压器以及蓄能器不但使得起重装置的动作平稳，而且还节省了能量。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的液压系统的结构示意图。

图2为图1的局部a的放大视图。

图中：

10-发动机；20-液压泵；21-主系统管路；30-第一液压变压器；31-第一系统接口；32-第一负载接口；33-第一回油接口；40-第二液压变压器；41-第二系统接口；42-第二负载接口；43-第二回油接口；50-伸缩油缸；60-变幅油缸；70-回转马达；80-起升马达；90-蓄能器；100-开关阀；110-出油支路；120-进油支路；200-变径缸体；201-大径活塞；202-第一大径腔室；203-第二大径腔室；204-第一大径接口；205-第二大径接口；206-小径活塞；207-第一小径腔室；208-第二小径腔室；209-第一小径进口；210-第一小径出口；211-第二小径进口；212-第二小径出口；213-二位四通换向阀；214-第一控制杆；215-第二控制杆；216-连杆；217-循环管路；218-二位三通换向阀。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1所示，本发明的实施例公开了一种液压系统，该液压系统应用于起重装置，该起重装置包括伸缩臂、卷扬以及回转台，伸缩臂设置在回转台上以随回转台转动，卷扬设置在伸缩臂上，卷扬通过缠绕吊绳以使重物起吊或者下落。本发明的液压系统包括，伸缩油缸50，其用于驱动伸缩臂以使伸缩臂伸缩；变幅油缸60，其用于驱动伸缩臂以改变伸缩臂相对地面的角度；起升马达80，其用于驱动卷扬转动；回转马达70，其用于驱动回转台转动；液压泵20，其由发动机10驱动，并通过主系统管路21为伸缩油缸50、变幅油缸60、起升马达80提供液压油；第一液压变压器30，其为增压变压器，第一液压变压器30具有第一系统接口31、第一负载接口32以及第一回油接口33；蓄能器90；其中：主系统管路21与第一系统接口31连接，且主系统管路21上设置有第一单向阀，伸缩油缸50的无杆腔与第一负载接口32连接，蓄能器90与第一系统接口31连接，以使：当液压泵20为主系统管路21供油时，液压油使得第一单项阀打开，并经第一液压变压器30进入伸缩油缸50的无杆腔以使伸缩油缸50的活塞杆伸出，驱动伸缩臂伸长；当伸缩臂回缩时，伸缩油缸50的无杆腔中的液压油经第一液压变压器30进入蓄能器90。

在本发明的一个优选实施例中，变幅油缸60的无杆腔与第一负载接口32连接，蓄能器90与第一系统接口31连接，以使：当液压泵20为主系统管路21供油时，液压油使得第一单项阀打开，并经第一液压变压器30进入变幅油缸60的无杆腔以使变幅油缸60的活塞杆伸出，驱动变幅油缸60伸长；当变幅油缸60回缩时，变幅油缸60的无杆腔中的液压油经第一液压变压器30进入蓄能器90。

在本发明的一个优选实施例中，液压系统还包括第二液压变压器40，第二液压变压器40为增压变压器，第二液压变压器40具有第二系统接口41、第二负载接口42以及第二回油接口43；主系统管路21与第二系统接口41连接，起升马达80和回转马达70的第一工作接口均与第二负载接口42连接，起升马达80和回转马达70的第二工作接口均与第二系统接口41连接，蓄能器90与第二系统接口41连接，以使：当液压泵20为主系统管路21供油时，液压油使得第一单项阀打开，并经第二液压变压器40进入起升马达80的第一工作接口，起升马达80朝其第一方向转动，从起升马达80的第二工作接口流出的液压油进入蓄能器90；且当起升马达80需要朝与起升马达80的第一方向相反的第二方向转动时，蓄能器90为起升马达80提供动力；以及当液压泵20为主系统管路21供油时，液压油使得第一单项阀打开，并经第二液压变压器40进入回转马达70的第一工作接口，回转马达70朝其第一方向转动，从回转马达70的第二工作接口流出的液压油进入蓄能器90；且当回转马达70需要朝与回转马达70的第一方向相反的第二方向转动时，蓄能器90为回转马达70提供动力。

应该说明的是：控制上述伸缩油缸50、变幅油缸60、起升马达80以及回转马达70的控制阀(附图中的两位两通电磁换向)与现有技术中的控制阀的作用相同，在此不再赘述。

下面通过介绍起重装置的动作来说明本发明的液压系统的工作过程，并借此说明本发明的液压系统的优点。

伸缩臂的伸缩动作

伸缩臂的伸出：伸缩油缸50的活塞杆伸出驱动伸缩臂中臂筒的伸出，在该动作中，液压泵20所提供的液压油通过第一液压变压器30，压力增大，然后进入伸缩油缸50的无杆腔，从而推抵活塞杆伸出，使臂筒伸出；在此过程中，现有技术中的液压泵20直接与伸缩油缸50的无杆腔连接，液压泵20所提供的压力不够稳定，从而使伸缩油缸50的活塞杆的伸出速度和力不够稳定，从而导致臂筒在伸出过程中出现抖动；而本发明的液压系统由于第一液压变压器30的第一负载接口32能够提供压力较高且稳定的液压油，从而使伸缩油缸50的伸出速度及力较稳定，从而防止了臂筒伸出过程中的抖动。

伸缩臂的回缩：当臂筒回缩时，利用臂筒以及重物自身的重力，臂筒回缩，液压泵20停止，此时，伸缩油缸50中的无杆腔中的液压油从第一负载接口32进入第一液压变压器30，然后从第一液压变压器30的第一系统接口31流出，由于第一单向阀的反向逆止作用，该液压油进入蓄能器90(为蓄能器90充液)，而使蓄能器90的储能增加，该蓄能器90储藏的能量可作为动力源，与液压泵20联合使用。

伸缩臂的变幅动作：

伸缩臂的抬起(增加与地面的角度)：在该动作中，液压泵20所提供的液压油通过第一液压变压器30，压力增大，然后进入变幅油缸60的无杆腔，从而推抵活塞杆伸出，使伸缩臂与地面角度增大，在此过程中，现有技术中的液压泵20直接与变幅油缸60的无杆腔连接，液压泵20所提供的压力不够稳定，而是使变幅油缸60的活塞杆的伸出速度和力不够稳定，从而导致伸缩臂在抬起过程中出现抖动；而本发明的液压系统由于第一液压变压器30的第一负载接口32能够提供压力较高且稳定的液压油，从而使变幅油缸60的伸出速度及力较稳定，从而防止了伸缩臂在抬起过程中的抖动。

伸缩臂的俯身(增加与地面的角度)：在该动作中，利用伸缩臂及重物自身的重力，伸缩臂俯身(减小与地面的角度)，此时，变幅油缸60中的无杆腔中的液压油从第一负载接口32进入第一液压变压器30，然后从第一液压变压器30的第一系统接口31流出，由于第一单向阀的反向逆止作用，该液压油进入蓄能器90，而使蓄能器90的储能增加，该蓄能器90储藏的能量可作为动力源，与液压泵20联合使用。

卷扬的转动：

当卷扬缠绕吊绳时：液压泵20所提供的液压油通过第二液压变压器40，压力增大，然后通过起升马达80的第一工作接口进入起升马达80，而后液压油从起升马达80的第二工作接口流出，流出的液压油通过第二系统接口41再次进入第二液压变压器40。在此过程中，现有技术中的液压泵20直接与起升马达80的第一工作接口直接连接，起升马达80的第二工作接口与油箱直接连接；一方面，液压泵20所提供的压力不够稳定，而是使起升马达80的转速以及扭矩不够稳定，从而导致吊绳在提升重物时不够稳定，甚至造成脱钩；另一方面，从起升马达80的第二工作接口流出的液压油(该液压油具有一定压力，存储一定能量)直接回流油箱，从而浪费了能量；而本发明的液压系统由于第二液压变压器40的第二负载接口42能够提供压力较高且稳定的液压油，从而使起升马达80的转速和扭转较稳定，从而防止了重物在起升过程中的抖动，并且从起升马达80的第二工作接口流出的液压油(该液压油具有一定压力，存储一定能量)再次进入第二液压变压器40，从而再次参与驱动起升马达80，使能量再次利用。

当需要下落重物时，重物因重力作用，通过吊绳使卷扬反转，从而带动起升马达80反转，反转的起升马达80使得液压油从起升马达80的第二工作接口进入，从第一工作接口流出，流出的液压油从第二液压变压器40的第二负载接口42进入第二液压变压器40，然后从第二系统接口41流出，流出的液压油进入蓄能器90，然后将能量储存起来，以作为后续动力使用(例如像液压泵20一样作为动力源，或者与液压泵20一起联合使用)。

回转台的转动，回转马达70在驱动回转台转动的动作中，第二液压变压器40所起到的作用与在驱动起升马达80过程的作用相同，在此不再赘述。

优选地，第一液压变压器30的压变比可调，且调节范围为1.5-2.5。

优选地，第二液压变压器40的压变比可调，且调节范围为1.5-2.5。

根据上述可知，本发明的液压系统中的液压变压器以及蓄能器90不但使得起重装置的动作平稳，而且还节省了能量。

实际上，当伸缩臂回缩过程中，重物下落过程中以及伸缩臂的俯身过程中，伸缩臂以及重物对伸缩油缸50、变幅油缸60以及起升马达80负荷远小于伸缩臂伸出过程中，重物起升过程中以及伸缩臂的抬起过程的负荷，也就是说，例如，当伸缩臂回缩时，伸缩油缸50的无杆腔中液压油的压力小于伸缩臂伸出时伸缩油缸50的无杆腔中的液压油的压力，从而使得从第一液压变压器30的第一系统接口31流出的用于存储于蓄能器90的液压油的压力小于液压泵20所提供的压力。起重装置的其他动作也存在上述情况，如此，回流的液压油因压力较小，从而不能使其快速存储于蓄能器90，并进而影响伸缩油缸50的回缩动作，进而影响伸缩臂的回缩。

为解决上述问题，如图2所述，并结合图1，本发明的液压系统还包括压力调整机构。该压力调整机构包括变径缸体200，该变径缸体200形成两个截面不同且彼此不连通的腔室，即大径腔室和小径腔室；大径腔室内设置有大径活塞201，该大径活塞201将大径腔室分割成第一大径腔室202和第二大径腔室203，该小径活塞206将小径腔室分别成第一小径腔室207和第二小径腔室208，小径活塞206与大径活塞201通过一连杆216连接，且在大径腔室与小径腔室之间的变径缸体200上还设置有两位四通换向阀，该两位四通换向阀的两端分别设置有第一控制杆214和第二控制杆215，该第一控制杆214和第二控制杆215分别伸入到第二大径腔室203和第一小径腔室207中。

其中，第一小径腔室207上设置有第一小径进口209和第一小径出口210，第二小径腔室208上设置有第二小径进口211和第二小径出口212；第一大径腔室202上设置有第一大径接口204，第二大径腔室203上设置有第二大径接口205。

与蓄能器90连接的充液管路上设置有开关阀100，开关阀100的两侧的充液管路上分别引出一条出油支路110和一条进油支路120，该出油支路110再次分成三个支路分别与第一小径进口209、第二小径进口211以及二位四通换向阀213的进油口连通，进油支路120分别与第一小径出口210和第二小径出口212连通，二位四通换向阀213的两个工作口分别与第一大径接口204和第二大径接口205连通。

如此，当伸缩臂回缩，为蓄能器90充液的充液管路内的液压油的压力较小时，关闭开关阀100，使液压油进入出油支路110，并经第一小径进口209和第二小径进口211进入第一小径腔室207和第二小径腔室208，同时，液压油经过二位四通换向阀213进入第一大径腔室202和第二大径腔室203中的一个，若进入第一大径腔室202，液压油推动大径活塞201右移，第二小径腔室208内的液压油压力增大，第二小径腔室208内的液压油通过进油支路120为蓄能器90充液；当大径活塞201运动到最右端时，触发第一控制杆214，二位四通换向阀213换向，使得出油支路110内的液压油经过二位四通换向阀213进入第二大径腔室203，第二大径腔室203内的液压油推动大径活塞201左移，使得第一小径腔室207内的液压油增大，第一小径腔室207内的液压油通过进油支路120为蓄能器90充液，当小径活塞206移动至最左端时，小径活塞206触发第二控制杆215，出油支路110经过二位四通换向阀213再次进入第一大径腔室202，然后循环上述动作。

上述压力调整机构通过驱动大径活塞201的往复运动使得小径腔室内的液压油增高并不断为蓄能器90充液，从而调高了为蓄能器90充液的液压油的压力。

本发明的调压机构实际上通过变径缸体200内两活塞的往复运动提高液压油的压力。

为防止当大径活塞201右移时，第二大径腔室203内的液压油直接回流油箱而浪费能量，或者为了防止当大径活塞201左移时，第一大径腔室202内的液压油直接回流油箱而浪费能量，二位四通换向阀213的回油口通过循环管路217与二位三通换向阀218的进油口连接，第一大径腔室202与第二大径腔室203与二位三通换向环的两个工作口连接，如此，当大径活塞201右移时，控制二位三通换向阀218，使得第二大径腔室203内的液压油经过二位四通换向阀213和二位三通换向阀218进入第一大径腔室202内，作为补充液压油参与推动大径活塞201右移；当大径活塞201左移时，控制二位三通换向阀218，使得第一大径腔室202内的液压油经过二位四通换向阀213和二位三通换向阀218进入第二大径腔室203内，作为补充液压油参与推动大径活塞201左移。

本发明的压力调整机构不但能够提高为蓄能器90充液的液压油的压力，而且能够利用液压油的压力能作为循环动力，从而节省了能量。

本发明还公开了一种用于抢救的起重装置，包括上述的液压系统。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。