专利名称：开闭式液压系统及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种开闭式液压系统及工程机械。
背景技术：
液压系统可分为闭式液压系统和开式液压系统，闭式液压系统在工作时，液压油从闭式泵的出口通过液压阀至马达的进口，然 后再从马达的出口回油至闭式泵的进口，从而形成闭式回路，而开式液压系统在工作时，液压油经过开式泵，再通过液压阀到马达，然后回油箱，从而形成开式回路。在现有的一些工程机械中，其行走机构一般采用闭式液压系统，而工作执行机构则采用开式液压系统，两个液压系统相对独立，这样导致整机上需要配置两套液压系统所需的液压元件，尤其是既要使用闭式泵又要使用开式泵，资源利用率较低，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种开闭式液压系统及工程机械，实现了开式液压系统和闭式液压系统的功能集成，而开式工况和闭式工况可通过控制各开关阀的状态实现切换，如此便提高了资源利用率，并且减少了所使用的液压元件数量，从而降低了成本。一方面，本发明提供了一种所述开闭式液压系统，该开闭式液压系统包括供油泵；液压执行元件，所述液压执行元件的第一油口通过第一开关阀与所述供油泵的第一油口相连，所述液压执行元件的第二油口通过第二开关阀与所述供油泵的第二油口相连；补油泵，所述补油泵的进油口与油箱相通，所述补油泵的出油口通过第三开关阀与所述供油泵的第二油口相连；开式供油油路，所述开式供油油路的入油口与所述供油泵的第一油口相通，所述开式供油油路上设有第四开关阀。进一步地，所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第四开关阀为二位二通电磁阀；所述第三开关阀为两位三通电磁阀，并且在第一种工作状态下，所述补油泵的出油口通向油箱，在第二种工作状态下，所述补油泵的出油口与所述供油泵的第二油口相通。进一步地，所述开闭式液压系统还包括控制油路和泄油通路；所述第一开关阀包括第一插装阀和第一换向阀，其中，所述第一插装阀的第一油口与所述液压执行元件的第一油口相通，所述第一插装阀的第二油口与所述供油泵的第一油口相通，所述第一插装阀的控制油口通过所述第一换向阀选择性地与所述控制油路和所述泄油通路中的一个相通；所述第二开关阀包括第二插装阀和第二换向阀，其中，所述第二插装阀的第一油口与所述液压执行元件的第二油口相通，所述第二插装阀的第二油口与所述供油泵的第二油口相通，所述第二插装阀的控制油口通过所述第二换向阀选择性地与所述控制油路和所述泄油通路中的一个相通；所述第三开关阀包括第三插装阀、第四插装阀和第三换向阀，其中，所述第三插装阀的第一油口与所述供油泵的第二油口相通，所述第三插装阀的第二油口与所述第四插装阀的第二油口相通，所述第四插装阀的第一油口通向油箱，所述第四插装阀的另一第二油口与所述补油泵的出油口相通，所述第三换向阀具有两种工作状态，在第一种工作状态下，所述第三插装阀的控制油口与所述补油泵的出油口相通，所述第四插装阀的控制油口与所述泄油通路相通，在第二种工作状态下，所述第三插装阀的控制油口与所述泄油通路相通，所述第四插装阀的控制油口与所述补油泵的出油口相通；所述第四开关阀包括第五插装阀和第四换向阀，其中，所述第五插装阀的第一油口及第二油口串接于所述开式供油油路上，所述第五插装阀的控制油口通过第四换向阀选择性地与所述控制油路和所述泄油通路中的一个相通。进一步地，所述控制油路的压力油来自于所述供油泵的第一油口和第二油口中油压较大者。进一步地，所述开闭式液压系统还包括梭阀，所述梭阀的两个输入端分别与所述供油泵的第一油口和第二油口相通，所述梭阀的输出端与所述控制油路的入油口相通。
进一步地，所述第四插装阀通向油箱的油路上设有冷却器。进一步地，所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀、所述第四换向阀为二位四通电磁阀。进一步地，所述补油泵的出油口还设置有溢流阀。进一步地，所述液压执行元件为液压马达。另一方面，本发明还提供了一种工程机械，该工程机械设置有上述任一项所述的开闭式液压系统。本发明提供的一种开闭式液压系统采用一套液压元件实现开式液压系统和闭式液压系统的功能集成，在使用过程中，当需要工作在闭式工况下时，可控制第一开关阀和第二开关阀打开，并控制第三开关阀和第四开关阀断开，使供油泵与液压执行部件之间形成闭式回路，当需要工作在开式工况下时，可控制第一开关阀和第二开关阀断开、并控制第三开关阀和第四开关阀打开，使液压油从油箱经补油泵和供油泵流向开式供油油路，由开式供油油路为需要在开式工况下工作的液压部件提供压力油，当该开闭式液压系统应用于工程机械时，可同时满足工程机械的行走和作业需要，与现有技术相比，提高了资源利用率，也降低了成本。本发明提供的工程机械设置有上述的开闭式液压系统，由于上述的开闭式液压系统具有上述技术效果，因此该工程机械也具有相应的技术效果。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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I为本发明实施例一提供的一种开闭式液压系统的原理不意图；图2为本发明实施例二提供的一种开闭式液压系统的原理示意图；图3为图2中第一插装阀、第二插装阀、第三插装阀、第四插装阀或者第五插装阀的各油口标示图。
具体实施例方式应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。实施例一请参考图1，下面结合该附图对本实施例进行详细说明。如图所示，该实施例的开闭式液压系统主要包括第一开关阀I、第二开关阀2、第三开关阀3、第四开关阀4、供油泵5、液压马达6、补油泵7、油箱8和溢流阀9等以及闭式油路001、闭式油路002、补油油路003和开式供油油路004等。其中，供油泵5的第一油口 al通过闭式油路001与液压马达6的第一油口 bl相连，第一开关阀I设置在闭式油路001上；供油泵5的第二油口 a2通过闭式油路002与液压马达6的第二油口 b2相连，第二开关阀2设置在闭式油路002上；补油泵7的进油口 c2通向油箱8，出油口 Cl通过补油油路003与供油泵5的第二油口 a2相连，第三开关阀3设 置在补油油路003上；开式供油油路004的入油口与供油泵5的第一油口 al相通，用于对需要在开式液压系统下工作的液压执行元件(图未示出)提供压力油，第四开关阀4设置在开式供油油路004上。第一开关阀I、第二开关阀2和第四开关阀4优选为二位二通电液阀，其中，第一开关阀I和第二开关阀2为常开式，即当DTl失电时，第一开关阀I打开，闭式油路001处于通路状态，供油泵5的第一油口 al与液压马达6的第一油口 bl相通，当DTl得电时，第一开关阀I断开，闭式油路001处于截止状态，当DT2失电时，第二开关阀2打开，闭式油路002处于通路状态，供油泵5的第二油口 a2与液压马达6的第二油口 b2相通，当DT2得电时，第二开关阀2断开，闭式油路002处于截止状态；第四开关阀4为常闭式，即当DT4失电时，第四开关阀4断开，开式供油油路004处于截止状态，当DT4得电时，开式供油油路004处于通路状态。第三开关阀3优选为两位三通电液阀，当DT3失电时，第三开关阀3处于第一种工作状态，此时，补油泵7的出油口 Cl通向油箱8，当DT3得电时，第三开关阀3处于第二种工作状态，此时，补油泵7的出油口 Cl与供油泵5的第二油口 a2相通。溢流阀9接在补油泵7的出油口 Cl与第三开关阀3之间的补油油路003上。在使用过程中，当需要工作在闭式工况下时，控制DT1、DT2、DT3和DT4均处于失电状态，此时，闭式油路001和002处于通路状态，补油油路003和开式供油油路004处于截止状态，压力油从供油泵5的第一油口 al (第二油口 a2)通过闭式油路001 (闭式油路002)流向液压马达6的第一油口 bl (第二油口 b2)，再从液压马达6的第二油口 b2 (第一油口bl)通过闭式油路002 (闭式油路001)回油至供油泵5的第二油口 a2 (第一油口 al)，从而形成闭式回路，若整个闭式回路因泄露等原因造成压力油不足时，可控制DT3得电，使补油泵7通过补油油路003为上述闭式回路补足压力油。当需要工作在开式工况下时，控制DTl、DT2、DT3和DT4得电，此时，闭式油路001和002处于截止状态，补油油路003和开式供油油路004处于通路状态，补油泵7将油箱8内的压力油通过补油油路003泵送至供油泵5的第二油口 a2，供油泵5通过第一油口 al将压力油继续泵送至开式供油油路004上，使得开式供油油路004源源不断为其他需要在开式工况下的液压执行元件提供压力油。另外，若补油泵7的出口 Cl的油压过大，将通过溢流阀9溢流至油箱8中，避免因油压过大而造成对液压系统的损坏。实施例二请同时参考图2和图3，下面结合附图对该实施例的开闭式液压系统进行详细说明。如图所示，该实施例的开闭式液压系统包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、供油泵5、液压马达6、补油泵7、油箱8、溢流阀9、梭阀10和冷却器20等以及闭式油路001、闭式油路002、补油油路003、开式供油油路004、控制油路005和泄油通路006 等。其中，供油泵5的第一油口 al通过闭式油路001与液压马达6的第一油口 bl相连，第一开关阀设置在闭式油路001上；供油泵5的第二油口 a2通过闭式油路002与液压马达6的第二油口 b2相连，第二开关阀设置在闭式油路002上；补油泵7的进油口 c2通向油箱8，出油口 Cl通过补油油路003与供油泵5的第二油口 a2相连，第三开关阀设置在补油油路003上；开式供油油路004的入油口与供油泵5的第一油口 al相通，用于对需要在开式液压系统下工作的液压执行元件(图未示出)提供压力油，第四开关阀设置在开式供油油路004上。进一步地，第一开关阀具体包括第一插装阀el和第一换向阀11，第一换向阀11优 选为二位四通电磁阀(DT5)，并具有油口 P、T、A和B，当DT5失电时，第一换向阀11工作在第一种工作状态，此时，油口 A与P相通，B与T相通，当DT5得电时，第一换向阀11工作在第二种工作状态，此时，油口 A与T相通，B与P相通；第一插装阀el的第一油口 Al与液压马达6的第一油Obl相通,第一插装阀el的第二油口 BI与供油泵5的第一油口 al相通，第一插装阀el的控制油口 X与第一换向阀11的油口 B相通，第一换向阀11的油口 A封闭，油口 P和T分别与控制油路005和泄油通路006相通。第二开关阀具体包括第二插装阀e2和第二换向阀21，第二换向阀21优选为二位四通电磁阀(DT6)，并具有油口 P、T、A和B，当DT6失电时，第二换向阀21工作在第一种工作状态，此时，油口 A与P相通，B与T相通，当DT6得电时，第二换向阀21工作在第二种工作状态，此时，油口 A与T相通，B与P相通；第二插装阀e2的第一油口 Al与液压马达6的第二油口 b2相通，第二插装阀e2的第二油口 BI与供油泵5的第二油口 a2相通，第二插装阀e2的控制油口 X与第二换向阀21的油口 B相通，第二换向阀21的油口 A封闭，油口 P和T分别与控制油路005和泄油通路006相通。第三开关阀具体包括第三插装阀e3、第四插装阀e4和第三换向阀31，第三换向阀31优选为二位四通电磁阀(DI7)，并具有油口 P、T、A和B，当DI7失电时，第三换向阀31工作在第一种工作状态，此时，油口 A与P相通，B与T相通，当DI7得电时，第三换向阀31工作在第二种工作状态，此时，油口 A与T相通，B与P相通；第三插装阀e3的第一油口 Al与供油泵5的第二油口 a2相通，第三插装阀e3的第二油口 B I与第四插装阀e4的第二油口BI相通，第三插装阀e3的控制油口 X与第三换向阀31的油口 A相通，第四插装阀e4的第一油口 Al通向油箱8，第四插装阀e4的另一第二油口 BI与补油泵7的出油口 cl相通，第四插装阀e4的控制油口 X与第三换向阀31的油口 B相通；第三换向阀31的油口 P和T分别与控制油路005和泄油通路006相通。第四开关阀具体包括第五插装阀e5和第四换向阀41，第四换向阀41优选为二位四通电磁阀(DT8)，并具有油口 P、T、A和B，当DT8失电时，第四换向阀41工作在第一种工作状态，此时，油口 A与P相通，B与T相通，当DT8得电时，第四换向阀41工作在第二种工作状态，此时，油口 A与T相通，B与P相通；第五插装阀e5的第一油口 Al和第二油口 BI串接于开式供油油路004上，第五插装阀e5的控制油口 X与第四换向阀41的油口 B相通，第四换向阀41的油口 A封闭，油口 P和T分别与控制油路005和泄油通路006相通。梭阀10的两个输入端分别与供油泵5的第一油口 al和第二油口 a2相通，梭阀10的输出端与控制油路005的入油口相通。冷却器20设置在第四插装阀e4的第一油口 Al通向油箱8的油路上。溢流阀9接在补油泵7的出油口 Cl与第四插装阀e4之间的补油油路003上。在使用过程中，当需要工作在闭式工况下时，控制DT5、DT6、DT7和DT8均处于失电状态，此时，第一插装阀el的控制油口 X通过第一换向阀11的油口 B、T通向泄油通路006，第二插装阀e2的控制油口 X通过第二换向阀21的油口 B、T通向泄油通路006，第一插装阀el及第二插装阀e2的第一油口 Al与第二油口 BI相通，即闭式油路001和002处于通路状态；而第三插装阀e3的控制油口 X通过第三换向阀31的油口 A、P与补油泵7的出 油口 Cl相通，第四插装阀e4的控制油口 X通过第三换向阀31的油口 B、T与泄油通路006相通，第三插装阀e3的第一油口 Al和第二油口 B I之间断开，第四插装阀e4的第一油口Al和第二油口 B I之间相通，来自补油泵7的压力油将从第四插装阀e4的第一油口 Al流回油箱8，即补油油路003处于截止状态；另外，第五插装阀e5的控制油口 X通过第四换向阀41的油口 B、T与控制油路005相通，第五插装阀e5的第一油口 Al和第二油口 BI之间断开，即开式供油油路004处于截止状态；在这种情形下，压力油从供油泵5的第一油口 al(第二油口 a2)通过闭式油路001 (闭式油路002)流向液压马达6的第一油口 bl (第二油口 b2)，再从液压马达6的第二油口 b2 (第一油口 bl)通过闭式油路002 (闭式油路001)回油至供油泵5的第二油口 a2 (第一油口 al)，从而形成闭式回路，若整个闭式回路因泄露等原因造成压力油不足时，可控制DI7得电，使补油泵7通过补油油路003为上述闭式回路补足压力油。当需要工作在开式工况下时，控制DT5、DT6、DI7和DT8得电，此时，闭式油路001和002处于截止状态，补油油路003和开式供油油路004处于通路状态，补油泵7将油箱8内的压力油通过补油油路003泵送至供油泵5的第二油口 a2，供油泵5通过第一油口 al将压力油继续泵送至开式供油油路004上，使得开式供油油路004源源不断为其他需要在开式工况下的液压执行元件提供压力油。另外，若补油泵7的出口 Cl的油压过大，将通过溢流阀9溢流至油箱8中，避免因油压过大而造成对液压系统的损坏。 在本实施例中，第一换向阀11、第二换向阀21和第四换向阀41均为二位四通电磁阀，并且各电磁阀的油口 A封闭，在其他实施例中，第一换向阀11、第二换向阀21和第四换向阀41也可以采用二位三通阀，以实现各换向阀相应插装阀的控制油口 X选择性地与控制油路005和泄油通路006中的一个相通。在本实施例中，控制油路005的压力油来自于供油泵5的第一油口 al和第二油口a2中的油压较大者，并采用梭阀实现，在其他实施例中，控制油路005的压力油获取方式或者获取来源可以采用其他形式，例如，控制油路005的压力油也可以由独立于图示所示液压系统之外的其他油源供应。上述各种实施例中，为了实现闭式工况下液压马达6的双向旋转，供油泵5采用双向变量泵，而补油泵7可以采用单向泵(如齿轮泵)。上述各种实施例中，采用液压马达6作为闭式液压系统的液压执行元件，在其他实施例中，也可以根据需要采用其他的液压执行元件，例如液压油缸等。上述各种实施例的具体方案中，对各个开关阀作了举例说明，在其他实施例中，也可以根据需要采用其他形式，只要能实现本发明的相应功能即可。上述各种实施例提供的开闭式液压系统采用一套液压元件实现开式液压系统和闭式液压系统的功能集成，在使用过程中，可通过控制各开关阀的状态实现闭式工况和开式工况的切换，从而满足工程机械的运输和作业需要，与现有技术相比，提高了资源利用率，也降低了成本。
本发明实施例还提供了一种工程机械，例如起重机，该工程机械设有上述的开闭式液压系统，其中，闭式液压系统用于为工程机械的行走机构提供动力，开式液压系统用于为工程机械的作业机构提供动力。由于上述的开闭式液压系统具有上述技术效果，因此，该工程机械也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述各实施例类似，兹不赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种开闭式液压系统，其特征在于，所述开闭式液压系统包括 供油泵(5); 液压执行元件，所述液压执行元件的第一油口通过第一开关阀与所述供油泵(5)的第一油口(al)相连，所述液压执行元件的第二油口通过第二开关阀与所述供油泵(5)的第二油口(a2)相连； 补油泵(7)，所述补油泵(7)的进油口(c2)与油箱(8)相通，所述补油泵(7)的出油口(Cl)通过第三开关阀与所述供油泵(5)的第二油口(a2)相连； 开式供油油路(004)，所述开式供油油路(004)的入油口与所述供油泵(5)的第一油口(al)相通，所述开式供油油路(004)上设有第四开关阀。
2.如权利要求I所述的开闭式液压系统，其特征在于 所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第四开关阀为二位二通电磁阀； 所述第三开关阀为两位三通电磁阀，并且在第一种工作状态下，所述补油泵(7)的出油口(Cl)通向油箱(8)，在第二种工作状态下，所述补油泵(7)的出油口(Cl)与所述供油泵(5)的第二油口(a2)相通。
3.如权利要求I所述的开闭式液压系统，其特征在于 所述开闭式液压系统还包括控制油路(005)和泄油通路(006)； 所述第一开关阀包括第一插装阀(el)和第一换向阀(11)，其中，所述第一插装阀(el)的第一油口(Al)与所述液压执行元件的第一油口相通，所述第一插装阀(el)的第二油口(BI)与所述供油泵(5)的第一油口(al)相通，所述第一插装阀(el)的控制油口(X)通过所述第一换向阀(11)选择性地与所述控制油路(005)和所述泄油通路(006)中的一个相通；所述第二开关阀包括第二插装阀(e2)和第二换向阀(21)，其中，所述第二插装阀(e2)的第一油口(Al)与所述液压执行元件的第二油口相通，所述第二插装阀(e2)的第二油口(BI)与所述供油泵(5)的第二油口(a2)相通，所述第二插装阀(e2)的控制油口(X)通过所述第二换向阀(21)选择性地与所述控制油路(005)和所述泄油通路(006)中的一个相通；所述第三开关阀包括第三插装阀(e3)、第四插装阀(e4)和第三换向阀(31)，其中，所述第三插装阀(e3)的第一油口(Al)与所述供油泵(5)的第二油口(a2)相通，所述第三插装阀(e3)的第二油口(BI)与所述第四插装阀(e4)的第二油口(BI)相通，所述第四插装阀(e4)的第一油口(Al)通向油箱(8)，所述第四插装阀(e4)的另一第二油口(BI)与所述补油泵(7)的出油口(Cl)相通，所述第三换向阀(31)具有两种工作状态，在第一种工作状态下，所述第三插装阀(e3)的控制油口(X)与所述补油泵(7)的出油口(Cl)相通，所述第四插装阀(e4)的控制油口(X)与所述泄油通路(006)相通，在第二种工作状态下，所述第三插装阀(e3)的控制油口(X)与所述泄油通路(006)相通，所述第四插装阀(e4)的控制油口(X)与所述补油泵(7)的出油口(Cl)相通； 所述第四开关阀包括第五插装阀(e5)和第四换向阀(41)，其中，所述第五插装阀(e5)的第一油口(Al)及第二油口(BI)串接于所述开式供油油路(004)上，所述第五插装阀(e5)的控制油口(X)通过第四换向阀(41)选择性地与所述控制油路(005)和所述泄油通路(006)中的一个相通。
4.如权利要求3所述的开闭式液压系统，其特征在于所述控制油路(005)的压力油来自于所述供油泵(5)的第一油口(al)和第二油口(a2)中油压较大者。
5.如权利要求4所述的开闭式液压系统，其特征在于所述开闭式液压系统还包括梭阀(10)，所述梭阀(10)的两个输入端分别与所述供油泵(5)的第一油口(al)和第二油口(a2)相通，所述梭阀(10)的输出端与所述控制油路(005)的入油口相通。
6.如权利要求3所述的开闭式液压系统，其特征在于所述第四插装阀(e4)通向油箱(8)的油路上设有冷却器(20)。
7.如权利要求3所述的开闭式液压系统，其特征在于所述第一换向阀(11)、所述第二换向阀(21)、所述第三换向阀(31)、所述第四换向阀(41)为二位四通电磁阀。
8.如权利要求I至7任一项所述的开闭式液压系统，其特征在于所述补油泵(7)的出油口(Cl)还设置有溢流阀(9)。
9.如权利要求I至7任一项所述的开闭式液压系统，其特征在于所述液压执行元件 为液压马达(6)。
10.一种工程机械，其特征在于所述工程机械设有权利要求I至9任一项所述的开闭式液压系统。
全文摘要
本发明涉及机械技术领域，公开了一种开闭式液压系统及工程机械。该开闭式液压系统包括供油泵；液压执行元件，其第一油口通过第一开关阀与供油泵的第一油口相连，其第二油口通过第二开关阀与供油泵的第二油口相连；补油泵，其进油口与油箱相通，其出油口通过第三开关阀与供油泵的第二油口相连；开式供油油路，其入油口与所述供油泵的第一油口相通，所述开式供油油路上设有第四开关阀。本发明实施例提供的开闭式液压系统采用一套液压元件实现开式液压系统和闭式液压系统的功能集成，在使用过程中，可通过控制各开关阀的状态实现闭式工况和开式工况的切换，从而满足工程机械的运输和作业需要，与现有技术相比，提高了资源利用率，也降低了成本。
文档编号F15B11/02GK102734241SQ20121021453
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者余明, 牛从民, 王涛 申请人:三一重工股份有限公司