一种液压系统和起重的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种液压系统，包括油箱、具有蓄能功能的能量源、油泵、执行元件，所述油泵包括传动轴，且所述油泵的内部结构相对于该油泵的传动轴对称设置；所述能量源与所述油泵的传动轴连接，所述油泵的输出端与所述执行元件的一端连接，所述执行元件的另一端连接负载；所述油泵在第一工况下作为动力元件，由所述能量源提供动力；所述油泵在第二工况下作为执行元件，向所述能量源蓄能。本实用新型也涉及一种包含上述液压系统的起重机。本实用新型的液压系统和起重机能够实现液压系统中动力元件和执行元件的相互转换，提高能量利用率。以减少系统设计和使用成本。
【专利说明】一种液压系统和起重机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别是一种液压系统和起重机。
【背景技术】
[0002]工程机械中，以起重机为例，通常用液压油泵作为起重机工作的动力源。
[0003]一般在起重机变速箱上设置有取力器接口，通过传动轴连接变速箱的取力器接口和油泵的输入轴，变速箱运转时通过传动轴将其输出的扭矩传递给油泵，带动油泵旋转。液压泵由发动机驱动，把输入的机械能转换为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，为执行元件提供动力，它是液压传动系统的核心元件，其性能好坏直接影响到系统是否正常工作。
[0004]液压油泵和马达结构相似，按其结构形式不同可分为齿轮式、叶片式、柱塞式等；按其排量能否改变，又可分为定量型和变量型。
[0005]目前工程机械常用的液压油泵和马达一般是轴向柱塞式的。这种结构主要是将多个柱塞均匀配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线保持平行。当缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。由于结构紧凑、体积小，惯性小，容积效率高，工作压力高，目前在工程机械行业应用非常广泛。
[0006]在工程机械中，对液压油泵和液压马达的控制一般通过调节其摆角进行控制。根据控制形式的不同，主要有功率控制、流量控制以及功率流量综合控制三种方式。其中功率控制有恒功率控制、压力切断控制等；流量控制有正流量控制、负流量控制以及负载敏感控制方式等。目前在起重机产品上，以功率流量综合控制方式应用最多。
[0007]在工程机械中，液压油泵和液压马达都是能量转换的装置。从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。
[0008]但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者在产品上承担的功能不同，一般在液压系统中，液压油泵和马达并不能相互转换，只能各自进行单向能量转换，保证系统正常运转。但由于闭式泵大小腔流量不相等，在工作过程中，会使功率利用率下降。所以闭式系统中，一般还会另外选择液压马达作为执行元件。
[0009]如图1所示为现有的一种闭式液压泵系统。液压泵al的进油管通过一个换向阀a4与执行元件a5相连，此时液压泵al作为动力元件将机械能转换为液压能推动液压油缸行程变化，带动负载工作。当负载反向动作时，齿轮泵a3作为补油泵为液压泵al提供动力，带动执行元件a5动作。
[0010]但是现有方案中，液压油泵作为动力元件，只能根据控制方式来改变排量实现对工程机械产品的动作控制。这种控制方式很大程度上受到操作人员的操作熟练程度的影响。
[0011]另外，现有方案中，液压系统储存的能量，在进行能量释放时一般只能应用于执行元件，无法释放给动力元件，另一方面执行元件又无法进行能量储存，造成液压系统能量的损失，降低了系统的能量利用率。并且，现有方案中，液压系统增加一个补油泵，系统设计和使用成本增大。
实用新型内容
[0012]本实用新型的目的在于提供一种液压系统和起重机，能够实现液压系统中动力元件和执行元件的相互转换，提高能量利用率以及减少系统设计和使用成本。
[0013]本实用新型提出一种液压系统，包括油箱、具有蓄能功能的能量源、油泵、执行元件，所述油泵包括传动轴，且所述油泵的内部结构相对于该油泵的传动轴对称设置；所述能量源与所述油泵的传动轴连接，所述油泵的输出端与所述执行元件的一端连接，所述执行元件的另一端连接负载；所述油泵在第一工况下作为动力元件，由所述能量源提供动力；所述油泵在第二工况下作为执行元件，向所述能量源蓄能。
[0014]进一步地，所述油泵还包括缸体、柱塞、斜盘和弹簧，所述柱塞的一端位于所述缸体内，且通过所述弹簧与所述缸体内腔的底部连接，所述柱塞的另一端与所述斜盘连接，所述缸体相对于所述传动轴对称设置。
[0015]进一步地，还包括油泵变量机构和第一换向阀，该油泵变量机构与所述油泵的所述斜盘连接，所述第一换向阀与油泵变量机构连接。
[0016]进一步地，所述执行元件为液压油缸，所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接，所述液压油缸的无杆腔与所述油泵的输出端连接。
[0017]进一步地，所述执行元件为液压马达，所述液压马达具有低压腔和高压腔。
[0018]进一步地，还包括第二换向阀，所述第二换向阀连接在所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接的油路以及所述液压油缸的无杆腔与所述油泵的输出端连接的油路中。
[0019]进一步地，所述第一换向阀和第二换向阀的至少一个为电磁换向阀。
[0020]进一步地，所述的第二换向阀为三位四通阀，且中位机能为M型。
[0021]本实用新型还提出一种起重机，其包含上述的液压系统。
[0022]本实用新型的液压系统在正常使用中液压油泵作为动力元件为液压系统提供油源，也可以在负载过大的工况下作为执行元件即液压马达向能量源储蓄能量，不需要再为闭式液压系统额外设置补给泵，能够实现液压系统中动力元件和执行元件的相互转换，提高能量利用率以及减少系统设计和使用成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，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:
[0024]图1为现有的闭式液压泵系统的示意图。
[0025]图2为本实用新型的液压系统的一个具体实施例的示意图。
[0026]图3为本实用新型的液压系统的一个具体实施例中的油泵在第一工况下的示意图。
[0027]图4为本实用新型的液压系统的一个具体实施例中的油泵在第二工况下的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0029]图2-图4所示为本实用新型的一种液压系统的一个具体实施例，及该实施例中的油泵的工作示意图。该液压系统包括油箱2、具有蓄能功能的能量源、油泵1、执行元件5，所述油泵I包括传动轴1-6，且所述油泵I的内部结构相对于该油泵的传动轴1-6对称设置；所述能量源与所述油泵I的传动轴1-6连接，所述油泵I的输出端与所述执行元件5的一端连接，所述执行元件5的另一端连接负载；所述油泵I在第一工况下作为动力元件，由所述能量源提供动力；所述油泵I在第二工况下作为执行元件，向所述能量源蓄能。这样，在通常情况下，油泵I作为动力元件，根据不同的控制方式改变排量使得液压系统正常动作；当在特定状况下，例如由于负载的惯性来带动液压油泵运动时，液压油泵可以当作液压马达使用，可以根据系统负载变化即压差来调节油泵I的排量，此时油泵I可以作为执行元件向所述能量源蓄能，以保证能量的充分利用。
[0030]如图3和图4所示，所述油泵I还包括缸体1-2、柱塞1-5、斜盘1_1和弹簧1_3，所述柱塞1-5的一端位于所述缸体1-2内，且通过所述弹簧1-3与所述缸体1-2内腔的底部连接，所述柱塞1-5的另一端与所述斜盘1-1连接，所述缸体1-2相对于所述传动轴1-6对称设置。如图3所示，油泵作为动力元件，此时，当原动机通过传动轴使缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。通过改变斜盘的摆角，就能改变柱塞行程的长度，控制液压泵的排量；如图4所示，此时油泵作为执行元件，相当于液压马达的作用。由于输入油液方向改变，受力方向发生变化，此时，斜盘摆角变化到相反方向，确保旋转方向与油泵作为动力元件时保持一致。
[0031]为了控制油泵I的排量，本实施例中还包括油泵变量机构6和第一换向阀3，该油泵变量机构6与所述油泵I的所述斜盘1-1连接，用以控制斜盘1-1的摆角；所述第一换向阀3与油泵变量机构6连接，用以控制所述油泵变量机构6的控制杆的移动方向。具体地，该第一换向阀3为电磁换向阀。
[0032]所述执行元件5为液压油缸，所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接，所述液压油缸的无杆腔与所述油泵的输出端连接。在另一个实施例中，该执行元件5为液压马达，所述液压马达具有低压腔和高压腔。
[0033]为了便于控制，本实施例中包括第二换向阀4，所述第二换向阀连接在所述液压油缸的有杆腔与所述油箱2连接的油路以及所述液压油缸的无杆腔与所述油泵I的输出端连接的油路中。具体地，该第二换向阀4为中位机能为M型的三位四通阀。
[0034]本实用新型还提出一种起重机，其包含上述的液压系统的一个实施例，以提高该起重机的能量利用效率。
[0035]本实用新型利用元件功能转换思想，确保油泵在使用过程中既能够正常发挥动力元件的作用，也能够在负载变化时，转换为液压马达作执行元件，保证整个机构的动作稳定性，使液压系统能量能够分配到动力元件，同时在作业过程中，还能够作为执行元件进行储能，提闻液压系统的能效。
[0036]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【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；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种液压系统，其特征在于，包括油箱(2)、具有蓄能功能的能量源、油泵(I)、执行元件(5)，所述油泵(I)包括传动轴(I 一 6)，且所述油泵(I)的内部结构相对于该油泵(I)的传动轴(1- 6)对称；所述能量源与所述油泵(I)的传动轴(1- 6)连接，所述油泵(I)的输出端与所述执行元件(5)的一端连接，所述执行元件(5)的另一端连接负载；所述油泵(I)在第一工况下作为动力元件，由所述能量源提供动力；所述油泵(I)在第二工况下作为执行元件，向所述能量源蓄能。
2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述油泵还包括缸体(I一 2)、柱塞(I — 5)、斜盘(I — I)和弹簧(I — 3),所述柱塞(I — 5)的一端位于所述缸体(I — 2)内，且通过所述弹簧(1- 3)与所述缸体(1- 2)内腔的底部连接，所述柱塞(1- 5)的另一端与所述斜盘(1- D连接，所缸体(1- 2)相对于所述传动轴(1- 6)对称设置。
3.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，还包括油泵变量机构(6)和第一换向阀(3)，该油泵变量机构(6)与所述油泵(I)的所述斜盘(1-1)连接，所述第一换向阀(3)与所述油泵变量机构(6)连接。
4.如权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述执行元件(5)为液压油缸，所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接，所述液压油缸的无杆腔与所述油泵(I)的输出端连接。
5.如权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述执行元件(5)为液压马达，所述液压马达具有低压腔和高压腔。
6.如权利要求4所述的液压系统，其特征在于，还包括第二换向阀(4)，所述第二换向阀(4)连接在所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接的油路以及所述液压油缸的无杆腔与所述油泵的输出端连接的油路中。
7.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述第一换向阀(3)和第二换向阀(4)的至少一个为电磁换向阀。
8.如权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述的第二换向阀(4)为三位四通阀，且中位机能为M型。
9.一种起重机,其特征在于,包含如权利要求1?8之一所述的液压系统。
【文档编号】F15B11/08GK204175683SQ201420598895
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】单增海, 东权, 张鑫, 李亚朋 申请人:徐州重型机械有限公司