本发明涉及一种液压技术，更具体地说，涉及一种充液阀及矿用自卸车液压系统。
背景技术：
现有的矿用自卸车变量液压系统一般有负载敏感系统和恒压变量系统，变量部分一般用于转向系统，而举升系统多为定量系统。举升液压系统常由举升泵、举升阀、平衡阀、先导阀(或电磁手柄)、多级缸等元件组成，转向液压系统常由转向泵、转向控制单元、蓄能器、转向缸等元件组成。制动系统由制动阀、制动夹钳、蓄能器等元件组成。目前多数厂家的矿车都是采用恒压变量系统。
典型的恒压变量系统，存在一些技术上的不足：
(1)举升系统控制复杂，举升部分采用电液控制相结合的方式，控制阀和主阀都相对复杂，且元件多，故障率高。
(2)恒压泵实时为蓄能器补充油液，泵的斜盘动作频繁，泵的寿命会受到一定的影响。
(3)由于转向系统是蓄能器在供油，而且流量放大阀的ef口堵死，转向操控性不好。
(4)举升系统无液压限位，只采用机械限位，油缸行程终点冲击大。
(5)由于举升先导系统是采用电磁换向阀控制方式，造成举升系统启动冲击大。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对现有矿用自卸车上恒压变量系统举升系统冲击大、故障率高的问题，而提供一种充液阀及矿用自卸车液压系统，该液压系统结构简单、转向系统操控性好、举升系统行程终点冲击得到有效控制。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种充液阀，其特征在于具有用于与外部油路连接的xp油口、c油口、d油口、e油口、f油口、回油口、x2油口，并包含有第一单向阀、第二单向阀、充液开关阀、卸荷阀、液控开关阀；
第二单向阀的进油端与d油口连接，第一单向阀的出油端与f油口连接；所述第一单向阀的进油端和xp油口均与第二单向阀的出油端连接；
所述液控开关阀连接在c油口与第二单向阀的出油端之间，液控开关阀的液控端与x2油口连接；
所述充液开关阀的进油端和控制端均与d油口连接，充液开关阀的弹簧腔经阻尼孔与进油端连接，充液开关阀的出油端与e油口连接；
卸荷阀的进油端与充液开关阀的弹簧腔连接，卸荷阀的控制端与第二单向阀的出油端连接，卸荷阀的出油端与回油口连接。
进一步地，上述充液阀中，在xp油口与回油口之间还设置有放油阀和\或溢流阀。放油阀和溢流阀都设置时，放油阀和溢流阀并联连接在xp油口与回油口之间。
进一步地，上述充液阀中，所述放油阀包括连接在xp油口与回油口之间电磁开关阀和\或手动开关阀。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种矿用自卸车液压系统，包括液压制动系统、液压转向控制机构和与其连接的转向油缸、液压举升控制机构和与其连接的举升油缸、负荷敏感泵、定量泵、蓄能器、液压油箱；所述液压转向控制机构包括与转向油缸连接的流量放大阀和与流量放大阀连接的转向器；所述液压举升控制机构包括与举升油缸连接的举升阀和与举升阀连接的先导阀；所述定量泵和负荷敏感泵的进油口均与液压油箱连接；其特征在于还包括前述的充液阀、以及ls压力控制阀、第二液控开关阀和电磁换向阀；
所述充液阀的回油口与液压油箱连接，f油口与液压制动系统的制动压力油进油端连接，xp油口与蓄能器连接，e油口与举升阀的压力进油口连接，d油口与定量泵的出油口连接，c油口和负荷敏感泵的出油口均与流量放大阀的压力进油口连接；
所述第二液控开关阀的进油口与负荷敏感泵的出油口连接，第二液控开关阀的出油口与举升阀的压力进油口连接，第二液控开关阀的液控端油口和ls压力控制阀的液控端、举升阀的举升先导控制端相互连接后经电磁换向阀与先导阀的举升先导输出端连接，当第二液控开关阀的液控端油口具有先导压力信号时所述第二液控开关阀的进油口与出油口导通；
所述ls压力控制阀的a油口同时与所述充液阀的x2油口和负荷敏感泵的泵口压力信号接口(x12)连接,所述ls压力控制阀的b油口与转向器的ls2油口连接,所述ls压力控制阀的c油口与负荷敏感泵的ls1油口连接,所述ls压力控制阀的d油口与液压油箱连接,当所述ls压力控制阀的液控端具有先导压力信号时,a油口与c油口导通,当所述ls压力控制阀的液控端没有先导压力信号时,b油口与c油口导通,a油口截止；
当举升油缸接近举升行程终点位置时，所述电磁换向阀处于截止位置；负荷敏感泵的泵口压力信号接口具有压力输出时所述液控开关阀处于截止位。
进一步地，上述矿用自卸车液压系统中，所述第二液控开关阀包括液控换向阀和插装开关阀，所述液控换向阀的液控端与液控端油口连接，液控换向阀的a油口和所述插装开关阀的进油端均与进油口连接，液控换向阀的b油口与连接液压油箱的液控开关阀的回油口连接，液控换向阀的c油口与插装开关阀的液控端连接，插装开关阀的出油端与出油口连接；当液控端油口具有先导压力信号时，液控换向阀的b油口与c油口导通，a油口截止，插装开关阀的进油端与出油端导通，当液控端油口没有先导压力信号时，液控换向阀的a油口与c油口导通，插装开关阀的进油端与出油端截止。
进一步地，上述矿用自卸车液压系统中，所述电磁换向阀具有进油口、出油口、回油口，进油口与先导阀的举升先导输出端连接，出油口同时与第二液控开关阀的液控端油口、ls压力控制阀的液控端、举升阀的举升先导控制端同时连接，回油口与液压油箱连接，所述电磁换向阀处于截止位时，出油口与回油口导通。
进一步地，上述矿用自卸车液压系统中，还包括先导油源阀，所述先导油源阀的进油口与充液阀的xp油口连接，先导油源阀的出油口与先导阀的进油口连接。
进一步地，上述矿用自卸车液压系统中，所述流量放大阀的富余流量出油口与所述举升阀的进油口连接。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：一种矿用自卸车液压系统，包括液压制动系统、液压转向控制机构和与其连接的转向油缸、液压举升控制机构和与其连接的举升油缸、负荷敏感泵、定量泵、蓄能器、液压油箱；所述液压转向控制机构包括与转向油缸连接的流量放大阀和与流量放大阀连接的转向器；所述液压举升控制机构包括与举升油缸连接的举升阀和与举升阀连接的先导阀；所述定量泵和负荷敏感泵的进油口均与液压油箱连接；其特征在于还包括前述的充液阀、以及ls压力控制阀和电磁换向阀；所述充液阀的回油口与液压油箱连接，f油口与液压制动系统的制动压力油进油端连接，xp油口与蓄能器连接，e油口与举升阀的压力进油口连接，d油口与定量泵的出油口连接，c油口和负荷敏感泵的出油口均与流量放大阀的压力进油p3口连接；所述ls压力控制阀的液控端、举升阀的举升先导控制端相互连接后经电磁换向阀与先导阀的举升先导输出端连接；所述ls压力控制阀的a油口同时与所述充液阀的x2油口和负荷敏感泵的泵口压力信号接口x12连接,所述ls压力控制阀的b油口与转向器的ls2油口连接,所述ls压力控制阀的c油口与负荷敏感泵的ls1油口连接,所述ls压力控制阀的d油口与液压油箱连接,当所述ls压力控制阀的液控端具有先导压力信号时,a油口与c油口导通,当所述ls压力控制阀的液控端没有先导压力信号时,b油口与c油口导通,a油口截止；当举升油缸接近举升行程终点位置时，所述电磁换向阀处于截止位置；负荷敏感泵的泵口压力信号接口具有压力输出时所述液控开关阀处于截止位；所述流量放大阀的富余流量出油口与所述举升阀的进油口连接。所述电磁换向阀具有进油口、出油口、回油口，进油口与先导阀的举升先导输出端连接，出油口同时与第二液控开关阀的液控端油口、ls压力控制阀的液控端、举升阀的举升先导控制端同时连接，回油口与液压油箱连接，所述电磁换向阀处于截止位时，出油口与回油口导通。进一步地，还包括先导油源阀，所述先导油源阀的进油口与充液阀的xp油口连接，先导油源阀的出油口与先导阀的进油口连接。
本发明与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)充液阀为集成阀组，它控制着转向蓄能器充液状态，当蓄能器的压力低于设定下限值时，定量泵自动给蓄能器充液，当蓄能器压力达到设定上限值后，自动切断对蓄能器的充液。
(2)转向系统是负载敏感系统，蓄能器的功能一方面是给制动系统供油，另一方面是作为紧急油源供给转向系统，若负荷敏感泵出故障无法向转向系统供油，蓄能器的油液将自动供给转向系统。蓄能器同时供油给制动系统，可以去掉制动蓄能器，降低成本及降低系统复杂程度。
(3)负载敏感泵在行车工况时转向泵的流量与转向系统的需求所匹配；在举升工况时，负载敏感泵以最大排量供给举升系统。
(4)采用电液结合的方式来降低举升油缸行程终点的冲击，当举升油缸达到规定行程后，负载敏感泵马上切断供油给举升系统的油液，然后举升阀杆回中位，最后举升泵的油液停止供油给举升油缸，在举升油缸的终点有一个缓冲的时间，降低冲击。
附图说明
图1是本发明矿用自卸车液压系统的原理图。
图2是充液阀的原理图。
图3是第二液控开关阀的原理图。
图中零部件名称及序号：
定量泵1、负荷敏感泵2、第二液控开关阀3、ls压力控制阀4、充液阀5、液压油箱6、蓄能器7、转向器8、流量放大阀9、转向油缸10、先导油源阀11、电磁换向阀12、先导阀13、举升油缸14、平衡阀15、举升阀16、制动系统17。
充液开关阀51、卸荷阀52、手动开关阀53、溢流阀54、电磁开关阀55、第一单向阀56、液控开关阀57、第二单向阀58。
液控换向阀31、插装开关阀32。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
本实施例中矿用自卸车液压系统的原理图如图1所示，包括液压制动系统17、液压转向控制机构和与其连接的转向油缸10、液压举升控制机构和与其连接的举升油缸14、负荷敏感泵2、定量泵1、蓄能器7、液压油箱6、充液阀5、ls压力控制阀4、第二液控开关阀3和电磁换向阀12、先导油源阀11。定量泵1为齿轮泵。定量泵1进油口s2和负荷敏感泵2的进油口s1均与液压油箱连接。
液压转向控制机构包括与转向油缸10连接的流量放大阀9和与流量放大阀9连接的转向器8。
液压举升控制机构包括与举升油缸14连接的举升阀16和与举升阀16连接的先导阀13，在举升阀16与举升油缸14之间设置有平衡阀15。
充液阀5是一种集成阀，其原理如图2所示，其具有用于与外部油路连接的xp油口、c油口、d油口、e油口、f油口、回油口t1、x2油口，并包含有第一单向阀56、第二单向阀58、充液开关阀51、卸荷阀52、溢流阀54、液控开关阀57、电磁开关阀55和手动开关阀53。
第二单向阀58的进油端与d油口连接，第一单向阀56的出油端与f油口连接；第一单向阀56的进油端和xp油口均与第二单向阀58的出油端连接。
液控开关阀57连接在c油口与第二单向阀58的出油端之间，液控开关阀57的液控端与x2油口连接。当x2油口的压力大于液控开关阀57的弹簧腔的压力，液控开关阀57处于截止状态，当x2油口的压力小于液控开关阀的弹簧腔的压力时，液控开关阀57处于导通状态。
充液开关阀51的进油端和控制端均与d油口连接，充液开关阀51的弹簧腔经阻尼孔与充液开关阀51的进油端连接，充液开关阀51的出油端与e油口连接。
卸荷阀52的进油端与充液开关阀51的弹簧腔连接，卸荷阀52的控制端与第二单向阀58的出油端连接，卸荷阀52的出油端与回油口t1连接。
溢流阀54、电磁开关阀55、手动开关阀53三阀并联且连接在xp油口与回油口t1之间。电磁开关阀55和手动开关阀53的作用是在必要时对蓄能器7进行放油泄压，电磁开关阀55和手动开关阀53可以择其一设置或两者都设置，对应实现电控放油或手动放油。溢流阀54的作用是起安全阀的作用，防止蓄能器7中的压力超过设定值。
第二液控开关阀3也是一种集成阀，如图3所示，其具有用于与外部油路连接的液控端油口x5、进油口p8、出油口p9和回油口t5。该第二液控开关阀3包括液控换向阀31和插装开关阀32，液控换向阀31的液控端与液控端油口x5连接，液控换向阀的a油口和插装开关阀32的进油端a均与进油口p8连接，液控换向阀的b油口与回油口t5连接，液控换向阀的c油口与插装开关阀32的液控端c连接，插装开关阀32的出油端b与出油口p9连接；当液控端油口x5具有先导压力信号时，液控换向阀处于左位，其b油口与液控换向阀的c油口导通，液控换向阀的a油口截止，插装开关阀32的进油端a与出油端b导通，实现第二液控开关阀3的进油口p8与出油口p9之间导通。当液控端油口x5没有先导压力信号时，液控换向阀处于右位，其a油口与c油口导通，插装开关阀32的进油端a与出油端b截止，也即第二液控开关阀3的进油口p8与出油口p9之间截止。
如图1所示，电磁换向阀12具有进油口p14、出油口p15、回油口t11，进油口p15与先导阀13的举升先导输出端x6连接，出油口p14同时与第二液控开关阀3的液控端油口x5、ls压力控制阀4的液控端x3、举升阀16的举升先导控制端xa1同时连接，回油口t11与液压油箱6连接，电磁换向阀12处于截止位时，出油口p14与回油口t11导通。电磁换向阀12的导通与截止与举升油缸14的行程相关联，当举升油缸14伸出至举升行程的终点位置时，矿用自卸车的控制系统检测到该信号后使电磁换向阀12处于截止位，否则处于导通位。
ls压力控制阀4是两位四通阀，其四个油口分别是a油口、b油口、c油口和d油口。其中ls压力控制阀4的a油口同时与充液阀5的x2油口和负荷敏感泵2的泵口压力信号接口x12连接,ls压力控制阀4的b油口与转向器8的ls2油口连接,ls压力控制阀4的c油口与负荷敏感泵2的ls1油口连接,ls压力控制阀4的d油口与液压油箱6连接,当ls压力控制阀4的液控端x3具有先导压力信号时,ls压力控制阀4的a油口与c油口导通,b油口与d油口导通，负荷敏感泵2的泵口压力信号接口x12将负荷敏感泵2的泵口压力信号传递至负荷敏感泵2的ls1油口，使负荷敏感泵成为一个定量泵，其以最大排量向外供油(向液压举升系统供油)。当ls压力控制阀4的液控端x3没有先导压力信号时,其b油口与c油口导通,a油口截止，转向器8的ls2油口的负载压力信号通过ls压力控制阀4传递至负荷敏感泵2的ls1油口，负荷敏感泵2根据负载压力的大小输出对应的流量向液压转向系统供油。
如图1所示，充液阀5的回油口t1与液压油箱6连接，f油口与液压制动系统17的制动压力油进油端连接，向制动系统17供油，e油口与举升阀16的压力进油口p4连接，d油口与定量泵1的出油口p2连接，c油口和负荷敏感泵2的出油口p1均与流量放大阀9的压力进油口p3连接。xp油口引出xp1油口、xp2油口、xp3油口、xp4油口和x1油口等五个分支接口，其中xp1油口和xp2油口对应连接两个蓄能器7，xp3油口连接压力开关，xp4油口连接压力表。
流量放大阀9的富余流量出油口p13与举升阀16的进油口p4连接。先导油源阀11的进油口p5与充液阀5的xp油口的分支接口x1油口连接，先导油源阀11的出油口p6与先导阀13的进油口p7连接，也即先导阀13由蓄能器7及定量泵提供压力油源。
第二液控开关阀3的进油口p8与负荷敏感泵2的出油口p1连接，第二液控开关阀3的出油口p9与举升阀16的压力进油口p4连接，第二液控开关阀3的液控端油口x5与电磁换向阀12出油口p14连接，回油口t5与液压油箱6连接。
在本实施中，当各部件正常工作时，定量泵的出油口p2向充油阀5的d油口供油，负荷敏感泵2的泵口压力信号接口x12输出的压力信号使得液控开关阀57处于截止位。若蓄能器7内的压力低于预定值(低于卸荷阀52的开启压力)时，充液开关阀51的弹簧腔和控制端的压力相等，充液开关阀51处于关闭状态，定量泵1输出的高压油通过第二单向阀58和xp1油口和xp2油口向蓄能器7充液，以便存储能量，实现向制动系统和先导阀供油和应急转向时向液压转向系统供油。当蓄能器7的压力高于预定值(高于卸荷阀52的开启压力)，卸荷阀52开启，充液开关阀51的弹簧腔内的液压油经卸荷阀52流向液压油箱6，使得充液开关阀51的弹簧腔内压力小于控制端压力，充液开关阀51开启，定量泵1输出的液压油经充液阀5的d油口、充液开关阀51、e油口流向举升阀16，通过举升阀16的中位卸荷或用于举升油缸14的举升动作。
当矿用自卸车进行转向动作时，此时液压举升系统不工作，先导阀13的举升先导输出端x6没有先导压力输出，ls压力控制阀4处于左位，其b油口与c油口导通，转向器8的ls2油口的负载压力信号经ls压力控制阀4传递至负荷敏感泵2的ls1油口，负荷敏感泵2则依据转向器8的负载压力信号输出相应的流量从流量放大阀9的压力进油口p3向液压转向系统供油，转向富余的流量则从流量放大阀9的富余流量出油口p13流向举升阀16，从举升阀16的中位流向液压油箱6。
当矿用自卸车进行举升动作时，此时没有转向动作，先导阀13的举升先导输出端x6输出先导压力。先导阀的举升先导输出端x6输出的先导压力作用在第二液控开关阀3的液控端油口x5上使第二液控开关阀3的进油口p8和出油口p9导通；先导阀13的举升先导输出端x6输出的先导压力作用在ls压力控制阀4的控制端，使ls压力控制阀4处于右位，其a油口与c油口导通，负荷敏感泵2的泵口压力信号接口x12输出的压力通过ls压力控制阀4传递到负荷敏感泵2的ls1油口，使得负荷敏感泵2工作于定量泵且按照其排量最大值输出液压油；先导阀13的举升先导输出端x6输出的先导压力作用于举升阀16的举升先导控制端xa1使举升油缸14进行举升动作。负荷敏感泵2以最大的排量输出的液压油大部分经第二液控开关阀3，少部分经流量放大阀9中的优先阀和富余流量出油口p13，两路油路合流后流向举升阀16，定量泵1输出的液压油经充液阀5的d油口、e油口与负荷敏感泵2输出的液压油合流后也向举升阀16供油，使得举升油缸14快速举升。当举升油缸14伸出至其举升行程的终点位置时，电磁换向阀12的电磁铁接受到举升油缸14设定的位移信号得电，电磁换向阀12换向到右位，其出油口p14和回油口t11连通并与液压油箱6连接，第二液控开关阀3截断负荷敏感泵2供给举升阀16的油液，然后举升阀16的阀杆回中位，最后定量泵1的油液停止供油给举升油缸14，在举升油缸14的终点有一个缓冲的时间，降低冲击。
当矿用自卸车出现动力故障时，例如发动机故障停机，此时定量泵1和负荷敏感泵2都不能输出液压油，负荷敏感泵2的泵口压力信号接口x12的压力为零，液控开关阀57处于左位，蓄能器7中的液压油通过液控开关阀57、c油口向液压转向系统供油，通过第一单向阀56、f油口向制动系统17供油，从而实现紧急情况下的液压转向和制动系统供油。
在上述实施方案中，在进行举升作业时，负荷敏感泵2输出的液压油通过第二液控开关阀3和流量放大阀9的富余流量出油口p13两路油路向举升阀16供油。在具体实施时，可以根据矿用自卸车液压系统中设计要求，可以只设计一路油路，即舍去第二液控开关阀3，举升时负荷敏感泵2输出的液压油经流量放大阀9的富余流量出油口p13流向举升阀。也可以舍去流量放大阀的富余流量出油口p13至举升阀16的油路设计，举升时负荷敏感泵2输出的液压油只经第二液控开关阀3流向举升阀16。