用于作业机械的液压系统及作业机械的制作方法

本实用新型涉及一种用于作业机械的液压系统及具有该液压系统的作业机械。

背景技术：

机器(作业机械)，例如轮式装载机、公路汽车和越野汽车、自动平地机以及其它重型建筑机器和采矿机器用于执行许多作业。为了有效地执行这些作业，这些机器上设置有发动机以通过变速器向一个或多个地面接合装置提供动力。此外，为了耗散发动机运行所产生的热，设置有包含有冷却用风扇的风扇系统。为了控制机器以不同的速度进行作业，设置有制动系统。而为了驱动和控制风扇系统和制动系统，机器上一般设置有制动风扇液压系统。

目前，国内制动风扇液压系统大多使用定量齿轮泵与阀控系统供油，因此，并不能根据负载情况工作，例如，在环境温度无需风扇最高转速的情况下，也只能根据最大压力进行供油，当实际情况不需要较大压力时，多余的油液通过溢流阀溢流回油箱，造成能量浪费以及油温升高。

本实用新型旨在克服上述问题中的一个或多个。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于作业机械的液压系统，其使得能够根据液压系统的工作环境温度调节供油压力，有效提高作业机械的能量效率，避免能量的浪费。

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于作业机械的液压系统，包括：

构造用于对来自油箱的流体加压的泵送装置；

构造用于给制动蓄能器供给液压流体的制动液压子系统；

构造用于驱动冷却用风扇运行的风扇液压子系统；

其特征在于：在泵送装置的输出端与制动液压子系统和风扇液压子系统之间连接有压力控制阀，压力控制阀的控制端与控制器通过信号线路连接，控制器经由压力控制阀对泵送装置的输出压力进行控制以满足制动液压子系统和风扇液压子系统的供液压力需求。

有利地，所述压力控制包括电磁换向阀和若干在电磁换向阀的不同位置与电磁换向阀形成连接的具有不同溢流压力的溢流阀。

有利地，所述液压系统包括冷启动旁通阀，冷启动旁通阀的控制端与控制器连接，冷启动旁通阀的输入端与泵送装置的输出端连接，冷启动旁通阀的输出端与油箱连接，其中，当冷启动旁通阀得电时，冷启动旁通阀的输入端和输出端流体连通。

有利地，所述液压系统包括辅助执行机构液压子系统，该辅助执行机构液压子系统具有电磁开关阀组，所述电磁开关阀组的输入端与泵送装置的输出端连接。有利地，所述电磁开关阀组的电磁开关阀的输出端连接有减压阀。

有利地，所述泵送装置为斜盘式变量柱塞泵。

有利地，所述制动液压子系统包括输入端与泵送装置输出端连接的电磁阀以及与电磁阀的输出端连接的充液阀，该电磁阀的控制端与控制器连接以由控制器根据制动蓄能器的状态控制电磁阀的打开或关闭。

有利地，所述风扇液压子系统包括输入端与泵送装置输出端连接的电磁阀以及与电磁阀的输出端连接的风扇马达组件，电磁阀的控制端与控制器连接。

有利地，所述风扇液压子系统包括用于控制风扇转速的速度控制阀和用于控制风扇旋转方向的电磁换向阀。

根据本实用新型的另一方面，提供一种作业机械，其具有上述的液压系统。

有利地，所述作业机械为装载机。

根据本实用新型的液压系统使用冷启动旁通阀、压力控制阀和控制器将泵送装置的供给压力分段分层，自动根据外界温度情况做出压力切换，根据不同环境温度，按照实际的供油需求，调整供油压力，同时，利用电磁开关阀组将最低压力的供油用于其它辅助执行机构的操作，节省发动机的功耗。

附图说明

参考附图描述本实用新型的示例性实施例，其中：

图1是根据本实用新型的冷却充液液压系统的结构示意图。

附图仅是示意性的，而且并不一定按比例绘制，此外它们仅示出为了阐明本实用新型而必需的那些部分，其他部分被省略或仅仅提及。即，除附图中所示出的部件外，本实用新型还可以包括其他部件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。

图1示出用于作业机械的液压系统1。根据本实用新型的作业机械可以是执行与诸如采矿、建筑、耕作、运输之类的行业或其它现有技术中公知的行业有关的某些作业的移动式机械。例如，作业机械可以是土方机械，例如轮式装载机、越野货车、自动平地机，或任何其它土方机械。作业机械也可以是船舶、客运车辆或任何其它合适的作业执行机械。

如图1所示，根据本实用新型的液压系统1包括构造用于给制动机构供给液压流体(例如，液压油)的制动液压子系统7和构造用于驱动冷却用风扇运行的风扇液压子系统11。优选地，液压系统1包括构造用于给辅助执行机构供给液压流体的辅助执行机构液压子系统12。

制动液压子系统7、风扇液压子系统11以及辅助执行机构液压子系统12这三个液压子系统共享一个泵送装置1a(例如，在图示实施例中为斜盘式柱塞泵)。泵送装置1a将油箱中的液压流体加压泵送到制动液压子系统、风扇液压子系统和/或辅助执行机构液压子系统。泵送装置1a包括具有负载敏感阀ls和压力切断阀vcutoff的工况控制液压组件。从泵送装置的输出端处引出第一液压流路h1，从泵送装置1a的负载反馈口引出的第二液压流路h2经由包含负载敏感阀ls和压力切断阀vcutoff的工况控制液压组件与第一液压流路h1连接。当负载敏感阀ls起作用时，第一液压流路h1和第二液压流路h2之间具有压差pls。当负载敏感阀ls不起作用时，压力切断阀vcutoff起作用，第一液压流路和第二液压流路的液压压力都为pcutoff。第一液压流路h1通过分支流路h1a,h1b分别与制动液压子系统7和风扇液压子系统11连接，第二液压流路h2与辅助执行机构液压子系统12连接。

如图1所示，液压系统1还包括压力控制阀2，该压力控制阀2的输入端与泵送装置的输出端(图示实施例中为第二液压流路h2)连接。在图示实施例中，压力控制阀2构造成包括电磁换向阀和若干具有不同溢流压力的溢流阀。当压力控制阀处于中位时，泵送装置1a的控制端(亦即负载反馈口)连接溢流压力为p1的第一溢流阀，此时，泵送装置1a的第一液压流路h1中的液压压力为p1+pls，第二液压流路h2中的液压压力为p1。当压力控制阀2处于左位时，泵送装置1a的控制端连接溢流压力为p2的第二溢流阀，泵送装置1a的第一液压流路h1中的液压压力为p2+pls，第二液压流路h2中的液压压力为p2。当压力控制阀处于右位时，泵送装置1a的控制端既没有连接第一溢流阀也没有连接第二溢流阀，泵送装置1a的第一液压流路h1和第二液压流路h2中的液压压力都为pcutoff。

根据本实用新型的液压系统1还包括构造用于控制各个液压子系统的控制器6。在所示实施例中，控制器为ecm控制模块。

压力控制阀2的左控制端和右控制端分别通过信号线路s1和s2与ecm控制模块连接，由此，通过信号线路s1和s2的得电情况来控制泵送装置1a在不同压力范围内输出。

在本文中，术语“连接”指的是信号连接或流体连接。

辅助执行机构液压子系统12包括由电磁开关阀4和电磁开关阀5组成的电磁开关阀组。虽然图中示出的实施例中辅助执行机构液压子系统12包括两个电磁开关阀，但是本领域技术人员可根据实际需要删减或增添电磁开关阀的数量。电磁开关阀组设置在从第二液压流路h2引出的分支流路上，用于与辅助执行机构(例如穿轴油缸，铲刀、辅助功能蓄能器或者其他液压执行元件等)相连，由此能够便于进行诸如铲刀的拆卸等操作。电磁开关阀4、5的控制端分别通过信号线路s3和s4与ecm控制模块连接，由此使得ecm控制模块能够控制电磁开关阀4、5的打开或关闭。对于电磁开关阀4，5来说，可以搭配不同的执行结构并组合不同的减压阀，实现不同的执行功能。

液压系统1包括设置在第一液压流路h1中的位于制动液压子系统7和风扇液压子系统11上游的冷启动旁通阀3。在图示实施例中，冷启动旁通阀3为二位二通电磁阀。冷启动旁通阀3的输入端与第一液压流路h1连接，输出端与油箱连接。冷启动旁通阀3的控制端通过信号线路s10与ecm控制模块连接。该冷启动旁通阀构造用于当液压流体的温度较低时ecm控制模块经由信号线路s10发送电信号至冷启动旁通阀3，冷启动旁通阀3打开，来自泵送装置1a的液压流体通过冷启动旁通阀3直接回到油箱。

制动液压子系统7包括电磁阀71和与电磁阀71的输出端连接的充液阀72。电磁阀71的输入端与第一液压流路h1连接。电磁阀71经由信号线路s8与ecm控制模块连接。当信号线路s8失电时，电磁阀71打开，液压流体流入充液阀72对制动蓄能器(未示出)进行充液。当信号线路s8得电时，电磁阀71关闭，制动蓄能器不再充液。

风扇液压子系统11包括输入端与第一液压流路h1连接的电磁阀81、输入端与电磁阀81的输出端连接的速度控制阀10、与速度控制阀10并行连接的电磁换向阀9以及与电磁换向阀9的输出端连接的风扇马达组件8。电磁阀81的控制端通过信号线路s11与ecm控制模块连接。速度控制阀10的控制端通过信号线路s9与ecm控制模块连接，电磁换向阀9的控制端通过信号线路s7与ecm控制模块连接。

此外，液压系统1还包括设置在第一液压流路h1中的压力传感器ps和温度传感器ts，其分别经由信号线路s5和s12与ecm控制模块连接，由此，便于ecm控制模块接收第一液压流路h1(即自泵送装置输出的液压流体)的压力和温度。

液压系统1还包括设置用于监测制动蓄能器输入端的压力的压力传感器，该压力传感器经由信号线路s6与ecm控制模块连接。

此外，液压系统1还包括与电磁阀71和电磁阀81的输出端连接的安全阀。

在图示实施例中，压力p1+pls<p2+pls<pcutoff。本领域技术人员可根据实际需要将压力控制阀2设置成包括更多个具有不同溢流压力的溢流阀，因此，可将泵送装置的输出压力分成更多级。此外，虽然图中示出压力控制阀的输入端与泵送装置的负载反馈口(即第二液压流路h2)连接，但是，本领域技术人员容易想到，压力控制阀的输入端可直接与第一液压流路h1连接，用以直接控制第一液压流路的压力。

为便于理解，下面结合图1，说明本实用新型的液压系统的工作原理：

当外界温度较低时，液压流体温度较低，ecm控制模块根据设置在第一液压流路h1上的温度传感器发送的数据信号控制用于冷启动旁通阀3的信号线路s10使其得电，致使冷启动旁通阀3打开，自泵送装置1a输出的液压油流体经第一液压流路h1并通过冷启动旁通阀3直接流回油箱。

当液压流体温度升高并达到液压流体正常工作温度后，ecm控制模块根据通过信号线路s12采集的温度数据控制信号线路s10使其失电，因此，冷启动旁通阀3关闭。压力控制阀2位于中位。ecm控制模块使信号线路s8失电，电磁阀71打开，泵送装置1a以p1+pls压力的液压流体向制动蓄能器充液。这时，电磁开关阀4，5对应的辅助执行机构如果有需求动作，ecm控制模块控制信号线路s3，s4使其得电，致使电磁开关阀4，5打开输送相应压力的液压流体用以进行相应的操作。在制动蓄能器充液的过程中，信号线路s6采集制动蓄能器的输入端压力。当制动蓄能器压力达到pcutout压力时，ecm控制模块接收到来自信号线路s6的压力信号，控制信号线路s8使其得电，电磁阀71断开，并且用于电磁阀81的信号线路s11得电，电磁阀81打开，泵送装置1a开始以p1+pls压力的液压流体向风扇马达组件8供油。

当液压流体温度继续升高，此时需要更高的风扇转速，即供油压力p1+pls已不能满足冷却风量的要求，此时，ecm控制模块做出响应反馈，控制用于压力控制阀2的信号线路s1使其得电，使得压力控制阀2切换到左位，因而使得泵送装置以p2+pls压力向风扇马达组件供油，用于电磁阀71的信号线路s8维持在得电状态(即电磁阀71断开)，用于电磁阀81的信号线路s11维持在得电状态(即电磁阀81打开)，ecm控制模块经过计算可以得到信号线路s9的控制信号与待冷却部件的相关温度信号之间的关系，并依此对速度控制阀10进行控制给出调节比例，由此控制输入风扇马达组件的液压流体流量以及因此风扇转速。当需要进行风扇换向动作时，ecm控制模块控制信号线路s7使其得电，由此将电磁换向阀9切换到另一状态，即调换风扇马达的输入端和输出端，使得风扇反向。

当p2+pls压力下的液压流体获得的风扇转速仍不能满足冷却系统的冷却需求时，ecm控制模块控制信号线路s2使其得电，致使压力控制阀2切换至右位，使得泵送装置以pcutoff压力向风扇液压子系统11供应液压流体。ecm控制模块经过计算获得信号线路s9的控制信号与待冷却部件的相关温度信号之间的关系并依此对速度控制阀10进行控制给出调节比例，由此控制输入风扇马达组件的液压流体流量以及因此风扇转速。

因此，根据本实用新型的液压系统通过压力控制阀2的设置以及ecm控制模块的设置使得泵送装置能够根据实际环境温度给执行机构、制动蓄能器和风扇马达组件提供不同压力的液压流体，从而达到节能的效果。此外，当液压流体的温度较低时，液压流体通过冷启动旁通阀3直接回到油箱，油不会进入油冷却器，当液压流体热起来之后，液压系统根据环境温度和油液实际温度，实时调整泵送装置的输出压力以及供给风扇马达组件的液压流体流量，以达到供需平衡，因而节省发动机功耗。

以上的示意性实施例已经对本实用新型做出了清楚、完整的说明，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，通过对所公开的技术方案的修改可以设想各种其它的实施例。这些实施例应当被理解成落在本实用新型的基于权利要求和其任何等同技术方案所确定的范围之内。