防吸空液控系统及作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种防吸空液控系统及作业机械。


背景技术：

2.当前，工程机械广泛应用于建筑、交通、采矿业和水利工程等行业。液压挖掘机作为一种重要的建筑施工和矿用设备，在工程建设和矿石开采领域起到十分重要的作用。
3.现有的挖掘机在斗杆卸料的过程中，作为液压执行元件的斗杆油缸常常会出现吸空的现象。为了解决液压执行元件的吸空问题，常规的做法是，向液压执行元件处于吸空侧的工作油腔补充液压油，或者增加液压执行元件的背压腔的背压。但是，如果背压腔增加的背压过高，则会影响液压执行元件的作业能力；如果背压腔的背压过小，则液压执行元件起不到防吸空的效果。相关技术中，也有通过改变换向阀的回油量，来控制建立液压执行元件的背压，但是，这种控制方式并不能很好地改善液压执行元件的吸空现象，还会影响到对液压执行元件的换向控制。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种防吸空液控系统及作业机械，用以解决当前难以有效地改善液压执行元件在工作中出现的吸空的问题。
5.本实用新型提供一种防吸空液控系统，包括第一油路与第二油路，所述第一油路的一端用于与液压执行元件的第一油腔连通，所述第二油路的一端用于与所述液压执行元件的第二油腔连通；还包括：调压阀与第一单向阀；所述调压阀的阀杆的一端设有液控端，所述阀杆的另一端设有弹力端；所述调压阀的油路通道设于所述第一油路与所述第二油路当中的至少一者，所述第一单向阀并联于所述调压阀的油路通道的两端；在所述调压阀的油路通道设于所述第一油路的情况下，所述调压阀的液控端与所述第二油腔连通；在所述调压阀的油路通道设于所述第二油路的情况下，所述调压阀的液控端与所述第一油腔连通。
6.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，还包括：液压换向阀；所述第一油路的另一端及所述第二油路的另一端当中的一者与所述液压换向阀的第一工作油口连通；所述第一油路的另一端及所述第二油路的另一端当中的另一者与所述液压换向阀的第二工作油口连通。
7.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，还包括：油箱与第一液泵；所述第一液泵的第一端与所述油箱连通，所述第一液泵的第二端与所述液压换向阀的进油口连通，所述液压换向阀的回油口与所述油箱连通。
8.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，还包括：第二单向阀；所述第二单向阀设于所述第一液泵的第二端至所述液压换向阀的进油口之间的油路上。
9.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，还包括：先导油路；所述先导油路包括第二液泵与先导控制阀；所述第二液泵的第一端与所述油箱连通，所述第二液泵的第二
端与所述先导控制阀的第一端连通；所述先导控制阀的第二端与所述液压换向阀的第一先导端连通，所述先导控制阀的第三端与所述液压换向阀的第二先导端连通；其中，所述先导控制阀具有第一导通状态与第二导通状态；在所述第一导通状态，所述先导控制阀的第一端与第二端导通；在所述第二导通状态，所述先导控制阀的第一端与第三端导通。
10.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，还包括：第一溢流阀；所述第一溢流阀设于所述第一液泵的第二端与所述油箱之间；和/或，还包括：第二溢流阀；所述第二溢流阀设于所述第二液泵的第二端与所述油箱之间。
11.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，还包括：旋转驱动机构；所述第一液泵与所述第二液泵共同与所述旋转驱动机构连接。
12.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，所述液压换向阀为二位四通换向阀，所述调压阀为二位二通换向阀。
13.根据本实用新型提供的一种防吸空液控系统，所述液压执行元件为液压泵、液压马达及液压油缸当中的任一种。
14.本实用新型还提供一种作业机械，包括如上所述的防吸空液控系统，或者如上所述的挖掘机斗杆油缸防吸空装置。
15.本实用新型提供的一种防吸空液控系统及作业机械，通过设置调压阀及第一单向阀，在对液压执行元件进行换向控制时，可根据液压执行元件的进油侧的油腔的油压，通过调压阀自动调节液压执行元件的回油侧的油腔的回油量，以对回油侧的油腔的压力进行按需动态自动调节，既避免因回油侧的背压过大造成能量损失，又可有效地防止进油侧出现吸空的问题。在将本实用新型所示的防吸空液控系统应用于挖掘机时，可实现对挖掘机的挖掘与卸料动作的防吸空控制。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型提供的防吸空液控系统的结构示意图之一；
18.图2是本实用新型提供的防吸空液控系统的结构示意图之二；
19.图3是本实用新型提供的防吸空液控系统的结构示意图之三；
20.图4是本实用新型提供的挖掘机进行卸料作业的结构示意图；
21.附图标记：
22.1：油箱；
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2：第一液泵；
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3：第二单向阀；
23.4：液压换向阀；
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5：调压阀；
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6：第一单向阀；
24.7：液压执行元件；
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8：第二液泵；
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9：先导控制阀；
25.10：第一溢流阀；
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11：第二溢流阀；
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12：旋转驱动机构；
26.13：底盘；
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14：臂架；
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15：斗杆油缸；
27.16：挖斗；
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100：第一油路；
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200：第二油路；
28.51：第一调压阀；
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52：第二调压阀。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.下面结合图1至图4描述本实用新型的一种防吸空液控系统及作业机械。
31.如图1至图3所示，本实施例提供一种防吸空液控系统，包括：第一油路100与第二油路200，第一油路100的一端与液压执行元件7的第一油腔连通，第二油路200的一端与液压执行元件7的第二油腔连通。
32.进一步地，本实施例所示的系统还设有调压阀5与第一单向阀6。本实施例所示的调压阀5设有液控端与弹力端，调压阀5的阀杆的一端设有液控端，阀杆的另一端设有弹力端；所述阀杆依据所述液控端的油压与所述弹力端的弹力，实时对调压阀5的油路通道进行动态开度调节，也即，阀杆在调压阀5的阀杆腔的位置是依据液控端的油压与弹力端的弹力确定的，调压阀5根据阀杆在阀杆腔的位置，对调压阀的油路通道的开度进行调节。
33.具体而言，在液控端的油压较小时，弹力端的弹力也相应地较小，阀杆可在液控端的油压与弹力端的弹力的共同作用下，保持第一平衡状态，例如：在阀杆处于调压阀5的右工位的情况下，调压阀5的油路通道维持第一开度。相应地，在液控端的油压较大时，阀杆将在油压的作用下向左移动，这使得弹力端的弹力逐渐增大，直至阀杆在液控端的油压与弹力端的弹力的共同作用下，达到第二平衡状态，例如：在阀杆处于调压阀5的左工位的情况下，调压阀5的油路通道维持第二开度，调压阀5的第二开度大于调压阀5的第一开度。
34.其中，本实施例所示的调压阀5的油路通道设于第一油路100与第二油路200当中的至少一者，第一单向阀6并联于调压阀5的油路通道的两端；在调压阀5的油路通道设于第一油路100的情况下，调压阀5的液控端与第二油腔连通；在调压阀5的油路通道设于第二油路200的情况下，调压阀5的液控端与第一油腔连通。
35.具体地，本实施例通过设置调压阀及第一单向阀，在对液压执行元件进行换向控制时，可根据液压执行元件的进油侧的油腔的油压，通过调压阀自动调节液压执行元件的回油侧的油腔的回油量，以对回油侧的油腔的压力进行按需动态自动调节，既避免因回油侧的背压过大造成能量损失，又可有效地防止进油侧出现吸空的问题。
36.在此应指出的是，本实施例所示的液压换向阀4为二位四通换向阀，调压阀5为二位二通换向阀。本实施例所示的液压执行元件7为液压泵、液压马达及液压油缸当中的任一种，对此不做具体限定。
37.如图1所示，在将本实施例所示的系统应用于挖掘机时，本实施例所示的液压执行元件7为斗杆油缸。本实施例所示的第一油路100的一端与斗杆油缸的有杆腔连通，第二油路200的一端与斗杆油缸的无杆腔连通。调压阀5的油路通道设于第二油路200上。第一单向阀6并联于调压阀5的油路通道的两端。调压阀5的液控端与斗杆油缸的有杆腔连通。
38.在挖掘机准备卸料时，在挖斗重力作用下，斗杆油缸的活塞杆会朝向斗杆油缸的无杆腔的一侧移动，本实施例基于调压阀5的设计，可根据斗杆油缸的有杆腔的油压，适应性地调控斗杆油缸的无杆腔的油压，以实现对挖掘机的卸料动作的防吸空控制。其中，本实
施例在通过第一单向阀6向斗杆油缸的无杆腔进油时，可直接通过第一油路100回油，此时斗杆油缸的回油不受调压阀5的开度影响。
39.如图4所示，本实施例所示的挖掘机包括底盘13、臂架14、斗杆油缸15及挖斗16，斗杆油缸15与挖斗16设于臂架14上，并由斗杆油缸15驱动挖斗16实施挖掘动作。
40.在挖掘机处于图4所示的状态时，挖掘机的斗杆受重力的作用会向下运动，这使得图1所示的斗杆油缸15的活塞杆受到向右的作用力。由于重力对斗杆油缸15的活塞杆施加的力较大，在斗杆油缸15的有杆腔会产生的较大的负压，此时有杆腔的压力很低，则调压阀5的液控端的压力很低，调压阀5的阀杆在弹力端的弹簧作用下位于最右工位。调压阀5在其阀杆处于右工位的情况下，调压阀5的油路的开度(开口量)较小，这将导致斗杆油缸15的无杆腔的回油量减小，无杆腔将产生较大的背压。
41.在挖掘机的斗杆围绕铰接点摆动的过程中，重力对斗杆油缸15的活塞杆施加的作用力将越来越小。在此过程中，斗杆油缸15的有杆腔的油压从小到大逐渐增加，调压阀5的液控端的压力也逐渐升高。在此压力作用下，调压阀5的阀杆将从最右位逐渐向最左位移动，调压阀5的阀杆的移动量受有杆腔的油压的大小控制，且移动量与有杆腔的油压的大小成正比。此时，斗杆油缸15的无杆腔的体积逐渐减小。在整个运动过程中，斗杆油缸15的有杆腔的压力受斗杆油缸15的无杆腔的背压的影响，斗杆油缸15不会发生吸空的现象。在此，通过合理的设计，可以确保斗杆油缸15的有杆腔与无杆腔的压力达到动态平衡，并使得斗杆油缸15的有杆腔的压力维持在一个恒定值。当调压阀5的阀杆的位移量与油路的开口面积一定的条件下，此压力值大小与调压阀5的弹力端的弹簧的预紧力调定值有关。
42.在上述过程中，由于斗杆油缸15的无杆腔的压力受调压阀5的阀杆的位置的影响，而调压阀5的阀杆的位置又受斗杆油缸15的有杆腔的油压的大小控制，则斗杆油缸15的背压大小只取决于斗杆油缸15的有杆腔的油压大小，其与液压系统回油侧回油的流量大小无关，即与发动机的转速无关。也即，挖掘机在斗杆卸料过程中，在任何档位下都可以保证斗杆油缸15的有杆腔的压力，以达到挖掘卸料作业中对斗杆油缸15进行防吸空控制的目的。
43.在挖掘机进行挖掘时，本实施例可通过先导控制阀9控制液压换向阀4的换向阀杆向左移动，此时，第一液泵2在发动机的带动下输出压力油，通过第二单向阀3和液压换向阀4后，再通过第一单向阀6进入斗杆油缸15的无杆腔。斗杆油缸15的有杆腔内的液压油则通过液压换向阀4回流至油箱1。在此过程中，第一单向阀6直接绕开了调压阀5的油路，即在此状态下，斗杆油缸15的进油油路的导通状态不受斗杆油缸15的有杆腔内的油压及调压阀5的开度的影响。
44.如图2所示，在将本实施例所示的系统应用于挖掘机时，本实施例所示的液压执行元件7为斗杆油缸。本实施例所示的第一油路100的一端与斗杆油缸的有杆腔连通，第二油路200的一端与斗杆油缸的无杆腔连通。调压阀5的油路通道设于第一油路100上。第一单向阀6并联于调压阀5的油路通道的两端。调压阀5的液控端与斗杆油缸的无杆腔连通。
45.在挖掘机进行挖掘作业时，斗杆油缸的活塞杆会朝向斗杆油缸的有杆腔的一侧移动，本实施例基于调压阀5的设计，可根据斗杆油缸的无杆腔的油压，适应性地调控斗杆油缸的有杆腔的油压，以实现对挖掘机的挖掘动作的防吸空控制。其中，本实施例在通过第一单向阀6向斗杆油缸的有杆腔进油时，可直接通过第二油路200回油，此时斗杆油缸的回油不受调压阀5的开度影响。
46.如图3所示，在将本实施例所示的系统应用于挖掘机时，本实施例所示的液压执行元件7为斗杆油缸。本实施例所示的第一油路100的一端与斗杆油缸的有杆腔连通，第二油路200的一端与斗杆油缸的无杆腔连通。与此同时，本实施例所示的调压阀5设有两个，分别为第一调压阀51与第二调压阀52。第一调压阀51的油路通道设于第二油路200上。第一单向阀6设有两个，其中一个第一单向阀6并联于第一调压阀51的油路通道的两端。第一调压阀51的液控端与斗杆油缸的有杆腔连通。第二调压阀52的油路通道设于第一油路100上。另一个第一单向阀并联于第二调压阀52的油路通道的两端。第二调压阀52的液控端与斗杆油缸的无杆腔连通。在此，结合上述实施例所示的方案可知，本实施例基于第一调压阀51与第二调压阀52的设计，可实现挖掘机的挖掘及卸料的双向防吸空控制。
47.优选地，本实施例还设有油箱1、第一液泵2及液压换向阀4；液压换向阀4的第一工作油口与第一油路100的另一端连通，液压换向阀4的第二工作油口与第二油路200的另一端连通；第一液泵2的第一端与油箱1连通，第一液泵2的第二端与液压换向阀4的进油口连通，液压换向阀4的回油口与油箱1连通。
48.如此，本实施例所示的油箱1中的液压油可在第一液泵2的泵送下，通过液压换向阀4的一个换向油路，输送至液压执行元件7的其中一个油腔，液压执行元件7的另一个油腔内的液压油则通过液压换向阀4的另一个换向油路返回至油箱1。
49.为了便于对液压执行元件7进行定向控制，本实施例还设有第二单向阀3；第二单向阀3设于第一液泵2的第二端至液压换向阀4的进油口之间的油路上。
50.优选地，为了便于对液压换向阀4进行换向控制，本实施例还设有先导油路；先导油路包括第二液泵8与先导控制阀9；第二液泵8的第一端与油箱1连通，第二液泵8的第二端与先导控制阀9的第一端连通；先导控制阀9的第二端与液压换向阀4的第一先导端连通，先导控制阀9的第三端与液压换向阀4的第二先导端连通。
51.具体地，本实施例所示的先导控制阀9具有第一导通状态与第二导通状态，液压换向阀4可采用本领域所公知的abpt油路；在先导控制阀9处于第一导通状态时，先导控制阀9的第一端与第二端导通，可控制液压换向阀4的换向阀杆右移至右工位，以使得液压换向阀4的油口p与油口b导通，油口a与油口t导通；在先导控制阀9处于第二导通状态时，先导控制阀9的第一端与第三端导通，可控制液压换向阀4的换向阀杆左移至左工位，以使得液压换向阀4的油口p与油口a导通，油口b与油口t导通。
52.其中，本实施例所示的先导控制阀9可以为带液控手柄的手动先导阀，也可以为电控先导阀，在此不做具体限定。
53.优选地，为了确保油路中液压油输送的安全与稳定，本实施例还设有第一溢流阀10与第二溢流阀11，第一溢流阀10设于第一液泵2的第二端与油箱1之间；第二溢流阀11设于第二液泵8的第二端与油箱1之间。
54.优选地，为了有效地节约能源，本实施例还设有旋转驱动机构12；第一液泵2与第二液泵8共同与旋转驱动机构12连接。其中，本实施例所示的旋转驱动机构12优选为发动机，本实施例可具体设置发动机的输出端分别与第一液泵2及第二液泵8同轴连接。
55.优选地，本实施例还提供一种作业机械，包括如上所述的防吸空液控系统，或者如上所述的挖掘机斗杆油缸防吸空装置。
56.具体地，由于本实施例所示的作业机械包含了上述实施例的全部技术方案，则至
少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
57.其中，本实施例所示的作业机械可以为本领域所公知的挖掘机、混凝土泵车、成槽机、起重机、消防车等，在此不做具体限定。
58.最后应说明的是：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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。