负载敏感转向液压系统及装载机的制作方法

本发明涉及一种转向液压系统，更具体地说，涉及一种负载敏感转向液压系统及装载机。

背景技术

目前，常见的装载机液压系统有定量液压系统、定变量液压系统、全变量液压系统。因定量液压系统存在较高溢流损失，故高端装载机多采用定变量液压系统或全变量液压系统等节能液压系统，两者的转向液压系统均为负载敏感控制的液压系统。传统的负载敏感控制转向液压系统，负载信号均由转向器直接传递给柱塞泵，负载信号的变化会控制柱塞泵排量的变化，实现柱塞泵按需供油。

在现有的负载敏感转向液压系统中,转向器的负载信号直接传递给柱塞泵会导致机器出现某些问题，例如，方向盘突然快速启动或停止转动时，负载信号瞬间产生剧烈变化，而剧烈变化的负载信号传递给柱塞泵后使其排量也出现剧烈改变，从而造成液压系统的压力波动和冲击，机器的表现即为突然快速启动或停止转向的瞬间，整机晃动剧烈；另如，驾驶员转动方向盘时，转速的变化也会造成转向器输出的负载信号不稳定，波动的负载信号传递给柱塞泵，会造成柱塞泵排量也不稳定，则柱塞泵无法向转向液压系统输出恒定的流量，导致装载机转向过程出现不平顺的现象。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有负载敏感转向液压系统转向过程不平顺的问题，而提供一种负载敏感转向液压系统及装载机,该系统能消除转向负载信号的不稳定而导致柱塞泵排量不稳定的现象,从而避免液压系统转向过程不平顺的问题。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种负载敏感转向液压系统，包括转向油缸、与转向油缸连接的流量放大阀、与流量放大阀连接的转向器、液压油箱、与液压油箱连接并向流量放大阀供油的柱塞泵，其特征在于还包括外控式溢流阀，所述转向器的ls口与所述外控式溢流阀的外控端连接，所述外控式溢流阀的进油口经管路与柱塞泵的ls口连接，所述外控式溢流阀的出油口经管路与液压油箱连接。

在本发明中，外控式溢流阀起到对转向器负载信号复制作用，转向器负载信号不是直接反馈给柱塞泵，而是通过外控式溢流阀将转向器的负载信号经过复制后再传递给柱塞泵。外控式溢流阀可有效削弱甚至消除转向器传递给柱塞泵的负载信号的压力波动或突变，从而解决装载机突然快速启动或停止转向的瞬间整机晃动的问题，且可明显改善整机转向过程中的平顺性，提高装载机转向的舒适性。

进一步地，上述负载敏感转向液压系统中，还包括第一节流阀，所述第一节流阀设置在所述外控式溢流阀的进油口至柱塞泵的ls口之间的管路上。

进一步地，上述负载敏感转向液压系统中，还包括单向阻尼阀，所述单向阻尼阀连接在第一节流阀至柱塞泵的ls口之间的油路上，所述单向阻尼阀中单向阀与阻尼阀并联且所述单向阀朝柱塞泵的ls口的方向单向导通。

进一步地，上述负载敏感转向液压系统中，还包括优先阀、梭阀、工作液压系统，以形成转向液压系统与工作系统的合流液压系统，所述优先阀的进油口与所述柱塞泵的出油口连接，所述优先阀的cf油口与流量放大阀的进油口连接，所述优先阀的ls口经第一节流阀与所述外控式溢流阀的进油口连接；或者经过管路与所述转向器的ls口直接连接；或者经管路与所述外控式溢流阀的进油口连接；所述梭阀连接在第一节流阀至柱塞泵的ls口之间的管路上，所述梭阀的一个进油口与第一节流阀的出油端连接，所述梭阀的出油端与柱塞泵的ls口连接，此时所述单向阻尼阀连接在梭阀的出油端至柱塞泵的ls口之间的油路上。所述优先阀的ef油口与工作液压系统的合流供油口连接，所述梭阀的另一进油端与所述工作液压系统的负载信号输出端连接。

进一步地，上述负载敏感转向液压系统中，还包括第二节流阀，所述第二节流阀设置在所述外控式溢流阀的出油口与液压油箱之间的管路上。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：公开一种装载机，该装载机包含前述的负载敏感转向液压系统。

本发明与现有技术相比，本发明的优点是泵控制管路设置的外控式溢流阀可有效削弱甚至消除转向器传递给泵的负载信号的压力波动或突变，从而解决装载机突然快速启动或停止转向的瞬间整机晃动的问题，且可明显改善整机转向过程中的平顺性，提高装载机转向的舒适性。

附图说明

图1是本发明负载敏感转向液压系统的原理图。

图2是装载机中与工作液压系统合流的负载敏感转向液压系统的原理图。

图中零部件名称及序号：

液压油箱1、柱塞泵2、优先阀3、节流阀4、节流阀5、转向器6、转向油缸7、流量放大阀8、外控式溢流阀9、梭阀10、单向阻尼阀11、工作液压系统12。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

实施例一。

如图1所示，本发明中的负载敏感转向液压系统为独立的转向液压系统，可用于装载机等轮式车辆。在本实施例中，负载敏感转向液压系统由液压油箱1、柱塞泵2、第一节流阀4、第二节流阀5、转向器6、转向油缸7、流量放大阀8、外控式溢流阀9、单向阻尼阀11等元件组成。柱塞泵2的s口与液压油箱1相连，柱塞泵2的b口与流量放大阀8的进油口p口相连，流量放大阀8的a口、b口与转向油缸7相连，流量放大阀8的t口与液压油箱1回油口相连，流量放大阀8的p1口与转向器6的p口相连；转向器6的t口与液压油箱1回油口相连，转向器6的l口与流量放大阀8的a口相连，转向器6的r口与流量放大阀8的b口相连；外控式溢流阀9的外控端d口与转向器6的ls口相连，外控式溢流阀9的出油口k口经第二节流阀5与液压油箱1回油口相连，外控式溢流阀9的进油口c口依次经第二节流阀4、单向阻尼阀11与柱塞泵2的ls口连接，单向阻尼阀11连接在第一节流阀4至柱塞泵2的ls口之间的油路上，单向阻尼阀11中单向阀与阻尼阀并联且单向阀朝柱塞泵2的ls口的方向单向导通。

本实施例中的传动系统工作过程如下：

装载机处于待机状态时，柱塞泵2从液压油箱1吸油并由b口输出高压油液，高压油液进入流量放大阀8，由于机器处于待机状态，流量放大阀8处于中位机能，因流量放大阀8中位机能是闭中位，故油液无法通过流量放大阀8进入转向油缸7，同时，转向器6也处于中位机能，此时转向器6的ls口与t口相通，故转向器6的ls管路处于泄压状态，因外控式溢流阀9的外控端d口与转向器6的ls口相连，故外控式溢流阀9的外控端d口压力值很小，因柱塞泵2的ls口经单向阻尼阀11、第一节流阀4后与外控式溢流阀9的进油口c口相连，此时柱塞泵2的ls压力克服外控式溢流阀9的弹簧力和外控端d口压力即可打开外控式溢流阀9的阀芯，则柱塞泵2的ls压力经单向阻尼阀11、第一节流阀4、外控式溢流阀9后与液压油箱1回油口相通，此时柱塞泵2的ls压力等于外控式溢流阀9的弹簧力加上外控式溢流阀9的外控端d口压力，由于外控式溢流阀9的弹簧力很小，所以柱塞泵2的ls压力也很小，则柱塞泵2排量自动调至最小排量，此时柱塞泵2输出的流量仅为维持管路系统泄漏量。

装载机转向时，转向器6工作在左机能位或右机能位，此时转向器6的ls口输出负载信号压力，该压力作用于外控式溢流阀9的外控端d口，由于此时外控端d口的压力高于进油口c口的压力，则外控式溢流阀9的阀芯开口度减小，使外控式溢流阀9的进油口c口的压力升高，外控式溢流阀9的进油口c口的压力等于转向器6的负载信号压力加上外控式溢流阀9弹簧力，由于弹簧力很小，故可等效认为外控式溢流阀9的进油口c口的压力等于转向器6输出的负载信号压力，外控式溢流阀9的进油口c口经第一节流阀4、单向阻尼阀11与柱塞泵2的ls口相连，即外控式溢流阀9实现把转向器6的负载信号复制后再传递给柱塞泵2的ls口。此时，因柱塞泵2的ls口压力升高，则柱塞泵2的输出排量增大，柱塞泵2输出的高压油液进入流量放大阀8，因转向器6转动时，转向器6的l或r口输出先导油推动流量放大阀8主阀杆作用于左或右机能位，则油液经流量放大阀8左或右机能位进入转向油缸7，实现整机转向。

当方向盘转动速度增大时，转向器6输出的负载信号压力增大，外控式溢流阀9的开口度进一步减小，柱塞泵2的ls口的压力随之升高，则柱塞泵2排量增大，反之柱塞泵2排量减小，实现柱塞泵2按需供油。

由于转向器6的负载信号作用于外控式溢流阀9的外控端，而柱塞泵2接收到的压力信号来源于外控式溢流阀9的进油口c口，信号复制的过程可削弱甚至消除外控端的压力波动和冲击，故转向器6负载信号的压力波动和冲击不会直接传递给柱塞泵2，从而解决装载机因负载信号波动或突变而造成整机抖动、晃动的问题，使机器的转向平顺性更佳。

外控式溢流阀9的出油口k口设置第二节流阀5，第二节流阀5可提高外控式溢流阀9的回油背压并控制回油流量。

实施例二。

如图2所示，与实施例一相比，本实施例中装载机的负载敏感转向液压系统可与装载机的工作液压系统12合流，因此负载敏感转向液压系统与实施例一相比还包括优先阀3和梭阀10；柱塞泵2的出油口b口与优先阀的进油口p口连接，优先阀3的优先供油口cf口与流量放大阀的进油口p口连接，优先阀3的富余流量供油口ef口则与装载机工作液压系统12中分配阀的合流口连接，优先阀3的ls口则经第一节流阀与外控式溢流阀9的进油口c口连接，第一节流阀与梭阀10的一个进油口连接，梭阀的另一个进油口与装载机工作液压系统12中分配阀的负载反馈口连接，梭阀10的出油口则与单向阻尼阀连接。

在本实施例中，外控式溢流阀9的出油口k口设置第二节流阀5，第二节流阀5可提高外控式溢流阀9的回油背压并控制回油流量。待机状态时，柱塞泵2输出的油液经优先阀3的ls口进入外控式溢流阀9的进油口c口，并由出油口k口流回液压油箱1，若无第二节流阀5，柱塞泵2经此路跑油过多而导致柱塞泵2无法将排量调至最小状态，从而产生较大的节流损失。

外控式溢流阀9的进油口c口设置第一节流阀4，当机器转向时，油液经优先阀3的ls口、外控式溢流阀9流回液压油箱1的过程中，当油液流经第一节流阀4时，第一节流阀4可起到稳定流量，削弱波动的作用，进一步稳定外控式溢流阀9传递给柱塞泵2的压力，使装载机转向更平稳。

在本实施例中，优先阀3的ls口也可以通过管路直接与转向器的ls口连接，也可以直接与外控式溢流阀9的进油口c口连接。