一种液压系统及工程机械的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种液压系统，包括油缸及控制所述油缸动作的换向阀，所述换向阀通过第一单向阀和第二单向阀分别与所述油缸的无杆腔和有杆腔连通，所述油缸的无杆腔和有杆腔之间通过控制阀连通，所述第一单向阀进口的压力用于控制所述控制阀的开闭，所述第二单向阀出口的压力用于控制第一单向阀的开闭。当油缸的无杆腔进油时，有杆腔的压力大于无杆腔的压力，通过控制连通油路中的控制阀，有杆腔中的油液可通过控制阀进入无杆腔，实现了油缸的差动连接。当活塞杆到位后，无杆腔内的部分油液通过第一单向阀流回油箱，使有杆腔泄压，有效避免油缸长期处于高压状态，减少密封件的损坏。另一方面，本实用新型还提出一种工程机械。
【专利说明】一种液压系统及工程机械
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种液压系统及工程机械。
【背景技术】
[0002]油缸等液压系统元件，目前在工程机械中的运用已非常普遍，如图1和图2所示的用于油缸20锁止的液压系统，包括油缸20、换向阀、单向阀及油箱，油缸20内设有活塞杆21，活塞杆21把油缸分为有杆腔和无杆腔，单向阀包括并列设置的第一单向阀23和第二单向阀24，图20中的第一换向阀22为三位六通手动换向阀；第一单向阀23设置于油缸20的有杆腔与第一换向阀22之间的油路上，第二单向阀24设置于油缸20的无杆腔与第一换向阀22之间的油路上，图2中，第二换向阀25为三位六通电磁换向阀，油路连接与图20类似。
[0003]上述技术方案中，当换向阀的右位工作时，有杆腔进油，第一单向阀23和第二单向阀24开启，油液进入有杆腔，并从无杆腔经第二单向阀24流回油箱。当换向阀的左位工作时，第一单向阀23和第二单向阀24开启，油液进入无杆腔，并从有杆腔经第一单向阀23流回油箱。当换向阀的中位工作时，第一单向阀23和第二单向阀24均处于锁止状态，无油液进入或流出油缸20，油缸20处于锁止状态。图1中，油液的压力无法测量，图2中，油路中设置了传感器26，用于监测管道内油液的压力。
[0004]上述图1所示的技术方案，存在以下不足:
[0005]首先，当油缸20受力面积比较大时，有杆腔液压锁无法打开，无杆腔压力成比例的放大至有杆腔，容易造成有杆腔导向套冲出或损坏；其次，无杆腔始终处于高压状态，有杆腔压力处于低压状态，活塞密封始终承受高压差，无法及时泄除压差，降低了密封件的使用寿命；再次，活塞紧贴导向套，导向套对活塞存在机械力F2，使得无杆腔的液压力P不能体现油缸20的真实载荷F1，如图1所示，油缸20真实受力无法监测。
[0006]图2中所示的技术方案，通过电磁换向控制，需增加传感器26、电磁铁等元件，存在成本高，可靠性差等问题。
[0007]综上所述，如何提供一种避免油缸长期处于高压工作状态，减少其密封件损坏，提高其受力检测精度的液压系统，成了本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容
[0008]有鉴于此，本实用新型要解决的问题之一是如何提供一种可避免长期处于高压工作状态，减少油缸损坏，提闻其受:力检测精度的液压系统。
[0009]本实用新型要解决的问题之二是如何提供一种包括上述液压系统的工程机械。
[0010]为解决上述问题之一，本实用新型提出了一种液压系统，包括油缸及控制所述油缸动作的换向阀，所述换向阀通过第一单向阀和第二单向阀分别与所述油缸的无杆腔和有杆腔连通，所述油缸的无杆腔和有杆腔之间通过控制阀连通，所述第一单向阀进口的压力用于控制所述控制阀的开闭，所述第二单向阀出口的压力用于控制第一单向阀的开闭。
[0011]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，所述控制阀为液控阀，所述第一单向阀的进口与所述液控阀的控制口连通，所述第二单向阀的出口与所述第一单向阀的控制口连通。
[0012]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，所述控制阀包括第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀和第四单向阀的出口分别与所述油缸的无杆腔和有杆腔连通，所述第一单向阀进口的压力用于控制所述第四单向阀的开闭。
[0013]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，所述控制阀为二位二通液控换向阀，所述第一单向阀的进口与所述两位两通液控换向阀的控制口连通。
[0014]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，所述控制阀与所述油缸的无杆腔之间的油路上还设置有第三单向阀，第三单向阀的出口与所述油缸的无杆腔连通。
[0015]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，所述控制阀为电控阀，与所述第一单向阀的进口连通的油路上设置有压力传感器，所述压力传感器检测的压力用于控制所述电控阀的开闭。
[0016]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，其特征在于，所述换向阀为三位四通或三位六通换向阀，所述换向阀具有Y型中位机能。
[0017]作为本实用新型一种液压系统在一方面的改进，所述换向阀(8)上设有用于切换工位的手柄。
[0018]上述结构的液压系统，用于工程机械，具体可用于锁定工程机械的支腿，包括油缸、以及用于控制油缸的换向阀，换向阀通过第一单向阀和第二单向阀分别与油缸的无杆腔和有杆腔连通，油缸的无杆腔和有杆腔之间通过控制阀连通，第一单向阀进口的压力用于控制控制阀的开闭，第二单向阀出口的压力用于控制第一单向阀的开闭。此结构的液压系统，当油缸的无杆腔进油时，有杆腔的压力大于无杆腔的压力，通过控制连通油路中的控制阀，有杆腔中的油液可通过控制阀进入无杆腔，实现了油缸的差动连接。当活塞杆到位后，无杆腔内的部分油液通过第一单向阀及换向阀流回油箱，使有杆腔泄压，有效避免油缸长期处于高压状态，减少对密封件的损坏，延长了油缸的使用寿命。
[0019]为解决上述问题之二，本实用新型提出了一种工程机械，包括如上任一种所述的液压系统。
[0020]作为本实用新型一种工程机械在一方面的改进，所述工程机械包括支腿，所述油缸为所述支腿的支撑油缸。
[0021]包括上述液压系统的工程机械，相应地，具有上述液压系统所具有的优点，在此不再赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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。
[0023]图1为相关技术中高压油缸处于极限位置时的结构示意图；
[0024]图2为相关技术中消除高压油缸无杆腔内压力的结构示意图；
[0025]图3为本实用新型第一种液压系统的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型第二种液压系统的结构示意图；
[0027]图5为本实用新型第三种液压系统的结构示意图；
[0028]图6为图3所示液压系统应用于支撑油缸在换向阀处于右位时的示意图；
[0029]图7为图3所示液压系统应用于支撑油缸在换向阀切换到中位时的示意图；
[0030]图8为图3所示液压系统应用于支撑油缸在换向阀处于中位时的示意图。
[0031]图1至图2中附图标记的对应关系为:
[0032]20油缸21活塞杆 22第一换向阀
[0033]23第一单向阀24第二单向阀25第二换向阀
[0034]26传感器
[0035]图3至图8中附图标记的对应关系为:
[0036]I第一单向阀2第三单向阀3第四单向阀
[0037]4无杆腔 5有杆腔 6活塞杆
[0038]7第二单向阀8换向阀 9油箱
[0039]10手柄11油泵12油缸
[0040]13 二位二通液控换向阀
【具体实施方式】
[0041]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0042]如图3至图8所示的液压系统，包括油缸12及用于控制油缸12动作的换向阀8，油缸12包括有杆腔5和无杆腔4，换向阀8通过第一单向阀I和第二单向阀7分别与无杆腔4和有杆腔5连通，无杆腔4和有杆腔5之间通过控制阀连通，第一单向阀I的进口压力用于控制控制阀的开闭，第二单向阀7的出口压力用于控制第一单向阀I的开闭。当油缸的无杆腔4进油时，有杆腔5的压力大于无杆腔4的压力，通过控制连通油路中的控制阀，有杆腔5中的油液可通过控制阀进入无杆腔4，实现了油缸12的差动连接，提高无杆4进油的速度。当活塞杆到位后，换向阀8换向到中位，在换向后的短时间内，有杆腔5内的高压油控制第一单向阀I处于打开状态，无杆腔5内的部分油液通过第一单向阀I及换向阀8流回油箱9，使有杆腔5泄压，在有杆腔5完成卸压后，第一单向阀I和第二单向阀7均关闭，油缸12处于锁止状态。这样有效避免油缸的有杆腔5长期处于高压状态，减少对密封件的损坏，延长了油缸的使用寿命。
[0043]上述技术方案的一种实施例中，如图4及图5所示，控制阀为液控阀，第一单向阀I为液控单向阀，第一单向阀I的进口与液控阀的控制口连通，第二单向阀7的出口与第一单向阀I的控制口连通。通过前述方案，采用液控方式，控制简单、方便、及时，使液压系统成本低。
[0044]进一步地，控制阀具体为两位两通液控换向阀13，第一单向阀I的进口与两位两通液控换向阀13的控制口连通，通过采用两位两通液控换向阀13，同样可以达到效果，当然，优选两位两通液控换向阀13在正常状态为断开。此外，控制阀与油缸12的无杆腔4之间的油路上还可以设有第三单向阀2，第三单向阀2出口与油缸12的无杆腔4连通。第三单向阀2可以避免无杆腔4的液压油流入有杆腔5。
[0045]在另一种实施例中，控制阀还可以为电控阀，如二位二通电磁换向阀，与第一单向阀I的进口连通的油路上设有传感器，传感器具体为压力传感器，压力传感器检测的压力用于控制电控阀的开闭。可以理解，压力传感器可以将检测的压力发送给液压系统的控制器，控制器通过检测压力控制电控阀的开闭。
[0046]在第三种实施例中，如图3、图6、图7及图8所示，控制阀13包括第三单向阀2和第四单向阀3，第三单向阀2和第四单向阀3的出口分别与油缸12的无杆腔4和有杆腔5连通，第一单向阀I的进口压力用于控制第四单向阀3的开闭。通过采用第三单向阀2和第四单向阀3作为控制阀，控制简单，方便。
[0047]对于换向阀8而言，在一种实施例中，换向阀8具体为三位四通换向阀，并且换向阀8具有Y型中位机能。需要说明的是，在另一种实施例中，换向阀8还可以为三位六通换向阀。
[0048]上述技术方案中，换向阀8上还设有用于切换换向阀8工位的手柄10，手柄10具体设置于换向阀8的一端，通过扳动此手柄10，可使换向阀8的左位工作、或中位工作，或右位工作。
[0049]具体地，如图6所示，当油换向阀8处于右位，缸的无杆腔4需要进油时，压力油经第一单向阀I进入无杆腔4，此过程中，有杆腔5中的压力始终大于无杆腔4的压力，同时，第四单向阀3在第一单向阀I入口油压的作用下打开，从有杆腔5流出的压力油经第四单向阀3及第三单向阀2，进入至无杆腔4中，较好的实现了油缸的差动连接，加快了有杆腔5中活塞杆6的伸出速度。当活塞杆6伸出到位后，换向阀8换到中位，中位具体结构如图7中所示，此时，由于第一单向阀I的开启由第二单向阀7出口的压力控制，当有杆腔5出现高压时，第一单向阀I在有杆腔5的高压作用下，不会立即关闭，无杆腔4的部分压力油经第一单向阀I流回油箱9，此时活塞杆6向上移动一小段距离，使有杆腔5泄压。在有杆腔5完成卸压后，有杆腔5无高压油，第一单向阀I关闭，油缸处于锁止状态，具体参见图8。
[0050]当需要油缸的有杆腔5进油时，使换向阀8的左位工作，第二单向阀7在油压的作用下打开，从油泵11出油端流出的压力油经第二单向阀7进入至有杆腔5中，同时，第一单向阀I也处于开启状态，无杆腔4内的油液经第一单向阀I流回油箱9。
[0051]而对控制阀13为两位两通液控换向阀13的情形，如图4所示，当换向阀8处于右位工作时，压力油进顶开第一单向阀1，并进入油缸12的无杆腔4，同时，在压力油的作用下，两位两通液控换向阀13的下位工作，从有杆腔5流出的油液会经两位两通液控换向阀13的的下位，进入无杆腔4中。当换向阀8切换到中位时，由于第一单向阀I的开启由第二单向阀7出口的压力控制，当有杆腔5出现高压时，第一单向阀I在有杆腔5的高压作用下，不会立即关闭，无杆腔4的部分压力油经第一单向阀I流回油箱9，此时活塞杆6向上移动一小段距离，使有杆腔5泄压。而当换向阀8的左位工作时，油液经第二单向阀7进入有杆腔5，在压力油的作用下，第一单向阀I打开，同时，两位两通液控换向阀13的上位工作，从无杆腔4流出的油液经第一单向阀I流回油箱9。
[0052]当在控制阀13的一侧增加第三单向阀2时，如图5所示，工作原理与图4类似，在此不再赘述。
[0053]另一方面，本实用新型还提出一种工程机械，包括如上任一项所述的液压系统。
[0054]进一步地，工程机械包括支腿，油缸12为支腿的支撑油缸。
[0055]上述结构的液压系统及工程机械，具有如下优点:
[0056]首先，可实现差动回路、降低能耗，提高速度。上述结构的液压系统及工程机械，无杆腔4进油时，有杆腔5的压力大于无杆腔4的压力，通过控制控制阀，有杆腔5中的油液可通过控制阀进入无杆腔4，较好的实现了油缸的差动连接，加快了活塞杆6的伸出速度。
[0057]其次，延长了油缸的使用寿命。上述结构的液压系统及工程机械，由于实现了差动回路，可以对油缸12的有杆腔进行泄压，较好的避免了油缸长期处于高压状态，避免油缸及其密封件因压力过大而损坏，因此，有效延长了油缸的使用寿命。
[0058]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种液压系统，包括油缸(12)及控制所述油缸(12)动作的换向阀(8)，所述换向阀(8)通过第一单向阀(I)和第二单向阀(7)分别与所述油缸(12)的无杆腔(4)和有杆腔(5)连通，其特征在于，所述油缸(12)的无杆腔(4)和有杆腔(5)之间通过控制阀连通，所述第一单向阀(I)进口的压力用于控制所述控制阀的开闭，所述第二单向阀(7)出口的压力用于控制第一单向阀(I)的开闭。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀为液控阀，所述第一单向阀(I)的进口与所述液控阀的控制口连通，所述第二单向阀(7)的出口与所述第一单向阀(1)的控制口连通。
3.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀(13)包括第三单向阀(2)和第四单向阀(3)，所述第三单向阀(2)和第四单向阀(3)的出口分别与所述油缸(12)的无杆腔(4)和有杆腔(5)连通，所述第一单向阀(I)进口的压力用于控制所述第四单向阀⑶的开闭。
4.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀为二位二通液控换向阀(13)，所述第一单向阀(I)的进口与所述两位两通液控换向阀的控制口连通。
5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀与所述油缸(12)的无杆腔(4)之间的油路上还设置有第三单向阀(2)，第三单向阀(2)的出口与所述油缸(12)的无杆腔⑷连通。
6.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述控制阀(13)为电控阀，与所述第一单向阀(I)的进口连通的油路上设置有压力传感器，所述压力传感器检测的压力用于控制所述电控阀的开闭。
7.根据权利要求1-6任一项所述的液压系统，其特征在于，所述换向阀(8)为三位四通或三位六通换向阀，所述换向阀(8)具有Y型中位机能。
8.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述换向阀(8)上设有用于切换工位的手柄(10)。
9.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求1至8中任一项所述的液压系统。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括支腿，所述油缸(12)为所述支腿的支撑油缸。
【文档编号】F15B13/04GK204003683SQ201420332629
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】曾斌, 梁亮文, 陈城 申请人:三一汽车制造有限公司