液压系统和包括该液压系统的机器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种液压系统(10)，包括储箱(11)、用于从所述储箱抽取液压流体的泵(16)、与所述泵和所述储箱流体连接的控制阀(12)、和与所述控制阀流体连接的液压缸(14)，其特征在于，所述液压系统(10)包括调节阀(13)，所述调节阀与所述控制阀、所述液压缸和所述储箱流体连接，当所述液压缸(14)的回油背压达到一预定值时，来自所述液压缸(14)的回流液压流体经由所述调节阀回流到所述储箱。本实用新型还涉及一种包括该液压系统的机器。根据本实用新型，能够在举升机器的工作装置时使回流液压流体在不经过控制阀的情况下经由调节阀直接返回储箱，由此节省了发动机的能量消耗。
【专利说明】液压系统和包括该液压系统的机器
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及一种液压系统，尤其是涉及一种用于机器、例如推土机的液压系统。本实用新型还涉及一种包括这种液压系统的机器。
【背景技术】
[0002]诸如装载机、挖掘机、推土机、平地机或其它类型重型设备之类的机器通常借助于被供应来自机器上的一个或多个泵的液压流体的多个致动器来完成各种任务。在这类机器中，推土机是一种应用广泛的多用途工程机械，推土机的工作装置主要包括安装在推土机前端的推铲和安装在推土机后端的松土器，这些工作装置在机器的液压系统的驱动下实现松土、铲削和输运泥土、砂石等功能。
[0003]现有技术的推土机一般通过三个摇杆分别控制推铲和松土器的操作。具体而言，推土机的液压系统包括用于控制推铲的倾斜的倾斜液压缸、用于控制推铲的上升和下降的提升液压缸、和用于控制松土器的松土器液压缸。用于控制推铲倾斜的摇杆能够使得由泵抽取的液压流体通过第一换向阀/控制阀被引导到倾斜液压缸的有杆腔或无杆腔中的一者，而倾斜液压缸的有杆腔或无杆腔中的另一者中的液压流体可返回储箱，由此控制倾斜液压缸的活塞杆的伸出或缩回，从而控制推铲的倾斜动作。用于控制推铲的上升和下降的摇杆能够使得由泵抽取的液压流体通过第二换向阀被引导到提升液压缸的有杆腔或无杆腔中的一者，而提升液压缸的有杆腔或无杆腔中的另一者中的液压流体可返回储箱，由此控制提升液压缸的活塞杆的伸出或缩回，从而控制推铲的举升或下降。用于控制松土器的摇杆能够使得由泵抽取的液压流体通过第三换向阀被引导到松土器液压缸的有杆腔或无杆腔中的一者，而松土器液压缸的有杆腔或无杆腔中的另一者中的液压流体可返回储箱，由此控制松土器液压缸的活塞杆的伸出或缩回，从而控制松土器的动作。操作者通过沿不同的方向拨动各个摇杆，就能够实现操作者期望完成的操作。
[0004]本实用新型旨在对现有技术的推土机进行改进，以便进一步节省发动机的能量消耗。
实用新型内容
[0005]根据本实用新型的一方面，提供了一种液压系统，包括储箱、用于从所述储箱抽取液压流体的泵、与所述泵和所述储箱流体连接的控制阀、和与所述控制阀流体连接的液压缸，其特征在于，所述液压系统包括调节阀，所述调节阀与所述控制阀、所述液压缸和所述储箱流体连接，当所述液压缸的回油背压达到一预定值时，来自所述液压缸的回流液压流体经由所述调节阀回流到所述储箱。特别地，当液压缸的回油背压达到该预定值时，来自液压缸的回流液压流体在不经过控制阀的情况下经由调节阀直接回流到储箱。
[0006]根据本实用新型的另一方面，提供了一种机器，所述机器包括根据本实用新型的液压系统。有利地，该机器可以是推土机。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]本实用新型的上述特征和优点以及其它特征和优点易于从下文结合附图对用于实施本实用新型的当前最佳的模式的详细描述而显而易见。附图中示出的是非限制性的和非穷举的实施例，附图不一定按比例绘制，其中除非另有说明，各个附图中相同的参考标记代表相同的部分。在附图中:
[0008]图1是具有根据本实用新型的原理的示例性特征的液压系统的一部分的示意图，其中控制阀处于中位；
[0009]图2示出根据本实用新型的一个实施例的控制阀的结构示意图；
[0010]图3示出根据本实用新型的一个实施例的调节阀的结构示意图；
[0011]图4示意性地示出图1中的液压系统，其中控制阀处于左位；以及
[0012]图5示意性地示出图1中的液压系统，其中控制阀处于右位。
【具体实施方式】
[0013]为了便于说明和清楚起见，附图中仅示意性地示出了液压系统中与本实用新型的改进有关的部分。如图1所示，该部分液压系统10包括能够从储箱11抽取液压流体的泵16、与储箱11流体连通的控制阀12、与控制阀12流体连通的调节阀13、以及与调节阀13流体连通的、用于控制工作装置(未示出)的操作的液压缸14。该工作装置例如可以是推土机的推铲，而液压缸14例如可以是用于控制推铲的举升和下降的提升液压缸。调节阀13同时还与储箱11流体连通。当工作装置工作时，控制阀12将由泵16从储箱11抽取的液压流体选择性地引导到液压缸14的无杆腔141或有杆腔142，从而使液压缸14的活塞杆伸出或缩回。
[0014]图2示出根据本实用新型的一个实施例的控制阀12的结构示意图。在该实施例中，控制阀12是一个三位六通阀，其包括六个端口，分别为第一端口 121、第二端口 122、第三端口 123、第四端口 124、第五端口 125和第六端口 126。
[0015]图3示出根据本实用新型的一个实施例的调节阀13的结构示意图。在该实施例中，调节阀13是一个二位三通阀，其包括三个端口，分别是P 口(第一端口)、A 口(第二端口)和T 口(第三端口)，其中，P 口与控制阀12的第四端口 124流体连接，A 口与液压缸14的无杆腔141流体连接，T 口与储箱11流体连通。
[0016]控制阀12具有三种工作状态。在第一工作状态下(中位，如图1所示)，第一端口121与第六端口 126流体连通，第二端口 122、第三端口 123、第四端口 124和第五端口 125截止。在第二工作状态下(左位，如图4所示)，第一端口 121和第六端口 126截止，第二端口 122与第五端口 125流体连通，第三端口 123与第四端口 124流体连通。在第三工作状态下(右位，如图5所示)，第一端口 121和第六端口 126截止，第二端口 122与第四端口124流体连通，第三端口 123与第五端口 125流体连通。
[0017]调节阀13具有两种工作状态。如图3所示，调节阀13还包括弹簧131、第一压力反馈口 132和第二压力反馈口 133。第一压力反馈口 132用于接收来自P 口的压力反馈，第二压力反馈口 133用于接收来自A 口的压力反馈。弹簧131将调节阀13的阀芯偏压成使得调节阀13处于第一工作状态(左位)，在该位置中，P 口与A 口流体连通，T 口截止。当A口处的压力增加到一预定值时，第二压力反馈口 133处的反馈压力克服弹簧131的力以及第一压力反馈口 132处的反馈压力，使得调节阀13切换到第二工作状态(右位)，在该位置中，P 口截止，A 口与T 口流体连通。
[0018]在附图所示的实施例中，控制阀12是三位六通阀，调节阀13是二位三通阀。应当理解的是，可以使用任何其它合适的阀，只要该阀能够实现如上所述的流体通路即可。例如，在一个可能的实施例中，控制阀12是四位六通阀，除了上面描述的三个工作状态之外，该控制阀还可具有第四工作状态，在该第四工作状态下，控制阀12处于浮动位，用于控制工作装置进行平地作业。
[0019]根据本实用新型的液压系统还包括摇杆(未示出)，该摇杆可操作地与控制阀12连接，通过沿不同的方向推动或拨动该摇杆可以使控制阀12在其三个不同的工作状态(即中位、左位和右位)之间切换。
[0020]下面将详细说明根据本实用新型的液压系统的操作。
[0021]工业适用性
[0022]根据本实用新型的液压系统能够适用于各种液压机器，特别是推土机。在推土机的情况下，例如，用于控制推土机的推铲的摇杆可操作地与控制阀12连接。操作者在操作机器时，可以通过沿不同的方向拨动该摇杆以便实现推铲的各种动作，包括举升、下降、平地作业等。
[0023]当摇杆处于中间位置时，控制阀12处于第一工作状态(中位)，如图1所示。调节阀13在弹簧131的偏压下处于其第一工作状态。此时，来自泵16的液压流体依次经过控制阀12的第一端口 121和第六端口 126返回储箱11。没有液压流体到达液压缸14，液压缸14不发生动作，因此与该液压缸14连接的工作装置(例如推铲)保持静止不动。
[0024]当操作者借助于摇杆将控制阀12切换到左位时，控制阀12转换至第二工作状态，如图4所示。此时，来自泵16的液压流体通过单向阀18到达控制阀12的第二端口 122，并且经过第五端口 125到达液压缸14的有杆腔142，促使液压缸14的活塞杆趋向于缩回。在此过程中，与液压缸14的无杆腔141流体连通的调节阀13的A 口处的压力逐渐增大。第二压力反馈口 133处的反馈压力也逐渐增大。当该反馈压力增加到一预定值时，调节阀13被从其第一工作状态切换到第二工作状态。此时，调节阀13的A 口与T 口流体连通，P 口截止。无杆腔141中的液压流体依次经过调节阀13的A 口和T 口返回储箱。液压缸14的活塞杆缩回，由此举升诸如推铲等的工作装置。
[0025]当操作者借助于摇杆将控制阀12切换到右位时，控制阀12转换至第三工作状态，如图5所示。此时，来自泵16的液压流体通过单向阀18到达控制阀12的第二端口 122，并且依次经过第四端口 124、调节阀13的P 口、A 口到达液压缸14的无杆腔141。液压缸14的有杆腔142中的液压流体依次经过控制阀12的第五端口 125和第三端口 123返回储箱
11。结果是液压缸14的活塞杆伸长，由此使诸如推铲等的工作装置下降。
[0026]根据本实用新型的液压系统的特点在于，在举升工作装置时，当与工作装置连接的液压缸的回油背压达到一设定值时，通过调节阀13将回流液压流体直接引导到储箱11，而不是经过控制阀12返回储箱11。这种布置结构的优点是能够节省机器发动机的能量消耗。
[0027]上面借助具体实施例对本实用新型的液压系统进行了描述。对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本实用新型的发明思想的情况下对本实用新型的液压系统做出多种改变和变形。例如，用于切换控制阀12的工作状态的摇杆可以替换成其它接口装置，例如按钮等。结合对说明书的考虑及所公开的液压系统的实践，其它实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。说明书和示例仅被视为示例性的，真正的范围由所附权利要求及它们的等同方案表示。
【权利要求】
1.一种液压系统(10)，包括储箱(11)、用于从所述储箱(11)抽取液压流体的泵(16)、与所述泵(16)和所述储箱(11)流体连接的控制阀(12)、和与所述控制阀(12)流体连接的液压缸(14)，其特征在于，所述液压系统(10)包括调节阀(13)，所述调节阀(13)与所述控制阀(12)、所述液压缸(14)和所述储箱(11)流体连接，当所述液压缸(14)的回油背压达到一预定值时，来自所述液压缸(14)的回流液压流体经由所述调节阀(13)回流到所述储箱(11)。
2.根据权利要求1所述的液压系统(10)，其特征在于，所述调节阀(13)包括与所述控制阀(12)流体连接的第一端口(P)、与所述液压缸(14)的无杆腔(141)流体连接的第二端口(A)、和与所述储箱(11)流体连接的第三端口(T)，所述调节阀(13)具有第一工作状态和第二工作状态，其中，在第一工作状态下，所述第一端口与所述第二端口流体连通，所述第三端口截止，在第二工作状态下，所述第一端口截止，所述第二端口与所述第三端口流体连通。
3.根据权利要求2所述的液压系统(10)，其特征在于，当所述液压缸(14)的回油背压达到所述预定值时，所述调节阀(13)切换到所述第二工作状态，以便使来自所述液压缸(14)的回流液压流体经由所述调节阀(13)回流到所述储箱(11)。
4.根据权利要求2或3所述的液压系统(10)，其特征在于，所述调节阀(13)包括弹簧(131)、与所述第一端口流体连通的第一压力反馈口(132)、和与所述第二端口流体连通的第二压力反馈口(133)，所述弹簧(131)将所述调节阀(13)偏压在所述第一工作状态，当所述液压缸(14)的回油背压达到所述预定值时，所述第二压力反馈口(133)处的反馈压力克服所述弹簧(131)的力以及所述第一压力反馈口(132)处的反馈压力，从而将所述调节阀(13)切换到所述第二工作状态。
5.根据权利要求2或3所述的液压系统(10)，其特征在于，所述控制阀(12)具有第一工作状态、第二工作状态、和第三工作状态，其中， 当所述控制阀(12)处于第一工作状态时，由所述泵(16)抽取的液压流体经过所述控制阀(12)流回所述储箱(11)； 当所述控制阀(12)处于第二工作状态时，由所述泵(16)抽取的液压流体经过所述控制阀(12)被引导到所述液压缸(14)的有杆腔(142)，使得所述液压缸(14)的无杆腔(141)中的回油背压逐渐增大，当所述回油背压增加到所述预定值时，所述调节阀(13)从其第一工作状态切换到其第二工作状态，所述无杆腔(141)中的液压流体经由所述调节阀(13)回流到所述储箱(11); 当所述控制阀(12)处于第三工作状态时，由所述泵(16)抽取的液压流体依次经过所述控制阀(12)和所述调节阀(13)被引导到所述液压缸(14)的无杆腔(141)，所述液压缸(14)的有杆腔(142)中的液压流体经由所述控制阀(12)回流到所述储箱(11)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的液压系统(10)，其特征在于，所述液压系统(10)包括摇杆，所述摇杆构造成控制所述控制阀(12)在其第一、第二、和第三工作状态之间切换。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的液压系统(10)，其特征在于，所述控制阀(12)是三位六通阀。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的液压系统(10)，其特征在于，所述调节阀(13)是二位三通阀。
9.一种机器，所述机器包括根据权利要求1-8中任一项所述的液压系统(10)。
10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述机器是推土机。
【文档编号】F15B13/02GK204003691SQ201420490674
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】李绪省, 郭金海, 安继农, 杨春永 申请人:卡特彼勒（青州）有限公司