负流量液压控制油路及液压系统和挖掘机的制作方法

本发明涉及一种液压控制油路，更具体地说，涉及一种负流量液压控制油路及液压系统和挖掘机。

背景技术：

负流量液压控制液压系统在中大型挖掘机上应用极为广泛且很成熟的液压系统，其特点是在主控阀的中位回油通道上设置节流孔，油液通过节流口产生压差，将节流口前的压力引至液压泵的排量调节器的负流量排量控制器来控制液压泵的排量，防止系统存在较大的空流损失。当整机待机运行(或者操作手进行精细作业)时，主泵输出的液压油(或者剩余的液压油)通过主控阀的中位回油通道流回油箱，在主控阀中位回油通道的节流孔前产生压力，该压力称为负反馈压力，负反馈压力用来控制液压泵的排量，负反馈压力越大，液压泵排量越小，负反馈压力最高值一般设置为4mpa左右，液压泵设置有最小排量，一般设置为15ml/r左右，维持整机有一定的待机流量；一般该系统为双泵双回路系统；一般该系统还有功率控制装置，属于总功率控制系统，使液压泵的最大总输入功率近似恒定。

目前挖掘机在挖掘作业的工况下，当挖掘硬质土质时系统压力很高，甚至已达到系统溢流压力，主泵为总功率控制泵，此时虽然因为主泵的输出油口压力高而排量有所下降，但主泵仍以最大的吸收功率运行，整机将以最大的能量消耗状态运行，而此时挖掘作业往往不需要很高的挖掘速度，只需要系统能够提供足够的挖掘力和一定的液压油流量维持机构完成挖掘作业即可，所以此时会有很大的燃油浪费，如果此时系统溢流阀溢流，主泵吸收的功率绝大部分将会转化成热能，不仅浪费燃油，还会使液压油温升高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有负流量液压控制液压系统中主泵高压力满功率运行时产生系统溢流流量较大而导致油耗高的问题，而提供一种用于负流量液压控制液压系统的负流量液压控制油路，使得负流量液压控制液压系统处于高压力工况时降低主泵的功率和排量，减少溢流损失，降低能耗。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种负流量液压控制油路，包括主泵和与主泵泵口连接的主控阀,所述主控阀中位回油通道上设置有中位回油节流孔,其特征在于还包括压力切断阀,所述压力切断阀包括常闭的液控换向阀、减压阀、梭阀，所述液控换向阀的液控端与进油端连接且进油端通过管路与主泵泵口连接,所述减压阀的进油端与液控换向阀的出油端连接且减压阀的出油端与所述梭阀的第二进油端连接，所述梭阀的第一进油端与中位回油节流孔的进油端连接，所述梭阀的出油端与所述主泵排量调节器的负流量排量控制器连接。在本发明中，当机器处于待机运行状态时，液压油主要通过主控阀的中位通道回油箱，液压油通过中位回油通道上的中位回油节流孔时，在节流孔的进油端产生压力，该压力通过管路和梭阀传递至主泵排量调节器的负流量排量控制器，用于控制主泵的排量。当机器液压系统处于高压工况，例如挖掘机处于硬土挖掘时，此时挖掘机液压系统负载大，主泵处在恒功率状态下运行，主泵泵口的压力高，流量相应减小，此时泵口压力被管路传递至液控换向阀的进油端，当泵口压力大于液控换向阀的设定压力时，液控换向阀导通，主泵的泵口压力通过管路及液控换向阀传递到减压阀的进油端，减压阀将减压后的压力信号通过梭阀传递至所述主泵排量调节器的负流量排量控制器，使主泵的排量降到最小，切断液压泵的正常输出流量，此时即使主泵泵口压力很高，甚至系统溢流阀溢流，但主泵排量很小，输出流量很小，所以主泵吸收功率很小，达到降低油耗，降低液压油温的目的。

进一步地，上述负流量液压控制油路中，所述压力切断阀还包括节流孔，所述节流孔的一端与所述减压阀的出油端连接，另一端与油箱回路连接。

进一步地，上述负流量液压控制油路中，所述压力切断阀还包括溢流阀，所述溢流阀的进油端与所述减压阀的出油端连接，所述溢流阀的出油端与油箱回路连接。。

进一步地，上述负流量液压控制油路中，所述主泵包括左泵和右泵，所述主控阀包括与左泵泵口连接的第一主控阀组和与右泵泵口连接的第二主控阀组，所述中位回油节流孔包括设置在第一主控阀组中位回油通道上的第一中位回油节流孔和设置在第二主控阀组中位回油通道上的第二中位回油节流孔，所述梭阀包括第一梭阀、第二梭阀，所述第一梭阀的第一进油端与第一中位回油节流孔的进油端连接，所述第二梭阀的第一进油端与第二中位回油节流孔的进油端连接，所述第一梭阀的第二进油端和第二梭阀的第二进油端与所述减压阀的出油端连接，所述第一梭阀的出油端与所述左泵排量调节器的负流量排量控制器连接，所述第二梭阀的出油端与所述右泵排量调节器的负流量排量控制器连接；所述液控换向阀的进油端设置有第三梭阀，所述第三梭阀的第一进油端和第二进油端分别与所述左泵和右泵的泵口连接，所述第三梭阀的出油端与所述液控换向阀的进油端连接。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种负流量液压控制液压系统，其特征在于包括前述的负流量液压控制油路。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机，其特征在于包括权利要求前述的负流量液压控制油路或包括前述的负流量液压控制液压系统。

本发明与现有技术相比，本发明在机器进行高压力低速度工况作业时进一步降低主泵的排量，使主泵不以最大的吸收功率的状态运行，避免较大流量的溢流损失，节约能源，降低油温。

附图说明

图1是本发明中单泵供油负流量液压控制油路的原理图。

图2是本发明中双泵供油负流量液压控制油路的原理图。

图3是本发明挖掘机双泵供油负流量液压控制油路的原理图。

图中零部件名称及序号：

主泵1、左泵11、左泵排量调节器111、左泵负流量排量控制器112、左泵功率控制器113、右泵12、右泵排量调节器121、右泵负流量排量控制器122、右泵功率控制器123、主控阀2、第一主控阀组21、第二主控阀组22、压力切断阀3、液控换向阀31、减压阀32、节流孔33、溢流阀34、梭阀35、第一梭阀351、第二梭阀352、第三梭阀36、中位回油节流孔4、第一中位回油节流孔211、第二中位回油节流孔221。

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，在本实施例中，负流量液压控制油路包括主泵1和与主泵1泵口连接的主控阀2、压力切断阀3,主控阀2中位回油通道上设置有中位回油节流孔4,压力切断阀3包括液控换向阀31、减压阀32、梭阀35，液控换向阀31的液控端与进油端连接且进油端通过管路与主泵1泵口连接,减压阀32的进油端与液控换向阀31的出油端连接且减压阀的出油端与梭阀35的第二进油端连接，梭阀35的第一进油端与中位回油节流孔4的进油端连接，梭阀35的出油端与主泵排量调节器10的负流量排量控制器102。在本发明中，当机器处于待机运行状态时，液压油主要通过主控阀2的中位通道回油箱，液压油通过中位回油通道上的中位回油节流孔4时，在中位回油节流孔4的进油端产生压力，该压力通过管路和梭阀35传递至主泵排量调节器10的负流量排量控制器102，用于控制主泵1的排量。当机器液压系统处于高压工况，例如挖掘机处于硬土挖掘时，此时挖掘机液压系统负载大，主泵1处在恒功率状态下运行，主泵1泵口的压力高，流量相应减小，此时泵口压力被管路传递至液控换向阀31的进油端，当泵口压力大于液控换向阀31的设定压力时，液控换向阀31导通，主泵1的泵口压力通过管路及液控换向阀31传递到减压阀32的进油端，减压阀32将减压后的压力信号通过梭阀35传递至主泵排量调节器10的负流量排量控制器102，与功率控制器103一起控制主泵使主泵1的排量降到最小，切断液压泵的正常输出流量，此时即使主泵1泵口压力很高，甚至系统溢流阀溢流，但主泵1排量很小，输出流量很小，所以主泵1吸收功率很小，达到降低油耗，降低液压油温的目的。本实施例中的负流量液压控制油路可用于单泵供油的液压系统以及作业机械。

图2示出了一种双泵供油负流量液压控制油路。该控制油路具有两套上述的负流量液压控制油路，每套负流量液压控制油路独立工作，该双泵供油负流量液压控制油路可用于具有双泵对多个液压执行元件供油的液压系统，例如中大型挖掘机的液压系统。

实施例二。

如图3所示，在本实施例中的负流量液压控制油路包括主泵1和与主泵泵口连接的主控阀2、中位回油节流孔、压力切断阀3。主泵1包括左泵11和右泵12，主控阀2包括与左泵11泵口连接的第一主控阀组21和与右泵12泵口连接的第二主控阀组22，每个主控阀组中都包括若干联控制阀，用于控制不同的液压执行元件。中位回油节流孔包括设置在第一主控阀组21中位回油通道上的第一中位回油节流孔211和设置在第二主控阀组22中位回油通道上的第二中位回油节流孔221。压力切断阀3包括液控换向阀31、减压阀32、梭阀、节流孔33、溢流阀34。梭阀包括第一梭阀351、第二梭阀352和第三梭阀36，第一梭阀351的第一进油端与第一中位回油节流孔211的进油端连接，第二梭阀352的第一进油端与第二中位回油节流孔221的进油端连接，第一梭阀351的第二进油端和第二梭阀352的第二进油端与减压阀32的出油端连接，第一梭阀351的出油端与左泵排量调节器111的左泵负流量排量控制器112连接，第二梭阀352的出油端与右泵排量调节器121的负流量排量控制器122连接；液控换向阀31的进油端油路上设置有第三梭阀36，第三梭阀36的第一进油端和第二进油端分别与左泵11和右泵12的泵口连接，第三梭阀36的出油端与液控换向阀31的进油端连接。节流孔33的一端与减压阀的出油端连接，另一端与油箱回路连接。溢流阀34的进油端与减压阀32的出油端连接，溢流阀34的出油端与油箱回路连接。上述负流量液压控制油路的各主控阀组的控制阀与对应的液压执行元件如液压油缸、液压马达等连接，从而构成用于挖掘机的双泵负流量液压控制液压系统。

在本实施例中，当挖掘机处于待机运行状态时，若第一主控阀组21的控制阀都处于中位或中位回油量较大时，左泵11输出并经第一主控阀组21中位油路和第一中位回油节流孔211流入液压油箱的液压油在第一中位回油节流孔211的进油端建立压力，该压力信号经压力切断阀3中的第一梭阀351的第一进油端、出油端传递至左泵排量调节器111的左泵负流量排量控制器112，与左泵的功率控制器113一起控制左泵使左泵11的排量降到最小，切断左泵的正常输出流量。同理，当第二主控阀组22的控制阀都处于中位或中位回油量较大时，第二中位回油节流孔221的进油端的压力被第二梭阀352的第一进油端和出油端传递至右泵排量调节器121的负流量排量控制器122，与右泵的功率控制器123一起控制使右泵12的排量降到最小，切断右泵的正常输出流量。通过中位回油引出的负反馈压力信号控制主泵的流量，实现节能的目的。

当挖掘机用于挖掘硬土或坚硬矿石时，此时挖掘机的液压执行元件承受很大的负载，压力较高，主泵1处在恒功率状态下运行，主泵1排量较小，输出流量较小，液压执行元件驱动速度较慢。此时左泵11和右泵12的泵口压力信号传递至第三梭阀36的两个进油端，并且左泵11和右泵12中最大的泵口压力信号经第三梭阀36的出油端传递至液控换向阀31，当液控换向阀31进油端的压力大于液控换向阀31的设定的开启压力时，液控换向阀31导通，压力信号经减压阀32减压后再经第一梭阀351的第二进油端和出油端、第二梭阀352的第二进油端和出油端分别传递至左泵排量调节器111的左泵负流量排量控制器112和右泵排量调节器121的负流量排量控制器122。经减压阀32减压后的压力值通常设置为左泵和右泵的最大负反馈压力值，使得左泵11和右泵12工作于最小排量的高油压输出状态，该排量能够满足挖掘机的液压执行元件低速高压的驱动作业。此时挖掘机主泵1并不是以最大的吸收功率状态运行，避免较大流量的溢流损失，从而起到节能降耗和降低油温的目的。