拖拉机用液压系统及拖拉机的制作方法

本申请涉及农用机械领域，尤其涉及一种拖拉机用液压系统及拖拉机。

背景技术：

拖拉机在进行农田作业时，通常利用提升器配备相应的农具作业设备。拖拉机利用液压油驱动提升器，借助提升器将农具提升或下降，从而将农具移动至期望位置。

但是，目前市场上的强压提升器控制阀均不具备油缸过载阀。原因在于：强压提升器没有位调节/反馈功能；如果过载阀开启，将使得提升器后悬挂逐渐降低而无法自动补油，需要用户时刻注意不时地操纵提升手柄提升农具，否则将最终导致运输状态下农具落地，拖拉机无法继续前行。

但是由于没有油缸过载阀，就意味着提升器油缸在换向阀处于中立位保持在某一位置时，没有过载保护。如果农具在提升状态下突然承受超过设计强度的外力或颠簸产生的动载荷，将可能引起液压系统泄露，结构件损坏等失效问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本申请的目的是提供一种拖拉机用液压系统及拖拉机，以能够在提升器油缸保持在某一位置进行过载保护。

本申请的技术方案如下：

一种拖拉机用液压系统，包括：

液压缸；

与所述液压缸相连通的换向阀，其具有可切换的工作位置和中立位置；所述换向阀在工作位置时，所述液压缸内的液压油流动通过所述换向阀；所述换向阀位于中立位置时，所述液压缸内的液压油无法通过所述换向阀；

与所述液压缸相连接的缓冲机构；所述缓冲机构能在所述换向阀位于中立位置，并且，所述液压缸内至少部分液压油的压力大于预定压力时，使部分液压油流出所述液压缸。

作为一种优选的实施方式，所述液压缸具有第一腔体和第二腔体；所述缓冲机构与第一腔体和/或第二腔体相连通，所述缓冲机构在所连通腔体内的压力大于预定压力时，使该腔体内的部分液压油流出。

作为一种优选的实施方式，所述缓冲机构还能在所连通腔体内的压力小于预定压力时，使部分液压油回流至所连通腔体内。

作为一种优选的实施方式，所述液压缸具有将所述第一腔体和第二腔体相间隔的活塞；

当所述液压缸受到外部冲击载荷通过所述活塞挤压所述第一腔体和所述第二腔体中的一个腔体，使该腔体内部的液压油压力大于预定压力时，所述缓冲机构使部分液压油流出该腔体；当所述外部冲击载荷卸掉时，所述缓冲机构使部分液压油回流至该腔体。

作为一种优选的实施方式，所述换向阀通过第一管路连通所述第一腔体，所述换向阀通过第二管路连通所述第二腔体；所述缓冲机构与所述第一管路和/或所述第二管路相连通。

作为一种优选的实施方式，所述预定压力大于所述液压缸的工作压力。

作为一种优选的实施方式，所述缓冲机构具有存储部；所述缓冲机构在所连通腔体内的压力大于预定压力时，所述存储部输入该腔体输出的部分液压油，并在所连通腔体内的压力小于预定压力时，所述存储部将部分液压油回流至该腔体内。

作为一种优选的实施方式，所述缓冲机构包括蓄能器；所述预定压力为所述蓄能器内部的初始压力。

作为一种优选的实施方式，所述蓄能器内部的初始压力为13-17Mpa，和/或，所述液压系统的工作实际压力为8-12Mpa。

作为一种优选的实施方式，所述蓄能器为隔膜式蓄能器，所述隔膜式蓄能器的内部填充有氮气。

作为一种优选的实施方式，所述工作位置包括提升位置和/或下降位置；所述换向阀位于所述提升位置时，所述液压缸伸长；所述换向阀位于所述下降位置时，所述液压缸缩短。

作为一种优选的实施方式，所述第一腔体为无杆腔，所述第二腔体为有杆腔；所述换向阀位于所述提升位置时，所述第一腔体输入液压油，所述第二腔体输出液压油；所述换向阀位于所述下降位置时，所述第一腔体输出液压油，所述第二腔体输入液压油。

作为一种优选的实施方式，还包括：与所述液压缸连接的悬挂组件；所述悬挂组件具有连接端；所述换向阀位于工作位置时，所述液压缸驱动所述连接端升高或降低。

作为一种优选的实施方式，还包括：

油箱；

连通于所述油箱和所述换向阀之间的液压泵，以及

连通于所述液压泵出口的溢流阀，所述溢流阀的出口与所述油箱连通。

一种拖拉机，包括：如上任一实施方式所述的拖拉机用液压系统。

有益效果：

本申请中的拖拉机用液压系统在所述换向阀位于中立位置，并且所述液压缸内至少部分液压油的压力大于预定压力时，通过所设有缓冲机构使部分液压油流出所述液压缸，可见，所述缓冲机构使得液压缸在换向阀位于中立位置时依然保留有被进一步压缩的空间，这样就使得在农具收到外部冲击载荷的情况下，液压缸承受突然变化的外力或颠簸时的动载荷时，产生的压力波动可以被缓冲机构吸收，产生一定的下降缓冲，避免引起系统压力泄漏，降低结构损坏的几率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种实施方式提供的拖拉机用液压系统结构示意图；

图2是图1的简化图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1、图2。本申请实施方式中提供一种拖拉机用液压系统，该液压系统可以包括拖拉机的农具悬挂系统。其中，该液压系统包括：液压缸1、与所述液压缸1相连通的换向阀2、以及与所述液压缸1相连接的缓冲机构6。

所述液压缸1具有可切换的工作位置和中立位置。其中，所述换向阀2在工作位置时，所述液压缸1内的液压油流动通过所述换向阀2。所述换向阀2位于中立位置时，所述液压缸1内的液压油无法通过所述换向阀2。

所述缓冲机构6能在所述换向阀2位于中立位置，并且，所述液压缸1内至少部分液压油的压力大于预定压力时，使部分液压油流出所述液压缸1。

本实施方式中的拖拉机用液压系统在所述换向阀2位于中立位置，并且所述液压缸1内至少部分液压油的压力大于预定压力时，通过所述缓冲机构6使部分液压油流出所述液压缸1，可见，所述缓冲机构6使得液压缸1在换向阀2位于中立位置时依然保留有被进一步压缩的空间，这样就使得在农具收到外部冲击载荷的情况下，液压缸1承受突然变化的外力或颠簸时的动载荷时，产生的压力波动可以被缓冲机构6吸收，产生一定的下降缓冲，避免引起系统压力泄漏，降低结构损坏的几率。

在本申请实施方式中，所述液压缸1具有第一腔体11和第二腔体12。具体的，液压缸1具有壳体、以及位于壳体内部的活塞(未标示)。活塞将壳体的内部空间密封分隔形成第一腔体11和第二腔体12。该活塞将第一腔体11和第二腔体12相间隔。活塞可以沿着壳体的内部滑动，伴随着活塞的移动，第一腔体11和第二腔体12的容积相应改变。

相应的，在换向阀2位于工作位置时，动力机构通过调整第一腔体11和第二腔体12的容积，可以将活塞的位置移动改变。随着活塞在壳体内部的位置改变，活塞所连接的活塞杆13伸出壳体的长度发生相应改变，借此将所悬挂农具升降。

如图2所示的实施例中，液压缸1可以为双作用液压缸。具体的，所述第一腔体11为无杆腔，所述第二腔体12为有杆腔。所述换向阀2位于所述提升位置时，所述第一腔体11输入液压油，所述第二腔体12输出液压油。所述换向阀2位于所述下降位置时，所述第一腔体11输出液压油，所述第二腔体12输入液压油。结合农具的升降操作可以理解为，第一腔体11为提升腔，第二腔体12为下降腔。当然在其他实施例中也可以将升降关系与第一腔体和第二腔体作相反设定，本申请并不作限制。

为便于对农具进行悬挂升降。所述拖拉机用液压系统还可以包括：与所述液压缸1连接的悬挂组件9。所述悬挂组件9具有连接端10。所述换向阀2位于工作位置时，所述液压缸1驱动所述连接端10升高或降低。悬挂组件9通过连接端10连接悬挂预定农具。

如图1、图2所示的实施例中，悬挂组件9可以为连杆机构，通过悬挂组件9可以将液压缸1的活塞杆13的伸长缩短的动作转化为连接端10的升降。如图1、图2所示。悬挂组件9可以包括外提升臂15、内提升臂14、以及悬挂杆件连接形成的提升轴臂结构，外提升臂15和内提升臂14相铰接，铰接点位置固定，并通过悬挂杆件连接所述连接端10。

具体的，悬挂组件9连接液压缸1伸出的活塞杆13。其中，液压缸1活塞杆13沿着相对于水平方向略微倾斜伸缩，并连接内提升臂。内提升臂与外提升臂通过连接杆相连接，实现二者联动。从而，在液压缸1驱动内提升臂移动时，整个悬挂组件9均实现移动，最终使得连接端10产生升降动作。

在本申请实施方式中，所述拖拉机用液压系统，还包括：油箱3；连通于所述油箱3和所述换向阀2之间的液压泵4，以及连通于所述液压泵4出口的溢流阀5。为便于油液溢流后回收，所述溢流阀5的出口与所述油箱3连通。

在本实施方式中，换向阀2可实现液流方向的改变，从而配合液压泵4实现液压油缸伸缩的控制。换向阀2可以具有多个接口，以连接液压泵4和液压缸1。如图2所示，换向阀2的两个接口分别连通液压缸1，另两个接口分别连接液压泵4、以及油箱3。换向阀2通过内部阀芯的动作(比如转动、滑动)实现不同接口的接通阻断，从而实现液压缸1的一个腔体补充油液，另一腔体输出油液。其中，该换向阀2可以电磁换向阀2或电液换向阀2，以实现自动控制。

在本实施方式中，所述工作位置包括提升位置和/或下降位置。所述换向阀2位于所述提升位置时，所述液压缸1伸长。具体的，换向阀2位于提升位置时，液压泵4抽取油箱3中的油液经换向阀2及相应管道输入至第一腔体11中，同时，第二腔体12被活塞挤压缩小，将其内部的油液经相应管道、换向阀2后进入油箱3中。

所述换向阀2位于所述下降位置时，所述液压缸1缩短。具体的，换向阀2位于下降位置时，液压泵4抽取油箱3中的油液经换向阀2及相应管道输入第二腔体12中，同时，第一腔体11被活塞挤压缩小，将其内部的油液经相应管道、换向阀2后进入油箱3中。

在本申请实施方式中，换向阀2处于工作位置时，所述液压缸1内的液压油可以流入流出。在该液压系统配置有农具时，换向阀2处于工作位置时，液压缸1驱动农具上升或下降。换向阀2处于工作位置时，液压缸1内的液压油(在不受到外部冲击载荷的情况)可以保持静止，相应的，农具可以保持在某一位置不动，进行作业或随拖拉机移动等。

在本申请实施方式中，溢流阀5可以稳定该液压系统的工作载荷，起到安装保护的作用。液压泵4实现向液压缸1的内部加压送入液压油。其中，溢流阀5连通液压泵4的下游或出油口。液压泵4通过换向阀2向液压缸1的内部供油时，通过溢流阀5进行定压和稳压保护。当系统压力增大到一定程度时，溢流阀5可以开启，使液压泵4输出的多余流量重新回流油箱3中，保证溢流阀5进口压力，也即液压泵4出口压力的恒定。

在本申请实施方式中，换向阀2处于中立位置时，可以将液压缸1与液压泵4之间的油液传输切断，换向阀2与液压缸1之间的油液量不发生改变。此时，农具位于所在位置保持不动。相应的，此时缓冲机构6能够对外部冲击载荷形成缓冲卸荷，保护液压系统，所述缓冲机构6在所连通腔体内的压力大于预定压力时，使该腔体内的部分液压油流出。

为维持农具在换向阀2位于中立位置时的悬挂位置，避免农具悬挂位置因缓冲冲击载荷而发生改变，进而影响农具实际使用效果。所述缓冲机构6还能在所连通腔体内的压力小于预定压力时，使部分液压油回流至所连通腔体内。缓冲机构6通过将流出液压缸1的油液回流至液压缸1中，维持活塞在液压缸1中的位置不变，从而保证农具在颠簸或冲击前后的位置不变。

在本实施方式中，所述液压缸1受到外部冲击载荷通过所述活塞挤压所述第一腔体11和所述第二腔体12中的一个腔体使该腔体内部的液压油压力大于预定压力时，所述缓冲机构6使部分液压油流出该腔体。当所述外部冲击载荷卸掉时，所述缓冲机构6使部分液压油回流至该腔体。其中，外部冲击载荷可以为液压缸1直接或经农具承受突然变化的外力或颠簸时的动载荷，通过活塞将相应腔体的压力增大至预定压力以上。

在本实施方式中，缓冲机构6可以保持换向阀2位于中立位置时液压系统的系统压力，不会主动改变液压缸1内部的液压大小。其中，所述液压缸1内至少部分液压油的压力大于预定压力时，使部分液压油流出所述液压缸1，从而将增大的液压在缓冲机构6内部卸掉，保证液压缸1内的压力维持在安全范围内，避免因冲击载荷大幅度增大液压缸1内部液压而损坏液压系统。

在本实施方式中，缓冲机构6可以对于第一腔体11和第二腔体12中所连通的腔体进行缓冲，在所连通腔体内部压力大于预定压力时，允许液压油从该腔体中流出。具体的，所述换向阀2通过第一管路7连通所述第一腔体11。所述换向阀2通过第二管路8连通所述第二腔体12。所述缓冲机构6与所述第一管路7和/或所述第二管路8相连通。另外的实施例中，缓冲机构6还可以额外设置管路连通第一腔体11和/或第二腔体12，与第一管路7、第二管路8并不共用管路。

在有的实施例中，缓冲机构6可以同时对第一腔体11和第二腔体12进行缓冲稳压，比如，第一腔体11和第二腔体12均连通有一个蓄能器。考虑到在受到冲击载荷时通常为对提升腔形成压缩冲击，因此可以将第一腔体11连通有缓冲机构6，第二腔体12是否连通有缓冲机构6并无限制，作为优选的实施例。

其中，为避免缓冲机构6影响液压缸1内的压力状态，预定压力不小于换向阀2处于中立位置时的液压缸1内部正常压力。当然，预定压力可以大于液压系统的工作实际压力或者液压缸1的工作压力。在换向阀2位于工作位置时，缓冲机构6略大于或与所连通管道的管道内部压力相当(也即液压系统的工作实际压力，此实际工作压力随提升器所匹配农具的不同而变化)，避免缓冲机构6参与影响液压系统升降农具，保证升降农具的顺利进行。

较佳的，为便于收集流出液压缸1的油液，所述缓冲机构6具有存储部。所述缓冲机构6在所连通腔体内的压力大于预定压力时，所述存储部输入该腔体输出的部分液压油，并在所连通腔体内的压力小于预定压力时，所述存储部将部分液压油回流至该腔体内。

具体的实施例中，所述缓冲机构6可以包括蓄能器。蓄能器可以为气体式蓄能器，也可以为弹簧式蓄能器，还可以为活塞式蓄能器。在本实施例中，所述预定压力为所述蓄能器内部的初始压力。蓄能器的初始压力可以为其内部充入气体的压力，或者初始弹性力。在外部压力大于蓄能器的初始压力，蓄能器开始进行蓄能。其中，当第一腔体11或第二腔体12内部的压力大于所述蓄能器的初始压力时，将蓄能器的气囊压缩，借此液压油进入蓄能器中，从而将压力波动或冲击缓冲。

在本实施例中，蓄能器内部的初始压力可以高于液压系统的工作实际压力至少5MPa，以保证液压系统的正常工作和蓄能器的工作之间互不影响，保证液压系统的正常工作。具体的，所述液压系统的工作实际压力为8-12Mpa。为避免干扰液压系统的正常工作，所述蓄能器内部的初始压力可以为18Mpa以上，优选的，所述蓄能器的初始压力可以为13-17Mpa。然而应当理解，在实际应用过程中，蓄能器的初始压力可以在13-17Mpa中任意取值，本申请并不作相关限制。

在该实施例中，缓冲机构6通过设有存储部，可以在液压系统的压力突然增大时将多余的能量(比如：液压缸1所受到的冲击载荷等产生的额外能量)转变为压缩能或位能存储起来。当冲洗载荷消失或卸掉后，缓冲机构6又能将压缩能或位能转变为液压缸1内部的液压释放出来，重新弥补液压系统。

具体的，所述蓄能器为隔膜式蓄能器。其中，隔膜式蓄能器结构简单易维护，并且安装方便，压力波动缓冲消除效果明显。进一步地，所述隔膜式蓄能器的内部可以填充有氮气。

参考图1所示。当换向阀2处于提升位置或下降位置时，在液压泵4的驱动下，油液进入液压缸1中，控制后悬挂农具的提升或下降。蓄能器连接到用于提升农具的第一腔体11一侧。在换向阀2处于提升位置或下降位置时，由于蓄能器内部初始压力(初始充气压力)高于液压缸1的工作压力，蓄能器不起作用。

当控制换向阀2处于中立位置时，液压缸1的两个腔体的油液处于封闭状态。此时，当拖拉机行驶过程中发生颠簸时，后悬挂农具在惯性作用下会在封闭的液压缸1的第一腔体11中产生超高的压力，当此压力超过蓄能器的初始压力时，蓄能器可以吸收一部分油液进入从而避免压力过高损坏液压系统的组成部件。

需要说明的是，缓冲机构6在本申请中并不以蓄能器所在的实施例为限制，比如，缓冲机构6也可以为开启压力为所述预定压力的高压开关，当液压缸1内部的压力大于所述预定压力时，高压开关开启以卸掉部分油液，以将冲击载荷缓冲等等。

本申请实施方式中还提供一种拖拉机，包括：如上任一实施方式所述的拖拉机用液压系统。

要说明的是，本实施方式提供的拖拉机具有的驾驶部分、行走部分以及其他部分(例如操纵部分、动力部分)等可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施方式所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施方式在范围上并不因此而受到限制。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。