液压控制系统与作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种液压控制系统与作业机械。


背景技术：

2.当前，为了实现发动机的正常起动运行，主要采用人力启机、电动启机及辅助汽油机启机这三种方式进行发动机的起动，以使得发动机由静止状态逐渐达到正常的运行工况。
3.对于设有发动机的作业机械而言，主要采用电动启机的方式进行发动机的启机。作业机械上的车载控制器发出启机指令后，蓄电池会对电动启机马达通电，电动启机马达通过齿轮与发动机的输出端的飞轮啮合，以驱动发动机启动运转。
4.然而，在实际应用中，由于电动启机需要使用外部电源，而作业机械上通常设有空调、电灯、风扇等相关用电设备，在用电设备对蓄电池的电能过度消耗，或者作业机械长时间停机时，蓄电池会发生馈电现象，蓄电池的剩余电量无法确保电动启机马达的正常运行，导致难以实现发动机的启机。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种液压控制系统与作业机械，用以解决或改善现有的电动启机方式存在因蓄电池馈电而无法对作业机械上发动机启机的问题。
6.本实用新型提供一种液压控制系统，包括：油缸、第一单向阀、蓄能器及液压启机马达；所述油缸用于驱动作业机械的机械臂的升降；所述油缸的无杆腔通过所述第一单向阀与所述蓄能器连通，所述蓄能器用于存储所述油缸在所述机械臂下降时所产生的液压能；所述蓄能器与所述液压启机马达连接，以利用所述液压能驱动所述液压启机马达运转；其中，所述液压启机马达用于与所述作业机械的发动机连接。
7.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，所述液压控制系统还包括控制阀组；所述蓄能器通过所述控制阀组与所述液压启机马达连接。
8.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，所述液压控制系统还包括压力传感器与控制模块；所述压力传感器用于检测所述蓄能器的油压，所述压力传感器与所述控制模块连接；所述控制阀组包括减压阀；所述控制模块与所述减压阀连接；所述控制模块用于在所述油压大于第一预设压力的情况下控制所述减压阀开启，以使得所述蓄能器通过所述减压阀与所述液压启机马达连通。
9.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，所述控制阀组包括第一开关阀；所述蓄能器、所述第一开关阀、所述减压阀及所述液压启机马达依次连接；所述第一单向阀的一端与所述油缸的无杆腔连接，另一端与所述第一开关阀与所述减压阀之间的油路连接；所述第一开关阀与所述控制模块连接；所述第一开关阀在常态下处于导通状态，所述控制模块用于在所述油压达到第二预设压力的情况下控制所述第一开关阀截止，所述第二预设压力大于所述第一预设压力。
10.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，还包括：人机交互模块；所述人机交互模块与所述控制模块连接；所述人机交互模块用于显示所述蓄能器的油压，以及接收控制所述第一开关阀开启的控制指令。
11.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，所述控制阀组包括第二单向阀；所述第二单向阀设于所述减压阀与所述液压启机马达之间的油路上。
12.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，所述液压控制系统还包括压力油源与第二开关阀；所述压力油源、所述第二开关阀及所述蓄能器依次连接；所述第二开关阀用于控制所述压力油源向所述蓄能器充油。
13.根据本实用新型提供的一种液压控制系统，所述第二开关阀与所述控制模块连接；所述第二开关阀在常态下处于截止状态；所述控制模块用于在所述油压小于所述第一预设压力的情况下控制所述第二开关阀开启；和/或，所述液压控制系统还包括换向阀；所述压力油源、所述换向阀及所述油缸依次连接，所述换向阀用于控制所述油缸的活塞杆的伸缩。
14.本实用新型还提供一种作业机械，包括发动机及如上任一项所述的液压控制系统，所述发动机与所述液压启机马达连接。
15.根据本实用新型提供的一种作业机械，所述作业机械设有电动启机马达，所述电动启机马达与所述发动机连接；所述液压控制系统的控制模块为所述作业机械上的车载控制器，所述车载控制器与所述电动启机马达连接；所述车载控制器用于根据所述蓄能器的油压可选择性地控制所述液压启机马达或所述电动启机马达对所述发动机启机。
16.根据本实用新型提供的一种作业机械，所述电动启机马达与所述液压启机马达分别与离合装置连接，所述离合装置与所述发动机连接；所述车载控制器与所述离合装置连接；在所述离合装置处于第一离合状态的情况下，所述电动启机马达与所述发动机动力耦合连接；在所述离合装置处于第二离合状态的情况下，所述液压启机马达与所述发动机动力耦合连接；所述车载控制器用于在所述蓄能器的油压小于第一预设压力的情况下控制所述离合装置处于所述第一离合状态；所述车载控制器用于在所述蓄能器的油压大于第一预设压力的情况下控制所述离合装置处于所述第二离合状态。
17.本实用新型提供的一种液压控制系统与作业机械，通过蓄能器存储油缸在机械臂下降时所产生的液压能，并利用液压能驱动液压启机马达运转，以便由液压启机马达驱动作业机械的发动机启机运行。由于作业机械上的压力油源通常是由发动机提供能量，并通过油缸控制机械臂的升降，而机械臂下降的势能转换为油缸的无杆腔内液压油的液压能，则本实用新型在对机械臂下降时的势能有效利用的同时，降低了发动机的能耗，实现了对发动机执行液压启机，可避免因蓄电池馈电而无法对发动机正常启机的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型提供的液压控制系统的结构示意图；
20.附图标记：
21.1：油缸；
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2：蓄能器；
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3：液压启机马达；
22.4：第一单向阀；
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5：减压阀；
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6：第一开关阀；
23.7：第二单向阀；
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8：第二开关阀；
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9：压力传感器；
24.10：控制模块；
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11：油箱；
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12：液压泵；
25.13：换向阀。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.下面结合图1描述本实用新型的一种液压控制系统与作业机械。
28.如图1所示，本实施例提供一种液压控制系统，包括：油缸1、蓄能器2及液压启机马达3；油缸1用于驱动作业机械的机械臂的升降；蓄能器2与油缸1的无杆腔连通，以用于存储油缸1在机械臂下降时所产生的液压能；蓄能器2与液压启机马达3连接，以利用液压能驱动液压启机马达3运转；其中，液压启机马达3用于与作业机械的发动机连接。
29.具体地，本实施例通过蓄能器2存储油缸1在机械臂下降时所产生的液压能，并利用液压能驱动液压启机马达3运转，以便由液压启机马达3驱动作业机械的发动机启机运行。由于作业机械上的压力油源通常是由发动机提供能量，并通过油缸1控制机械臂的升降，而机械臂下降的势能转换为油缸1的无杆腔内液压油的液压能，则本实用新型在对机械臂下降时的势能有效利用的同时，降低了发动机的能耗，实现了对发动机执行液压启机，可避免因蓄电池馈电而无法对发动机正常启机的问题。
30.在此，本实施例所示的作业机械包括挖掘机、起重机、泵车等，这类作业机械上设有机械臂，机械臂是在油缸1的驱动下执行升降动作。在压力油源向油缸1的无杆腔供油时，油缸1的活塞杆伸出，可驱动机械臂做上升动作，而在机械臂下降时，由于机械臂驱动油缸1的活塞杆回缩，则使得油缸1的无杆腔的油压在机械臂下降的过程中急剧升高，使得机械臂下降的势能转换为油缸1的无杆腔内液压油的液压能，从而本实施例将蓄能器2与油缸1的无杆腔连通，可收集机械臂下降的势能，并利用收集的液压油驱动液压启机马达3运转，以实现对发动机的启机。
31.在此应指出的是，由于机械臂通常具有多个节段，相邻两个节段之间均设有油缸，也即，机械臂是在多个油缸的联动下实现升降动作，本实施例可根据机械臂的实际动作需求，将多个油缸当中的一个或多个的无杆腔与蓄能器2连接，以实现对机械臂下降时的势能收集。
32.如图1所示，本实施例所示的液压控制系统还包括第一单向阀4与控制阀组；第一单向阀4用于控制油缸1的无杆腔的液压油流向蓄能器2，蓄能器2通过控制阀组与液压启机马达3连接。
33.具体地，本实施例通过设置第一单向阀4，可控制控制油缸1的无杆腔的液压油定
向地流向蓄能器2，以在蓄能器2内的油压大于油缸1的无杆腔内的油压时，防止出现液压油从蓄能器2流向油缸1的现象。
34.与此同时，本实施例可根据蓄能器2内的油压和实际启机需求，通过控制阀组控制蓄能器2与液压启机马达3之间的油路连通状态。具体而言，在需要对发动机进行启机时，当蓄能器2内的油压达到液压启机马达3一次启机所需的压力时，本实施例可通过控制阀组控制蓄能器2与液压启机马达3的一端连通。由于液压启机马达3的另一端与油箱连通，在蓄能器2内的液压油流向液压启机马达3时，液压启机马达3可在压差的作用下运转。
35.在此，本实施例所示的控制阀组可以为本领域所公知的开关阀、比例阀、减压阀5及溢流阀当中的任一种或当中至少两种的组合，在此不做具体限定。
36.如图1所示，为了确保液压启机马达3启动运行的可靠性，本实施例所示的液压控制系统还设置有压力传感器9与控制模块10。其中，压力传感器9用于检测蓄能器2的油压，压力传感器9与控制模块10连接。
37.进一步地，本实施例所示的控制阀组包括减压阀5；控制模块10与减压阀5连接；控制模块10用于在油压大于第一预设压力的情况下控制减压阀5开启，以使得蓄能器2内的液压油输送至液压启机马达3。
38.具体地，本实施例所示的控制模块10可理解为能够执行本领域所公知的简易的逻辑运算的控制器，例如，控制模块10对数值的大小进行判断。在此，控制模块10既可以为本领域公知的中央处理器(central processing unit，cpu)、单片机或plc控制器，也可以为作业机械上的行车控制器(electronic control unit，ecu)，在此不做具体限定。
39.与此同时，本实施例所示的第一预设压力指的是蓄能器2内的油压达到液压启机马达3一次启机所需的压力。由此，在油压大于第一预设压力时，本实施例可通过控制模块10控制减压阀5即时开启，减压阀5在将蓄能器2内的液压油进行减压后输送给液压启机马达3，以确保液压启机马达3能够正常地启动运行，并在实现对发动机启机的同时，避免过高的油压对液压启机马达3造成冲击。
40.如图1所示，本实施例所示的控制阀组还包括第一开关阀6；蓄能器2、第一开关阀6、减压阀5及液压启机马达3依次连接；第一单向阀4的一端与油缸1的无杆腔连接，另一端与第一开关阀6与减压阀5之间的油路连接；第一开关阀6与控制模块10连接；第一开关阀6在常态下处于导通状态，控制模块10用于在油压达到第二预设压力的情况下控制第一开关阀6截止，第二预设压力大于第一预设压力。
41.具体地，本实施例通过设定第一开关阀6的关闭条件，可在蓄能器2的油压达到第二预设压力时，停止向蓄能器2内充液，以确保蓄能器2收集充足的液压能，以便能够控制液压启机马达3执行多次启机动作。其中，本实施例所示的第二预设压力可根据实际对蓄能器2的充液需求进行具体设定，例如，第二预设压力具体可以为蓄能器2在存储最大容积的液压油时所达到的最大压力。
42.在实际应用中，当第一开关阀6处于导通状态时，油缸1的无杆腔内的液压油依次通过第一单向阀4、第一开关阀6流向蓄能器2，以便由蓄能器2收集油缸1在机械臂下降时所产生的液压能。
43.在对蓄能器2完成充能后，例如，在蓄能器2对油缸1的无杆腔的液压油的收集达到预设时间后，为了确保蓄能器2一直保持启机压力，本实施例可在蓄能器2内液压油的油压
达到第二预设压力时，控制第一开关阀6截止，以便在作业机械下次启动运行时确保液压启机马达3能够实现发动机的启机。由于第二预设压力大于第一预设压力，从而本实施例可确保液压启机马达3对发动机启机的可靠性。
44.进一步地，本实施例还可将控制模块10与人机交互模块连接，其中，人机交互模块具体为本领域公知的触摸屏控制器。
45.在此，本实施例所示的人机交互模块可以实时显示蓄能器2的油压，以及接收控制第一开关阀6开启的控制指令。
46.具体地，对整个液压控制系统进行充液与启机控制时，可通过人机交互模块来执行指令输入。其中，人机交互模块可以接收第一操作指令与第二操作指令，在蓄能器2内的油压低于第二预设压力时，由于第一开关阀6处于导通状态，操作者可向人机交互模块输入第一操作指令，以使得第一开关阀6处于导通状态，减压阀5处于截止状态，从而便于控制蓄能器2收集液压能，在蓄能器2内的油压达到第二预设压力时，控制模块10可即时控制第一开关阀6截止；相应地，在蓄能器2内的油压达到第二预设压力时，操作者可向人机交互模块输入第二操作指令，以控制第一开关阀6和减压阀5开启，从而实现控制液压启机马达3启机。
47.进一步地，在减压阀5对蓄能器2输出的液压油进行减压后，为了确保液压油定向地流向液压启机马达3，本实施例所示的控制阀组还包括第二单向阀7；第二单向阀7设于减压阀5与液压启机马达3之间的油路上。显然，本实施例通过设置第二单向阀7，也可防止因液压启机马达3运行不稳定而对其对应的供油油路造成冲击。
48.如图1所示，为了确保蓄能器2内储存足够压力的液压油，本实施例所示的液压控制系统还包括压力油源与第二开关阀8；压力油源、第二开关阀8及蓄能器2依次连接；第二开关阀8用于控制压力油源向蓄能器2充油。
49.具体地，本实施例所示的压力油源包括油箱11与液压泵12，液压泵12的输入端与油箱11连通，液压泵12的输出端与第二开关阀8的一端连接，第二开关阀8的另一端与蓄能器2连接。如此，在蓄能器2内的液压油的油压不足的情况下，本实施例所示的压力油源还可在第二开关阀8的控制下向蓄能器2充油。
50.在此应指出的是，本实施例所示的液压泵12可以为本领域公知的齿轮泵或柱塞泵，本实施例可以将液压泵12与作业机械上的发动机的输出轴连接。
51.进一步地，本实施例所示的第二开关阀8与控制模块10连接；第二开关阀8在常态下处于截止状态；控制模块10用于在油压小于预设压力的情况下控制第二开关阀8开启。其中，为了确保充油时液压油从第二开关阀8定向地流向蓄能器2，本实施例还可在第二开关阀8与蓄能器2之间的油路上设置第三单向阀。
52.与此同时，本实施例所示的液压控制系统还包括换向阀13；压力油源、换向阀13及油缸1依次连接，换向阀13用于控制油缸1的活塞杆的伸缩。其中，液压泵12的输出端与换向阀13的进油口连接，换向阀13的回油口与油箱11连接，换向阀13的第一工作油口与油缸1的无杆腔连接，换向阀13的第＝二工作油口与油缸1的有杆腔连接。
53.如此，在作业机械正常作业时，液压泵12在换向阀13的控制下将油箱11中的液压油泵送至油缸1，以控制油缸1的活塞杆的伸缩。而在蓄能器2内的液压油的油压不足时，液压泵12在满足油缸1正常动作时的供油的情况下，还可向蓄能器2充油。这不仅简化了油路
设计，还确保蓄能器2维持足够的启机压力。
54.在此应指出的是，本实施例所示的第一开关阀6与第二开关阀8均优选为本领域公知的电磁开关阀；本实施例所示的减压阀5优选为本领域公知的电磁减压阀。
55.优选地，本实施例还提供一种作业机械，包括发动机及如上任一项所述的液压控制系统，发动机与液压启机马达连接。
56.具体地，由于作业机械包括液压控制系统，液压控制系统的具体结构参照上述实施例，则本实施例所示的作业机械包括了上述实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施的全部技术方案所带来的全部有益效果，在此不做一一赘述。
57.进一步地，本实施例所示的作业机械设有电动启机马达，电动启机马达的输出端与发动机连接；液压控制系统的控制模块为作业机械上的车载控制器，车载控制器与电动启机马达电性连接；车载控制器用于根据蓄能器的油压可选择性地控制液压启机马达或电动启机马达对发动机启机。
58.如此，在蓄能器的油压达不到液压启机马达的启机要求时，本实施例所示的车载控制器控制电动启机马达即时启动运行，以实现对发动机的启机，而在蓄能器的油压能够满足液压启机马达的启机要求时，本实施例可通过液压启机马达执行对发动机的启机，以便节省电能。
59.进一步地，本实施例所示的电动启机马达与液压启机马达分别与离合装置连接，离合装置与发动机连接；车载控制器与离合装置通讯连接连接。
60.具体地，本实施例所示的离合装置可以为本领域公知的分动箱，离合装置具有第一输入端、第二输入端及输出端，电动启机马达的输出端与第一输入端连接，液压启机马达的输出端与第二输入端连接，发动机的输出轴与输出端连接。其中，在离合装置处于第一离合状态的情况下，电动启机马达与发动机动力耦合连接；在离合装置处于第二离合状态的情况下，液压启机马达与发动机动力耦合连接。
61.如此，在实际启机操控中，为了便捷地选择液压启机马达或电动启机马达，以确保发动机启机的可靠性，本实施例所示的车载控制器可在蓄能器的油压小于预设压力的情况下控制离合装置处于第一离合状态，以使得电动启机马达对发动机执行启机；车载控制器还可在蓄能器的油压大于预设压力的情况下控制离合装置处于第二离合状态，以使得液压启机马达对发动机执行启机。
62.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。