液压回路和包括液压回路的工作机
阅读：49发布：2023-01-15
专利汇可以提供液压回路和包括液压回路的工作机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种液压回路及具有该液压回路的工作机，本发明的工作机液压回路包括： 液压 马 达 ；先导压 力 系统，其配置为向工作机的一个或多个部件供应处于先导压力的 液压液 ；以及补充压力系统，其与先导压力系统和液压马达液压呈 流体 连通，并被配置为如果液压马达的一部分中的液压液的压力在 阈值 压力之下，则从先导压力系统向液压马达供应液压液，使得在液压马达减速期间，补充压力系统可被操作为从先导压力系统向液压马达供应液体，以降低液压马达中的穴蚀 风 险。，下面是液压回路和包括液压回路的工作机专利的具体信息内容。
1.一种工作机液压回路，包括：
液压马达；
先导压力系统，被配置为向所述工作机的一个或多个部件供应处于先导压力的液压液；以及
补充压力系统，与所述先导压力系统和所述液压马达呈液压流体连通，并被配置为如果所述液压马达的一部分中的液压液的压力在阈值压力之下，则从所述先导压力系统向所述液压马达供应液压液，使得在所述液压马达减速期间，所述补充压力系统能被操作为从所述先导压力系统向所述液压马达供应液体，以降低所述液压马达中的穴蚀风险。
2.根据权利要求1所述的回路，还包括：
液压致动器，通过控制阀联结到所述先导压力系统，并被配置为在从所述先导压力系统向所述控制阀供应液压液时在第一位置与第二位置之间致动。
3.根据权利要求1或2所述的回路，其中所述液压马达是回转马达。
4.根据前述权利要求中任一项所述的回路，其中所述补充压力系统还包括被配置为限制或基本防止液体从所述液压马达流向所述先导压力系统的阀。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的回路，其中所述补充压力系统还包括被配置为在所述先导压力系统中的液体压力小于阈值液体压力时，限制或基本防止液体从所述先导压力系统流向所述液压马达的阀。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的回路，其中所述补充压力系统还包括被配置为限制或基本防止液体从所述液压马达流向所述先导压力系统，并被配置为在所述先导压力系统中的液体压力小于阈值液体压力时，限制或基本防止液体从所述先导压力系统流向所述液压马达的阀。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的回路，其中所述阀包括止回阀。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的回路，其中所述阀包括电磁阀。
9.根据权利要求4至6中任一项所述的回路，其中所述阀包括先导操作阀。
10.一种工作机，包括任一前述权利要求所述的液压回路。
11.根据权利要求10所述的工作机，其中所述机器还包括工作臂，而且所述先导压力系统被配置为向与所述工作机的一个或多个液压致动器关联的一个或多个控制阀供应液压液，所述一个或多个液压致动器配置为驱动所述工作臂的操作或驱动所述工作臂的一部分的操作。
12.根据权利要求10或11所述的工作机，其中所述工作机是挖掘机。
13.一种基本上如参照图1和图3在此描述的液压回路。
14.一种基本上如参照图1和图3在此描述的工作机。
液压回路和包括液压回路的工作机
技术领域
背景技术
[0002] 许多工作机，例如挖掘机(见图1)，包括行走机构，行走机构携带有一对平行环状的履带，这对履带被配置为由机器的驱动装置相对于行走机构以可旋转的方式来驱动。履带可操作为贴合地面，使得针对这两个履带或两个履带之一相对于行走机构以可旋转的方式进行的驱动造成机器相对地面的运动。此外，通过控制每个履带相对于另一履带的旋转运动的速率，能够控制行走机构相对于地面的旋转位置以供机器转向。
[0004] 工作机的主体典型地联结到动臂，动臂通过枢转接头被连接到铲斗臂。动臂的近端通过枢接件被附接到主体，而动臂的远端被连接到铲斗臂的近端。铲斗臂的远端携带有工作用具或者说工具。
[0005] 工作机的主体典型地能够相对于行走机构旋转，使得主体、动臂和工作用具能够相对于行走机构在第一旋转位置与第二旋转位置之间移动。例如，这样可允许工作用具在第一位置收集的物料被工作用具堆积在第二位置(第一位置和第二位置相对于行走机构彼此旋转偏置)，而不需要相对于地面移动行走机构。旋转运动被称为工作机的回转操作。
[0007] 为了降低液压马达减速期间(由于液压马达的运动件的惯性而造成马达起到泵的作用)发生穴蚀(cavitation)的风险，必须设置补充液体供应；补充液体供应配置为在操作期间，在液压马达的液压液供应管道的液体压力下降(这是马达减速期间泵吸作用的结果)的情况下，向液压马达供应液体。在图2所示示例中，这种补充液体供应包括在主控制阀的回流管与将主控制阀连接到液压马达的管道之间连接的管道。
[0009] 因此，需要克服与现有技术关联的一个或多个问题。
发明内容
[0010] 因此，本发明的方案提供一种工作机液压回路，其包括：液压马达；先导压力系统，其被配置为向工作机的一个或多个部件供应处于先导压力的液压液；以及补充压力系统，其与先导压力系统和液压马达呈液压流体连通，并被配置为如果液压马达的一部分中的液压液的压力在阈值压力之下，则从先导压力系统向液压马达供应液压液，使得在液压马达减速期间，补充压力系统可被操作为从先导压力系统向液压马达供应液体，以降低液压马达中的穴蚀风险。
[0011] 所述回路可还包括：液压致动器，其通过控制阀联结到先导压力系统，并被配置为在从先导压力系统向控制阀供应液压液时在第一位置与第二位置之间致动。
[0012] 所述液压马达可以是回转马达。
[0013] 所述补充压力系统还可包括被配置为限制或基本防止液体从液压马达流向先导压力系统的阀。
[0014] 所述补充压力系统还可包括被配置为在先导压力系统的液体压力小于阈值液体压力时，限制或基本防止液体从先导压力系统流向液压马达的阀。
[0015] 所述补充压力系统还可包括被配置为限制或基本防止液体从液压马达流向先导压力系统，并被配置为在先导压力系统中的液体压力小于阈值液体压力时，限制或基本上防止流体从先导压力系统流向液压马达的阀。
[0016] 所述阀可包括止回阀。
[0017] 所述阀可包括电磁阀。
[0018] 所述阀可包括先导操作阀。
[0019] 本发明的另一方案提供一种包括液压回路的工作机。
[0020] 所述机器(工作机)还可包括工作臂，而且先导压力系统被配置为向与工作机的一个或多个液压致动器关联的一个或多个控制阀供应液压液，所述一个或多个液压致动器被配置为驱动工作臂的操作或驱动工作臂的一部分的操作。
[0022] 以下参照附图，以示例方式描述本发明的实施例，附图中：
[0023] 图1示出工作机；
[0024] 图2示出传统液压回路；并且
[0025] 图3示出液压回路。
具体实施方式
[0026] 参照图3，本发明的实施例包括工作机3(见图1)的回转马达控制器2的液压回路1。
[0027] 液压回路1被配置为控制联结到工作机3的液压马达(回转马达)13的运转，使得液压马达13的运转引起主体31相对于工作机3的行走机构32旋转(回转操作)。
[0028] 液压回路1可位于工作机3的主体31中或工作机3的行走机构32中，或可部分地位于工作机3的主体31和行走机构32二者中。优选地，液压回路1位于机器3的主体31中。
[0029] 在一实施例中，主体31可附接到工作臂33。工作臂33的近端附接到工作机3的主体31，而工作臂33的远端配置为携带工作用具或工具34(例如铲斗)。工作臂33可枢转连接到主体31，使得工作臂33能够相对于主体31升高和降低，并可包括一个或多个枢转接头。工作臂33可枢转连接到主体31，使得工作臂33能够相对于主体31在左右位置之间旋转。
[0030] 因此，工作臂33可包括被枢转接头附接到主体31的第一段(动臂)331和附接到第一段331的第二段(铲斗臂)332。可设置有一个或多个液压夯锤或其他液压致动器以使工作臂33或其一部分或一段相对于主体31移动。该液压夯锤或致动器或每个液压夯锤或致动器包括液压回路，并可包括一个或多个控制阀，控制阀至少部分地通过先导压力供应来操作，先导压力供应能够由用户操作用户控制器来致动。先导压力供应通过机器3的先导压力系统设置，并可用来控制机器3的一个或多个零件的操作。该液压夯锤或致动器或每个液压夯锤或致动器配置为在第一位置与第二位置之间运动，并驱动工作臂33(例如)在第一位置与第二位置之间运动。工作臂33的其他配置根据本发明的实施例来设置。
[0032] 在图3所示的回路中，通过稳压阀4，沿先导压力管道5提供系统先导压力(典型地为35巴(3500KPa)左右)。此系统先导压力可被工作机3的其他部件使用，例如用以控制主控制阀的一个或多个滑阀(spool)，以操作被联结到工作臂33的夯锤。因此，先导压力管道5可连接到机器3的先导压力系统或构成机器3的先导压力系统的一部分。
[0033] 稳压阀4通过第一管道6被联结到蓄能器7，使得稳压阀4与蓄能器7呈流体连通。稳压阀4也通过第二管道9被联结到液压泵8，使得稳压阀4和液压泵8呈流体连通。液压泵8与低压液压液储槽10呈流体连通。
[0034] 因此，稳压阀4使用在由液压泵8供应的处于压力下的液体来提供系统先导压力。蓄能器7用来确保在工作机3的操作期间，这一系统先导压力基本维持在预定水平。因此，稳压阀4和蓄能器7可构成机器3的先导压力系统的一部分。
[0035] 主控制阀11通过主控制阀供应管道12联结到液压泵8，使得主控制阀11和液压泵8呈流体连通。在这个实施例中，主控制阀供应管道12连接到第二管道9。
[0036] 主控制阀11通过第三管道14和第四管道15联结到液压马达(例如回转马达)13，使得主控制阀11与液压马达13呈流体连通。这种排布用以沿第一方向驱动液压马达13的运动件，使液体在压力下从主控制阀11通过第三管道14供应到液压马达13，然后液体从液压马达13通过第四管道15到达主控制阀11。为沿第二方向驱动液压马达13的运动件，液体在压力下从主控制阀11通过第四管道15供应到液压马达13，然后液体从液压马达13通过第三管道14到达主控制阀11。
[0037] 将理解的是，主控制阀11可包括构成液压控制回路的多个阀，主控制阀11的操作可由用户通过设置在机器3的主体31(在其驾驶室中)中的用户控制器来控制。
[0038] 在一实施例中，第一安全阀16和第二安全阀17设置在第三管道14和第四管道15之间，并与液压马达13并联连接而与其呈流体连通。在这个实施例中，这两个压力安全阀16、17相对于彼此以相对的配置来设置，第一安全阀16被配置为通过允许液体经过第四管道15来减少第三管道14中的过大液体压力，第二安全阀17被配置为通过允许流体经过第三管道14来减少第四管道15中的过大液体压力(第一安全阀16和第二安全阀17通常关闭)。
[0039] 在一实施例中，当操作主控制阀11，由此不驱动液压马达13的运动件的运动时，主控制阀11防止液体进入或离开第三管道14和第四管道15。在一些情况下，当操作控制阀11以防止大量液体进入或离开第三管道14和第四管道15时，液压马达13的运动件可具有相当大的动量。因此，取决于液压马达13的运动件在此刻的运动(例如旋转)方向，第三管道14或第四管道15中的液体压力可增大，而此液体压力可通过有关的安全阀16、17来减少。如将理解的，这具有使液压马达13的运动件减速的衰减效果。
[0040] 在一实施例中，主控制阀11通过第五管道19联结到冷却器18，并与冷却器18呈流体连通，第五管道19供作主控制阀11的回流管。在这个实施例中，冷却器18被配置为冷却流经其中的液压液，并与过滤器20呈流体连通。在这个实施例中，过滤器20与液压液的低压储槽21呈流体流通，低压储槽21可与联结到液压泵8的储槽10是相同储槽。
[0041] 可设置有旁路止回阀22，并且旁路止回阀22可与冷却器18并联连接，由此如果第五管道19中的液体压力超出旁路止回阀22的开启压力，则旁路止回阀22将允许流体绕过冷却器18，使得液体能够从第五管道19流到过滤器20而不经过冷却器18。因此，能够使用旁路止回阀22来允许第五管道19中的一部分液体绕过冷却器18，同时允许第五管道19中的(另)一部分液体经过冷却器18。旁路止回阀22作用为控制经过冷却器18的液体的液体压力。因此，旁路止回阀22起到保护冷却器18免受过大液体压力的作用。
[0042] 在操作期间，当液压马达13的运动件的运动缓慢时(即在马达13减速且主体31的旋转运动因此减速期间)，液压马达13中存在穴蚀风险。这种风险是由于在液压马达13减速期间，液压马达13的运动件的惯性造成的(液压马达13的运动件联结到主体31，所以主体31的惯性也施加到液压马达13的运动件上且由此加大其惯性)，液压马达13的运动件的惯性造成该马达起到泵的作用。例如，在液压马达13的运动件逐渐减速或突然停止期间，即会产生上述风险。在一实施例中，为降低这种风险，补充压力管道23通过第一补充压力止回阀24被连接到第三管道14，并通过第二补充压力止回阀25被连接到第四管道15。设置第一补充止回阀24，使得液体能够从补充压力管道23流到第三管道14，但防止液体沿反方向流动。类似地，设置第二补充止回阀25，使得液体能够从补充压力管道23流到第四管道15，但防止液体沿反方向流动。
[0043] 通过处于补充液体压力的补充压力管道23来供应液体，使得如果第三管道14中的流体压力降到补充流体压力之下，则液体经过第一补充止回阀24到达第三管道14，如果第四管道15中的液体压力降到补充液体压力之下，则液体经过第二补充止回阀25到达第四管道15。
[0044] 因此，如将理解的，为了减少液压马达13中出现穴蚀的可能性，如果第三管道14或第四管道15中产生足够的液体压降，则液体就被供应到液压马达。
[0045] 在一实施例中，补充压力管道23连接到蓄能器7并与其呈流体连通。在一实施例中，补充压力管道23连接到先导压力管道5并与其呈流体连通。在一实施例中，补充压力管道23连接到工作机3的先导压力系统的另一部分并与其呈流体连通。在一实施例中，补充压力管道23中的液体压力与先导压力管道5中的流体压力隔离地操作。
[0046] 在一实施例中，补充压力管道23连接到第一管道6并与第一管道6呈流体连通。因此，由蓄能器7、稳压阀4和液压泵8来提供补充液体压力。换言之，补充压力是通过工作机3的先导压力系统提供的，并且不会在主控制阀11的回流管(第五管道19)中形成液体压力的持续的寄生载荷。这样能够减小为液压回路1的操作所需的背压。
[0048] 在一实施例中，在补充压力管道23中设置有补充压力阀26。补充压力阀26可以是止回阀。补充压力阀26被配置为防止液体流向蓄能器7，而如果液体压力高于预定液体压力，则允许液体从蓄能器7流动(如果补充压力阀26是止回阀，这可通过选择具有适当开启压力的止回阀实现)。在一实施例中，补充压力管道23连接到机器3的先导压力系统的某个其他部分，因此补充压力管道23中可设置有补充压力阀26，以防止液体流向先导压力系统，而如果液体压力在预定液体压力之上，则允许液体从先导压力系统流动(流出)。
[0049] 补充压力止回阀26提供了如下机构：通过该机构能够在工作机3的先导压力系统中使用先导液体压力与使用先导压力作为补充液体压力源之间达成平衡，以降低液压马达中的穴蚀风险。因此，补充压力止回阀26的开启压力可根据机器(工作机)3的先导压力系统的操作特性来选择。
[0050] 如果第一补充压力阀24或第二补充压力阀25失灵，则补充压力止回阀26还有助于降低液体从液压马达8返回到工作机3的先导压力系统内的风险。否则这类故障可以损坏先导压力系统的部件。
[0051] 如果执行回转操作，同时液压泵8不进行操作(也许因为工作机3的发动机关闭)，补充压力止回阀26还起到降低液体从工作机3的先导压力系统被排尽的风险的作用。在这种情况下(因为先导压力系统中将仍然会有充足的先导线索压力(pilot clued pressure)从而允许控制工作臂33)，这就允许进行诸如工作臂33紧急下降之类的操作。例如，这在某些地区可能成为安全立法的要求。
[0052] 取代作为止回阀的补充压力阀26，可设置补充压力先导阀或电磁阀，并且该补充压力先导阀或电磁阀被配置为用于启动以取得类似结果。当然，如将理解的，补充压力阀26可包括多个阀的组合。
[0053] 补充压力管道23以及第一补充压力止回阀24和第二补充压力止回阀25用于补充压力系统。第一补充压力止回阀24和第二补充压力止回阀25只是如下排布方案的一个示例：该排布方案允许液体从补充压力管道供应到液压马达13的一部分，在该排布方案中要求降低液压马达13中发生穴蚀的风险。在一实施例中，补充压力止回阀24、25容置在液压马达13的主体中。
[0054] 上述多个实施例是特别参考用来执行工作机3的回转操作的液压马达进行说明的。将理解的是，本发明的多个实施例可与被配置用于其他操作的液压马达关联地使用。
[0055] 工作机3优选为一种挖掘机械，但将理解，本发明的实施例可与能够进行回转操作的其他类型的工作机关联地使用，或事实上与具有用于其他操作(这类操作可包括那些要求保持主控制阀11的滑阀载荷的操作)的液压马达的其他工作机关联地使用。
[0056] 工作机3可具有行走机构32，行走机构32包括有一个或多个轮和/或一个或多个环状的履带。
[0057] 在此所述防止某一动作包括绝对防止该动作或基本上防止该动作。类似地，在此所述允许或容许某一动作包括绝对无限制地容许或允许该动作或基本上容许或允许该动作。
[0059] 前述说明书或随附权利要求书或附图中公开的以特定形式或以执行被公开的功能方式表达的特征或达到被公开的结果的方法或过程，可酌情单独地或以这些特征的任意组合用来实现本发明的不同形式。
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