技术领域
[0001] 本
发明涉及一种液压系统，更具体地说，涉及一种用于移动式
工程机械的液压系统。
背景技术
[0002] 现有的移动式工程机械中，如液压挖掘机和
起重机，通常情况下将初始
能量转换器（如柴油
发动机或者）所转换的功率通过液压驱动和控制单元传递到工作设备的各个直线型执行元件（
液压缸）或者旋转型执行元件（
液压马达），由初始能量转换器所驱动的
泵将液压油输送到
阀块，并由阀块分配给执行元件，以操作负载。
[0003] 而在这些移动式工程机械中则往往需要单个
液压泵在工作时即要驱动多个直线型执行元件或旋转型执行元件进行操作，又要驱动旋转型执行元件来进行移动。
[0004] 此外，直线型或者旋转型执行元件可用来实现部件的举升、伸缩、旋转等动作，但是通常为了
锁定直线型执行元件并维持其工作平稳，而配合设置有平衡阀，来起到平稳和安全的作用，然而在液压缸的
活塞杆所作用的部件处于静止和动作
临界状态时，由于动
摩擦力和最大静
摩擦力之间差异，所作用的部件的受力急剧变化，会导致其抖动现象。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种液压系统，其能够以结构简单、维护方便、易于操作的特点实现对工程机械的控制。本发明的进一步目的是提供一种液压系统，其工作时采用单个液压泵即可驱动移动式工程机械的多个执行元件进行作业，又可驱动旋转型执行元件来使得移动式工程机械移动。本发明的进一步目的是提供一种液压系统，使得其既能够在工作时进行压力补偿又能够在临界状态时减缓执行元件抖动现象。
[0006] 为此，在本发明的第一方面，本发明提供了一种液压系统，其包括液压泵、油箱、第一直线执行机构、第二直线执行机构、旋转执行机构以及液压泵调节机构；其中，液压泵分别驱动第一直线执行机构、第二直线执行机构、一个旋转执行机构进行工作，其中，该第一直线执行机构包括第一换向阀、第一压力补偿阀、第一液控锁定阀以及第一液压缸，该第二直线执行机构包括第二换向阀、第二压力补偿阀、第二液控锁定阀,以及第二液压缸，而该旋转执行机构包括第三换向阀、马达以及马达
排量控制装置，该液压泵调节机构包括第三压力补偿阀和泵调节缸；
[0007] 该液压系统还包括负载比较机构，该负载比较机构包括缸间负载比较机构和泵负载比较机构；
[0008] 该缸间负载比较机构的两入口分别连接到第一换向阀的负载检测端口和第二换向阀的负载检测端口，其中第一换向阀的负载检测端口和第二换向阀的负载检测端口在工作时分别与第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的出口相连通，而在非工作时分别与油箱相连通，而该缸间负载比较机构的出口连通到第一压力补偿阀的补偿口和第二压力补偿阀的补偿口，从而该缸间负载比较机构将两负载检测端口的压力进行比较后将较大压力连通到第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的补偿口，以进行压力补偿；
[0009] 该泵负载比较机构两个入口分别连接到缸间负载比较机构的出口以及第三换向阀的负载检测端口，其中该第三换向阀的负载端口在工作时与马达入口连通而在非工作时与油箱连通，而该泵负载比较机构的出口连通到第三压力补偿阀的补偿口，从而该泵负载比较机构将其两入口压力进行比较后将较大压力连通道第三压力补偿阀的补偿口，并通过泵调节缸来调节该液压泵。
[0010] 根据本发明的第一方面的液压系统，本发明第二方面优选地，第一直线执行机构与第二直线执行机构结构相同。
[0011] 根据第一方面所述的液压系统，本发明第三方面优选地，在第一直线执行机构中，第一换向阀为第一电磁换向阀，第一压力补偿阀包括第一左压力补偿阀和第一右压力补偿阀，第一液控锁定阀包括第一左液控锁定阀、第一中液控锁定阀、第一右液控锁定阀，第一液压缸为第一双作用液压缸，其中，第一电磁换向阀的工作口通过第一左压力补偿阀和第一右压力补偿阀连接到第一左液控锁定阀、第一中液控锁定阀、第一右液控锁定阀，并经由第一左液控锁定阀、第一中液控锁定阀、第一右液控锁定阀连接到第一双作用液压缸的无杆腔和有杆腔。
[0012] 根据本发明的第三方面的液压系统，本发明的第四方面优选地，第一电磁换向阀为三位十通电磁换向阀，当第一电磁换向阀处于中位时，第一电磁换向阀的负载检测C口与其T1口相连通，并通过该T1口连通到油箱，同时第一电磁换向阀的其他端口相互之间在其阀块体内均未连通；
[0013] 当第一电磁换向阀处于左位时，该第一电磁换向阀的P1口与工作A1口连通，以将液压油经由工作A1口输送到第一左压力补偿阀，并经由第一左液控锁定阀和第一中液控锁定阀而连接到第一双作用液压缸的无杆腔，其中第一左液控锁定阀和第一中液控锁定阀的液控口均连通到第一右液控锁定阀与第一右压力补偿阀之间的管路，而第一右液控锁定阀的液控口连通到第一左液控锁定阀和第一中液控锁定阀与第一左压力补偿阀之间的管路，并受到其压力控制而打开，从而第一双作用液压缸的有杆腔经由第一右液控锁定阀而通过工作B1口与T1口连通，而通到油箱，此时工作B2口与负载检测C口相连通，从而将第一左压力补偿阀的出口与负载检测C口相连通，以使得负载检测C口获得第一左压力补偿阀的出口压力；
[0014] 当第一电磁换向阀处于右位时，第一电磁换向阀的P2口与工作油A2口连通，以将液压油经由工作A2口输送到第一右压力补偿阀，并经由第一右液控锁定阀而连接到第一双作用液压缸的有杆腔，而第一左液控锁定阀的液控口和第一中液控锁定阀的液控口分别受到第一右液控锁定阀与第一右压力补偿阀之间压力控制而先后打开，而第一双作用液压缸的无杆腔的液压油起初部分经由第一左液控锁定阀，后经由第一左液控锁定阀和第一中液控锁定阀而流到工作B2口，并经由工作B2口、T2口而通到油箱，此时工作B1口与负载检测C口相连通，以将第一右压力补偿阀的出口与负载检测C口相连通，以使得负载检测C口获得第一左压力补偿阀的出口压力。
[0015] 根据第一到第四方面中任一所述的液压系统，本发明的第五方面优选地，旋转执行机构包括第三电磁换向阀、调节换向阀、调节缸、第三上
单向阀、第三下单向阀、
截止阀以及液压马达，该第三电磁换向阀为三位五通电磁换向阀，第三电磁换向阀的P口接收液压泵所泵送的液压油，其两工作口连接至液压马达，而其负载检测C口在工作时获取液压马达的入口压力；液压马达为变量液压马达，并且其出口和入口分别连接第三上单向阀和第三下单向阀，该第三上单向阀和第三下单向阀的出口均连接到调节换向阀和调节缸的有杆腔，调节缸的
活塞杆连接到液压马达，以调节液压马达的排量。
[0016] 根据第五方面所述的液压系统，本发明的第六方面优选地，该液压泵为变量
轴向柱塞泵，该泵的摆动
角能够通过泵调节缸进行调整，对于泵调节缸的驱动是通过第三压力补偿阀进行的，摆动角通过复位装置朝着最大摆动角的方向增大，而泵调节缸设置为克服复位装置的作用力以减小摆动角，第三压力补偿阀通过其右侧的调节
弹簧的作用力以及存在于其右压力
接口的来自泵负载比较机构的出口的压力而朝泵调节缸的卸载方向预压紧，第三压力补偿阀的左压力接口连接于液压泵出口，液压泵出口压力以由调节弹簧的作用力所预先确定的压差高于泵负载比较机构的出口压力。
[0017] 根据第六方面所述的液压系统，本发明的第七方面优选地，液压泵由发动机所驱动，并且并联有备用
齿轮泵，则液压泵和备用泵的出口则分别通过单向阀而连接到第一直线执行机构、第二直线执行机构、旋转执行机构以及第三压力补偿阀的左压力接口。
[0018] 根据第七方面所述的液压系统，本发明的第八方面优选地，其中该液压马达的
输出轴与移动式工程机械的刚性转向
驱动桥的
输入轴轴相联，通过安装在驱动桥中部的
差速器驱动桥两端的行走
车轮，液压马达的正反向转动，使得移动式工程机械前进或者后退。
[0019] 本发明的液压系统以结构简单、维护方便、易于操作的特点实现对工程机械的控制，此外其工作时采用单个液压泵即可驱动移动式工程机械的多个执行元件进行作业，又可驱动旋转型执行元件来使得移动式工程机械移动，进一步使得其既能够在工作时进行压力补偿又能够在临界状态时减缓执行元件抖动现象。
附图说明
[0020] 图1示出了本发明的液压系统的原理简图；以及
[0021] 图2示出了根据本发明的一个优选实施方式的液压系统的结构简图。
[0022] 附图标记：
[0023] 图1中，100液压泵，200油箱，300第一直线执行机构，400第二直线执行机构，500旋转执行机构，600负载比较机构，700液压泵调节机构，316第一换向阀，317第一压力补偿阀，318第一液控锁定阀，319第一液压缸，426第二换向阀、427第二压力补偿阀、428第二液控锁定阀，429第二液压缸，536第三换向阀，539马达，530马达排量控制装置，601缸间负载比较机构，602泵负载比较机构，701第三压力补偿阀，702泵调节缸
[0024] 图2中，1a轴向柱塞泵，1b备用齿轮泵，5第三压力补偿阀，5a泵调节缸，3泵负载比较机构，4缸间负载比较机构，16第一电磁换向阀，17a第一左压力补偿阀，17b第一右压力补偿阀，18a第一左液控锁定阀，18b第一中液控锁定阀，18c第一右液控锁定阀，19第一双作用液压缸，26第二电磁换向阀，27a第二左压力补偿阀，27b第二右压力补偿阀，28a第二左液控锁定阀，28b第二中液控锁定阀，28c第二右液控锁定阀，29第二双作用液压缸，26第三电磁换向阀，37调节换向阀，37a调节缸，38a第三上单向阀，38b第三下单向阀，34截止阀，39液压马达
具体实施方式
[0025] 鉴于本发明可进行各种
修改和替代结构，所图释的一些相对实施方式在附图中示出并且在下面详细描述。
[0026] 然而，将知晓的是本发明并不限于所图释的特定实施方式，但是相反用来
覆盖全部修改、替换结构以及等同元件，这些落入在
权利要求所限定的本发明的范围中。
[0027] "例如"、"等"或者"或者"的使用表示非排除性的替代，没有进行限制，除非另行说明。"包括"的使用表示"包括但并不限于"，除非另作说明。
[0028] 图1示出了本发明的液压系统的原理图，本发明的液压系统包括液压泵100、油箱200、第一直线执行机构300、第二直线执行机构400、旋转执行机构500、负载比较机构600以及液压泵调节机构700，液压泵分别驱动第一直线执行机构300、第二直线执行机构400、一个旋转执行机构500进行工作。第一直线执行机构包括第一换向阀316、第一压力补偿阀
317、第一液控锁定阀318以及第一液压缸319，该第二直线执行机构包括第二换向阀426、第二压力补偿阀427、第二液控锁定阀428,以及第二液压缸429，该旋转执行机构包括第三换向阀536、马达539以及马达排量控制装置530，该负载比较机构包括缸间负载比较机构
601和泵负载比较机构602。第一压力补偿阀的补偿口和第二压力补偿阀的补偿口均连接到缸间负载比较机构601的出油口，缸间负载比较机构601的两进油口分别连接到第一换向阀的负载检测端口和第二换向阀的负载检测端口，第一换向阀的负载检测端口和第二换向阀的负载检测端口在工作时分别与第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的出口相连通，而在非工作时分别与油箱相连通，缸间负载比较机构将两负载检测端口的压力进行比较后将较大压力连通到第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的补偿口，以进行压力补偿，液压泵调节机构包括第三压力补偿阀701和泵调节缸702，第三压力补偿阀的补偿口连通道泵负载比较机构的出口，泵负载比较机构的两个入口分别连接到缸间负载比较机构的出口以及第三换向阀的负载检测端口，从而该泵负载比较机构将其两入口压力进行比较后将较大压力连通道第三压力补偿阀的补偿口，并通过泵调节缸来调节泵，其中该第三换向阀的负载端口在工作时与马达入口连通，而在非工作时与油箱连通。
[0029] 现结合图2对根据本发明的一个优选实施方式进行描述。
[0030] 具体地，如图2所示，第一直线执行机构包括第一电磁换向阀16、第一左压力补偿阀17a、第一右压力补偿阀17b、第一左液控锁定阀18a、第一中液控锁定阀18b、第一右液控锁定阀18c和第一双作用液压缸19，其中，第一电磁换向阀16为三位十通电磁换向阀，其工作口分别通过第一左压力补偿阀17a和第一右压力补偿阀17b连接到第一左液控锁定阀18a、第一中液控锁定阀18b、第一右液控锁定阀18c，并分别经由第一左液控锁定阀18a、第一中液控锁定阀18b、第一右液控锁定阀18c连接到第一双作用液压缸19的无杆腔和有杆腔。
[0031] 现结合第一电磁换向阀的三个
位置来描述油路的连通情况。
[0032] 当第一电磁换向阀处于中位时，第一电磁换向阀的负载检测C口与其T1口相连通，并通过该T1口连通到邮箱，从而使得此时第一电磁换向阀的负载检测C口的压力表示空载，同时第一电磁换向阀的其他端口相互之间在其阀块体内均未连通。
[0033] 当第一电磁换向阀处于左位时，该第一电磁换向阀的P1口与工作A1口连通，以将液压油经由工作A1口输送到第一左压力补偿阀17a，并经由第一左液控锁定阀18a和第一中液控锁定阀18b而连接到第一双作用液压缸19的无杆腔，其中第一左液控锁定阀18a和第一中液控锁定阀18b的液控口均连通到第一右液控锁定阀18c与第一右压力补偿阀之间的管路，而第一右液控锁定阀18c的液控口连通到第一左液控锁定阀18a和第一中液控锁定阀18b与第一左压力补偿阀之间的管路，并受到其压力控制而打开，从而第一双作用液压缸19的有杆腔经由第一右液控锁定阀18c而通过工作B1口与T1口连通而通到油箱，此时工作B2口与负载检测C口相连通，以将第一左压力补偿阀17a的出口与负载检测C口相连通，以使得负载检测C口获得第一左压力补偿阀17a 的出口压力。
[0034] 当第一电磁换向阀处于右位时，第一电磁换向阀的P2口与工作油A2口连通，以将液压油经由工作A2口输送到第一右压力补偿阀17b，并经由第一右液控锁定阀18c而连接到第一双作用液压缸19的有杆腔，而第一左液控锁定阀18a的液控口和第一中液控锁定阀18b的液控口分别受到第一右液控锁定阀18c与第一右压力补偿阀之间压力控制而先后打开，而第一双作用液压缸19的无杆腔的液压油起初部分经由第一左液控锁定阀18a，后经由第一左液控锁定阀18a和第一中液控锁定阀18b而流到工作B2口，并经由工作B2口、T2口而通到油箱，此时工作B1口与负载检测C口相连通，以将第一右压力补偿阀17b的出口与负载检测C口相连通，以使得负载检测C口获得第一左压力补偿阀17b 的出口压力。
[0035] 另外，电磁换向阀的B1口和B2口也可分别连接于第一双作用液压缸的有杆腔和无杆腔的油口，以使得负载检测C口获得第一双作用液压缸的有杆腔和无杆腔的压力。
[0036] 其中，由于当第一电磁
控制阀处于右位时，第一左液控锁定阀18a和第一中液控锁定阀18b先后打开，使得第一双作用液压缸最初缓慢移动，而随着第一中液控锁定阀18b开启，第一双作用液压缸快速动作，从而减缓了由于摩擦力变化所导致的抖动现象。
[0037] 而第二直线执行机构与第一直线执行机构类似，其包括第一电磁换向阀26、第二左压力补偿阀27a、第二右压力补偿阀27b、第二左液控锁定阀28a、第二中液控锁定阀28b、第二右单向调速阀28c和第二双作用液压缸29，其中，第二电磁换向阀26的工作口分别通过第二左压力补偿阀27a和第二右压力补偿阀27b连接到第二左液控锁定阀28a、第二中液控锁定阀28b、第二右单向调速阀28c，并分别经由第二左液控锁定阀28a、第二中液控锁定阀28b、第二右单向调速阀28c连接到第二双作用液压缸29的无杆腔和有杆腔。第二电磁换向阀为三位十通电磁换向阀，其结构和连接情况与第一电磁换向阀相同，为了简洁而在此不再赘述。
[0038] 第一电磁换向阀16的负载检测C口和第二电磁换向阀26的负载检测C口通过缸间负载比较机构4进行比较，并通过该缸间负载比较机构4的出口而将比较后较大压力连接到第一左压力补偿阀17a、第一右压力补偿阀17b、第二左压力补偿阀27a、第二右压力补偿阀27b的补偿口，以在第一电磁换向阀和第二电磁换向阀同时操作的时候，将同一个液压泵所排放的
压力流体供给到不同负载所施加的第一双作用液压缸和第二双作用液压缸。
[0039] 而如图2所示，旋转执行机构包括第三电磁换向阀26、调节换向阀37、调节缸37a、第三上单向阀38a、第三下单向阀38b、截止阀34以及液压马达39，该第三电磁换向阀为三位五通电磁换向阀，第三电磁换向阀26的P口接收液压泵所泵送的液压油，其两工作口连接至液压马达39，而其负载检测C口在工作时获取液压马达的入口压力。液压马达为变量液压马达，并且其出口和入口分别连接第三上单向阀38a和第三下单向阀38b，该第三上单向阀38a和第三下单向阀38b的出口均连接到调节换向阀37和调节缸37a的有杆腔，调节缸37a的活塞杆连接到液压马达，以调节液压马达的排量。
[0040] 现结合第三电磁换向阀的三个位置来描述油路的连通情况。
[0041] 当第三电磁换向阀处于中位的时候，第三电磁换向阀的负载检测C口与其T口相连，并通过该T口连通到油箱，从而使得此时第三电磁换向阀的负载检测C口的压力表示空载，同时第三电磁换向阀其他端口在阀块体内均未相互连通。
[0042] 当第三电磁换向阀处于左位的时候，第三电磁换向阀的P口同时与其工作A口和其负载检测C口连通，从而将液压油输送到液压马达，来驱动液压马达在第一方向上旋转，液压马达排出的液压油通过第三电磁换向阀的工作B口而返回到油箱。
[0043] 当第三电磁换向阀处于右位的时候，第三电磁换向阀的P口同时与其工作B口和其负载检测C口连通，从而将液压油输送到液压马达，来驱动液压马达在与第一方向相反的第二方向上旋转，液压马达排出的液压油通过第三电磁换向阀的工作A口而返回油箱。
[0044] 当调节换向阀处于右位时，液压马达处于大排量状态，而当调节换向阀处于左位时候，液压马达处于小排量状态。
[0045] 液压马达的输出轴与移动式工程机械的刚性转向驱动桥的输入轴轴相联，通过安装在驱动桥中部的差速器驱动桥两端的行走车轮，液压马达的正反向转动，使得移动式工程机械前进或者后退，该液压马达采用低速径向柱塞马达，从而获得了较好的低速特性。
[0046] 当因故无法行走时候而需要由其他车辆拖动时，可打开截止阀34，使得截止阀3与液压马达之间构成内部油流自由流动的回路，液压马达可随行走车轮的被拖动而自由转动，从而防止液压马达损坏，并减少了移动式工程机械被拖动时候的阻力。
[0047] 该液压泵如图2所示，该液压泵为
变量泵，优选为轴向柱塞泵，该泵的摆动角能够通过泵调节缸5a进行调整，对于泵调节缸5a的驱动是通过第三压力补偿阀5进行的，摆动角通过复位装置（如弹簧）朝着最大摆动角的方向增大，而泵调节缸为了减小摆动角而克服复位装置的作用力而进行调整，第三压力补偿阀5通过右侧的调节弹簧的作用力以及存在于右压力接口的来自泵负载比较机构3出口的控制压力而朝泵调节缸的卸载方向预压紧，液压泵的泵压则存在于第三压力补偿阀5的左压力接口上，其中泵负载比较机构出口的控制压力来自于缸间负载比较机构4的出口（即第一直线执行机构与第二直线执行机构中的较大压力）与旋转执行机构的负载检测C口压力比较之后的最大压力，即泵负载比较机构的入口分别为缸间负载比较机构4的出口以及旋转执行机构的负载检测C口，而出口则连接到第三压力补偿阀的右压力接口，由此，对液压泵进行操作时，泵流量增大，负载检测油路中的压力升高，直到第三压力补偿阀5的端面上产生泵压的压力与负载检测油路中的压力和调节弹簧的作用力平衡，从而泵压以由调节弹簧的作用力所预先确定的压差高于最高负载压力。
[0048] 而当该两个直线执行机构和该旋转执行机构均未操作的时候，即第一电磁换向阀、第二电磁换向阀以及第三电磁换向阀均处于中位时，第三压力补偿阀的左压力接口大于空载时右侧负载检测油路中压力和调节弹簧的作用力之和，从而保持泵的初始压力和流量，进而降低了空载时的能量损耗和噪音。
[0049] 另外，轴向柱塞泵1a由发动机所驱动，并且并联有备用齿轮泵1b，则轴向柱塞泵1a和备用齿轮泵1b的出口则分别通过单向阀而连接到各执行机构，从而当移动式工程机械的发动机发生故障时，可以用移动式工程机械上的
蓄电池系统来驱动备用齿轮泵1b，以供液压控制系统进行一些短时的应急操作。
[0050] 在理解本发明的范围方面，在此使用的术语"包括"及其
变形为开放性限定术语，其
指定了所列举特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在，但是并不排除包括其他未说明的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤。前述事项同样也适用于具有类似含义的词语，例如术语"包含"、"具有"以及他们的衍生词。同样，术语"部件"、"部"、"部分"、"构件"或者"元件"当单数使用的时候可具有单个部件或者多个部件两种含义，除非另有说明。
[0051] 正如在此使用的那样，方向术语"左"、"右"以及任何其他类似的方向术语是为了描述方便，而并非限定为部件之间的位置关系。
[0052] 同样将知晓的是，尽管术语"第一"、"第二"、“第三”以及任何其他类似的术语可在此使用来描述不同的元件，但是这些元件将并不受到这些术语的限制。这些术语仅仅是用来将一个元件与另一个区分开。因此例如，在没有脱离本发明的教导的情况下，上面所述的第一元件可被定义为第二元件，反之亦然。
[0053] 虽然仅仅选择了所选择的
实施例对本发明进行说明，但是该公开内容对于本领域技术人员来说很明显的是，在没有脱离本发明的范围的情况下可在此进行各种变化和修改，正如所附的权利要求所限定的那样。例如，不同元件的尺寸、形状、位置或者方向可随着需要和/或期望而改变，只要这些改变并不实质上影响他们所要完成的功能。示出为直接连接或者彼此
接触的元件可具有布置在他们之间的中间结构，只要这些改变并不实质上影响他们的所要完成的功能。一个元件的功能可以由两个实现，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中所采用。对于全部优点来说，并不必须同时存在于特定实施例中。因而，根据本发明的这些实施例的上述描述仅仅用于说明，而并不是用于对所附的权利要求及其等同物所限定的本发明进行限制。
