专利名称：开式液压系统和工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种开式液压系统和工程机械。
背景技术：
目前，全液压驱动机械如全液压平地机，主要采用闭式液压系统或开式液压系统。闭式液压系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环，系统散热性不佳。开式液压系统中，液压泵从油箱吸油，通过换向阀给执行元件供油，执行元件的回油再经换向阀流回油箱。开式液压系统中工作完的油液流回油箱，由此可以发挥油箱的散热作用提高系统的散热性。图I为现有的开式液压系统的原理示意图，现有的开式液压系统的缺陷在干当换向阀回中位时(即液压泵泄油吋)，驱动马达易发生吸空，影响驱动马达的使用寿命；并且此时液压系统所受冲击较大，也使其使用范围受到了影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种开式液压系统和工程机械，以解决现有的开式液压系统在液压泵泄油时，驱动马达易吸空和液压系统受冲击大的问题。一方面，本发明提供ー种开式液压系统，包括第一油路和第二油路，所述第一油路和所述第二油路中，其中一个作为驱动马达的供油通道，另ー个作为驱动马达的回油通道；第一单向阀，其进油ロ与所述第一油路相通，出油ロ与所述驱动马达的第一马达油ロ相通；第二单向阀，其进油ロ与所述第二油路相通，出油ロ与所述驱动马达的第二马达油ロ相通；方向控制阀，其设有第一油ロ、第二油ロ、第三油口和第四油ロ ；所述第一油口和所述第二马达油ロ相通，所述第三油ロ与所述第一马达油ロ相通，所述第二油ロ与所述第二油路相通，所述第四油ロ与所述第一油路相通；所述方向控制阀具有三种工作状态第一エ作状态下，所述第一油ロ与所述第二油ロ相通；第二工作状态下，所述第三油ロ与所述第四油ロ相通；第三工作状态下，所述第一油ロ与所述第三油ロ相通。进ー步地，所述方向控制阀为三位四通电磁阀。进ー步地，上述开式液压系统还包括第一溢流阀，所述第一溢流阀的进油ロ与所述第一单向阀的出油ロ相连，所述第一溢流阀出油ロ与所述第一油ロ相通。进ー步地，上述开式液压系统还包括第二溢流阀，所述第二溢流阀的进油ロ与所述第二单向阀的出油ロ相连，出油ロ与所述第三油ロ相通。进ー步地，上述开式液压系统还包括主阀、液压泵和泄油通路，所述第一油路和所述第二油路通过所述主阀与所述液压泵和所述泄油通路相连；所述主阀具有三种工作状态第一工作状态下，所述第一油路与所述液压泵的出油ロ相通，所述第二油路与所述泄油通路相通；第二工作状态下，所述第二油路与所述液压泵的出油ロ相通，所述第一油路与所述泄油通路相通；第三工作状态下，所述第一油路、第二油路、泄油通路和液压泵的出油ロ均相通。
进ー步地,所述主阀为三位四通电磁阀。进ー步地，所述开式液压系统具有控制器，所述控制器包括获取单元，用于获取带动所述液压泵工作的发动机的转速；判断単元，与所述获取単元信号连接，用于判断所述转速是否小于预设值；处理单元，与所述判断単元信号连接，用于在所述转速小于预设值时发出信号使所述方向控制阀工作于第三工作状态下。进ー步地，所述方向控制阀还包括节流阀，所述节流阀设置于所述第一油ロ与所述第三油ロ之间。另ー方面，本发明还提供ー种工程机械，设置有上述任ー项所述的开式液压系统。进ー步地，所述工程机械为全液压平地机。本发明提供的一种开式液压系统在使用过程中，当第一油路处于供油状态、第二油路处于回油状态时，可控制方向控制阀处于第一工作状态下，使系统内的液压油通过第ー油路、第一单向阀为驱动马达供油，然后通过方向控制阀的第一油ロ、第二油ロ、第二油路流回油箱。当第二油路处于供油状态、第一油路处于回油状态时，可控制方向控制阀处于第二工作状态，系统内的液压油通过第二油路、第二单向阀为驱动马达供油，然后通过方向控制阀的第三油ロ、第四油ロ、第一油路流回油箱。当可控制方向控制阀处第一油路和第二油路均停止供油时(即当液压泵泄油吋)，可控制方向控制阀处于第三工作状态，在第一单向阀和第二单向阀的截留作用下，驱动马达与方向控制阀之间形成闭式回路，液压油将在该闭式回路上循环一段时间，与现有技术相比，不但避免了驱动马达发生吸空现象，而且降低了液压系统受到的冲击。本发明还提供一种设有上述开式液压系统的工程机械，由于上述的开式液压系统具有上述效果，因此，设有该开式液压系统的工程机械也具有相应的技术效果。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进ー步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为现有技术中开式液压系统的原理示意图；图2为本发明实施例一提供的开式液压系统的原理示意图；图3为本发明实施例ニ提供的开式液压系统的原理示意图；图4为本发明实施例三提供的开式液压系统的原理示意图；图5为本发明实施例中所述控制器的结构示意图。附图标记说明I 油箱2 液压泵3 主阀P 主阀油ロT 主阀油ロA 主阀油ロB 主阀油ロ4 驱动马达al 驱动马达的第一油ロ a2 驱动马达的第二油ロ101第一油路102第二油路103泄油通路5 第一单向阀6 第二单向阀7 方向控制阀
7a方向控制阀71节流阀pi第一油 ロp2第二油 ロp3第三油ロp4第四油ロ8安全阀91第一溢流阀92第二溢流阀10控制器101获取单元102判断单元103 处理单元
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将參考附图并结合实施例来详细说明本发明。实施例一请參考图2,如图所示该开式液压系统包括油箱I、液压泵2、主阀3、驱动马达4、第一单向阀5、第二单向阀6、方向控制阀7、第一油路101、第二油路102和泄油通路103。其中，液压泵2的进油ロ与油箱I相连；主阀3与液压阀2的出油ロ相连；主阀3为中位机能为H型的三位四通阀电磁阀，设有油ロ P、T、A和B ;并且主阀3具有如下三种工作状态第一工作状态下(图中左位)，油ロ P和A相通，油ロ B和T相通；第二工作状态下(图中右位)，油ロ P和B相通，油ロ A和T相通；第三工作状态下(图中中位)，油ロ P、T、A和B均相通；第一油路101和第二油路102与主阀3相连，其中ー个作为驱动马达4的供油通道，另ー个作为回油通道，泄油通路103位于主阀3和油箱I之间；具体地主阀在3在第一工作状态下，第一油路101与液压泵2的出油ロ相通，第二油路102与泄油通路103相通，第一油路101作为驱动马达4的供油通道，第二油路102作为驱动马达4的回油通道；主阀3在第二工作状态下，第二油路102与液压泵2的出油ロ相通，第一油路101与泄油通路103相通，第二油路102作为驱动马达4的供油通道，第一油路101作为驱动马达4的回油通道；主阀3在第三工作状态下，在负载的作用下，第一油路101和第二油路102均停止供油，液压泵2直接泄油；串设于第一油路101和驱动马达4之间的第一单向阀5，其进油ロ与第一油路101相连，出油ロ与驱动马达4的第一马达油ロ al相连；串设于第二油路102和驱动马达4之间的第二单向阀6，其进油ロ与第二油路102相连，出油ロ与驱动马达4的第二马达油ロ a2相连；方向控制阀7为中位机能为U型的三位四通电磁阀，设有第一油ロ PI、第二油ロp2、第三油ロ p3和第四油ロ p4 ;第一油ロ pi和第二马达油ロ a2相通，第三油ロ与第一马达油ロ al相通，第二油ロ p2与第二油路102相通；第四油ロ p4与第一油路101相通；该方向控制阀7具有三种工作状态
第一工作状态(上位)下，第一油ロ pi和第二油ロ p2相通；第二工作状态(上位)下，第三油ロ p3和第四油ロ p4相通；第三工作状态(中位)下，第一油ロ pi和第三油ロ p3相通。下面结合具体的工作场景(以全液压平地机为例)说明ー下本实施例的开式液压系统工作原理当主阀3处于第一工作状态(左位)时，主阀3的油ロ P和A相通，第一油路101与液压泵2的出油ロ相通，第一油路101作为驱动马达4的供油通道；油ロ B和T相通，第二油路102与泄油通路103相通。同时控制方向控制阀7使其处于第一工作状态(上位)，其第一油ロ pi和第二油ロ p2相通；由此，从液压泵I流出的液压油依次通过主阀3油ロ P、主阀3油ロ A、第一油路101、第一单向阀5、驱动马达4、方向控制阀7的第一油ロ pi、方向控
制阀7的第二油ロ p2、第二油路102、主阀3、泄油通路103流回油箱I ;由此，第二油路102作为驱动马达4的回油通道。此种状态下全液压平地机前迸。主阀3处于第二工作状态(右位)时，主阀3的油ロ P和油ロ B相通，此时主阀3的出油ロ与第二油路102相通，油ロ A和T相通，第二油路102作为驱动马达4的供油通道，第一油路101与泄油通路103相通。同时控制方向控制阀7使其处于第二工作状态(下位)，第三油ロ P3和第四油ロ p4相通；由此，从液压泵I流出的液压油依次通过主阀3油ロ P、主阀3油ロ B、第二油路102、第二单向阀6、驱动马达4、方向控制阀7的第三油ロ p3、方向控制阀7的第四油ロ p4、第一油路101、主阀3和泄油通路103流回油箱I ;由此，第一油路作为驱动马达4的回油通道。此种状态全液压平地机后退。主阀3处于第三工作状态(中位)时，主阀3油ロ P、T、A和B均相通，第一油路101和第二油路102均与泄油通路103相通。在负载压力的作用下，从液压泵流出的液压油会直接通过泄油通路103流回油箱1，此时第一油路101和第二油路102均停止供油；同时控制方向控制阀7使其处于第三工作状态(中位)，方向控制阀7的第一油ロ pi和第三油ロ p3相通；由于第一单向阀5和第二单向阀6的截流作用，系统内的液压油将沿着方向控制阀7的第三油ロ P3、驱动马达4、第一油ロ pi (或其逆向)的方向进行循环，防止驱动马达4吸空。并且，当系统内油压不足时，在负压作用下，油箱内的液压油通过第一油路101、第一单向阀5，和/或，第二油路102、第二单向阀6为系统补油，进ー步防止驱动马达4吸空。为了防止液压系统内因压カ过大而对液压元件造成损坏，液压泵2的出油口和油箱I之间还优选设有安全阀8。本实施例提供的开式液压系统的优点在于当液压油泵泄油时，方向控制阀处于第三工作状态，在第一单向阀和第二单向阀的截留作用下，位于第一单向阀和第二单向阀之间的液压油无法流回油箱进行泄油，而是会在方向控制阀的第一油ロ、第三油口和驱动马达之间循环，由此防止液压泵直接泄油的状态下驱动马达吸空的问题。并且，由于系统内的液压油会在方向控制阀的第一油ロ、第三油口和驱动马达之间循环，因此也降低了液压系统受到的冲击。实施例ニ请參考图3，实施例ニ提供的开式液压系统与实施例一的区别在于，方向控制阀7a还包括设置于第一油ロ pi和第三油ロ p3之间的节流阀71。本实施例提供的开式液压系统的工作原理与实施例一基本类似，区别在于
当主阀3处于第三工作状态，方向控制阀7处于第三工作状态(中位)时，系统内的内的液压油在方向控制阀7a的第三油ロ p3、驱动马达4、方向控制阀7a的第一油ロ pi和节流阀71之间进行循环。循环过程中，节流阀71调节每次通过的液压油的流量，对驱动马达的转动进行降速调节，实现设备的快速制动，防止溜车。因此，在第一油ロ pi和第三油ロ p3之间增设节流阀71的作用在于当液压泵直接泄油时，节流阀71为驱动马达4提供背压，实现设备的快速制动，防止溜车。本实施例提供的开式液压系统的优点为当液压泵直接泄油时，在防止驱动马达4吸空的同时能够实现快速制动，防止出现溜车现象。实施例三请參见图4，本实施例提供的开式液压系统与实施例ニ的区别在于，还包括第一溢流阀91，第一溢流阀91的进油ロ与第一单向阀5的出油ロ相连，第一溢流
阀91的出油ロ与的方向控制阀的第一油ロ pi相连；第二溢流阀92，第二溢流阀92的进油ロ与第二单向阀6的出油ロ相连，出油ロ与方向控制阀7a的第三油ロ p3相连。第一溢流阀91的作用在于当主阀3处于第一工作状态，方向控制阀7a处于第一工作状态(机械前进状态)时，第一溢流阀91对液压系统起保护作用，防止系统过载；第二溢流阀的作用在于当主阀3处于第二工作状态，方向控制阀7a处于第二エ作状态(机械后退状态)时，第二溢流阀92对液压系统起保护作用，防止系统过载。本实施例提供的开式液压系统的优点为设有溢流阀对液压系统进行保护，防止过载的情况发生，液压系统的安全性较高。进ー步地，作为本发明另ー优选实施例，上述实施例提供的开式液压系统中，还优选具有控制器10，如图5所示，该控制器10包括获取单元101，用于获取带动液压泵工作的发动机的转速；判断単元102，与获取单元101信号连接，用于判断所述转速是否小于预设值；处理单元103，与所述判断単元102信号连接，用于在所述转速小于预设值时发出信号使方向控制阀工作于第三工作状态下。当设备丢油门时，主阀还处于丢油门前的工作状态，若丢油门前主阀处于第一エ作状态或第二工作状态，但第一油路和第二油路均停止供油，增设上述控制器10的作用在于若处于丢油门状态，处理单元103通过发动机转速获取単元101和判断単元102获得的数据，控制方向控制阀至第三工作状态，使系统内的液压油在方向控制阀的第一油ロ、第三油口和驱动马达之间循环，防止设备丢油门时驱动马达吸空和溜车现象。发动机转速获取単元具体可以为转速传感器。处理单元可集成于方向控制阀的控制机构中。需要说明的是上述实施例中，主阀3为三位四通电磁阀，本领域技术人员可以理解，还可采用其他能够实现同等油路导向作用的换向阀，例如，还可以用多个阀块组合起来实现相应功能。主阀的中位机能为H型，选用中位机能为H型的换向阀的作用在干当液压泵直接泄油时，保证液压油路可从油箱吸油进而对液压系统进行补油，进ー步防止驱动马达吸空；减小液压系统冲击。本领域技术人员可以理解，其也可以采用中位机能为M型的方向控制阀。上述实施例中，方向控制阀7为中位机能为U型的三位四通电磁阀，本领域技术人员可以理解，其还可采用其他能够实现同等油路导向作用的换向阀，例如，还可以用多个阀块组合起来实现相应功能。本发明实施例还提供了一种设置有上述开式液压系统的工程机械，如全液压平地机。由于上述的开式液压系统具有上述技术效果，因此，设有开式液压系统的工程机械也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种开式液压系统，其特征在于，包括 第一油路(101)和第二油路(102)，所述第一油路(101)和所述第二油路(102)中，其中一个作为驱动马达(4)的供油通道，另一个作为驱动马达(4)的回油通道； 第一单向阀(5)，其进油口与所述第一油路(101)相通，出油口与所述驱动马达(4)的第一马达油口(al)相通； 第二单向阀(6)，其进油口与所述第二油路(102)相通，出油口与所述驱动马达(4)的第二马达油口(a2)相通； 方向控制阀(7)，其设有第一油口(pi)、第二油口(p2)、第三油口(p3)和第四油口(p4);所述第一油口(pi)和所述第二马达油口(a2)相通,所述第三油口(p3)与所述第一马达油口(al)相通，所述第二油口(p2)与所述第二油路(102)相通，所述第四油口(p4)与所述第一油路(101)相通； 所述方向控制阀(7)具有三种工作状态 第一工作状态下，所述第一油口(Pl)与所述第二油口(P2)相通； 第二工作状态下，所述第三油口(P3)与所述第四油口(p4)相通； 第三工作状态下，所述第一油口(Pl)与所述第三油口(P3)相通。
2.根据权利要求I所述的开式液压系统，其特征在于，所述方向控制阀为三位四通电磁阀。
3.根据权利要求I所述的开式液压系统，其特征在于，还包括第一溢流阀(91)，所述第一溢流阀(91)的进油口与所述第一单向阀(5)的出油口相连，所述第一溢流阀(91)出油口与所述第一油口(pi)相通。
4.根据权利要求I所述的开式液压系统，其特征在于，还包括第二溢流阀(92)，所述第二溢流阀(92)的进油口与所述第二单向阀(6)的出油口相连，出油口与所述第三油口(p3)相通。
5.根据权利要求I至4任一项所述的开式液压系统，其特征在于，还包括主阀(3)、液压泵(2)和泄油通路(103)，所述第一油路(101)和所述第二油路(102)通过所述主阀(3)与所述液压泵(2)和所述泄油通路(103)相连； 所述主阀(3)具有三种工作状态 第一工作状态下，所述第一油路(101)与所述液压泵(2)的出油口相通，所述第二油路(102)与所述泄油通路(103)相通； 第二工作状态下，所述第二油路(102)与所述液压泵(2)的出油口相通，所述第一油路(101)与所述泄油通路(103)相通； 第三工作状态下，所述第一油路(101)、第二油路(102)、泄油通路(103)和液压泵(2)的出油口均相通。
6.根据权利要求5所述的开式液压系统，其特征在于，所述主阀(3)为三位四通电磁阀。
7.根据权利要求5所述的开式液压系统，其特征在于，所述开式液压系统具有控制器(10)，所述控制器(10)包括: 获取单元(101)，用于获取带动所述液压泵(2 )工作的发动机的转速； 判断单元(102)，与所述获取单元(101)信号连接，用于判断所述转速是否小于预设值； 处理单元(103)，与所述判断单元(102)信号连接，用于在所述转速小于预设值时发出信号使所述方向控制阀工作于第三工作状态下。
8.根据权利要求I至4任一项所述的开式液压系统，其特征在于，所述方向控制阀还包括节流阀(71)，所述节流阀(71)设置于所述第一油口(pi)与所述第三油口(p3)之间。
9.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求I至9任意一项所述的开式液压系统。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为全液压平地机。
全文摘要
本发明公开了一种开式液压系统和工程机械，该开式液压系统包括第一油路和第二油路，两个油路中一个作为驱动马达的供油通道，另一个作为回油通道；第一单向阀，其进油口与第一油路相通，出油口与驱动马达的第一马达油口相通；第二单向阀，其进油口与第二油路相通，出油口与驱动马达的第二马达油口相通；方向控制阀，其具有三种工作状态。液压系统的液压泵泄油时，液压泵停止向系统供油，方向控制阀处于第三工作状态，在第一单向阀和第二单向阀的截流作用下，驱动马达与方向控制阀之间形成闭式回路，液压油将在该闭式回路上循环一段时间，与现有技术相比，不但避免了驱动马达发生吸空现象，而且降低了液压系统受到的冲击。
文档编号F15B11/02GK102852870SQ20121029699
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者熊卫民, 郑鹏飞, 陈强 申请人:三一重工股份有限公司