专利名称：液压系统和工程机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液压技术领域，具体而言，涉及一种液压系统和一种具有该液压系统的工程机械。
背景技术：
图I示出了一种常见的液压系统的示意图，该系统为开式液压系统。 如图I所示，油泵42直接从油箱41中吸油，受油箱41的位置、吸油管路的长度和粗细、液压油的粘度和温度等因素影响，油泵42在吸油过程中容易产生吸空现象、低温启动困难等。同时由于以上问题，在油泵42的吸油管路上也不宜安装过滤器来保护油泵42免受油液中杂质损坏。该系统安装高压过滤器43，为了避免给系统造成过高的阻力，通常都选择通流量较大的型号，成本是吸油过滤器的5至8倍；同时高压过滤器43产生的阻力随着使用时间增长而增大，导致液压系统效率下降。考虑散热，需要将油泵42的泄漏油经过风冷机46冷却后回油箱41，这样造成油泵的泄油回油压力过大，影响到油泵性能。并且系统的回油直接流回油箱，在油箱内部产生冲击，同时也造成部分能量损耗。因此，如何解决油泵在大排量或低温等情况下出现的吸油困难的问题，仍是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容考虑到上述背景技术，本实用新型的一个目的是提供一种液压系统，可以提高油泵吸油管路的压力，缓解油泵吸空现象的发生。有鉴于此，本实用新型提出了一种液压系统，包括吸油管路、油泵、回油管路和涡轮增压装置，其中，所述涡轮增压装置包括涡轮叶轮和压缩叶轮，所述涡轮叶轮设置于所述回油管路中，所述压缩叶轮设置于所述吸油管路中，所述回油管路中的回油驱动所述涡轮叶轮旋转，所述涡轮叶轮带动所述压缩叶轮转动，以提高所述油泵的进油口处的压力。在该技术方案中，通过涡轮装置提高油泵吸油管路的压力，可以缓解油泵在低温或大排量等情况下出现的吸油性能不佳的问题。涡轮装置的动力来自液压系统的回油，不需要额外提供动力设备，节省能源。在上述技术方案中，优选地，还可以包括压力继电器和卸荷阀，所述压力继电器设置于所述压缩叶轮和所述油泵之间的吸油管路中，所述卸荷阀的进油口与所述涡轮叶轮和所述油泵之间的回油管路连通，所述卸荷阀的出油口与油箱连通，在所述吸油管路的压力大于等于预设值时，所述压力继电器启动所述卸荷阀，使所述液压系统的回油不经过所述涡轮叶轮，直接回油箱。为防止油泵吸油管路压力过高给液压系统造成影响，在系统中增设压力继电器和卸荷阀，可以在吸油管路压力过高时停止涡轮装置对吸油管路的增压。压力继电器与卸荷阀之间通过连接有电路，压力继电器可通过电气驱动卸荷阀。在上述任一技术方案中，优选地，还包括控制阀和溢流阀，所述溢流阀的进油口与所述压缩叶轮和所述油泵之间的吸油管路连通，所述溢流阀的出油口与所述油箱连通，所述控制阀的控制端与所述溢流阀的进油口相连，所述控制阀的进油口与所述涡轮叶轮和所述油泵之间的回油管路连通，所述控制阀的出油口与所述涡轮叶轮和所述油箱之间的回油管路连通，在所述吸油管路中压力大于等于所述溢流阀的压力阈值时，开启所述控制阀，使至少部分所述液压系统的回油(不经过所述涡轮叶轮)直接回油箱。为防止油泵吸油管路压力过高给液压系统造成影响，在系统中增设控制阀和溢流阀，可以在吸油管路压力过高时停止涡轮装置对吸油管路的增压。该技术方案完全通过液压实现，不需要电路连接。在上述任一技术方案中，优选地，还包括压力传感器、卸 荷阀和控制器，其中，所述压力传感器设置于所述压缩叶轮与所述油泵之间的吸油管路上，用于采集油泵进口附近的压力；所述卸荷阀的进油口与所述涡轮叶轮和所述油泵之间的回油管路连通，所述卸荷阀的出油口与油箱连通；所述控制器用于在所述压力传感器采集到的压力大于等于压力预设值时，控制所述卸荷阀开启，使所述液压系统的至少部分回油直接回油箱，反之，控制所述卸荷阀闭合。为防止油泵吸油管路压力过高给液压系统造成影响，在系统中增设压力传感器、卸荷阀和控制器。系统可以根据预设压力值自动调节，在吸油管路压力过高时停止涡轮装置对吸油管路的增压。在上述任一技术方案中，优选地，还包括温度传感器，用于检测油泵进口处的液压油的的温度；所述控制器用于根据所述温度传感器的温度信号，获取与所述吸油管路的当前温度相匹配的吸油管路的压力预设值，在所述压力传感器采集的压力大于等于所述压力预设值时，控制所述卸荷阀开启，反之，控制所述卸荷阀闭合。在该技术方案中，不同温度下对吸油管路中的油压要求不同。例如，系统在温度为-20。和温度为40°时，对吸油管路中的油压要求是不同的，因此需要的增压效果也不相同。因此，需要设置温度传感器来检测当前温度，在温度较低时，油液较为粘稠，此时需要的吸油管路的压力就大，该温度对应的压力预设值相应较高，根据该压力预设值判断当前的吸油管路压力是否过小，若小于需要的压力，则继续通过涡轮装置为吸油管路增压。在上述任一技术方案中，优选地，所述油泵为变量泵，所述控制器还用于根据所述油泵的当前排量获取与所述当前排量相匹配的压力预设值，并将所述压力传感器采集的压力与所述压力预设值进行比较，若大于等于所述压力预设值，则向所述卸荷阀发送控制信号，以开启所述卸荷阀，使所述液压系统的回油(不经过所述涡轮叶轮)直接回油箱，否则闭合所述卸荷阀。根据油泵排量的不同，系统对吸油管路中的油压要求也不同。例如，使用变量泵的系统在10%排量时和100%排量时，对吸油管路中的油压要求是不同的，因此，吸油管路需要的增压效果也不同。系统可根据油泵当前排量调节吸油管路的增压压力。在上述任一技术方案中，优选地，在所述压缩叶轮与所述油泵之间的吸油管路上设置有过滤器。通过过滤器过滤吸油管路中的杂质，防止油泵被油液中的杂质损坏，提高油泵的使用寿命。在上述任一技术方案中，优选地，在所述涡轮叶轮与所述油泵之间的回油管路上设置有蓄能器，所述蓄能器用于存储所述回油管路的压力能。由于液压系统的回油管路中存在冲击或者波动，如果回油直接经过涡轮装置会使吸油管路中的增压压力产生冲击或者波动，影响液压系统的性能，因此增加蓄能器，减小回油的冲击或者波动对系统造成的影响。本实用新型的另一个目的是提供一种工程机械，包括上述技术方案中任一项所述的液压系统。通过上述技术方案，可以提高油泵吸油管路的压力，防止油泵大排量时吸空，解决油泵低温启动困难的问题；同时可以过滤吸油管路中的杂质，防止油泵被油液中的杂质损坏，提高液压系统的使用寿命；还可以减小回油的冲击或者波动对系统造成的影响。
图I示出了一种常见的液压系统的示意图；图2示出了根据本实用新型的一个实施例的液压系统；图3示出了根据本实用新型的又一实施例的液压系统；图4示出了根据本实用新型的再一实施例的液压系统。图2至图4中的部件名称与附图标记之间的对应关系为I油箱；2吸油口 ；3压缩叶轮；4过滤器；5吸油管路；6压力继电器；7油泵；8执行元件；9回油管路；10蓄能器；11卸荷阀；12涡轮叶轮；13回油口 ； 14控制阀；15溢流阀；16连接管路；17压力传感器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围不受下面公开的具体实施例的限制。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图2示出了根据本实用新型的一个实施例的液压系统。如图2所示,该实施例的液压系统包括吸油管路5、油泵7、回油管路9、执行元件8和涡轮增压装置，其中，涡轮增压装置包括涡轮叶轮12和压缩叶轮3，涡轮叶轮12设置于回油管路9中，压缩叶轮3设置于吸油管路5中，吸油管路5通过吸油口 2从油箱I中吸油；经过执行元件8的液压油进入回油管路9，回油管路9中的回油驱动涡轮叶轮12旋转，经过涡轮叶轮12的液压油经回油口 13回油箱I涡轮叶轮12带动压缩叶轮3转动，以提高吸油管路5中的压力。通过涡轮装置提高吸油管路5的压力，可以防止油泵7大排量时吸空，解决油泵7低温启动困难的问题。涡轮装置的动力来自系统的回油，使系统的结构简单，不需要外部动力设备。在该实施例中，优选地，还可以包括压力继电器6和卸荷阀11，压力继电器6设置于压缩叶轮3和油泵7之间的吸油管路5中，卸荷阀11的进油口与涡轮叶轮12和油泵7之间的回油管路9连通，卸荷阀11的出油口与油箱I连通，在吸油管路5的压力大于等于预设值时，压力继电器6启动卸荷阀11，使液压系统的回油不经过涡轮叶轮12，直接回油箱
Io为防止吸油管路5压力过高给液压系统造成影响，在系统中增设压力继电器6和卸荷阀11，可以在吸油管路5压力过高时停止涡轮装置对吸油管路5的增压。压力继电器6与卸荷阀11之间连接有电路，压力继电器6可通过电气驱动卸荷阀11。在该实施例中，优选地，在压缩叶轮3与油泵7之间的吸油管路5上设置有过滤器
4。 通过过滤器4过滤吸油管路5中的杂质，防止油泵7被油液中的杂质损坏，提高油泵7的使用寿命。在该实施例中，优选地，在涡轮叶轮12与油泵7之间的回油管路9上设置有蓄能器10，用于存储所述回油管路9的压力能。由于液压系统的回油管路9中存在冲击或者波动，如果回油直接经过涡轮装置会使吸油管路5中的增压压力产生冲击或者波动，影响液压系统的性能，因此增加蓄能器10，减小回油的冲击或者波动对系统造成的影响。图3示出了根据本实用新型的又一实施例的液压系统。如图3所示,该实施例的液压系统包括吸油管路5、油泵7、回油管路9、执行元件8和涡轮增压装置，其中，涡轮增压装置包括涡轮叶轮12和压缩叶轮3，涡轮叶轮12设置于回油管路9中，压缩叶轮3设置于吸油管路5中，经过执行元件8的液压油进入回油管路9，回油管路9中的回油驱动涡轮叶轮12旋转，涡轮叶轮12带动压缩叶轮3转动，以提高吸油管路5中的压力。通过涡轮装置提高吸油管路5的压力，可以防止油泵7大排量时吸空，解决油泵7低温启动困难的问题。涡轮装置的动力来自系统的回油，使系统的结构简单，不需要外部动力设备。在该实施例中，优选地，还可以包括控制阀14和溢流阀15，溢流阀15的进油口通过连接管路16与压缩叶轮3和油泵7之间的吸油管路5连通，溢流阀15的出油口与涡轮叶轮12和油箱I之间的回油管路9连通，控制阀14的控制端与溢流阀15的进油口相连，控制阀14的进油口与涡轮叶轮12和油泵7之间的回油管路9连通，控制阀14的出油口与油箱I连通，在吸油管路5中压力大于等于溢流阀15的压力阈值时，开启控制阀14，使液压系统的回油不经过涡轮叶轮12，直接回油箱I。为防止吸油管路5压力过高给液压系统造成影响，在系统中增设控制阀14和溢流阀15，可以在吸油管路5压力过高时停止涡轮装置对吸油管路5的增压。该技术方案完全通过液压实现，不需要电路连接。在该实施例中，优选地，在压缩叶轮3与油泵7之间的吸油管路5上设置有过滤器4。在该技术方案中，通过过滤器4过滤吸油管路5中的杂质，防止油泵7被油液中的杂质损坏，提闻油栗7的使用寿命。在该实施例中，优选地，在涡轮叶轮12与油泵7之间的回油管路9上设置有蓄能器10。在该技术方案中，由于液压系统的回油管路9中存在冲击或者波动，如果回油直接经过涡轮装置会使吸油管路5中的增压压力产生冲击或者波动，影响液压系统的性能，因此增加蓄能器10，减小回油的冲击或者波动对系统造成的影响。图4示出了根据本实用新型的再一实施例的液压系统。如图4所示,该实施例的液压系统包括吸油管路5、油泵7、回油管路9、执行元件8和涡轮增压装置，其中，涡轮增压装置包括涡轮叶轮12和压缩叶轮3，涡轮叶轮12设置于回油管路9中，压缩叶轮3设置于吸油管路5中，经过执行元件8的液压油进入回油管路9，回油管路9中的回油驱动涡轮叶轮12旋转，涡轮叶轮12带动压缩叶轮3转动，以提高吸油管路5中的压力。通过涡轮装置提高吸油管路5的压力，可以防止油泵7大排量时吸空，解决油泵7 低温启动困难的问题。涡轮装置的动力来自系统的回油，使系统的结构简单，不需要外部动力设备。在该实施例中，优选地，还可以包括压力传感器17、卸荷阀11和控制器18，其中，压力传感器17设置于压缩叶轮3与油泵7之间的吸油管路5上，用于采集油泵7进口附近的压力；卸荷阀11的进油口与涡轮叶轮12和油泵7之间的回油管路9连通，卸荷阀11的出油口与油箱I连通；控制器18根据压力传感器17的压力信号，判断吸油管路5的压力是否大于等于压力预设值，若大于等于压力预设值，则向卸荷阀11发送控制信号，以开启卸荷阀11，使液压系统的回油不经过涡轮叶轮12，直接回油箱1，否则闭合卸荷阀11。为防止吸油管路5压力过高给液压系统造成影响，在系统中增设压力传感器17、卸荷阀11和控制器18。系统可以根据预设压力值自动调节，在吸油管路5压力过高时停止涡轮装置对吸油管路5的增压。在该实施例中，优选地，还可以包括温度传感器(图中未示出)，设置于压缩叶轮3与油泵7之间的吸油管路5中，检测油泵7进口处的液压油的温度；控制器18根据温度传感器的温度信号，获取与吸油管路5的当前温度相匹配的吸油管路的压力预设值，将压力传感器17采集的压力与压力预设值进行比较，若大于等于压力预设值，则向卸荷阀11发送控制信号，以开启卸荷阀11，使液压系统的回油不经过涡轮叶轮12，直接回油箱1，否则闭合卸荷阀11。在该技术方案中，不同温度下对吸油管路5中的油压要求不同。例如，系统在温度为-20。和温度为40°时，对吸油管路5中的油压要求是不同的，因此需要的增压效果也不相同。因此，需要设置温度传感器来检测当前温度，在温度较低时，油液较为粘稠，此时需要的吸油管路的压力就大，该温度对应的压力预设值相应较高，根据该压力预设值判断当前的吸油管路压力是否过小，若小于需要的压力，则继续通过涡轮装置为吸油管路增压。在该实施例中，优选地，油泵7采用变量泵，可以对输出油量进行调节。控制器18根据油泵7的当前排量获取与当前排量相匹配的压力预设值，将压力传感器17采集的压力与压力预设值进行比较，若大于等于压力预设值，则向卸荷阀11发送控制信号，以开启卸荷阀11，使液压系统的回油不经过涡轮叶轮12，直接回油箱1，否则闭合卸荷阀11。在该技术方案中，根据油泵7排量的不同，系统对吸油管路5中的油压要求也不同。例如，使用变量泵的系统在10%排量时和100%排量时，对吸油管路5中的油压要求是不同的，因此，吸油管路5需要的增压效果也不同。系统可根据油泵7当前排量调节吸油管路的增压压力。在该实施例中，优选地，在压缩叶轮3与油泵7之间的吸油管路5上设置有过滤器4。在该技术方案中，通过过滤器4过滤吸油管路5中的杂质，防止油泵7被油液中的杂质损坏，提闻油栗7的使用寿命。在该实施例中，优选地，在涡轮叶轮12与油泵7之间的回油管路9上设置有蓄能器10。在该技术方案中，由于液压系统的回油管路9中存在冲击或者波动，如果回油直接经过涡轮装置会使吸油管路5中的增压压力产生冲击或者波动，影响液压系统的性能，因此增加蓄能器10，减小回油的冲击或者波动对系统造成的影响。·[0064]根据本实用新型的另一方面，提供一种工程机械，包括上述技术方案中任一项所述的液压系统。综上，根据本实用新型的液压系统可以提高油泵吸油管路的压力，防止油泵大排量时吸空，解决油泵低温启动困难的问题；同时可以过滤吸油管路中的杂质，防止油泵被油液中的杂质损坏，提闻液压系统的使用寿命；还可以减小回油的冲击或者波动对系统造成的影。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种液压系统，其特征在于，包括吸油管路(5)、油泵(7)、回油管路(9)和涡轮增压装置，其中， 所述涡轮增压装置包括涡轮叶轮(12)和压缩叶轮(3)，所述涡轮叶轮(12)设置于所述回油管路(9)中，所述压缩叶轮(3)设置于所述吸油管路(5)中，所述回油管路(9)中的回油驱动所述涡轮叶轮(12)旋转，所述涡轮叶轮(12)带动所述压缩叶轮(3)转动，以提高所述油泵(7)进油口处的压力。
2.根据权利要求I所述的液压系统，其特征在于，还包括压力继电器(6)和卸荷阀(11)，所述压力继电器(6)设置于所述压缩叶轮(3)和所述油泵(7)之间的吸油管路(5)中，所述卸荷阀(11)的进油口与所述涡轮叶轮(12)和所述油泵(7)之间的回油管路(9)连通，所述卸荷阀(11)的出油口与油箱(I)连通，在所述吸油管路(5)的压力大于等于预设值时，所述压力继电器(6)启动所述卸荷阀(11)，使至少部分所述液压系统的回油直接回油箱(I)。
3.根据权利要求I所述的液压系统，其特征在于，还包括控制阀(14)和溢流阀(15)，所述溢流阀(15)的进油口与所述压缩叶轮(3)和所述油泵(7)之间的吸油管路(5)连通，所述溢流阀(15)的出油口与所述涡轮叶轮(12)和油箱(I)之间的回油管路(9)连通，所述控制阀(14)的控制端与所述溢流阀(15)的进油口相连，所述控制阀(14)的进油口与所述涡轮叶轮(12)和所述油泵(7)之间的回油管路(9)连通，所述控制阀(14)的出油口与所述油箱(I)连通，在所述吸油管路(5)中压力大于等于所述溢流阀(15)的压力阈值时，开启所述控制阀(14)，使所述液压系统的至少部分回油直接回油箱(I )。
4.根据权利要求I所述的液压系统，其特征在于，还包括压力传感器(17)、卸荷阀(11)和控制器(18)，其中，所述压力传感器(17)设置于所述压缩叶轮(3)与所述油泵(7)之间的吸油管路(5)上，用于采集所述油泵(7)进口附近的压力； 所述卸荷阀(11)的进油口与所述涡轮叶轮(12)和所述油泵(7)之间的回油管路(9)连通，所述卸荷阀(11)的出油口与油箱(I) (9)连通； 所述控制器(18)用于在所述压力传感器(17)采集到的压力大于等于压力预设值时，控制所述卸荷阀(11)开启，使所述液压系统的至少部分回油直接回油箱(I )，反之，控制所述卸荷阀(11)闭合。
5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，还包括温度传感器，用于检测油泵(7)进口处的液压油的温度； 所述控制器(18)还用于根据所述温度传感器检测到的温度调整所述压力预设值的大小。
6.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述油泵为变量泵，所述控制器(18)还用于根据所述油泵(7)的当前排量获取与所述当前排量相匹配的压力预设值，并将所述压力传感器(17)采集的压力与所述压力预设值进行比较，若大于等于所述压力预设值，则向所述卸荷阀(11)发送控制信号，以开启所述卸荷阀(11)，使所述液压系统的回油直接回油箱(1)，否则闭合所述卸荷阀(11)。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述压缩叶轮(3)与所述油泵(7 )之间的吸油管路(5 )上设置有过滤器(4 )。
8.根据权利要求I至6中任一项所述的液压系统，其特征在于，在所述涡轮叶轮(12)与所述油泵(7)之间的回油管路(9)上设置有蓄能器(10)，所述蓄能器用于存储所述回油管路(9)的压力能。
9.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求I至8中任一项所述的液压系统。·
专利摘要本实用新型提供了一种液压系统，包括吸油管路、油泵、回油管路和涡轮增压装置，其中，所述涡轮增压装置包括涡轮叶轮和压缩叶轮，所述涡轮叶轮设置于所述回油管路中，所述压缩叶轮设置于所述吸油管路中，所述回油管路中的回油驱动所述涡轮叶轮旋转，所述涡轮叶轮带动所述压缩叶轮转动，以提高所述油泵进油口处的压力。相应的，本实用新型还提出一种工程机械。通过本实用新型的技术方案，可以提高油泵吸油管路的压力，防止油泵大排量时吸空，解决油泵低温启动困难的问题。
文档编号F15B21/08GK202707690SQ20122034132
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者黄勃, 尹腾飞, 胡任 申请人:三一重工股份有限公司