液压缸伸缩控制回路和工程机械的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种液压缸伸缩控制回路和工程机械，该液压缸伸缩控制回路，包括液压缸（5）和主换向阀，该液压缸（5）的无杆腔连接于第一工作油路（13），有杆腔连接于第二工作油路（14），所述主换向阀连接于主进油油路（8）和主回油油路（9），所述第一工作油路（13）和第二工作油路（14）分别对应地连接于差动阀（2）的第一工作端口（A）和第二工作端口（B），该差动阀（2）的第三工作端口（C）和第四工作端口（D）分别连接于所述主换向阀，能够有效提供吊臂伸缩所需要的额定流量，从而有助于保证臂架液压系统的稳定性。
【专利说明】液压缸伸缩控制回路和工程机械
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液压缸伸缩控制回路，具体地，涉及一种用于控制高空作业设备吊臂的液压缸伸缩控制回路。另外，本实用新型还涉及一种工程机械。
【背景技术】
[0002]目前，在高空作业设备中，如图1所示，吊臂的液压缸采用带压力补偿的电液比例控制阀2来控制吊臂的伸缩及速度，并利用平衡6阀保护吊臂的液压缸5以起到产生安全背压的作用。因此，即使在液压系统突发故障的情况下，也能够防止吊臂在重力作用的自行下降。从而保障工作人员的安全。
[0003]但是，上述液压缸伸缩控制回路存在有当上车液压系统出现变幅、回转和伸缩的复合运动时，由于主阀带有压力补偿功能，因此容易导致负载压力高的单元速度降低直至停止，流量大部分流向负载压力低的单元，而无法满足吊臂伸缩所需要的额定流量，进而严重地影响臂架液压系统的稳定性。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液压缸伸缩控制回路，该液压缸伸缩控制回路能够应用在上车液压系统中，以满足吊臂伸缩所需要的额定流量，从而保证臂架液压系统的稳定性。
[0005]此外，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工程机械，工程机械能通过液压缸伸缩控制回路保证上车液压系统所需的额定流量，从而提高工程机械的臂架液压系统的稳定性。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压缸伸缩控制回路，包括液压缸和主换向阀，该液压缸的无杆腔连接于第一工作油路，有杆腔连接于第二工作油路，所述主换向阀连接于主进油油路和主回油油路，所述第一工作油路和第二工作油路分别对应地连接于差动阀的第一工作端口和第二工作端口，该差动阀的第三工作端口和第四工作端口分别连接于所述主换向阀。
[0007]优选地，所述主换向阀为压力补偿式电液比例换向控制阀，该电液比例换向控制阀的进油口连接于所述主进油油路，回油口连接于所述主回油油路，并且该电液比例换向控制阀包括经由内部油道与所述回油口连通的泄油口 ；所述差动阀的所述第三工作端口经由第一连接油路连接于所述电液比例换向控制阀的其中一个工作油口，以能够接收经由该电液比例换向控制阀输送的液压油，所述差动阀的所述第四工作端口经由第二连接油路连接于所述电液比例换向控制阀的所述泄油口，以及所述差动阀包括第一二位三通换向阀和第二二位三通换向阀，其中所述第一二位三通换向阀的第一油口和所述第二二位三通换向阀的第二油口分别与所述第三工作端口连通，所述第一二位三通换向阀的第二油口与所述第四工作端口连通，所述第一二位三通换向阀的第三油口和所述第二二位三通换向阀的第一油口分别与所述第一工作端口连通，所述第二二位三通换向阀的第三油口与所述第二工作端口连通，并且所述第一二位三通换向阀能够选择性地控制为使得该第一二位三通换向阀的第三油口与所述第一二位三通换向阀的第一油口或第二油口连通，所述第二二位三通换向阀能够选择性地控制为使得该第一二位三通换向阀的第三油口与所述第二二位三通换向阀的第一油口或第二油口连通。
[0008]优选地，所述第一二位三通换向阀和第二二位三通换向阀分别为电磁换向阀。
[0009]优选地，所述主换向阀为压力补偿式电液比例换向控制阀，该电液比例换向控制阀的进油口连接于所述主进油油路，回油口连接于所述主回油油路，并且该电液比例换向控制阀包括经由内部油道与所述回油口连通的泄油口 ；所述差动阀的所述第三工作端口经由第一连接油路连接于所述电液比例换向控制阀的第一工作油口，所述第四工作端口经由第二连接油路连接于所述电液比例换向控制阀的第二工作油口，以能够经由该电液比例换向控制阀进回油，以及所述差动阀包括阀体和能够在该阀体的阀腔内移动的阀芯，该差动阀通过所述阀芯的移动至少能够选择性地处于第一工作状态和第二工作状态，其中在所述第一工作状态，所述第三工作端口和所述第一工作端口连通，所述第四端口和所述第二工作端口连通，且所述第一工作端口与所述第二工作端口相互截止；在所述第二工作状态，所述第二工作端口和所述第一工作端口均与所述第三工作端口连通，且均与所述第四工作端口截止。
[0010]优选地，所述阀体内设置有分别与所述第一工作端口、第二工作端口、所述第三工作端口和所述第四工作端口对应连通的第一内部工作油道、第二内部工作油道、第三内部工作油道和第四内部工作油道。
[0011]优选地，所述阀芯上设置有第一连通槽，该第一连通槽在所述第一工作状态使所述第四工作端口和所述第二工作端口连通，在所述第二工作状态使所述第二工作端口和所述第一工作端口连通。
[0012]优选地，所述差动阀为电磁差动阀，所述差动阀通过设置在所述阀体上的电磁控制部驱动所述阀芯，以使得所述差动阀选择性地处于所述第一工作状态和第二工作状态。
[0013]优选地，所述第一工作油路和第二工作油路上分别设有平衡阀。
[0014]优选地，所述液压缸伸缩控制回路还包括梭阀，该梭阀的第一输入口连接在位于所述平衡阀与所述差动阀之间的所述第一工作油路的油路部分上，第二输入口连接在位于所述平衡阀与所述差动阀之间的所述第二工作油路的油路部分上，并且该梭阀的输出口经由溢流油路连接于所述电液比例换向控制阀的所述泄油口，所述溢流油路上设有溢流阀。
[0015]优选地，所述液压缸伸缩控制回路还包括单向阻尼阀，该单向阀阻尼阀的一端连接于所述液压缸的无杆腔的靠近缸底的侧壁油口上，另一端连接在位于所述平衡阀与所述液压缸的无杆腔之间的所述第一工作油路的油路部分上，并且所述单向阻尼阀连接为能够使得从所述液压缸的无杆腔流出的液压油不能通过所述单向阻尼阀中的单向阀。
[0016]本实用新型还提供一种工程机械，包括工作机构，所述工作机构连接于根据上述技术方案中任一项所述的液压缸伸缩控制回路的液压缸，以能够通过该液压缸驱动。
[0017]优选地，所述工程机械为汽车起重机，所述工作机构为该汽车起重机的吊臂。
[0018]通过上述技术方案，本实用新型的液压缸伸缩控制回路能够有效提供吊臂伸缩所需要的额定流量，从而有助于保证臂架液压系统的稳定性。具体地，组成液压缸伸缩控制回路的第一工作油路和第二工作油路通过差动阀连接到主换向阀上，能够使有杆腔的流量通过差动阀进入到无杆腔中，从而能够确保吊臂伸缩所需要的额定流量，进而提高臂架液压系统的稳定性。
[0019]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0021]图1是现有技术中的所述液压缸伸缩控制回路。
[0022]图2是本实用新型所所述液压缸伸缩控制回路的一种【具体实施方式】。
[0023]图3是本实用新型所所述液压缸伸缩控制回路的另一种【具体实施方式】。
[0024]在图4中所示差动阀的具体结构示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]I电液比例换向控制阀2差动阀
[0027]5液压缸8主进油油路 9主回油油路11第一连接油路
[0028]12第二连接油路
[0029]13第一工作油路 14第二工作油路
[0030]31差动连接油道
[0031]32弹簧腔33泄油通道
[0032]35复位弹簧20阀芯
[0033]21第一连通槽22截止密封部
[0034]23差动控制部40电磁控制部
[0035]A第一工作端口 B第二工作端口 C第三工作端口 D第四工作端
[0036]PO进油口 TO回油口 Tl泄油口 AO工作油口
[0037]2a第一二位三通换向阀2b第二二位三通换向阀
[0038]al第一二位三通换向阀的第一油口
[0039]bl第一二位三通换向阀的第二油口
[0040]Cl第一二位三通换向阀的第三油口
[0041]a2第二二位三通换向阀的第一油口
[0042]b2第二二位三通换向阀的第二油口
[0043]c2第二二位三通换向阀的第三油口
【具体实施方式】
[0044]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0045]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0046]本实用新型提供一种液压缸伸缩控制回路，包括液压缸5和主换向阀，该液压缸5的无杆腔连接于第一工作油路13，有杆腔连接于第二工作油路14，主换向阀连接于主进油油路8和主回油油路9，第一工作油路13和第二工作油路14分别对应地连接于差动阀2的第一工作端口 A和第二工作端口 B，该差动阀2的第三工作端口 C和第四工作端口 D分别连接于主换向阀，能够使有杆腔的流量通过差动阀进入到无杆腔中，从而能够确保吊臂伸缩所需要的额定流量，进而提高臂架液压系统的稳定性。
[0047]作为本实用新型的一种【具体实施方式】，如图2所示，主换向阀为压力补偿式电液比例换向控制阀1，该电液比例换向控制阀I的进油口 PO连接于主进油油路8，回油口 TO连接于主回油油路9，并且该电液比例换向控制阀I包括经由内部油道与回油口 TO连通的泄油口 Tl ;差动阀2的第三工作端口 C经由第一连接油路11连接于电液比例换向控制阀I的其中一个工作油口 A0，以能够接收经由该电液比例换向控制阀I输送的液压油，差动阀2的第四工作端口 D经由第二连接油路12连接于电液比例换向控制阀I的泄油口 Tl，以及差动阀2包括第一二位三通换向阀2a和第二二位三通换向阀2b，其中第一二位三通换向阀2a的第一油口 al和第二二位三通换向阀2b的第二油口 b2分别与第三工作端口 C连通，第一二位三通换向阀2a的第二油口 bl与第四工作端口 D连通，第一二位三通换向阀2a的第三油口 Cl和第二二位三通换向阀2b的第一油口 a2分别与第一工作端口 A连通，第二二位三通换向阀2b的第三油口 c2与第二工作端口 B连通，并且第一二位三通换向阀2a能够选择性地控制为使得该第一二位三通换向阀2a的第三油口 Cl与第一二位三通换向阀2a的第一油口 al或第二油口 bl连通，第二二位三通换向阀2b能够选择性地控制为使得该第一二位三通换向阀2b的第三油口 c2与第二二位三通换向阀2b的第一油口 a2或第二油口b2连通。
[0048]具体地，第一二位三通换向阀2a和第二二位三通换向阀2b分别为电磁换向阀，从而能够利用电磁换向阀快捷方便地对液压系统进行控制。
[0049]作为本实用新型的另一种【具体实施方式】，如图3所示，主换向阀为压力补偿式电液比例换向控制阀1，该电液比例换向控制阀I的进油口 PO连接于主进油油路8，回油口 TO连接于主回油油路9，并且该电液比例换向控制阀I包括经由内部油道与回油口 TO连通的泄油口 Tl ;差动阀2的第三工作端口 C经由第一连接油路11连接于电液比例换向控制阀I的第一工作油口 A0，第四工作端口 D经由第二连接油路12连接于电液比例换向控制阀I的第二工作油口 B0，以能够经由该电液比例换向控制阀I进回油，以及差动阀2包括阀体和能够在该阀体的阀腔内移动的阀芯，该差动阀通过阀芯的移动至少能够选择性地处于第一工作状态和第二工作状态，其中在第一工作状态，第三工作端口 C和第一工作端口 A连通，第四端口 D和第二工作端口 B连通，且第一工作端口 A与第二工作端口 B相互截止；在第二工作状态，第二工作端口 B和第一工作端口 A均与第三工作端口 C连通，且均与第四工作端口 D截止。
[0050]如图4所示，所述阀体内设置有分别与所述第一工作端口 A、第二工作端口 B、所述第三工作端口 C和所述第四工作端口 D对应连通的第一内部工作油道、第二内部工作油道、第三内部工作油道和第四内部工作油道。
[0051 ] 更加具体地，阀芯20上设置有第一连通槽21，该第一连通槽21在第一工作状态使第四工作端口 D和第二工作端口 B连通，在第二工作状态使第二工作端口 B和第一工作端口 A连通。阀芯20包括用于封闭第四内部工作油道的截止密封部22，在第一工作状态，该截止密封部22的至少一部分封闭第四内部工作油道；在第二工作状态时，该截止密封部22完全封闭第四内部工作油道。[0052]第三内部工作油道与差动连接油道31连通，阀芯20上设置差动控制部23，在第一工作状态，阀芯20处于使得该差动控制部23堵塞在使得第二内部工作油道和差动连接油道31之间以使得该第二内部工作油道和差动连接油道31之间相互截止的位置；在第二工作状态，差动控制部23移动到使得第二内部工作油道与差动连接油道31相互连通的位置，以使通过第二工作端口 B经由差动连接油道31与第三工作端口 C连通。
[0053]差动阀还包括复位弹簧35，该复位弹簧35弹性支撑在阀芯20的一端和阀体10之间。相应地，阀体10内形成有用于容纳复位弹簧35的弹簧腔32和将弹簧腔32与第二工作端口 B连通的泄油通道33，从而保证在阀芯20将该弹簧腔32封闭时，弹簧腔32内的液压油能够通过泄油通道33流止。另外，阀芯20上设置有用于安装复位弹簧35的弹簧设置部，该弹簧设置部在第一工作状态和第二工作状态时均处于将弹簧腔32截止的作用，以使复位弹簧的动作不会受到流经第三内部工作油道、第一内部工作油道、第四内部工作油道和第二内部工作油道等工作油道的液压油的流向而受到影响。
[0054]具体地，差动阀2为电磁差动阀，差动阀2通过设置在阀体上的电磁控制部40驱动阀芯20，以使得差动阀选择性地处于所述第一工作状态和第二工作状态。阀芯20上设置有用于连接电磁控制部40的控制部设置部，该控制部设置部在不影响第三工作端口 C和第一工作端口 A连通的前提下，设置在阀芯20的连接有电磁控制部40的一侧的端部，并与阀体接触，以使阀芯20能够稳定可靠地在阀腔内移动。
[0055]电磁控制部包括推杆41、环状部件42、线圈43、衔铁44、导环45和电力提供组件46组成。该电磁控制部能够使电磁差动阀在得电状态下利用推杆41克服复位弹簧35的阻力，将阀芯从左向右推至第二工作状态，从而使第四工作端口 D被截止密封部22截止、差动控制部23移动到使得第二内部工作油道与差动连接油道31相互连通的位置，以使通过第二工作端口 B经由第一连通槽21、差动连接油道31与第三工作端口 C连通。
[0056]具体地，第一工作油路13和第二工作油路14上分别设有平衡阀。
[0057]具体地，液压缸伸缩控制回路还包括梭阀7，该梭阀7的第一输入口连接在位于所述平衡阀与差动阀之间的第一工作油路13的油路部分上，第二输入口连接在位于平衡阀与差动阀之间的第二工作油路14的油路部分上，并且该梭阀7的输出口经由溢流油路连接于电液比例换向控制阀I的泄油口 Tl，溢流油路上设有溢流阀3。从而能够防止由于工作负载的不断变化而导致压力冲击，实现在工作压力油路追加压力保护单元，提高液压系统和液压元器件的可靠性。
[0058]具体地，液压缸伸缩控制回路还包括单向阻尼阀4，该单向阀阻尼阀4的一端连接于所述液压缸5的无杆腔的靠近缸底的侧壁油口上，另一端连接在位于所述平衡阀与所述液压缸的无杆腔之间的所述第一工作油路13的油路部分上，并且所述单向阻尼阀4连接为能够使得从所述液压缸的无杆腔流出的液压油不能通过所述单向阻尼阀4中的单向阀，从而能够当吊臂回缩快达到行程终点位置时，对液压系统回路进行缓冲保护措施，防止吊臂的抖动和冲击，进一步地提高臂架液压系统的稳定性。
[0059]本实用新型还提供一种工程机械，包括工作机构，该工作机构连接于上述任一项技术方案所述的液压缸伸缩控制回路的液压缸，以能够通过该液压缸驱动。具体地，所述工程机械为汽车起重机，所述工作机构为该汽车起重机的吊臂。
[0060]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0061]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0062]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种液压缸伸缩控制回路，包括液压缸(5)和主换向阀，该液压缸(5)的无杆腔连接于第一工作油路(13)，有杆腔连接于第二工作油路(14)，所述主换向阀连接于主进油油路(8)和主回油油路(9)，其特征在于，所述第一工作油路(13)和第二工作油路(14)分别对应地连接于差动阀(2)的第一工作端口(A)和第二工作端口(B)，该差动阀(2)的第三工作端口(C)和第四工作端口(D)分别连接于所述主换向阀。
2.根据权利要求1所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述主换向阀为压力补偿式电液比例换向控制阀(1)，该电液比例换向控制阀(I)的进油口(PO)连接于所述主进油油路(8)，回油口(TO)连接于所述主回油油路(9)，并且该电液比例换向控制阀(I)包括经由内部油道与所述回油口(TO)连通的泄油口(Tl);所述差动阀(2)的所述第三工作端口(C)经由第一连接油路(11)连接于所述电液比例换向控制阀(I)的其中一个工作油口(A0)，以能够接收经由该电液比例换向控制阀(I)输送的液压油，所述差动阀(2)的所述第四工作端口(D)经由第二连接油路(12)连接于所述电液比例换向控制阀(I)的所述泄油口(Tl)，以及 所述差动阀(2)包括第一二位三通换向阀(2a)和第二二位三通换向阀(2b)，其中所述第一二位三通换向阀(2a)的第一油口(al)和所述第二二位三通换向阀(2b)的第二油口(b2)分别与所述第三工作端口(C)连通，所述第一二位三通换向阀(2a)的第二油口(bl)与所述第四工作端口(D)连通，所述第一二位三通换向阀(2a)的第三油口(Cl)和所述第二二位三通换向阀(2b)的第一油口(a2)分别与所述第一工作端口(A)连通，所述第二二位三通换向阀(2b )的第三油口( c2 )与所述第二工作端口(B)连通，并且所述第一二位三通换向阀(2a)能够选择性地控制为使得该第一二位三通换向阀(2a)的第三油口(Cl)与所述第一二位三通换向阀(2a)的第一油口(al)或第二油口(bl)连通，所述第二二位三通换向阀(2b)能够选择性地控制为使得该第一二位三通换向阀(2b)的第三油口(c2)与所述第二二位三通换向阀(2b)的第一油口(a2)或第二油口(b2)连通。
3.根据权利要求2所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述第一二位三通换向阀(2a)和第二二位三通换向阀(2b)分别为电磁换向阀。
4.根据权利要求1所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述主换向阀为压力补偿式电液比例换向控制阀(1)，该电液比例换向控制阀(I)的进油口(PO)连接于所述主进油油路(8)，回油口(TO)连接于所述主回油油路(9)，并且该电液比例换向控制阀(I)包括经由内部油道与所述回油口(TO)连通的泄油口(Tl);所述差动阀(2)的所述第三工作端口(C)经由第一连接油路(11)连接于所述电液比例换向控制阀(I)的第一工作油口(A0)，所述第四工作端口(D)经由第二连接油路(12)连接于所述电液比例换向控制阀(I)的第二工作油口(B0)，以能够经由该电液比例换向控制阀(I)进回油，以及 所述差动阀(2)包括阀体和能够在该阀体的阀腔内移动的阀芯，该差动阀通过所述阀芯的移动至少能够选择性地处于第一工作状态和第二工作状态，其中在所述第一工作状态，所述第三工作端口(C)和所述第一工作端口(A)连通，所述第四工作端口(D)和所述第二工作端口(B)连通，且所述第一工作端口(A)与所述第二工作端口(B)相互截止；在所述第二工作状态，所述第二工作端口(B)和所述第一工作端口(A)均与所述第三工作端口(C)连通，且均与所述第四工作端口(D)截止。
5.根据权利要求4所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述阀体内设置有分别与所述第一工作端口(A)、第二工作端口(B)、所述第三工作端口(C)和所述第四工作端口(D)对应连通的第一内部工作油道、第二内部工作油道、第三内部工作油道和第四内部工作油道。
6.根据权利要求4所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述阀芯上设置有第一连通槽(21)，该第一连通槽(21)在所述第一工作状态使所述第四工作端口(D)和所述第二工作端口(B)连通，在所述第二工作状态使所述第二工作端口(B)和所述第一工作端口(A)连通。
7.根据权利要求4所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述差动阀(2)为电磁差动阀，所述差动阀(2)通过设置在所述阀体上的电磁控制部(40)驱动所述阀芯，以使得所述差动阀(2)选择性地处于所述第一工作状态和第二工作状态。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述第一工作油路(13)和第二工作油路(14)上分别设有平衡阀。
9.根据权利要求8所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述液压缸伸缩控制回路还包括梭阀(7)，该梭阀(7)的第一输入口连接在位于所述平衡阀与所述差动阀之间的所述第一工作油路(13)的油路部分上，第二输入口连接在位于所述平衡阀与所述差动阀之间的所述第二工作油路(14)的油路部分上，并且该梭阀(7)的输出口经由溢流油路连接于所述电液比例换向控制阀(I)的所述泄油口(Tl)，所述溢流油路上设有溢流阀(3)。
10.根据权利要求8所述的液压缸伸缩控制回路，其特征在于，所述液压缸伸缩控制回路还包括单向阻尼阀(4)，该单向阀阻尼阀(4)的一端连接于所述液压缸(5)的无杆腔的靠近缸底的侧壁油口上， 另一端连接在位于所述平衡阀与所述液压缸的无杆腔之间的所述第一工作油路(13)的油路部分上，并且所述单向阻尼阀(4)连接为能够使得从所述液压缸的无杆腔流出的液压油不能通过所述单向阻尼阀(4)中的单向阀。
11.一种工程机械，包括工作机构，其特征在于，所述工作机构连接于根据权利要求1至10中任一项所述的液压缸伸缩控制回路的液压缸，以能够通过该液压缸驱动。
12.根据权利要求11所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为汽车起重机，所述工作机构为该汽车起重机的吊臂。
【文档编号】F15B13/04GK203730423SQ201420106031
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】张全富, 刘荣, 张巍 申请人:中联重科股份有限公司