控制装置、液压系统及作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种控制装置、液压系统及作业机械。


背景技术：

2.在工程机械在进行复合动作时，各个工作装置的实际载荷具有较大差异，来自同一个液压泵的液压油必然首先驱动负载小的工作装置先动作，而无法控制各个工作装置同时工作或控制载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置工作。因此，为了实现各个工作装置同时工作或载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置工作的功能，现有的工程机械的多路阀上额外增加了固定式优先阀或优先逻辑阀，以改善复合动作性能，比如，现有挖掘机的多路阀上额外增加了斗杆优先逻辑阀或动臂优先逻辑阀或回转优先逻辑阀，通过控制斗杆优先逻辑阀或动臂优先逻辑阀或回转优先逻辑阀来调节进入斗杆控制阀或动臂控制阀或回转控制阀的流量，从而来满足多种工况。
3.但是，通过在多路阀上额外增加固定式优先阀或优先逻辑阀的方式来实现各个工作装置同时工作或载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置工作的功能，会增加液压管路的数量，而致使工程机械的液压系统的占用空间增大以及使液压系统的结构复杂，不利于液压系统的布置。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种控制装置、液压系统及作业机械，用以解决现有技术中通过在多路阀上额外增加固定式优先阀或优先逻辑阀的方式来实现各个工作装置同时工作或载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置工作的功能，增加了液压管路的数量而致使工程机械的液压系统的占用空间增大以及使液压系统的结构复杂，不利于液压系统的布置的缺陷。
5.本实用新型提供一种控制装置，包括：
6.阀体，设置有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口，所述第一油口与工作油缸的无杆腔连通，所述第二油口与所述工作油缸的有杆腔连通，所述第三油口与液压油箱的出油口连通，所述第四油口与所述液压油箱的回油口连通；
7.阀芯，移动设置在所述阀体内，且所述阀芯上设置有连通孔，所述阀芯能够在第一位、第二位、第三位和第四位之间移动、以控制所述第一油口、所述第二油口、所述第三油口和所述第四油口之间切换连通或截断；
8.其中，所述阀芯位于第四位时，所述第一油口与所述第三油口连通，且所述连通孔连通所述第一油口和所述第二油口。
9.根据本实用新型提供的一种控制装置，所述阀体上还设置有：
10.第一先导油口，用于与第一先导油路连通，所述第一先导油口位于所述阀体的第一端；
11.第二先导油口，用于与第二先导油路连通，所述第二先导油口位于所述阀体的第二端；
12.其中，所述第一先导油路向所述阀体注入先导油时，所述阀芯移动至所述第三位，所述第一油口与所述第三油口连通，所述第二油口与所述第四油口连通；
13.所述第二先导油路向所述阀体注入先导油时，所述阀芯移动至所述第二位，所述第一油口与所述第四油口连通，所述第二油口与所述第三油口连通。
14.根据本实用新型提供的一种控制装置，还包括：
15.伸缩驱动件，用于驱动所述阀芯移动至所述第四位，所述伸缩驱动件的驱动端穿过所述阀体与所述阀芯连接。
16.根据本实用新型提供的一种控制装置，所述伸缩驱动件为气缸或油缸或电缸。
17.本实用新型还提供一种液压系统，包括斗杆主控阀，所述斗杆主控阀为如上述任意一项所述的控制装置。
18.根据本实用新型提供的一种液压系统，还包括：
19.第一先导油路，所述第一先导油路的进油口与液压油箱连通，所述第一先导油路的出油口与所述斗杆主控阀的第一先导油口连通；
20.第二先导油路，所述第二先导油路的进油口与所述液压油箱连通，所述第二先导油路的出油口与所述斗杆主控阀的第二先导油口连通；
21.第一先导控制阀，分别控制所述第一先导油路和所述第二先导油路的通断。
22.根据本实用新型提供的一种液压系统，还包括：
23.第三先导油路，所述第三先导油路的进油口与所述液压油箱连通，所述第三先导油路的出油口与所述斗杆主控阀的伸缩驱动件的无杆腔连通；
24.第二先导控制阀，控制所述第三先导油路的通断。
25.根据本实用新型提供的一种液压系统，还包括：
26.第一控制油路，所述第一控制油路的进油口与液压油箱的出油口连通，所述第一控制油路的出油口与所述液压油箱的回油口连通；
27.第二控制油路，所述第二控制油路的进油口与所述液压油箱的进油口连通，第二控制油路的出油口与所述液压油箱的回油口连通；
28.所述第一控制油路上串联配置有动臂副控阀、回转控制阀、所述斗杆主控阀；
29.所述第二控制油路上串联配置有动臂主控阀和斗杆副控阀；
30.其中，所述动臂副控阀和所述动臂主控阀用于控制作业机械的动臂油缸，所述回转控制阀用于控制所述作业机械的回转马达，所述斗杆主控阀和所述斗杆副控阀用于控制所述作业机械的斗杆油缸。
31.根据本实用新型提供的一种液压系统，还包括先导泵，所述先导泵的进油口与所述液压油箱的出油口连通，所述先导泵的出油口分别与所述第一先导油路、所述第二先导油路、所述第三先导油路连通。
32.本实用新型还提供一种作业机械，包括如上述任意一项所述的控制装置或如上述任意一项所述的液压系统。
33.本实用新型提供的控制装置、液压系统及作业机械，控制装置的阀体设置有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，第一油口与工作油缸的无杆腔连通，第二油口与工
作油缸的有杆腔连通，第三油口与液压油箱的出油口连通，第四油口与液压油箱的回油口连通，阀芯移动设置在阀体内，并且阀芯上设置有连通孔，阀芯位于第四位时，第一油口和第三油口连通，第二油口、第三油口和第四油口均不连通，此时，连通孔连通第一油口和第二油口。这样，通过连通孔将第一油口和第二油口连通，从而使工作油缸的有杆腔和无杆腔连通，使工作油缸的有杆腔和无杆腔的压力相同，由于与液压油箱的回油口连通的第四油口被阀芯封闭，使工作油缸内的液压油无法实现回油，从而使工作油缸的压力增大，在载荷大的工作装置和载荷小的工作装置复合工作时，进入载荷大的工作装置的油缸的液压油流量大于进入工作油缸的液压油流量，使载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置动作，比如在动臂或回转与斗杆同时动作时，动臂或回转优先于斗杆动作，从而使作业机械实现了动臂或回转优先于斗杆动作的功能。
34.控制装置可以包括伸缩驱动件，伸缩驱动件用于驱动阀芯移动至第四位，这样，可以使阀芯的连通孔将第一油口和第二油口连通，从而使斗杆油缸的无杆腔和有杆腔连通。
35.本实用新型提供的液压系统包括第一先导油路、第二先导油路和第一先导控制阀，通过第一先导控制阀可以控制第一先导油路和第二先导油路为斗杆主控阀供给先导油，从而对斗杆主控阀进行控制，以对斗杆油缸的伸缩动作进行控制。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是本实用新型提供的控制装置的简化图；
38.图2是本实用新型提供的控制装置的结构示意图(阀芯位于第一位时)；
39.图3是本实用新型提供的控制装置的结构示意图(阀芯位于第二位时)；
40.图4是本实用新型提供的控制装置的结构示意图(阀芯位于第三位时)；
41.图5是本实用新型提供的控制装置的结构示意图(阀芯位于第四位时)；
42.图6是本实用新型提供的液压系统的结构示意图。
43.附图标记：
44.1、斗杆油缸；2、斗杆主控阀；3、斗杆副控阀；
45.4、铲斗控制阀；5、备用控制阀；6、动臂主控阀；
46.7、动臂副控阀；8、回转控制阀；9、左行控制阀；
47.10、右行控制阀；11、第一控制油路；12、第二控制油路；
48.13、第三先导油路；14、第二先导控制阀；15、第一油泵；
49.16、第二油泵；17、先导泵；21、阀体；
50.22、腔室；23、阀芯；24、连通孔；
51.25、伸缩驱动件；26、第一先导油口；27、第二先导油口；
52.231、第一位；232、第二位；233、第三位；234、第四位。
具体实施方式
53.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
54.下面结合图1至图6描述本实用新型的控制装置、液压系统及作业机械。
55.如图2-5所示，本实用新型提供的一种控制装置，包括阀体21和阀芯23。
56.其中，如图2-5所示，阀体21可以设置有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，并且第一油口与工作油缸的无杆腔连通，第二油口与工作油缸的有杆腔连通，第三油口与液压油箱的出油口连通，第四油口与液压油箱的回油口连通。
57.阀芯23移动设置在阀体21内，并且阀芯23上设置有连通孔24，如图1所示，阀芯23能够在第一位231、第二位232、第三位233和第四位234之间移动，以控制第一油口、第二油口、第三油口和第四油口之间切换导通或截断。
58.这里，阀体21可以设置有腔室22，第一油口、第二油口、第三油口和第四油口均与腔室22连通，阀芯23移动设置在腔室22内。
59.具体地，阀芯23位于第一位231时，阀芯23分别截断第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，使第一油口、第二油口、第三油口和第四油口之间互不连通。这样，此时，第一油口和第二油口均不为斗杆有杆腔和无杆腔供油或回油，工作油缸不动作。
60.阀芯23位于第二位232时，第一油口和第四油口连通，第二油口和第三油口连通，即液压油能够通过第三油口经过第二油口进入工作油缸的有杆腔内，工作油缸的无杆腔内的液压油能够经过第一油口从第四油口回到液压油箱内，实现工作油缸的活塞杆的收回动作。
61.阀芯23位于第三位233时，第一油口与第三油口连通，第二油口与第四油口连通，即液压油能够通过第三油口经过第一油口进入工作油缸的无杆腔内，工作油缸的有杆腔内的液压油能够经过第二油口从第四油口回到液压油箱内，实现工作油缸的活塞杆的伸出动作。
62.阀芯23位于第四位234时，第一油口与第三油口连通，并且阀芯23上的连通孔24连通第一油口和第二油口，此时，第二油口与第三油口和第四油口均不连通。这样，可以通过连通孔24将第一油口和第二油口连通，从而使工作油缸的有杆腔和无杆腔连通，使工作油缸的有杆腔和无杆腔的压力相同，由于与液压油箱的回油口连通的第四油口被阀芯23封闭，使工作油缸内的液压油无法实现回油，从而使工作油缸的压力增大，在载荷大的工作装置和载荷小的工作装置复合工作时，进入载荷大的工作装置的油缸的液压油流量大于进入工作油缸的液压油流量，使载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置动作，比如在动臂或回转与斗杆同时动作时，动臂或回转优先于斗杆动作，从而使作业机械实现了动臂或回转优先于斗杆动作的功能。
63.这里，工作油缸可以为载荷小的工作装置，具体可以为控制斗杆工作的斗杆油缸1。
64.需要说明的是，第一位231可以为中位，第二位232可以为右位，第三位233可以为
第一左位，第四位234可以为第二左位。图2-图5中的a表示为第一油口，b表示为第二油口，p表示为第三油口，t表示为第四油口。
65.如此设置，通过控制装置既可以控制工作油缸的正常伸缩，从而控制斗杆正常动作，又能够控制工作油缸的有杆腔和无杆腔连通，从而使工作油缸的压力增大，在载荷大的工作装置和载荷小的工作装置复合工作时，进入载荷大的工作装置的油缸的液压油流量大于进入工作油缸的液压油流量，使载荷大的工作装置优先于载荷小的工作装置动作，比如在动臂或回转与斗杆同时动作时，动臂或回转优先于斗杆动作，从而使作业机械能够实现动臂或回转优先于斗杆动作的功能。
66.在本实用新型的可选实施例中，如图1所示，阀体21上还可以设置有第一先导油口26和第二先导油口27，第一先导油口26用于与第一先导油路连通，第一先导油口26位于阀体21的第一端；第二先导油口27用于与第二先导油路连通，第二先导油口27位于阀体21的第二端。
67.其中，第一先导油路向腔室22注入先导油时，阀芯23移动至第三位233，使第一油口和第三油口连通，第二油口与第四油口连通，以能够向斗杆油缸1的无杆腔进油，使斗杆油缸1的有杆腔回油，实现斗杆油缸1的活塞杆的伸出动作。
68.第二先导油路向腔室22注入先导油时，阀芯23移动至第二位232，使第一油口与第四油口连通，第二油口与第三油口连通，以能够向斗杆油缸1的有杆腔进油，使斗杆油缸1的无杆腔回油，实现斗杆油缸1的活塞杆的收回动作。
69.在可选的实施例中，阀体21的腔室22内还可以设置有第一复位弹簧和第二复位弹簧，第一复位弹簧的两端分别与阀体21和阀芯23的第一端连接，第二复位弹簧的两端分别与阀体21和阀芯23的第二端连接。
70.第一先导油路向腔室22注入先导油时，阀芯23移动至第三位233，第一复位弹簧发生形变；当第一先导油路不再向腔室22注入先导油时，第一复位弹簧带动阀芯23回复至第一位231。
71.第二先导油路向腔室22注入先导油时，阀芯23移动至第二位232，第二复位弹簧发生形变；当第二先导油路不再向腔室22注入先导油时，第二复位弹簧带动阀芯23回复至第一位231。
72.在本实用新型的可选实施例中，控制装置还可以包括伸缩驱动件25，伸缩驱动件25用于驱动阀芯23移动至第四位234，这样，可以使阀芯23的连通孔24将第一油口和第二油口连通，从而使斗杆油缸1的无杆腔和有杆腔连通。
73.这里，伸缩驱动件25的驱动端穿过阀体21与阀芯23连接，以便于驱动阀芯23移动。
74.在可选的实施例中，伸缩驱动件25可以为气缸或油缸或电缸。
75.在本实施例中，伸缩驱动件25可以为油缸，并且油缸的活塞杆穿过阀体21与阀芯23连接。
76.这里，活塞杆与阀体21密封连接，以避免阀体21腔室22内的液压油泄漏。
77.下面对本实用新型提供的液压系统进行描述，下文描述的液压系统与上文描述的控制装置可相互对应参照。
78.本实用新型提供的一种液压系统，包括斗杆主控阀2，斗杆主控阀2可以为如上述任意一项实施例所述的控制装置。
79.本实用新型提供的液压系统所达到的有益效果与本实用新型提供的控制装置所达到的有益效果相一致，则这里不再赘述。
80.在本实用新型的可选实施例中，液压系统还可以包括第一先导油路、第二先导油路和第一先导控制阀，其中，第一先导油路的进油口可以与液压油箱连通，第一先导油路的出油口可以与斗杆主控阀2的第一先导油口26连通；第二先导油路的进油口可以与液压油箱连通，第二先导油路的出油口可以与斗杆主控阀2的第二先导油口27连通；并且，第一先导控制阀分别控制第一先导油路和第二先导油路的通断。
81.这样，通过第一先导控制阀可以控制第一先导油路和第二先导油路为斗杆主控阀2供给先导油，从而对斗杆主控阀2进行控制，以对斗杆油缸1的伸缩动作进行控制。
82.在本实用新型的可选实施例中，如图6所示，液压系统还可以包括第三先导油路13和第二先导控制阀14，其中，第三先导油路13的进油口可以与液压油箱连通，第三先导油路13的出油口可以与斗杆主控阀2的伸缩驱动件25的无杆腔连通；并且第二先导控制阀14可以控制第三先导油路13的通断。这样，通过第二先导控制阀14控制第三先导油路13的通断，从而可以控制斗杆主控阀2的伸缩驱动件25的动作，以能够控制斗杆主控阀2的阀芯23移动至第四位234，从而使斗杆主控阀2的第一油口和第二油口连通，使斗杆油缸1的压力增大。在动臂和斗杆同时动作时，或在回转与斗杆同时动作时，动臂或回转优先于斗杆动作，从而使作业机械可以实现动臂或回转优先于斗杆动作的功能。
83.在可选的实施例中，第一先导控制阀和第二先导控制阀14均可以为电磁阀，并且第一先导控制阀和第二先导控制阀14均可以与作业机械的控制器通信连接，以便于操作人员进行控制。
84.在本实用新型的可选实施例中，如图6所示，液压系统还可以包括第一控制油路11和第二控制油路12，第一控制油路11的进油口可以与液压油箱的出油口连通，第一控制油路11的出油口可以与液压油箱的回油口连通；第二控制油路12的进油口可以与液压油箱的出油口连通，第二控制油路12的出油口可以与液压油箱的回油口连通。
85.并且，第一控制油路11上可以串联配置有动臂副控阀7、回转控制阀8和斗杆主控阀2；第二控制油路12上可以串联配置有动臂主控阀6和斗杆副控阀3。
86.其中，动臂副控阀7和动臂主控阀6均用于控制作业机械的动臂油缸，回转控制阀8用于控制作业机械的回转马达，斗杆主控阀2和斗杆副控阀3用于控制作业机械的斗杆油缸1。
87.具体地，动臂副控阀7的阀芯换向，液压油经第一控制油路11进入动臂副控阀7，动臂主控阀6的阀芯换向，液压油经第二控制油路12进入动臂主控阀6，动臂副控阀7和动臂主控阀6流出的液压油合流后进入动臂油缸的有杆腔或无杆腔，从而实现对动臂油缸的控制。
88.回转控制阀8的阀芯换向，液压油经第一控制油路11进入回转控制阀8后进入回转马达，实现对回转马达的控制，从而实现作业机械的回转动作。
89.斗杆主控阀2的阀芯23换向，液压油经第一控制油路11进入斗杆主控阀2，斗杆副控阀3的阀芯换向，液压油经第二控制油路12进入斗杆副控阀3，斗杆主控阀2和斗杆副控阀3流出液压油分别进入斗杆油缸1的有杆腔或无杆腔，实现对斗杆油缸1的控制。
90.动臂和斗杆同时动作时，通过第二先导控制阀14控制第三先导油路13导通，以向斗杆主控阀2的伸缩驱动件25供给先导油，使伸缩驱动件25能够驱动斗杆主控阀2的阀芯23
移动至第四位234，使斗杆主控阀2的第一油口和第二油口通过连通孔24连通，从而使斗杆油缸1的有杆腔和无杆腔连通，使斗杆油缸1的压力增大，这样，可以使第一控制油路11分配给动臂副控阀7的液压油流量大于分配给斗杆主控阀2的流量，从而可以使动臂优先于斗杆动作。
91.回转和斗杆同时动作时，通过第二先导控制阀14控制第三先导油路13导通，以向斗杆主控阀2的伸缩驱动件25供给先导油，使伸缩驱动件25能够驱动斗杆主控阀2的阀芯23移动至第四位234，使斗杆主控阀2的第一油口和第二油口通过连通孔24连通，从而使斗杆油缸1的有杆腔和无杆腔连通，使斗杆油缸1的压力增大，这样，可以使第一控制油路11分配给回转控制阀8的液压油流量大于分配给斗杆主控阀2的流量，从而可以使回转马达优先于斗杆动作。
92.在可选的实施例中，第一控制油路11上还可以串联配置有备用控制阀5和右行控制阀10，第二控制油路12上还可以串联配置有铲斗控制阀4和左行控制阀9。
93.具体地，右行控制阀10的阀芯换向，液压油经第一控制油路11进入右行控制阀10后进入右行行走马达，实现右行走功能。
94.左行控制阀9的阀芯换向，液压油经第二控制油路12进入左行控制阀9后进入左行行走马达，实现左行走功能。
95.备用控制阀5的阀芯换向，液压油经第一控制油路11进入备用控制阀5后进入与备用控制阀5连接的备用装置，以实现备用装置相应的功能。这里，备用装置可以为破碎锤或其他装置，具体地不对备用装置的具体结构及功能进行限定。
96.铲斗控制阀4的阀芯换向，液压油经第二控制油路12进入铲斗控制阀4后进入铲斗油缸的有杆腔或无杆腔，实现铲斗的动作。
97.在本实用新型的可选实施例中，液压系统还可以包括先导泵17，先导泵17的进油口与液压油箱的出油口连通，先导泵17的出油口分别与第一先导油路、第二先导油路和第三先导油路13连通。这样，便于为控制装置提供先导油。
98.在可选的实施例中，液压系统还可以包括第一油泵15和第二油泵16，第一油泵15的进油口可以与液压油箱的出油口连通，第一油泵15的出油口可以与第一控制油路11的进油口连通，第二油泵16的进油口可以与液压油箱的出油口连通，第二油泵16的出油口可以与第二控制油路12的进油口连通。这样，便于为第一控制油路11和第二控制油路12供油。
99.下面对本实用新型提供的作业机械进行描述，下文描述的作业机械与上文描述的控制装置或液压系统可相互对应参照。
100.本实用新型提供的一种作业机械，可以包括如上述任意一项实施例所述的控制装置或液压系统。
101.本实用新型提供的作业机械所达到的有益效果与本实用新型所提供的控制装置或液压系统所达到的有益效果相一致，则这里不再赘述。
102.需要说明的是，上述作业机械可以为挖掘机、船挖机，或其他工程机械。
103.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。
104.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。