一种三泵合流的多路阀组及液压挖掘机

摘要

本发明公开了一种三泵合流的多路阀组及液压挖掘机，包括中间控制联和左右执行联，左执行联包括依次相连通的左行走控制阀、备用控制阀、铲斗控制阀、斗杆第二控制阀、以及动臂第一控制阀，右执行联包括依次相连通的右行走控制阀、回转控制阀、动臂第二控制阀、以及斗杆第一控制阀；中间控制联包括直线行走控制阀、第一合流阀、第二合流阀，并布置有两个分别连接一个主油泵的主进油口，左右执行联上分别布置有一个辅助进油口，且两个辅助进油口共同连接一辅助油泵。其技术方案可在两个主进油口提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作时，开启辅助泵经由辅助进油口对动臂供油，使主油泵提供的液压油能充分协调其余各执行机构的动作。

权利要求

1.一种三泵合流的多路阀组，适用于液压挖掘机，包括中间控制联、分设于所述中间控制联左右两侧的左执行联和右执行联，所述中间控制联分别与所述左执行联、右执行联相连，用以控制所述多路阀组中液压油的流向；

且在远离所述中间控制联的方向上，所述左执行联包含依次相连通的左行走控制阀（V5）、备用控制阀（V4）、铲斗控制阀（V3）、斗杆第二控制阀（V2）、以及动臂第一控制阀（V1），在远离所述中间控制联的方向上，所述右执行联包含依次相连通的右行走控制阀（V7）、回转控制阀（V8）、动臂第二控制阀（V9）、以及斗杆第一控制阀（V10），其特征在于，所述中间控制联包括直线行走控制阀（V6）、第一合流阀（2）、以及第二合流阀（3），于所述中间控制联上布置有分别与所述直线行走控制阀（V6）相连通的第一主进油口（PL）和第二主进油口（PR），且两个主进油口（PL、PR）分别连接一个主油泵，两个所述合流阀（2、3）相连通并分别与所述直线行走控制阀（V6）相接；

并且，所述左行走控制阀（V5）与所述第一主进油口（PL）及所述第一合流阀（2）相连通，所述回转控制阀（V8）与所述第二合流阀（3）及所述第二主进油口（PR）相连通，于所述左执行联上布置有与所述动臂第一控制阀（V1）相连通的一辅助进油口（PF），于所述右执行联上布置有与所述斗杆第一控制阀（V10）相连通的另一所述辅助进油口（PF），且两个所述辅助进油口（PF）共同连接一辅助油泵。

2.如权利要求1所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，两个所述辅助进油口（PF）分别布置于所述左执行联的动臂联和所述右执行联的斗杆联上；

其中，所述动臂联位于所述左执行联上远离所述中间控制联的一端，且所述动臂联内具有所述动臂第一控制阀（V1）；

所述斗杆联位于所述右执行联上远离所述中间控制联的一端，且所述斗杆联内具有所述斗杆第一控制阀（V10）。

3.如权利要求2所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，所述中间控制联还包括：

第一节流阀（6）和第一单向阀（7），均与所述第一合流阀（2）相连通；

主溢流阀（8），与所述第一节流阀（6）相连通，用以控制所述多路阀组的最高压力；

其中，流经所述第一单向阀（7）的液压油由所述第一节流阀（6）进入所述第一合流阀（2）的控制腔，用以控制所述第一合流阀（2）的开启及关闭；且由所述主溢流阀（8）控制流经所述第一单向阀（7）的液压油的最高压力，进而控制所述多路阀组的最高压力。

4.如权利要求3所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，所述中间控制联还包括：

第二节流阀（10）和第二单向阀（9），均与所述第二合流阀（3）相连通，流经所述第二单向阀（9）的液压油由所述第二节流阀（10）进入所述第二合流阀（3）的控制腔，用以控制所述第二合流阀（3）的开启及关闭；且由所述主溢流阀（8）控制流经所述第二单向阀（9）的液压油的最高压力，进而控制所述多路阀组的最高压力。

5.如权利要求4所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，于所述动臂联上远离所述中间控制联的一端开设有一回油口（P4），于所述斗杆联上远离所述中间控制联的一端开设有另一回油口（P3），且两个所述回油口（P3、P4）均与回油箱相连通。

6.如权利要求4或5所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，位于所述动臂联上的辅助进油口（PF）与所述动臂联内部的控制腔相连通；位于所述斗杆联上的辅助进油口（PF）与所述斗杆联内部的控制腔相连通。

7.如权利要求6所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，

所述中间控制联还包括第一旁通阀（1）和第二旁通阀（4），其中，所述第一旁通阀（1）与所述第一合流阀（2）、左执行联、以及回油箱均通过油路或输油管相连；

所述第二旁通阀（4）与所述第二合流阀（3）、右执行联、以及回油箱均通过油路或输油管相连。

8.如权利要求7所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，所述中间控制联还包括第一控制阀（0）和第二控制阀（5），且所述第一控制阀（0）与所述第一合流阀（2）相连，所述第二控制阀（5）与所述第二合流阀（3）相连。

9.如权利要求8所述的三泵合流的多路阀组，其特征在于，所述主溢流阀（8）的正常压力为343bar、升压时压力373bar，所述直线行走控制阀（V6）中阀芯的通径为40mm。

10.一种液压挖掘机，其特征在于，具有如权利要求1-8任一项所述的三泵合流的多路阀组。

说明书

一种三泵合流的多路阀组及液压挖掘机

技术领域

[0001] 本发明涉及挖掘机领域，尤其涉及一种三泵合流的多路阀组及液压挖掘机。

背景技术

[0002] 液压挖掘机，是一种广泛应用于土方施工的工程机械，作为其核心控制单元的主控制阀组，是功能高度集成化的液压多路控制阀，液压多路阀的结构及其操作方式决定了挖掘机液压系统的控制方式和作业性能。目前市场上主流的大型挖掘机液压回路主要有负流量控制液压系统、正流量控制液压系统、以及负载敏感液压系统三种类型。经多年市场验证，三种类型的液压控制系统已发展较为成熟。但是，三种类型的液压控制系统相互不能兼容，使得同一种类型多路阀的应用范围受到极大的限制，严重影响了多路阀的推广及应用。此外，目前市场上大型挖机多以40T级，70T级等进行分级，与之相配套的多路阀也形成了多种款型，不但增加了研发成本和制造成本，更不利于批量化生产。目前在大型挖掘机上一般均采用双泵合流系统，这样导致复合动作时各执行机构动作偏慢，工作效率较低，尤其是位于中间控制联左右边缘位置的斗杆联和动臂联尤其影响较大，且双泵合流多路阀组的应用范围受其流量的影响，其应用范围也受到极大的限制。

[0003] 参阅专利号为CN200720015804.4的中国专利“三泵分合流液控多路阀”，公开了一种用于小型挖掘机液压系统的三泵分合流液控多路阀；包括进回油阀片、行走阀片、动臂阀片、铲斗阀片、中间进油阀片、推土阀片、斗杆阀片、合流阀片、辅助阀片、回转阀片、行走阀片、进回油阀片，其特殊之处是，合流阀片采用单向合流结构包括阀体、阀座、弹簧、钢球连接构成；辅助阀片的分流换向阀杆设有分流槽；中间进油阀片的阀体与油路相通插装溢流阀。该专利的合流阀片采用独特的单向合流结构，斗杆阀片具有双泵阀杆合流功能，但其仍未能解决在主进油口提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作时，各执行机构运行缓慢、供油不足的问题，难以保证复合动作的各执行机构动作协调。

发明内容

[0004] 针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种三泵合流的多路阀组及液压多路阀，旨在解决在主进油口提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作时，各执行机构运行缓慢、供油不足的问题，以保证复合动作的各执行机构动作协调，并提高工作效率。

[0005] 具体技术方案如下：

[0006] 一种三泵合流的多路阀组，适用于液压挖掘机，包括中间控制联、分布于中间控制联左右两侧的左执行联和右执行联，中间控制联分别与左执行联、右执行联相连，用以控制多路阀组中液压油的流向，且在远离所述中间控制联的方向上，左执行联包括依次相连通的左行走控制阀、备用控制阀、铲斗控制阀、斗杆第二控制阀、以及动臂第一控制阀，右执行联包括依次相连通的右行走控制阀、回转控制阀、动臂第二控制阀、以及斗杆第一控制阀；

[0007] 中间控制联包括直线行走控制阀、第一合流阀、以及第二合流阀，于中间控制联上布置有分别与直线行走控制阀相连通的第一主进油口和第二主进油口，且两个主进油口、分别连接一个主油泵，两个合流阀、相连通并分别与直线行走控制阀相接。

[0008] 并且，左行走控制阀与第一进油口及第一合流阀相连通，回转控制阀与第二合流阀及第二进油口相连通，于左执行联上布置有与动臂第一控制阀相连通的一辅助进油口，于右执行联上布置有与斗杆第一控制阀相连通的另一辅助进油口，且两个辅助进油口共同连接一辅助油泵。

[0009] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，两个辅助进油口分别布置于左执行联的动臂联和右执行联的斗杆联上；

[0010] 其中，动臂联位于左执行联上远离中间控制联的一端，且动臂联内具有动臂第一控制阀；

[0011] 斗杆联位于右执行联上远离中间控制联的一端，且斗杆联内具有斗杆第一控制阀。

[0012] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，中间控制联还包括：

[0013] 第一节流阀和第一单向阀，均与第一合流阀相连通；

[0014] 主溢流阀，与第一节流阀相连通，用以控制多路阀组的最高压力；

[0015] 其中，流经第一单向阀的液压油由第一节流阀进入第一合流阀的控制腔，用以控制第一合流阀的开启及关闭；且由主溢流阀控制流经第一单向阀的液压油的最高压力，进而控制液压阀组的最高压力。

[0016] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，中间控制联还包括：

[0017] 第二节流阀和第二单向阀，均与第二合流阀相连通，流经第二单向阀的液压油由第二节流阀进入第二合流阀的控制腔，用以控制第二合流阀的开启及关闭；且由主溢流阀控制流经第二单向阀的液压油的最高压力，进而控制液压阀组的最高压力。

[0018] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，于动臂联上远离中间控制联的一端开设有一回油口P，于斗杆联上远离中间控制联的一端开设有另一回油口P，且两个回油口P、P均与回油箱相连通。

[0019] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，位于动臂联上的辅助进油口与动臂联内部的控制腔相连通；位于斗杆联上的辅助进油口与斗杆联内部的控制腔相连通。

[0020] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，中间控制联还包括第一旁通阀和第二旁通阀，其中，第一旁通阀与第一合流阀、左执行联、以及回油箱均通过油路或输油管相连；

[0021] 第二旁通阀与第二合流阀、右执行联、以及回油箱均通过油路或输油管相连。

[0022] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，中间控制阀联还包括第一控制阀和第二控制阀，且第一控制阀与第一合流阀相连，第二控制阀与第二合流阀相连。

[0023] 在本发明提供的三泵合流的多路阀组中，还具有这样的特征，主溢流阀的正常压力为343bar、升压时压力373bar，直线行走控制阀的阀芯的通径为40mm。

[0024] 本发明还提供了一种液压挖掘机，具有上述的三泵合流的多路阀组。

[0025] 上述技术方案的有益效果在于：

[0026] (1)三泵合流的多路阀组具体应用时，可在两个主进油口提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作时，可通过开启辅助泵经由辅助进油口对动臂供油，使主油泵提供的液压油能充分协调其余各执行机构的动作，从而有效保证动臂优先功能，使复合动作的各执行机构动作协调；

[0027] (2)两个辅助进油口分别设置于动臂联和斗杆联上，并与其内部控制腔直接相连通，使得开启辅助泵后，可有效增加挖掘力，提高挖掘效率、且通过提高挖掘力能够扩展挖机的应用领域，通过提高挖掘效率能够达到节能的目的。

附图说明

[0028] 图1为本发明一种三泵合流的多路阀组的实施例的工作状态示意图一；

[0029] 图2为本发明一种三泵合流的多路阀组的实施例的中间控制联的工作状态示意图一；

[0030] 图3为本发明一种三泵合流的多路阀组的实施例的工作状态示意图二；

[0031] 图4为本发明一种三泵合流的多路阀组的实施例的中间控制联的工作状态示意图二；

[0032] 图5为本发明一种三泵合流的多路阀组的实施例的动臂联的剖面结构视图；

[0033] 图6为图5中L-L视向的剖面视图。

[0034] 附图中：0、第一控制阀；1、第一旁通阀；2、第一合流阀；3、第二合流阀；4、第二旁通阀；5、第二控制阀；6、第一节流阀；7、第一单向阀；8、主溢流阀；9、第二单向阀；10、第二节流阀；V1、动臂第一控制阀；V2、斗杆第二控制阀；V3、铲斗控制阀；V4、备用控制阀；V5、左行走控制阀；V6、直线行走控制阀；V7、右行走控制阀；V8、回转控制阀；V9、动臂第二控制阀；V10、斗杆第一控制阀；PL、第一主进油口；PR、第二主进油口；PF、辅助进油口；动臂联11。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至6对本发明提供的三泵合流的多路阀组作具体阐述。

[0036] 图1为一种三泵合流的多路阀组的实施例的工作状态示意图一，图2为一种三泵合流的多路阀组的实施例的中间控制联的工作状态示意图一，图3为一种三泵合流的多路阀组的实施例的工作状态示意图二，图4为一种三泵合流的多路阀组的实施例的中间控制联的工作状态示意图二，如图1至图4中所示，本发明提供的三泵合流的多路阀组适用于大型液压挖掘机，包括中间控制联、分布于中间控制联左右两侧的左执行联和右执行联，且在远离所述中间控制联的方向上左执行联用以控制挖掘机左侧器械及其它部分器械的运动，右执行联用以控制所述挖掘机右侧器械及其它部分器械的运动，即左执行联和右执行联分别控制挖掘机左右两侧各执行机构的运行状态，中间控制联分别与左执行联、右执行联相连，用以控制多路阀组中液压油的走向。

[0037] 具体的，在远离所述中间控制联的方向上，左执行联包括依次相连通的左行走控制阀V5、备用控制阀V4、铲斗控制阀V3、斗杆第二控制阀V2、以及动臂第一控制阀V1，右执行联包括依次相连通的右行走控制阀V7、回转控制阀V8、动臂第二控制阀V9、以及斗杆第一控制阀V10。中间控制联包括一直线行走控制阀V6、第一合流阀2、以及第二合流阀3，于中间控制联上布置有分别与直线行走控制阀V6相连通的第一主进油口PL和第二主进油口PR，且两个主进油口PL和PR分别连接一主油泵，用以向直线行走控制阀V6以及中间控制联内部供油，并由直线行走控制阀V6的阀芯在阀体内所处的相位位置决定油路通断及液压油于中间控制联内部的流向，两个合流阀相连通并分别与直线行走控制阀V6相连通。

[0038] 并且，左行走控制阀V5与第一进油口PL及第一合流阀2相连通，回转控制阀V8与第二合流阀3及第二进油口PR相连通，于左执行联上布置有与动臂第一控制阀V1相连通的一辅助进油口PF，于右执行联上布置有与斗杆第一控制阀V10相连通的另一辅助进油口PF，且两个辅助进油口PF共同连接一辅助油泵。

[0039] 在上述技术方案中，当动臂执行机构和其它执行机构复合动作时，两个主进油口PL和PR提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作，此时，为了使动臂优先功能得到保证，可通过开启辅助泵经由辅助进油口PF对动臂供油，在保证动臂优先功能的前提下，使主泵提供的液压油能充分协调其余各执行机构的动作，从而能够有效保证动臂优先功能，使复合动作的各执行机构动作协调。

[0040] 在一种优选的实施方式中，具体如图2和图4中所示，中间控制联还包括：第一节流阀6和第一单向阀7，均与第一合流阀2相连通；主溢流阀8，与第一节流阀6相连通，用以控制多路阀组的最高压力；其中，经第一单向阀7单向流动后的液压油由第一节流阀6进入第一合流阀2的控制腔，用以控制第一合流阀2的阀芯所处的相位位置，即控制第一合流阀2的启闭通断；且由主溢流阀8控制流经第一单向阀7的液压油的最高压力，进而控制液压阀组的最高压力。

[0041] 作为进一步的优选实施方式中，中间控制联还包括：第二节流阀10和第二单向阀9，均与第二合流阀3相连通，流经第二单向阀9的液压油由第二节流阀10进入第二合流阀3的控制腔，用以控制第二合流阀3的阀芯所处于的相位位置，即控制第二合流阀3的通断；且由主溢流阀8控制流经第二单向阀9的液压油的最高压力，进而控制液压阀组的最高压力。
进一步的，主溢流阀8的正常压力为343bar、升压时压力373bar，通用于40T～120T级的液压挖掘机。直线行走控制阀V6的阀芯的通径为40mm。其中，具体数值可根据实际应用相应调整，不应局限于此。

[0042] 在一种优选的实施方式中，具体如图1和图2中所示，两个辅助进油口PF分别布置于左执行联的动臂联和右执行联的斗杆联上，其中，动臂联位于左执行联上远离中间控制联的一端，且动臂联内具有动臂第一控制阀V1；斗杆联位于右执行联上远离中间控制联的一端，且斗杆联内具有斗杆第一控制阀V10。进一步的，于动臂联上远离中间控制联的一端开设有一回油口P4，于斗杆联上远离中间控制联的一端开设有另一回油口P3，且两个回油口均与回油箱相连通。

[0043] 作为进一步的优选实施方式，具体结合图5和图6，其中图5为本发明一种三泵合流的多路阀组的实施例的动臂联的剖面结构视图，图6为图5中L-L视向的剖面视图，如图中所示，位于动臂联上的辅助进油口PF与动臂联内部控制腔相连通；相对应的，位于斗杆联上的辅助进油口PF与斗杆联内部的控制腔相连通。

[0044] 具体的，当铲斗挖掘时，开启辅助泵PF，使液压油通过斗杆第一控制阀V10上的辅助进油口PF进入斗杆联内，以及液压油通过动臂第一控制阀V1上的辅助进油口PF进入动臂联内，可有效增加挖掘力，提高挖掘效率、且通过提高挖掘力能够扩展挖机的应用领域，通过提高挖掘效率能够达到节能的目的。

[0045] 作为进一步的实施方式，中间控制联还包括第一旁通阀1和第二旁通阀4，其中，第一旁通阀1与第一合流阀2、左执行联、以及回油箱均通过油路或输油管相连；第二旁通阀4与第二合流阀3、右执行联、以及回油箱均通过油路或输油管相连。

[0046] 作为进一步的实施方式，中间控制阀联还包括第一控制阀0和第二控制阀5，且第一控制阀0与第一合流阀2相连，第二控制阀5与第二合流阀3相连。

[0047] 值得指出的是，图中所标示的多个进出及工作油口对应且分别先导控制各个阀的工作状态，例如，结合图2中所示，图示的第一控制阀0具有两个先导进出油口Dr5和Pr10，且第一控制阀0具有两个相位，一相导通一相断开，其中相位的变化由两个进出油口Dr5和Pr10先导控制，从而调整第一控制阀0的启闭，进而对内部其他阀体进行油路流向的改变。相类似的，第二控制阀5具有先导进出油口Dr6和Pr3，第一旁通阀1具有先导进出油口Pr1，第二旁通阀4具有先导进出油口Pr2，主溢流阀8具有先导进出油口Pr9，且如图中所示，还具有此外多个先导进出油口，不再一一示出。

[0048] 以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

[0049] 结合图1-图4可知，中间控制联主要通过直线行走控制阀V6内阀芯所在相位位置对由两个主进油口PL和PR流入的液压油的流向进行控制，并同时通过两个旁通阀、两个合流阀、两个控制阀、一个主溢流阀8、以及两个节流阀和单向阀控制中间控制联内的液压油流向及通断，从而根据需求向位于两侧的左右执行联供油。本发明中还在左右执行联左右两端的动臂联及斗杆联上分别设置了一个辅助进油口PF，用以在复杂动作下解决供油流量不足，难以实现动作机构优先的问题。

[0050] 具体的，在动臂执行机构和其它执行机构复合动作时，两个主进油口PL、PR提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作，为使动臂优先功能得到保证，通过开启辅助泵对动臂供油，在保证动臂优先功能的前提下，使主泵提供的液压油能充分协调其余各执行机构的动作。

[0051] 此外，本发明的多路阀组采用片式结构，为适用于大型液压挖掘机的负载敏感多路阀组，且可应用于挖机的不同控制系统：正流量+负载敏感系统、负流量+负载敏感系统和负载敏感控制液压系统，负载敏感多路阀的应用囊括了三种不同类型液压控制系统。根据不同的控制类型，可吸收传统不同控制系统的各项优点，以提高负载敏感多路阀组在不同液压控制系统中的应用。通过中间联上行走阀、合流阀及闭锁机构等功能模块对主进油口PL、PR油路控制，实现主进油口PL、PR油路对其两侧各执行联单独供油、合流供油及卸荷等功能。

[0052] 本发明还提供了一种液压挖掘机，具有上述的三泵合流的多路阀组。采用三泵控制系统，根据系统所需流量，不仅满足双泵控制系统的应用；同时，满足三泵控制系统的应用；扩展了在液压挖掘机上的应用范围。采用对动臂执行机构或斗杆执行机构直接供油，降低了压力损失，提高了能量的利用率。

[0053] 在上述技术中，三泵合流的多路阀组具体应用时，可在两个主进油口提供的流量不足以维持各执行机构之间的协调动作时，可通过开启辅助泵经由辅助进油口PF对动臂供油，使主油泵提供的液压油能充分协调其余各执行机构的动作，从而有效保证动臂优先功能，使复合动作的各执行机构动作协调；两个辅助进油口PF分别设置于动臂联和斗杆联上，并与其内部控制腔直接相连通，使得开启辅助泵后，可有效增加挖掘力，提高挖掘效率、且通过提高挖掘力能够扩展挖机的应用领域，通过提高挖掘效率能够达到节能的目的。

[0054] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。