支腿液压系统和工程机械

技术领域

本发明属于工程机械领域，具体地，涉及一种工程机械及其支腿液压系统。

背景技术

在多类型工程机械，例如轮胎起重机、泵车，尤其是中小吨位汽车起重机中，支腿系统都包含左前、右前、左右、右后四个支腿，以及位于车架前方的第五支腿(即正前支腿)。左前、右前、左右、右后四个支腿分别有水平油缸和垂直油缸，水平油缸用于活动支腿的伸出，垂直油缸用于将整车支承起来，确保轮胎不受力，以便于进行上车起重作业。第五支腿用于整车前方作业时支承车架前段，以保证整车前方作业的安全。一般支腿的伸出顺序为左前、右前、左右、右后四个支腿伸到位后，再伸出第五支腿。以中小吨位汽车起重机为例，第五支腿操作的使用要求是支脚板要离地5mm-10mm，在整车前方吊载作业时，车架变形而使第五支腿受力并支承车架前段受力。即第五支腿油缸的动态伸出和缩回时，不承受其他外加负载，故五支腿油缸的伸出和缩回压力很低，一般在1MPa以内。

如图1所示，中小吨位汽车起重机的常规支腿操纵方式多为手动开关阀操纵，采用六联操纵，第一联为支腿伸缩联，第五支腿与其他四个支腿为并联阀组。通过支腿伸缩联和其他几联手柄的组合操纵，即可实现支腿水平和垂直油缸的伸缩动作。

然而，从图1可见，五支腿伸缩为高压操作，即流入第五支腿油缸的压力油为高压油，与流入其他支腿油缸的油压大致相同，但高压操作不可避免地存在一定的能耗损失。由于部分用户使用不规范，在预打支腿时，会发生第五支腿完全着地甚至受力的情况，使前方吊载作业能力不能完全发挥，而且支腿操纵，因管路长短不同，每个支腿负载差异，存在每个支腿油缸伸出和缩回时控制精度差、不同步等问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种支腿液压系统和具有该支腿液压系统的工程机械，以低成本地低成本实现正前支腿动作的伸缩和使用安全，获得更优的节能效果。

为实现上述目的，根据本发明一个方面，提供了一种支腿液压系统，所述支腿液压系统包括：

多路阀，所述多路阀的阀前端连接有主压力油路，且阀后端分别连接控制多个侧向支腿油缸；

低压油路，从所述主压力油路中旁支分出，并设有用于将所述主压力油路的高压油减压为低压油的减压阀组；和

执行机构，所述低压油路的低压油供应并驱动所述执行机构。

在一些实施方式中，所述减压阀组集成有减压阀和位于所述减压阀的后端的后溢流阀。

在一些实施方式中，所述减压阀的设定压力不大于2.5MPa，所述后溢流阀的设定压力不大于4.5MPa。

在一些实施方式中，所述执行机构为正前支腿油缸。

在一些实施方式中，所述侧向支腿油缸包括左前水平支腿油缸、左前垂直支腿油缸、右前水平支腿油缸、右前垂直支腿油缸、左后水平支腿油缸、左后垂直支腿油缸、右后水平支腿油缸和右后垂直支腿油缸；所述多路阀包括与各个所述侧向支腿油缸一一对应连接的左前水平联、左前垂直联、右前水平联、右前垂直联、左后水平联、左后垂直联、右后水平联、右后垂直联以及包括所述减压阀组的进回油联。

在一些实施方式中，所述多路阀的阀前端还连接有主回油油路，所述进回油联还包括：

定差溢流阀，一端连接所述主压力油路，另一端连接至所述主回油油路。

在一些实施方式中，所述定差溢流阀的设定压力不大于3MPa。

在一些实施方式中，所述左前水平联、左前垂直联、右前水平联、右前垂直联、左后水平联、左后垂直联、右后水平联、右后垂直联的各自的主换向阀均包括用于控制阀杆移动的阀杆控制腔；所述支腿液压系统还包括CAN总线阀，所述CAN总线阀包括与各联的所述主换向阀一一对应设置的电比例电磁阀，所述低压油路的低压油作为控制油通过所述电比例换向阀流入所述阀杆控制腔。

在一些实施方式中，所述CAN总线阀还包括用于检测各个所述主换向阀的阀杆位移的位移传感器，所述CAN总线阀被配置为根据所述位移传感器反馈的阀杆位移调节相应的所述电比例电磁阀的开度。

在一些实施方式中，所述进回油联还包括：

主溢流阀，连接在所述主压力油路与所述主回油油路之间；和

回油背压阀，设置在所述主回油油路中。

在一些实施方式中，所述支腿液压系统还包括：

双向液压锁，分别设置在所述左前垂直支腿油缸、右前垂直支腿油缸、左后垂直支腿油缸和右后垂直支腿油缸的各自工作油路中；

二次溢流阀，设置在各个所述侧向支腿油缸的各自工作油路中。

在一些实施方式中，所述正前支腿油缸的无杆腔中设置有压力检测开关。

在一些实施方式中，支腿液压系统还包括开关换向阀，所述开关换向阀设置在所述正前支腿油缸的工作油路中并用于油缸伸缩控制。

根据本发明另一方面，提供了一种工程机械，所述工程机械包括上述的支腿液压系统。

根据本发明的工程机械及其支腿液压系统中，从主压力油路中旁支分出低压油路，低压油路的低压油可供应并驱动作为执行机构的正前支腿伸缩，因此正前支腿采用低压控制，更节能，即便正前支腿的支脚板接触地面后，也难以进一步伸出，这样在用户误操作时，正前支腿的预受力大大降低，可有效释放部分前方作业的起重量，也更安全。进一步地，低压油路的低压油可作为多路阀的控制油，使得各支腿油缸可精准控制。

有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式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1为现有技术的汽车起重机的支腿液压系统的液压原理图；

图2为根据本发明的支腿液压系统的液压原理图；

图3为图2中的进回油联的结构原理图；

图4为图2中的正前支腿油缸及其工作油路的结构原理图；

图5为图2中的左前水平联的结构原理图；以及

图6为CAN总线阀的控制原理图。

附图标记说明

1 左前水平支腿油缸 2 左前垂直支腿油缸

3 右前水平支腿油缸 4 右前垂直支腿油缸

5 左后水平支腿油缸 6 左后垂直支腿油缸

7 右后水平支腿油缸 8 右后垂直支腿油缸

9 正前支腿油缸 10 左前水平联

20 左前垂直联 30 右前水平联

40 右前垂直联 50 左后水平联

60 左后垂直联 70 右后水平联

80 右后垂直联 90 进回油联

91 减压阀组 92 定差溢流阀

93 主溢流阀 94 回油背压阀

100 多路阀 200 CAN总线阀

300 双向液压锁 400 二次溢流阀

500 主泵 600 油箱

101 主换向阀 201 电比例电磁阀

202 位移传感器 203 电流驱动器

901 压力检测开关 902 开关换向阀

911 减压阀 912 后溢流阀

P 主压力油路 T 主回油油路

Y 低压油路

C1 第一阀杆控制腔 C1 第二阀杆控制腔

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面参考附图描述本发明的支腿液压系统和工程机械。

本发明提供了一种支腿液压系统。如图2所示，在一种实施方式中，支腿液压系统包括：

多路阀100，多路阀100的阀前端连接有主压力油路P，且阀后端分别连接控制多个侧向支腿油缸；

低压油路Y，从主压力油路P中旁支分出，并设有用于将主压力油路P的高压油减压为低压油的减压阀组91；和

执行机构，低压油路Y的低压油供应并驱动执行机构。

本发明通过将正前支腿的高压操作优化为低压操作，可尽量避免能耗损失，避免支腿油缸完全着地或受力而影响前方吊载作业的问题。换言之，正前支腿在采用低压(控制压力)控制后，支脚板接触地面后就不能再伸出，即便用户误操作时，正前支腿的预受力也大大降低，可有效释放部分前方作业的起重量，更安全，更节能。

其中，汽车起重机的支腿作业时，由发动机为主泵500提供动力，泵吸油箱600中的液压油，将机械能转换为液压能，泵送的高压油通过主压力油路P进入多路阀100，由控制左前、右前、左右、右后四个支腿的水平和垂直油缸的多路阀100进行液压流量的分配，驱动各支腿油缸伸出和缩回。由于多路阀100内增设了减压阀组91，可将主压力油路P的高压油通过减压后从低压油路Y输出，低压油路Y在图2中以虚线表示的控制油路显示。低压油路Y输出的控制油通过水平、垂直油缸各联的CAN总阀推动阀杆，以控制各油缸的伸出和缩回，如图6所示，以下将具体阐述。

低压油路Y的低压油不仅可作为控制油，也可作为执行机构的工作用油。在实施方式中，以汽车起重机为例，所述执行机构即正前支腿油缸9，但本发明不限于此，也可以是其他工程机械的负载较小的执行机构，例如操纵室俯仰机构，回转锁定销控制机构等，都可由低压油驱动。低压油路Y输出的低压油可控制正前支腿油缸9的伸出和缩回。

参见图3，图示的实施方式中，减压阀组91集成有减压阀911和位于减压阀911的后端的后溢流阀912。主压力油路P的高压油通过减压阀911减压后从低压油路Y输出，溢流油液可通过后溢流阀912流向主回油油路T。在本实施方式中，减压阀911的设定压力不大于2.5MPa，后溢流阀912的设定压力不大于4.5MPa，但本发明不限于此，可根据应用场景、执行机构的不同而做不同设定。同样的，减压阀组91的构成也不限于图示的减压阀911和后溢流阀912。

在图2中，侧向支腿油缸有多个，包括左前水平支腿油缸1、左前垂直支腿油缸2、右前水平支腿油缸3、右前垂直支腿油缸4、左后水平支腿油缸5、左后垂直支腿油缸6、右后水平支腿油缸7和右后垂直支腿油缸8；相应控制各个支腿油缸的多路阀100包括与各个侧向支腿油缸一一对应连接的左前水平联10、左前垂直联20、右前水平联30、右前垂直联40、左后水平联50、左后垂直联60、右后水平联70、右后垂直联80以及包括减压阀组91的进回油联90。

可见，多路阀100更多地集成了一个进回油联90。参见图3，进回油联90包括了主溢流阀93，连接在主压力油路P与主回油油路T之间；主溢流阀93的作用是限制整个系统的最高压力，保证油泵在额定压力以内工作。并且，进回油联90还包括回油背压阀94，设置在主回油油路T中。回油背压阀94的作用确保阀体及管路充满油液，系统各响应更优。

更重要的，进回油联90还包括：定差溢流阀92，一端连接主压力油路P，另一端连接至主回油油路T。定差溢流阀92得作用为确保泵的输出压力仅比最高负载压力高出一个定值ΔP，各动作的速度仅与阀杆开口(即手柄开度)相关，与负载大小无关。因此，例调速特性好，各支腿油缸可实现精准控制，用于整车自动调平等。定差溢流阀92的设定压力一般不大于3MPa，在本实施方式中设定为2.5MPa。

参见图2、图5和图6，左前水平联10、左前垂直联20、右前水平联30、右前垂直联40、左后水平联50、左后垂直联60、右后水平联70、右后垂直联80的各自的主换向阀101均包括用于控制阀杆移动的阀杆控制腔，即图6所示的第一阀杆控制腔C1和第二阀杆控制腔C2。图5仅以左前水平联10为例，本领域技术人员能够知晓的是，其他联的组成结构也大致相同。

支腿液压系统还包括CAN总线阀200，CAN总线阀200包括与各联的主换向阀101一一对应设置的电比例电磁阀201，低压油路Y的低压油作为控制油通过电比例换向阀201流入阀杆控制腔。

其中，低压油路Y的低压油不仅作为驱动正前支腿油缸的工作油液，也作为控制油液控制阀杆移动。本实施方式中的CAN总线阀200将油缸伸出和缩回的电比例电磁阀201集成，并集成了用于检测阀杆位置的位移传感器202，具有阀杆行程检测功能，主要用于各油缸动作的精准控制。

在图6中，CAN总线阀200的控制模块(即电子板)控制电流驱动器203，分别向两个电比例电磁阀201供电，控制从低压油路Y通向第一阀杆控制腔C1和第二阀杆控制腔C2的低压控制油的流量，进而控制主换向阀101的阀杆位移。

进一步地，CAN总线阀200还包括用于检测各个主换向阀101的阀杆位移的位移传感器202，CAN总线阀200被配置为根据位移传感器202反馈的阀杆位移调节相应的电比例电磁阀201的开度。这样，通过CAN总线阀的智能控制，各支腿油缸伸缩实现精准控制，解决精度差、不同步的问题。需要说明的是，CAN总线阀200的控制模块可根据位移传感器202反馈的阀杆位移信号，对应调节电流驱动器203分别向两个电比例电磁阀201的供电电流大小。本领域技术人员能够知晓的是，此优化控制逻辑容易实现，在此也不再展开细述。

参见图2，支腿液压系统还包括：

双向液压锁300，分别设置在左前垂直支腿油缸2、右前垂直支腿油缸4、左后垂直支腿油缸6和右后垂直支腿油缸8的各自工作油路中；

二次溢流阀400，设置在各个侧向支腿油缸的各自工作油路中。

其中，双向液压锁300、二次溢流阀400设置在油缸工作油路中。二次溢流阀400用于确保各联的动作执行机构动作平顺且不超压。双向液压锁300可确保支腿油缸不下沉。

参见图2、图4，正前支腿通过减压阀组91输出的低压油作为油源，即低压油路Y连接至开关换向阀902的进油口。开关换向阀902设置在正前支腿油缸9的工作油路中并用于油缸伸缩控制，即通过开关换向阀902的三位四通电磁阀的得失电，控制正前支腿油缸9的伸出和缩回。

当Y1电磁阀得电时，开关换向阀902的进油口连通A口，正前支腿油缸9伸出；当Y2电磁阀得电时，开关换向阀902的进油口连通B口，正前支腿油缸9缩回。由于开关换向阀902的进油口的油压即低压油路Y的低压油油压，在图示的实施方式中只有2.5MPa，因此正前支腿油缸9伸出接触地面受力后，也无力进一步伸展，可确保正前支腿油缸9不提前受力。

正前支腿油缸9的无杆腔中设置有压力检测开关901，用于工作过程中的压力检测反馈，检测正前支腿的受力情况，并输出压力信号用以前方作业的安全控制。正前支腿油缸9也装有双向液压锁，确保正前支腿油缸9伸出在任何位置不下沉。

在本实施方式中，正前支腿油缸9采用开关阀控制，相较于各侧向支腿联的主换向阀101而言，成本更低。但需要说明的是，在本发明方案中，正前支腿油缸9都控制也可同其他支腿并联采用比例阀控制，但控制成本较本方案高，节能效果偏差。

相应地，本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述的支腿液压系统。需要说明的是，上文中以汽车起重机为例结合阐述支腿液压系统，但本发明的工程机械不限于汽车起重机，也可以是例如轮胎起重机、泵车等。

在本发明的工程机械及其新的支腿液压系统中，正前支腿采用低压控制，更节能，同时采用开关阀控制，成本更低；正前支腿采用低压(控制压力)控制，支脚板接触地面后就不能再伸出，用户误操作时，正前支腿预受力大大降低，可有效释放部分前方作业的起重量，也更安全。并且，主泵的输出压力仅比最高负载压力高出一个设定压差，各动作的速度仅与手柄开度相关，与负载大小无关。因而比例调速特性好，各支腿油缸可精准控制，实现了各支腿油缸伸缩的精准控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。