一种静液压系统及工程机械车辆

技术领域

本发明涉及工程机械车辆技术领域，尤其涉及一种静液压系统及工程机械车辆。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，静液压系统在各种工程机械车辆中的应用越来越广泛。

通常在装载机静液压系统中，液压油作为能量传递的介质，主要在液压泵与液压马达中进行循环工作，在循环工作过程中泄露的液压油通过液压泵和液压马达的壳体回油口回到油箱，由补油泵给静液压系统补充泄露的液压油。上述工作过程中，各个液压元件的壳体回油均通过胶管与油箱直接相连，同时，补油泵从整机各液压系统共用的油箱中吸油。虽然液压泵和液压马达的壳体回油直接与油箱相连，可以使壳体内的背压很小，有助于保护液压泵和液压马达的油封。但实际工作过程中，液压泵与液压马达的工作负荷是不一样的，这就意味着各个液压元件壳体内积蓄的液压油温是不相同的，由于液压元件的壳体互不相连，导致各个液压元件的壳体油温有高有低，壳体油温过高，会导致液压元件内部密封老化加速，同时导致液压元件泄漏量加大，容积效率下降。在实际应用过程中，为保护液压元件，有些静液压系统还会在壳体回油处安装油温传感器，如果静液压系统某处部位的油温过高，会自动进行限功率操作，但是这会影响整机工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静液压系统及工程机械车辆，该静液压系统中各个液压元件的壳体回油互通，不仅能够保护液压元件，而且能够使得油温均衡；提高了工程机械车辆的工作效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种静液压系统，包括液压泵、液压马达和主油箱，所述液压泵与所述液压马达连通，形成闭式回路；所述液压泵的壳体和所述液压马达的壳体上均设置有两个回油口，所述液压泵的其中一个回油口与所述液压马达的其中一个回油口连通，所述液压马达的另一个回油口与所述主油箱的回油口连通；所述液压泵的另一个回油口通过背压阀与所述主油箱连通，形成串联回油管路。

作为静液压系统的一个可选方案，所述静液压系统还包括补油泵和副油箱，所述副油箱的进油口与工程机械车辆的散热器的出油口连通，所述副油箱的出油口与所述补油泵的进油口连通，所述补油泵的出油口与所述液压泵的进油口连通。

作为静液压系统的一个可选方案，所述副油箱和所述主油箱之间设置有连通管路，当所述副油箱充满油液时其内的油液能通过所述连通管路进入所述主油箱。

作为静液压系统的一个可选方案，所述连通管路上设置有开关阀，当所述副油箱充满油液时，控制所述开关阀打开，以使所述副油箱中的油液通过所述连通管路进入所述主油箱。

作为静液压系统的一个可选方案，所述连通管路包括连通管路的进油口，所述连通管路的进油口与所述副油箱的上方连通，当所述副油箱中的油液达到所述连通管路的进油口时，所述副油箱中的油液通过所述连通管路进入所述主油箱。

作为静液压系统的一个可选方案，所述补油泵集成于所述液压泵。

作为静液压系统的一个可选方案，所述背压阀的设定压力值小于所述串联回油管路中各个液压元件的壳体的最小额定压力值。

作为静液压系统的一个可选方案，所述液压马达包括第一液压马达和第二液压马达，所述液压泵包括液压泵的壳体的上部回油口和液压泵的壳体的下部回油口；所述第一液压马达包括第一液压马达的壳体的上部回油口和第一液压马达的壳体的下部回油口；所述第二液压马达包括第二液压马达的壳体的上部回油口和第二液压马达的壳体的下部回油口；所述液压泵的壳体的下部回油口与所述第一液压马达的壳体的下部回油口连通，所述第一液压马达的壳体的上部回油口与所述第二液压马达的壳体的下部回油口连通，所述第二液压马达的壳体的上部回油口与所述主油箱的回油口连通；所述液压泵的壳体的上部回油口通过所述背压阀与所述主油箱连通。

一种工程机械车辆，包括行走装置、工作装置、转向装置和散热器，所述行走装置通过如以上任一方案所述的静液压系统驱动，所述主油箱为所述行走装置、所述工作装置和所述转向装置供油，所述工作装置和所述转向装置均通过开放式液压系统驱动，所述工作装置的液压回路的回油口和所述转向装置的液压回路的回油口二者中，至少一个与所述散热器的进油口连通。

作为工程机械车辆的一个可选方案，所述工程机械车辆为装载机。

本发明的有益效果：

本发明提供的静液压系统，通过将液压泵的壳体的其中一个回油口与液压马达的壳体的其中一个回油口连通，液压马达的壳体的另一个回油口与主油箱的回油口连通，将静液压系统中各个液压元件的壳体的回油采用串联的连接方式，使得各个液压元件的内部油温保持一致，避免部分液压元件的壳体的回油的油温过高，导致液压元件内部的密封老化加速，造成液压元件的泄漏量大，容积效率下降；而且，液压泵的壳体的另一个回油口通过背压阀与主油箱连通，背压阀开启能够消除各个液压元件的壳体回路的压力峰值，保护液压元件。

本发明提供的工程机械车辆，工程机械车辆的行走装置采用上述静液压系统，该静液压系统中各个液压元件的回油互通，能达到油温平衡，提高了各个液压元件的可靠性和容积效率，使得工程机械车辆工作更高效节能。

附图说明

图1是现有技术中静液压系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的静液压系统的结构示意图。

图中：

100、散热器；

101、散热器的进油口；102、散热器的出油口；

1、液压泵；2、主油箱；3、第一液压马达；4、第二液压马达；5、背压阀；6、副油箱；7、油箱；8、补油泵；9、连通管路；

11、液压泵的壳体回油口；31、第一液压马达的壳体回油口；41、第二液压马达的壳体回油口；71、油箱的回油口；91、连通管路的进油口；

111、液压泵的壳体上部回油口；112、液压泵的壳体下部回油口；311、第一液压马达的壳体上部回油口；312、第一液压马达的壳体下部回油口；411、第二液压马达的壳体上部回油口；412、第二液压马达的壳体下部回油口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种工程机械车辆，包括行走装置、工作装置、转向装置和散热器，行走装置通过静液压系统驱动，主油箱为行走装置、工作装置和转向装置供油，工作装置和转向装置均通过开放式液压系统驱动，工作装置的液压系统的回油口和转向装置的液压系统的回油口二者中，至少一个与散热器的进油口连通。

工作装置的液压系统的回油和转向装置的液压系统的回油可以全部或者部分通过散热器散热。而行走装置通过静液压系统驱动，在静液压系统中的闭式回路中，回油是在高低压之间循环切换，而散热器只能承受低压，因此无法通过散热器散热。

示例性地，该工程机械车辆为装载机。

如图1所示，现有技术中的装载机的行走装置的静液压系统，包括液压泵1和两个液压马达，液压油在液压泵1和两个液压马达中循环工作。液压马达包括第一液压马达3和第二液压马达4，液压泵的壳体回油口11、第一液压马达的壳体回油口31和第二液压马达的壳体回油口41均通过胶管与油箱7直接连通。集成在液压泵1上的补油泵8给静液压系统补油。

在实际工作过程中，液压泵1和液压马达的工作负荷是不一样的，各个液压元件的壳体内积蓄的液压油温是不相同的，比如第一液压马达3一直在工作，而第二液压马达4间歇性工作；此时第一液压马达3的壳体中的液压油的油温高于第二液压马达4的壳体中的油温。由于各个液压元件的壳体互不相连，导致各个液压元件的壳体内的油温有高有低，壳体油温过高的液压元件内部的密封老化加快，液压元件的泄漏量加大，导致容积效率下降。现有技术中为了保护液压元件，还会在壳体的回油处安装油温传感器，若油温传感器检测到静液压系统的某处油温过高，会自动进行限功率操作，这会影响装载机的工作效率。

为了解决现有技术中静液压系统中存在的问题，如图2所示，本实施例还提供了一种静液压系统，包括液压泵1、液压马达和主油箱2，液压泵1与液压马达连通，形成闭式回路；液压泵1的壳体和液压马达的壳体上均设置有两个回油口，液压泵1的其中一个回油口与液压马达的其中一个回油口连通，液压马达另一个回油口与主油箱2的回油口连通；液压泵1的另一个回油口通过背压阀5与主油箱2连通，形成串联回油管路。

需要说明的是，液压泵1的壳体上的两个回油口和液压马达的壳体上的两个回油口均是相对设置的。比如，在壳体的上部和下部分别设置一个回油口。现有技术中为便于整机安装，根据安装布局选择便于连接的回油口与油箱7连通。而在本实施例中，液压泵1的壳体上的两个回油口和液压马达的壳体上的两个回油口均与静液压系统的液压回路连通。

作为静液压系统的一个可选方案，背压阀5的设定压力值小于串联回油管路中各个液压元件的壳体的最小额定压力值。在各个液压元件的壳体的串联回油管路中背压超过背压阀5的设定压力值后，背压阀5开启，液压泵1的另一个回油口与主油箱2导通，以消除串联回油管路中的压力峰值，保护液压元件。

关于上述串联回油管路中液压泵1和液压马达等各个液压元件的壳体的最小额定压力值，通过查询所选择的液压泵和液压马达的参数获取，不同厂家和不同规格的液压元件的壳体的额定压力值不同。

背压阀5优选为单向阀，可以实现液压泵1内的油液向主油箱2的单向导通。而且，只有当静液压系统的串联回油管路中的压力过大时，才开启背压阀5。

背压阀5也可以用压力控制阀和开启压力极小的单向阀组合结构，单向阀控制液流方向，压力控制阀的设定压力值小于液压泵1和液压马达等液压元件的壳体的最小额定压力值，以保护各个液压元件的壳体。

通过将液压泵1的壳体的其中一个回油口与液压马达的壳体的其中一个回油口连通，液压马达的壳体的另一个回油口与主油箱2的回油口连通，将静液压系统中各个液压元件的壳体的回油采用串联的连接方式，由于液压泵1的另一个回油口通过背压阀5与主油箱2连接，当各个液压元件的壳体的串联回路中背压低于背压阀5的设定压力值时，背压阀关闭，油液只能从液压泵1的壳体，经液压马达的壳体到主油箱2的串联流通，使得各个液压元件的内部油温保持一致，避免部分液压元件的壳体的回油的油温过高，导致液压元件内部的密封老化加速，造成液压元件的泄漏量大，容积效率下降；而且，当各个液压元件的壳体的串联回油管路中背压超过背压阀5的设定压力值时，背压阀5开启，能够消除各个液压元件的壳体回路的压力峰值，保护液压元件。

作为静液压系统的一个可选方案，静液压系统还包括补油泵8和副油箱6，副油箱6的进油口与工程机械车辆的散热器100的出油口连通，副油箱6的出油口与补油泵8的进油口连通，补油泵8的出油口与液压泵1的进油口连通。

装载机中的工作装置的液压系统的回油和转向装置的液压系统的回油全部或者部分通过散热器100散热，经过散热器100冷却后的液压油进入副油箱6，副油箱6中的液压油供给补油泵8，由补油泵8为液压泵1补油。

通过补油泵8补给液压泵1的低温液压油为静液压系统散热，提高了静液压系统中液压泵1和液压马达的传动效率。

作为静液压系统的一个可选方案，副油箱6和主油箱2之间设置有连通管路9，当副油箱6充满油液时其内的油液能通过连通管路9进入主油箱2。经过散热器100冷却的工作装置的液压系统中的回油和转向装置的液压系统中的回油优先供给副油箱6，以保证静液压系统的补油，多余的油液回到主油箱2。

作为静液压系统的一个可选方案，连通管路9上设置有开关阀，当副油箱6充满油液时，控制开关阀打开，以使副油箱6中的油液通过连通管路9进入主油箱2。

副油箱6中还设置有液位传感器，液位传感器用于检测副油箱6中的液位，开关阀和液位传感器均与装载机的控制单元电连接，当液位传感器检测到副油箱6中的液位达到最高限值时，发送信号给装载机的控制单元，装载机的控制单元接收到液位传感器发送的信号后控制开关阀打开。当液位传感器检测到副油箱6中的液位达到最低限值时，再发送信号给装载机的控制单元，装载机的控制单元接收到液位传感器发送的信号后控制开关阀关闭。关于最高限值和最低限值，本领域技术人员可根据实际情况进行设定，在此不作具体限定。

在本发明另一个可选地实施例中，连通管路9包括连通管路的进油口91，连通管路的进油口91与副油箱6的上方连通，当副油箱6中的油液达到连通管路的进油口91时，副油箱6中的油液通过连通管路9进入主油箱2。将连通管路的进油口91与副油箱6的上部或顶部连通，副油箱6的出油口低于连通管路的进油口91设置。当副油箱6中的油液达到连通管路的进油口91时，副油箱6中的油液会通过连通管路9自主进入主油箱2。

作为静液压系统的一个可选方案，补油泵8集成于液压泵1。在本实施例中，液压泵1为柱塞泵，柱塞泵上集成有补油泵8、控制柱塞泵排量变化的比例阀和控制静液压系统压力的高压溢流阀等，这样的设置，集成化程度高。

作为静液压系统的一个可选方案，液压马达包括第一液压马达3和第二液压马达4，液压泵1包括液压泵的壳体的上部回油口111和液压泵的壳体的下部回油口112，第一液压马达3包括第一液压马达的壳体的上部回油口311和第一液压马达的壳体的下部回油口312，第二液压马达4包括第二液压马达的壳体的上部回油口411和第二液压马达的壳体的下部回油口412；液压泵的壳体的下部回油口112与第一液压马达的壳体的下部回油口312连通，第一液压马达的壳体的上部回油口311与第二液压马达的壳体的下部回油口412连通，第二液压马达的壳体的上部回油口411与主油箱2的回油口连通；液压泵的壳体的上部回油口111通过背压阀5与主油箱2连通。

第一液压马达3用于驱动装载机的前桥，第二液压马达4用于驱动装载机的后桥。在静液压系统中，各个液压元件的回油口之间均通过胶管连接，胶管的两端均设置有连接头，胶管通过连接头与回油口连接。串联回油管路中的起始元件为液压泵1，壳体的上部回油口为串联回油管路的下游出口，壳体的上部回油口为串联回油管路的上游进口，这样的设置，更有利于油液循环。

本实施例提供的静液压系统也可以应用于平地机、推土机或压路机等其他工程机械车辆。

工程机械车辆的行走装置采用上述的静液压系统，该静液压系统中各个液压元件的回油互通，能达到油温平衡，提高了各个液压元件的可靠性和容积效率，使得工程机械车辆工作更高效节能。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。