挖掘机液压系统和挖掘机

技术领域

本发明涉及工程车辆技术领域，尤其涉及一种挖掘机液压系统和挖掘机。

背景技术

挖掘机是工程机械的主力机种，具有作业效率高、工况适应性好的特点，但其油耗高、能量利用率低的技术问题始终没有得到有效改善。

相关技术中，挖掘机液压系统的动力元件通常包括两个主泵，控制元件主要包括主阀，在挖掘机破碎作业模式下，主要的液压执行元件为实现破碎动作的破碎锤，两个主泵通过主阀向破碎锤供油，从而两个主泵提供的液压油先在主阀内合流后再供给至破碎锤，因而会在主阀内损失较多的压力，并产生大量热损耗，导致破碎锤不能充分利用两个主泵提供的动力。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种挖掘机液压系统，以在一定程度上解决现有技术中的挖掘机在破碎作业模式下会在主阀内损失较多的压力，并产生大量热损耗导致破碎锤不能充分利用两个主泵提供的动力的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种挖掘机，以在一定程度上解决现有技术中的挖掘机在破碎作业模式下会在主阀内损失较多的压力，并产生大量热损耗导致破碎锤不能充分利用两个主泵提供的动力的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

基于上述第一目的，本发明提供的挖掘机液压系统，包括第一主泵、第二主泵、主阀、优先阀、合流阀块、合流通路和破碎锤；

所述合流阀块连接于所述合流通路与所述第一主泵之间，所述合流阀块包括允许所述第一主泵向所述合流通路供油的工作状态和阻止所述第一主泵向所述合流通路供油的非工作状态；

所述第二主泵通过所述优先阀分别与所述合流通路和所述主阀连通；

所述合流通路设置于所述主阀的外部并与所述破碎锤连通；

在破碎作业模式下，所述优先阀对所述第二主泵向所述合流通路和所述主阀供给的工作油进行流量分配；

当所述合流阀块切换至工作状态，所述第一主泵和所述第二主泵通过所述合流通路共同向所述破碎锤供油；

当所述合流阀块切换至非工作状态，所述第二主泵单独通过所述合流通路向所述破碎锤供油。

在上述任一技术方案中，可选地，挖掘机液压系统还包括先导油路和破碎先导阀，所述先导油路与所述破碎先导阀连通并能够向所述破碎先导阀供油；

所述合流阀块包括合流阀和电磁阀，所述电磁阀具有断开和导通两个状态，以断开和导通所述破碎先导阀与所述合流阀的第一控制口；

当所述第一控制口的油压达到第一预定压力，所述合流阀切换至由一个仅允许所述第一主泵向所述合流通路供油的单向阀形成的第一阀位，以使所述合流阀块位于工作状态；

当所述第一控制口的油压不足所述第一预定压力，所述合流阀切换至由两个相对设置且不允许所述第一主泵和所述合流通路向彼此供油的单向阀形成的第二阀位，以使所述合流阀块位于非工作状态。

在上述任一技术方案中，可选地，挖掘机液压系统还包括压力检测装置；

所述压力检测装置与所述破碎先导阀连通，所述压力检测装置能够检测所述破碎先导阀的油压，以判断所述破碎锤的工作状态。

在上述任一技术方案中，可选地，挖掘机液压系统，还包括比例电磁阀；所述主阀还包括主溢流阀；

所述比例电磁阀连通所述主溢流阀的控制口与所述先导油路，以根据所述比例电磁阀的控制电流调整所述主溢流阀的控制压力。

在上述任一技术方案中，可选地，所述比例电磁阀能够控制所述主溢流阀的控制压力至第一控制压力，以使所述主阀适于挖掘作业模式；

所述比例电磁阀能够控制所述主溢流阀的控制压力至第二控制压力，以使所述主阀适于破碎作业模式。

在上述任一技术方案中，可选地，挖掘机液压系统还包括优先阀；

所述主阀包括与所述第一主泵常连通的第一阀组和通过所述优先阀与所述第二主泵连接的第二阀组。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第二阀组设置有先导油口，所述先导油口根据预定动臂动作指令建立油压；

所述优先阀连接于所述第二主泵、所述合流通路和所述第二阀组之间，所述优先阀包括连通所述先导油口的第二控制口；

当所述第二控制口的油压达到第二预定压力，所述优先阀切换至连通所述第二主泵与所述第二阀组连通的第三阀位，以使所述第二主泵向所述第二阀组供油；

当所述第二控制口的油压未达到所述第二预定压力，所述优先阀切换至连通所述第二主泵与所述合流通路的第四阀位，以使所述第二主泵向所述合流通路供油。

在上述任一技术方案中，可选地，所述预定动臂动作为动臂下降。

在上述任一技术方案中，可选地，挖掘机液压系统还包括安全阀，所述安全阀连通所述第二控制口。

基于上述第二目的，本发明提供的挖掘机，包括上述任一技术方案提供的挖掘机液压系统。

采用上述技术方案，本发明的有益效果：

本发明提供的挖掘机液压系统，包括第一主泵、第二主泵、主阀、合流阀块、优先阀、合流通路和破碎锤。合流通路设置于主阀的外部并与破碎锤连通；在破碎作业模式下，第二主泵能够向合流通路供油，当合流阀块切换至工作状态，第一主泵和第二主泵通过合流通路共同向破碎锤供油，形成双泵合流模式；当合流阀块切换至非工作状态，第二主泵单独通过合流通路向破碎锤供油，形成单泵供油模式。此外，在破碎模式下，优先阀能够控制第二主泵向合流通路和主阀供给的工作油的流量分配，从而第二主泵在破碎模式下能够向主阀临时优先供油，以通过主阀控制动臂优先执行预定动臂动作。所以该挖掘机液压系统，第一方面，可以根据破碎锤的作业需求选择采用双泵合流模式或者单泵供油模式，提高了破碎作业模式下动力分配的灵活性；第二方面，由于合流通路位于主阀外，因而可以避免第一主泵和第二主泵提供的工作油进入主阀以及在主阀内合流，避免了主阀发热情况的发生，减小了供油路径中经过的阀门数量，降低了压力损耗和热损耗，在挖掘机吨位等同的前提下相较于阀内合流的方案，能够支持安装更大型号的破碎锤，使配备该挖掘机液压系统的挖掘机具有更强的破碎作业能力；第三方面，通过设置优先阀，使动臂在破碎作业模式下能够优先执行预定动臂动作，从而使应用该挖掘机液压系统的挖掘机的功能更加全面实用。

本发明提供的挖掘机，包括上述的挖掘机液压系统，因而能够实现该挖掘机液压系统的所有有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例一提供的挖掘机液压系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的挖掘机液压系统的第一状态示意图；

图3为本发明实施例一提供的挖掘机液压系统的第二状态示意图；

图4为本发明实施例二提供的挖掘机液压系统的第三状态示意图。

图标：301-第一主泵；302-第二主泵；303-电磁阀；304-合流阀；3040-第一控制口；305-优先阀；3050-第二控制口；306-第一阀组；307-第二阀组；3070-先导油口；3071-主溢流阀；308-破碎锤；309-破碎先导阀；310-比例电磁阀；311-压力检测装置；312-先导泵；313-安全阀；314-合流通路。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

实施例一

参见图1至图4所示，本实施例提供了一种挖掘机液压系统；图1为本实施例提供的挖掘机液压系统的结构示意图；图2为本实施例提供的挖掘机液压系统的第一状态示意图，即挖掘机液压系统在单泵供油模式下的状态示意图；图3为本实施例提供的挖掘机液压系统的第二状态示意图，即挖掘机液压系统在双泵合流模式下的状态示意图；图4为本实施例提供的挖掘机液压系统的第三状态示意图，即挖掘机液压系统在挖掘作业模式下的状态示意图。其中，图2至图4中通过粗实线示出了工作油的流动路径。

本实施例提供的挖掘机液压系统用于挖掘机，挖掘机在工作状态下具有挖掘作业模式和破碎作业模式。

参见图1至图4所示，本实施例提供的挖掘机液压系统，包括第一主泵301、第二主泵302、主阀、合流通路、破碎锤308、优先阀305、安全阀313、压力检测装置311、比例电磁阀310、先导泵312和破碎先导阀309。

下文中，对该挖掘机液压系统的上述部件进行具体描述。

本实施例中，第一主泵301和第二主泵302为该挖掘机液压系统的动力元件，用于向挖掘机液压系统的其他部件供油。可以理解的是，第一主泵301和第二主泵302的数量为至少一个。优先阀305与第二主泵302一一对应，合流阀块与第一主泵301一一对应。

进一步地，可以理解的是，该挖掘机液压系统还可以包括只与主阀连通并只向主阀供油的第三主泵。

在挖掘机的工程施工过程中，破碎锤308能够更有效地破碎石块和岩石，从而提高施工效率。

第一主泵301和第二主泵302均与主阀连接，主阀通常又称为多路阀，确定了第一主泵301、第二主泵302向挖掘机的各液压作用元件的供油线路、供油方式、流量分配和复合动作等，是挖掘机液压系统的重要部件。作为一个示例，主阀与动臂油缸连接，从而控制动臂完成上升、下降等动作。

在本实施例中，为了提高主阀的协同效果，主阀包括第一阀组306和第二阀组307。第一主泵301与第一阀组306常连通，第二主泵302通过优先阀305连通第二阀组307或者合流通路314，通过合流阀块控制合流通路314与第一主泵301之间的通断，合流通路314用于向破碎锤308供油。

基于上述结构，该挖掘机液压系统具有挖掘作业模式和破碎作业模式，破碎作业模式还包括单泵供油模式和双泵合流模式。

在本实施例中，在破碎作业模式下：

合流阀块连接于合流通路314与第一主泵301之间，合流阀块包括允许第一主泵301向合流通路314供油的工作状态和阻止第一主泵301向合流通路314供油的非工作状态。如图2所示，当合流阀块切换至工作状态，第一主泵301和第二主泵302通过合流通路314共同向破碎锤308供油，形成破碎作业模式下的双泵合流模式；如图3所示，当合流阀块切换至非工作状态，第一主泵301与合流通路314断开连通，第二主泵302单独通过合流通路314向破碎锤308供油，形成破碎作业模式下的单泵供油模式。

从而一方面，使该挖掘机液压系统在破碎作业模式下，具有双泵合流模式和单泵供油模式两种供油模式可供选择，提高了破碎锤308供油模式的多样性和合理性，有利于提高生产效率。根据破碎作业需求，当单泵供油模式能够满足破碎锤308的供油需求，则将合流阀块保持在非工作状态，采用单泵供油模式；当单泵供油模式无法满足破碎锤308的供油需求，则将合流阀块切换至并保持在工作状态，采用双泵供油模式。

另一方面，由于合流通路314设置于主阀的外部并与破碎锤308连通，因而无论是单泵供油模式还是双泵合流模式，第一主泵301和第二主泵302的工作油都不需要经过主阀就能够输送至破碎锤308，也就不会在主阀内经过多个阀门后才抵达破碎锤308，减少了在主阀内的压力损失和热损耗，降低能耗，有利于节能和环保。

此外，由于第一主泵301和第二主泵302的工作油均只经过一个阀门就达到破碎锤308，进一步减少了工作油在输送路径中的压力损失和热损耗，从而对于同等吨位的挖掘机而言，能够支持安装更大型号的破碎锤308，极大地提高了挖掘机的机械性能。

在本实施例中，先导油路与破碎先导阀309连通，以向破碎先导阀309供油，破碎先导阀309中的油液作为控制油，参与挖掘机液压系统的液控。其中，先导油路通过先导泵312供油。

为了便于控制合流阀块切换状态的时机，参见图1所示，合流阀块包括合流阀304和电磁阀303。其中，电磁阀303具有断开和导通两个状态，以断开和导通破碎先导阀309与合流阀304的第一控制口。合流阀304具有第一阀位和第二阀位，合流阀304的阀位切换动作的执行与第一控制口3040的油压相关。

具体地，当电磁阀303得电，电磁阀303处于导通状态，破碎先导阀309的控制油经过电磁阀303供给至第一控制口3040，直至第一控制口3040的油压达到第一预定压力，合流阀304切换至第一阀位，第一阀位由一个允许第一主泵301向合流通路314供油的单向阀形成，从而使第一主泵301能够向合流通路314供油，以使合流阀块位于工作状态，在破碎作业模式下形成双泵合流模式，且能够避免合流通路314向第二主泵302回流。

当电磁阀303失电，电磁阀303处于断开状态，破碎先导阀309的控制油不能供给至第一控制口3040，因而第一控制口3040的油压不足第一预定压力，合流阀304切换至第二阀位，第二阀位由两个相对设置且不允许第一主泵301和合流通路314向彼此供油的单向阀形成，从而使第一主泵301不能向合流通路314供油，以使合流阀块位于非工作状态，在破碎作业模式下形成单泵供油模式，且能够避免合流通路314向第二主泵302回流。

也就是说，通过控制电磁阀303的通电或断电，即可在破碎作业模式下，方便快捷地切换单泵供油模式和双泵合流模式，提高了破碎作业的工作效率。电磁阀303的通断电状态可以通过驾驶室内的按钮或者遥控器等设备进行控制，以便于操作人员根据需求选择和切换破碎作业模式。

可选地，为了避免电磁阀303在断电状态下，通过仅允许控制油从第一控制口3040向破碎先导阀309的方向移动的单向阀形成电磁阀303的用于断开第一控制口3040与破碎先导阀309的阀位，进而避免破碎先导阀309通过电磁阀303向第一控制口3040渗漏的控制油的情况发生，以确保合流阀304始终能够被合法开启。

在本实施例中，在破碎作业模式下，通常会出现通过主阀控制动臂优先执行预定动臂动作的情况，在这种情况下，如果通过与主阀常连接的第一主泵301供油通常不足以提供足够的动力，则需要第二主泵302也向主阀供油，为动臂优先执行预定动臂动作提供足够的动力。

为了在破碎作业模式下，也能够使第二主泵302向主阀供油，挖掘机液压系统还包括优先阀305。

具体地，第二阀组307设置有先导油口3070，先导油口3070根据预定动臂动作指令建立油压，当需要动臂优先执行预定动臂动作的时候，下达预定动臂动作指令，先导油口3070开始建议压力。

第二主泵302通过优先阀305分别与合流通路314和第二阀组307连通，在破碎作业模式下，优先阀305能够协同调节第二主泵302向合流通路314供油的第一开度和向第二阀组307供油的第二开度，以控制向合流通路314和第二阀组307供给的工作油的流量分配。其中，优先阀305的第一开度和第二开度的协同调节通过优先阀305的第二控制口3050控制。第二控制口3050连通先导油口3070，从而使第二控制口3050的控制油油压与先导油口3070的控制油油压相关联。

当先导油口3070的压力达到第二预定压力，说明已经下达了预定动臂动作指令，因而优先阀305在第二控制口3050的控制油的液控作用下执行开度调节操作，使优先阀305切换至并保持在优先向第二阀组307供油的第三阀位，也即第一主泵301和第二主泵302共同向主阀供油，在破碎作业模式下，实现优先执行预定动臂动作。

当预定动臂动作已经执行完毕或者不需要执行的情况下，先导油口3070的控制油油压降低，不足第二预定压力。优先阀305在第二控制口3050的控制油油压也随之下降并不足第二预定压力，优先阀305就会在第二控制口3050的控制油的液控作用下再次执行换位也即开度调节操作，使优先阀305切换至并保持在优先向合流通路314供油的第四阀位，也即第二主泵302向破碎锤308供油，在破碎作业模式下，使破碎锤308正常执行破碎操作。

从而通过设置由先导油口3070液控的优先阀305，能够在破碎作业模式下向第二阀组307优先供油，实现预定动臂动作的优先执行，提高了该挖掘机液压系统的工作模式的灵活性。

在本实施例中，预定动臂动作为动臂下降，由于在破碎作业模式下，需要频繁通过动臂下降达到使破碎锤308压紧作业表面的目的，以使破碎作业可靠且高效地进行，因而使该挖掘机液压系统支持在破碎作业模式下执行动臂下降优先的操作，能够顺利应对动臂下降频发的工况，进而提高破碎作业效率以及使应用该挖掘机液压系统的挖掘机功能更加全面实用。

在本实施例中，为了提高优先阀305的使用安全性，挖掘机液压系统还包括与优先阀305的第二控制口3050连通的安全阀313，从而当先导油口3070的控制油油压过高时，能够通过安全阀313的溢流作用使第二控制口3050的控制油油压保持在安全范围内。可以理解的是，安全阀313的调定压力根据优先阀305的性能确定。

在本实施例中，为了便于了解挖掘机液压系统的当前作业模式，挖掘机液压系统还包括与破碎先导阀309连通的压力检测装置311，压力检测装置311能够检测破碎先导阀309的油压，以通过判断破碎锤308的状态判断挖掘机液压系统的当前作业模式。

具体地，当破碎先导阀309内建立起压力，则说明处于破碎作业模式。其中，可选地，当破碎先导阀309内的油压达到第一预定压力，则说明处于双泵合流模式，如果破碎先导阀309内的油压低于第一预定压力，则说明处于单泵供油模式；当然，在双泵合流模式和单泵合流模式下，破碎先导阀309内的油压也可以相同。而当破碎先导阀309内没有建立起压力，则说明处于挖掘作业模式下。

可选地，压力检测装置311为压力开关，压力开关的通断状态根据检测到的破碎先导阀309内的油压而变化，从而使操作人员能够根据压力开关的状态了解挖掘机的当前作业模式。为了进一步优化挖掘机的当前作业模式提示的直观性，可以将压力开关与指示灯电连接。

在本实施例中，在挖掘作业模式下：

参见图4所示，将电磁阀303切换至断开状态，合流阀304处于第二阀位，从而使第一主泵301仅向主阀的第一阀组306供油；向先导油口3070供油，从而使优先阀305切换至第三阀位，使第二主泵302向主阀的第二阀组307供油。也就是说，能够通过第一主泵301和第二主泵302共同向主泵供油，执行挖掘作业模式下的各种驱动操作。

为了保证挖掘作业模式下，主阀能够充分利用第一主泵301和第二主泵302提供的动力，在合流通路314上设置开关阀，通过在挖掘作业模式下关闭开关阀，能够阻断第二主泵302向破碎锤308供油，从而达到避免破碎锤308在挖掘作业模式下分流的效果。

在本实施例中，为了保证挖掘机液压系统的使用安全性，主阀还包括主溢流阀3071。主溢流阀3071的控制压力决定了主阀的压力上限，为了满足多种作业需求以及在多种作业需求下的安全性，挖掘机液压系统还包括连通主溢流阀3071的控制口与先导泵312的比例电磁阀310，通过调整比例电磁阀310的控制电流，即能够调整主溢流阀3071的控制压力。

具体地，在挖掘作业模式下，比例电磁阀310的控制电流为第一控制电流，从而使比例电磁阀310的开度为第一开度，先导泵312向主溢流阀3071的控制口提供的控制油油压为第一控制压力，从而使主溢流阀3071的控制压力控制在第一控制压力，以使主阀适于挖掘作业模式。

在破碎作业模式下，比例电磁阀310的控制电流为第二控制电流，从而使比例电磁阀310的开度为第二开度，先导泵312向主溢流阀3071的控制口提供控制油油压为第二控制压力，从而使主溢流阀3071的控制压力控制爱第二控制压力，以使主阀适于破碎作业模式。

可以理解的是，随着具体的作业环境不同、挖掘机吨位不同以及破碎锤308的型号和性能不同，第一控制电流、第二控制电流、第一开度、第二开度、第一控制压力和第二控制压力均可随之做出适应性调整。

可选地，比例电磁阀310设置于主阀外，以便于对比例电磁阀310进行检修和维护。

实施例二

实施例二提供了一种挖掘机，该实施例包括实施例一中的挖掘机液压系统，实施例一所公开的挖掘机液压系统的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的挖掘机液压系统的技术特征不再重复描述。

结合图1至图4所示，本实施例提供的挖掘机，包括实施例一提供的挖掘机液压系统。

本实施例中的挖掘机具有实施例一中的挖掘机液压系统的优点，实施例一所公开的挖掘机液压系统的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。