防抖液压回路、臂架防抖液压回路、工程机械和工程车辆

摘要

本发明公开了一种防抖液压回路，包括油缸、换向阀、油泵和油箱，换向阀的进油口与该油泵连接，换向阀的出油口与该油箱连接，换向阀的第一工作油口连接于油缸的无杆腔，换向阀的第二工作油口连接于油缸的有杆腔，从而能够实现油缸的伸缩换向控制，其中，防抖液压回路还包括平衡阀和减压阀，平衡阀设置在第一连接管路上，并且该平衡阀的控制口经由减压阀与第二连接管路连接。还公开了臂架防抖液压回路、工程机械和工程车辆。通过上述技术方案，能够保证在任意工况下，平衡阀的开口都与工作流量相匹配，从而避免了臂架在工作过程中，尤其是受到臂架重力影响或者臂架下降的过程中引起臂架剧烈抖动。

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种防抖液压回路、臂架防抖液压 回路、工程机械和工程车辆。

背景技术

对于带有臂架的工程车辆，其臂架的控制油缸（如变幅油缸、伸缩油缸 等）上通常都装有平衡阀，该平衡阀包括单向阀和顺序阀的功能，从而起到 锁定控制油缸和维持控制油缸的活塞杆的动作平稳的作用，尤其是在臂架下 降时能够保持活塞杆相对平稳的缩回。

目前，在工程机械中，无论是控制臂架运动的伸缩回路还是变幅回路， 处于成本或安装控件等方面的综合考虑，大量的采用了插装平衡阀或其他普 通的平衡阀，而经过特殊设计的防抖动的平衡阀的使用数量相对较少，特别 是在油缸的活塞杆缩回的过程中，容易产生抖动，这是一种普遍的现象。平 衡阀开口大小受平衡阀的控制口压力和进油口压力大小的影响。在实际工作 中，受负载、环境、动作速度等因素的影响，油缸在缩回的过程中，平衡阀 的控制口的压力会出现波动，使得平衡阀的开口大小随之产生波动变化，从 而导致压力震荡，引起臂架剧烈抖动。

发明内容

本发明的目的是提供一种防抖液压回路，该防抖液压回路能够防止臂架 发生抖动。

为了实现上述目的，本发明提供一种防抖液压回路，包括油缸、换向阀、 油泵和油箱，所述换向阀的进油口与该油泵的输出油口液压连接，所述换向 阀的出油口与该油箱液压连接，所述换向阀的第一工作油口通过第一连接管 路液压连接于所述油缸的无杆腔，所述换向阀的第二工作油口通过第二连接 管路液压连接于所述油缸的有杆腔，从而能够实现所述油缸的伸缩换向控 制，其中，所述防抖液压回路还包括平衡阀和减压阀，

所述平衡阀设置在所述第一连接管路上，并且该平衡阀的控制口经由所 述减压阀与所述第二连接管路液压连接，以能够经由该减压阀而从所述第二 连接管路上引入液控油至所述平衡阀。

优选地，所述换向阀为电磁换向阀。

优选地，所述平衡阀的第一油口经由所述第一连接管路的一段液压连接 于所述换向阀的第一工作油口，该平衡阀的第二油口经由所述第一连接管路 的另一段液压连接于所述油缸的无杆腔。

优选地，所述平衡阀的第一油口经由所述第一连接管路的一段液压连接 于所述换向阀的第一工作油口，该平衡阀的第二油口经由所述第一连接管路 的另一段液压连接于所述油缸的无杆腔，其中所述平衡阀的第一油口与该平 衡阀中的单向阀的正向端口连通，该平衡阀的第二油口与该平衡阀中的所述 单向阀的反向端口连通。

优选地，所述平衡阀的控制口与所述减压阀的出油口相连，所述减压阀 的进油口与所述第二连接管路相连。

优选地，所述减压阀为定比减压阀和/或定差减压阀和/或定值减压阀。

优选地，所述油缸包括多个油缸，

所述换向阀的第一工作油口通过并联的多个所述第一连接管路分别液 压连接于多个所述油缸的无杆腔，各个所述第一连接管路上分别设置有所述 平衡阀，所述第二连接管路液压连接至各个所述油缸的有杆腔，各个所述平 衡阀的控制口经由所述减压阀与所述第二连接管路液压连接。

本发明的另一个目的是提供一种臂架防抖液压回路，该臂架防抖液压回 路包括用于驱动臂架的臂架油缸，其中，该臂架防抖液压回路包括本发明所 述的防抖液压回路，所述油缸为所述臂架油缸。

本发明的另一个目的是提供一种工程机械，其中，该工程机械包括本发 明所述的防抖液压回路。

本发明的另一个目的是提供一种工程车辆，该工程车辆包括臂架和控制 臂架运动的臂架油缸，其中，该工程车辆包括包括本发明所述的臂架防抖液 压回路。

通过上述技术方案，通过减压阀起到调节平衡阀的控制口压力的作用， 通过合理设定减压阀的调定压力，能够保证在任意工况下，平衡阀的开口都 与工作流量相匹配，从而避免了臂架在工作过程中，尤其是受到臂架重力影 响或者臂架下降的过程中引起臂架剧烈抖动。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1是根据现有技术的防抖液压回路的示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的防抖液压回路的示意图；

图3是根据本发明的另一种实施方式的防抖液压回路的示意图。

附图标记说明

具体实施方式

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

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、 右”通常是指如附图中所示的方向，或者结合上下文的内容进行适应性理解。

本发明提供一种防抖液压回路，包括油缸1、换向阀2、油泵和油箱， 所述换向阀2的进油口P与该油泵的输出油口液压连接，所述换向阀2的出 油口T与该油箱液压连接，所述换向阀2的第一工作油口A通过第一连接 管路液压连接于所述油缸1的无杆腔，所述换向阀2的第二工作油口B通过 第二连接管路液压连接于所述油缸1的有杆腔，从而能够实现所述油缸的伸 缩换向控制，其中，所述防抖液压回路还包括平衡阀3和减压阀4，

所述平衡阀3设置在所述第一连接管路上，并且该平衡阀的控制口33 经由所述减压阀4与所述第二连接管路液压连接，以能够经由该减压阀4而 从所述第二连接管路上引入液控油至所述平衡阀。

需要说明的是，本文中所述的“液压连接”，既可以油口直接连接，也 可以通过液压管路连接。

在本发明的技术方案中，在换向阀2和油缸1之间连接有平衡阀3，下 面结合图2所示的实施方式对本发明的液压回路的工作原理进行描述。

该换向阀2的第一工作油口A通过第一连接管路与油缸1的无杆腔连 接，换向阀2的第二工作油口B通过第二连接管路与油缸1的有杆腔连接， 在如图2所示的优选实施方式中，当换向阀2处于左位时，油缸1处于无杆 腔进油，有杆腔出油的状态，即臂架伸出，当换向阀2处于右位时，油缸1 处于有杆腔进油，无杆腔出油的状态，即臂架缩回。当然，本领域技术人员 可以选择地，换向阀2的左位和右位的连通关系也可以相互调换，并不影响 液压回路的工作原理，此处仅以图2中的优选实施方式为例进行介绍，本领 域技术人员可以根据实际应用中各个阀体的具体选型而适当地进行调整，但 是并不超出本发明的保护范围。

根据本发明的技术方案，平衡阀3设置在第一连接管路上，即设置在第 一工作油口A和油缸1的无杆腔之间，而平衡阀3的控制口通过减压阀4 与第二连接管路连接。也就是说，当臂架伸缩时，通过平衡阀3和减压阀4 来控制油缸1的无杆腔油口的压力，从而保证臂架平稳运动。尤其是在臂架 缩回的时候，有效地限制了油缸1的无杆腔油口的压力，防止臂架在缩回过 程中出现抖动。

具体地，在如图2所示的优选实施方式中，当换向阀2处于右位时，油 缸1的有杆腔进油，无杆腔出油，臂架缩回。由于已知平衡阀3的开启条件 如下：

P_开启≤P₃₂+P₃₃×a   （1）

由于P₃₂=P_有杆腔×S_有杆腔/S_无杆腔+F/S_无杆腔   （2）

即P_开启≤P_有杆腔×S_有杆腔/S_无杆腔+F/S_无杆腔+P₃₃×a   （3）

由于P₃₃=P_减压   （4）

所以P_开启≤P_有杆腔×S_有杆腔/S_无杆腔+F/S_无杆腔+P_减压×a   （5）

其中：

P_开启为平衡阀3设定的开启压力，

P₃₂为平衡阀第二油口32的压力，其值与油缸1的无杆腔压力相等，如 公式（2）所示，

P₃₃为平衡阀的控制口33的压力，

P_减压为减压阀设定压力，

a为平衡阀3的压力开启比，是平衡阀3的固有参数，

S_有杆腔为油缸1的有杆腔一侧活塞面积，

S_无杆腔为油缸1的无杆腔一侧活塞面积，

F为油缸1的活塞的负载。

由公式（3）可知，平衡阀3的是否能够开启主要取决于有杆腔压力和 平衡阀的控制口33的压力。在现有技术中，平衡阀的控制口33通常直接与 第二连接管路相连，也就是平衡阀的控制口33的压力与油缸1的有杆腔的 压力相等，也就是说公式（3）可化简为P_开启≤P_有杆腔×(S_有杆腔/S_无杆腔+a)+F/S _无杆腔，可见有杆腔的压力对于平衡阀是否能够开启的影响较大，当有杆腔的 压力发生波动时，就会导致平衡阀3开口变化甚至关闭，从而产生压力的振 荡，引起臂架发生抖动。

在本发明的实施方式中，由于平衡阀的控制口33通过减压阀4连接到 第二连接管路上，根据减压阀的原理，可以得出减压阀输出的压力为设定值， 即平衡阀的控制口33的压力与减压阀的设定压力相等，即公式（4），从而 可得公式（5），在公式（5）中，不等式右侧的第二项和第三项都是定值， 只有第一项与油缸1的有杆腔的压力相关。

对比公式（5）和公式（3）可知，在本发明增加了减压阀4之后，减小 了有杆腔压力对平衡阀3的影响，从而能够避免平衡阀3出现压力振荡的现 象，减小甚至避免了臂架发生抖动的现象。

通过上述技术方案，通过减压阀起到调节平衡阀的控制口压力的作用， 通过合理设定减压阀的调定压力，能够保证在任意工况下，平衡阀的开口都 与工作流量相匹配，从而避免了臂架在工作过程中，尤其是受到臂架重力影 响或者臂架下降的过程中引起臂架剧烈抖动。

优选地，所述换向阀2为电磁换向阀。在本优选实施方式中采用电磁换 向阀来作为换向阀2，从而能够更方便可靠地进行控制，尤其是远程控制。

优选地，所述平衡阀3的第一油口31经由所述第一连接管路的一段液 压连接于所述换向阀2的第一工作油口A，该平衡阀3的第二油口32经由 所述第一连接管路的另一段液压连接于所述油缸的无杆腔。

在如图2所示的优选实施方式中，当换向阀2处于左位时，油缸1的无 杆腔进油，此时与第一工作油口A相连的平衡阀3的第一油口31进油，与 无杆腔相连的平衡阀3的第二油口32出油；当换向阀2处于右位时，油缸1 的有杆腔进油，此时与无杆腔相连的平衡阀3的第二油口32进油，与第一 工作油口A相连的平衡阀3的第一油口31出油。

优选地，所述平衡阀3的第一油口31经由所述第一连接管路的一段液 压连接于所述换向阀2的第一工作油口A，该平衡阀3的第二油口32经由 所述第一连接管路的另一段液压连接于所述油缸1的无杆腔，其中所述平衡 阀3的第一油口31与该平衡阀3中的单向阀的正向端口连通，该平衡阀3 的第二油口32与该平衡阀3中的所述单向阀的反向端口连通。

根据平衡阀3的原理，平衡阀3能够起到单向阀的作用，其中单向阀的 “正向端口”和“反向端口”是针对单向阀单向导通的功能而言的，油液从 单向阀的“正向端口”向“反向端口”可以导通，而从单向阀的“反向端口” 向“正向端口”则不能导通。这里所说的“平衡阀3的第一油口31与平衡 阀3中的单向阀的正向端口连通，该平衡阀3的第二油口32与该平衡阀3 中的所述单向阀的反向端口连通”中，在平衡阀3的控制口33没有油压作 用时，油液从平衡阀3的第一油口31向第二油口32可以导通，而从平衡阀 3的第二油口32向第一油口31则不能导通。由于平衡阀3包括单向阀的功 能，因此“连通”并不一定指实际意义上的连接关系，而是指平衡阀3的第 一油口31和第二油口32分别起到单向阀的正向端口和反向端口的作用。

通过上述结构，限制了平衡阀3的第二油口32向第一油口31的油液流 通，从而防止油缸1的活塞由于重力作用而缩回。

优选地，所述平衡阀的控制口33与所述减压阀4的出油口42相连，所 述减压阀4的进油口41与所述第二连接管路相连。

根据本优选实施方式，减压阀4的进油口41与第二工作油口B与油缸 1的有杆腔之间的第二连接管路连接，减压阀4的出油口42与平衡阀的控制 口33相连，从而通过减压阀4对平衡阀3的控制口33的压力进行调整，使 得平衡阀3的工作状态更加稳定。

优选地，所述减压阀4为定比减压阀和/或定差减压阀和/或定值减压阀。

优选地，所述油缸1包括多个油缸，

所述换向阀2的第一工作油口A通过并联的多个所述第一连接管路分别 液压连接于多个所述油缸1的无杆腔，各个所述第一连接管路上分别设置有 所述平衡阀3，所述第二连接管路液压连接至各个所述油缸的有杆腔，各个 所述平衡阀3的控制口33经由所述减压阀4与所述第二连接管路液压连接。

如图3所示，本发明的油缸1还可以为多个，该多个油缸1的有杆腔油 口共同与第二工作油口B相连，该多个油缸1的无杆腔油口分别通过各自的 第一连接管路与第一工作油口A相连，并且各个第一连接管路上分别设置有 平衡阀3，其中平衡阀3的连接方式与上文所述的实施方式中相同，各个平 衡阀3的控制口33都与减压阀4的出油口42相连，而减压阀4的进油口41 与第二连接管路相连。

可见，多个平衡阀3的控制口33可以与同一个减压阀4连接，这样不 但使得多个平衡阀3都能够保持平稳的工作状态，避免了臂架发生抖动，而 且还简化了结构，降低了成本。

本发明还提供一种臂架防抖液压回路，该臂架防抖液压回路包括用于驱 动臂架的臂架油缸，其中，该臂架防抖液压回路包括本发明所述的防抖液压 回路，所述油缸1为所述臂架油缸。

本发明还提供一种工程机械，其中，该工程机械包括本发明所述的防抖 液压回路。

本发明还提供一种工程车辆，该工程车辆包括臂架和控制臂架运动的臂 架油缸，其中，该工程车辆包括本发明所述的臂架防抖液压回路。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。