机具辅助液压系统及挖掘机的制作方法

本实用新型涉及挖掘设备技术领域，尤其是涉及一种机具辅助液压系统及挖掘机。

背景技术：

当前工程机械中，挖掘机常见的作业形式有挖掘、破碎、液压剪和抓斗等，常见于矿山及市政工程工况中。

实际操作时存在以下问题：目前国内普通的液压挖掘机，多数还是以铲斗挖掘为主，小部分客户自行加装破碎锤；但欧美等国际客户对挖掘机多功能机具(破碎锤、液压剪、拇指夹、抓斗等)的安装需求越来越高，种类繁多；这时我们的液压挖掘机需要尽可能的满足多种机具的使用，液压系统和液压辅助系统要能满足不同机具压力、流量、控制方式要求，使其能够正常工作。

以往的锤剪液压辅助控制系统虽然能够实现锤剪功能；但锤剪模式互相切换时繁琐：压力需要重新手动调定，三通球阀也需要手动换向；且破碎锤模式下，双向辅助管路主油路回油背压高；液压剪模式下：液压剪开合进回路压力值需根据需求手动调定溢流压力。

这样急需一种能够同时满足破碎锤液压剪不同压力、流量、控制方式要求的液压辅助系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机具辅助液压系统，可快速在各个作业状态之间切换，实现锤剪模式全电控。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种机具辅助液压系统，包括供油装置、主阀、换向阀、锤剪装置和控制装置；

所述供油装置与所述主阀连通；

所述主阀通过第一油路与所述锤剪装置的无杆腔连通，所述主阀通过第二油路与所述锤剪装置的有杆腔连通；

所述换向阀位于所述第二油路并与所述供油装置直接连通；

所述供油装置、所述主阀和所述换向阀均与所述控制装置连接，所述控制装置用于将所述供油装置的先导油导向所述主阀和所述换向阀，以控制所述主阀和所述换向阀换向。

进一步地，所述机具辅助液压系统还包括溢流阀组，所述溢流阀组连接于所述第一油路与所述第二油路之间并与所述供油装置直接连通，所述控制装置与所述溢流阀组连接，以调节所述溢流阀组的溢流压力。

进一步地，所述溢流阀组包括电磁比例溢流阀和单向阀组；

所述电磁比例溢流阀的进油口与所述第一油路和所述第二油路连通，所述电磁比例溢流阀的溢流口与所述供油装置直接连通；

所述单向阀组与所述第一油路、所述第二油路和所述电磁比例溢流阀的进油口连通，以使所述第一油路和所述第二油路的液压油单向流入所述电磁比例溢流阀。

进一步地，所述单向阀组还与所述供油装置连通，以使所述供油装置中的液压油单向流入所述第一油路和所述第二油路。

进一步地，所述控制装置包括电控模块以及均与所述电控模块连接的压力传感器和电磁阀组；

所述电控模块和所述压力传感器均与所述溢流阀组连接，所述压力传感器用于检测进入所述溢流阀组的液压油的压力信息，所述电控模块用于接收所述压力信息以及调节所述溢流阀组的溢流压力；

所述供油装置、所述主阀和所述换向阀均与所述电磁阀组连通，所述电控模块用于控制所述电磁阀组的工作状态，以使所述电磁阀组将所述供油装置的先导油导向所述主阀或所述换向阀。

进一步地，所述电磁阀组包括均与所述电控模块连接的第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀；

所述换向阀和所述供油装置均与所述第一电磁阀连通；

所述主阀的一端和所述供油装置均与所述第二电磁阀连通；

所述主阀的另一端和所述供油装置均与所述第三电磁阀连通。

进一步地，所述电控模块包括控制器、电手柄和显示屏，所述电手柄、所述显示屏、所述压力传感器、所述溢流阀组和所述电磁阀组均与所述控制器连接。

进一步地，所述供油装置包括油箱、液压泵和先导泵；

所述换向阀和所述溢流阀组均与所述油箱直接连通；

所述液压泵的进油口和所述先导泵的进油口均与所述油箱连通，所述液压泵的出油口与所述主阀连通，所述先导泵的出油口与所述控制装置连通。

进一步地，所述第一油路上设有第一截止阀，所述第二油路上设有第二截止阀，所述第二截止阀位于所述换向阀与所述锤剪装置之间。

第二方面，本实用新型还提供一种挖掘机，包括上述方案所述的机具辅助液压系统。

以挖掘机的锤剪模式为例，本实用新型提供的机具辅助液压系统能产生如下有益效果：

在破碎锤模式下：供油装置中的高压油首先进入主阀，同时控制装置将供油装置的先导油导向主阀，推动主阀换向，高压油从主阀流出并通过第一油路进入锤剪装置的无杆腔，进行挖掘机破碎作业，锤剪装置的有杆腔中的液压油通过换向阀和第二油路回到供油装置；

在液压剪模式下，控制装置将供油装置的先导油导向换向阀，换向阀的阀芯换向，切换为液压剪模式，供油装置中的高压油首先进入主阀，此时控制装置将供油装置的先导油导向主阀，推动主阀换向，高压油从主阀流出并通过第一油路进入锤剪装置的无杆腔，进行液压剪合(夹紧)作业，锤剪装置有杆腔的液压油通过换向阀回到第二油路，进入主阀，最终回到供油装置的油箱；

液压剪开(松开)作业时，供油装置中的高压油进入主阀，此时控制装置将供油装置的先导油导向主阀，推动主阀换向，高压油从主阀流出并通过第二油路进入换向阀，换向阀流出的液压油进入锤剪装置的有杆腔，进行液压剪开(松开)作业，锤剪装置无杆腔中的液压油通过第一油路进入主阀，最终回到供油装置的油箱。

相对于现有技术来说，本实用新型第一方面提供的机具辅助液压系统通过控制装置实现主阀以及换向阀的换向，可快速在各个作业状态之间切换，实现锤剪模式全电控。

本实用新型第二方面提供的挖掘机有本实用新型第一方面提供的机具辅助液压系统，从而具有本实用新型第一方面提供的机具辅助液压系统所具有的一切有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型提供的机具辅助液压系统的油路图。

图标：1－供油装置；11－油箱；12－液压泵；13－先导泵；2－主阀；3－换向阀；4－锤剪装置；5－控制装置；51－电控模块；511－控制器；512－电手柄；513－显示屏；52－压力传感器；53－电磁阀组；531－第一电磁阀；532－第二电磁阀；533－第三电磁阀；6－第一油路；7－第二油路；8－溢流阀组；81－电磁比例溢流阀；82－单向阀组；821－第一单向阀；822－第二单向阀；823－第三单向阀；824－第四单向阀；9－第一截止阀；10－第二截止阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型第一方面的实施例在于提供一种机具辅助液压系统，如图1所示，包括供油装置1、主阀2、换向阀3、锤剪装置4和控制装置5；供油装置1与主阀2连通；主阀2通过第一油路6与锤剪装置4的无杆腔连通，主阀2通过第二油路7与锤剪装置4的有杆腔连通；换向阀3位于第二油路7并与供油装置1直接连通；供油装置1、主阀2和换向阀3均与控制装置5连接，控制装置5用于将供油装置1的先导油导向主阀2和换向阀3，以控制主阀2和换向阀3换向。

其中，供油装置1主要起到供油的作用，同时，锤剪装置4的回油可以流回至供油装置1；锤剪装置4的有杆腔和无杆腔分别与主阀2连接，控制装置5通过控制主阀2的换向实现液压剪合(夹紧)作业与液压剪开(松开)作业的切换；换向阀3位于第二油路7，控制装置5通过控制换向阀3的换向实现破碎锤模式与液压剪合(夹紧)作业的切换。上述机具辅助液压系统解决了锤剪模式相互切换繁琐的问题。

需要说明的是，上述机具辅助液压系统也可以使用在挖掘机其他工作机具上，或者其他机械产品的液压系统上。

在一些实施例中，换向阀3为两位三通换向阀。主阀2包括主阀备用阀芯，通过主阀备用阀芯的移动实现液压剪合(夹紧)作业与液压剪开(松开)作业的切换。

在一些实施例中，如图1所示，机具辅助液压系统还包括溢流阀组8，溢流阀组8连接于第一油路6与第二油路7之间并与供油装置1直接连通，控制装置5与溢流阀组8连接，以调节溢流阀组8的溢流压力。

当第一油路6或第二油路7的油压超过预设值时，第一油路6和第二油路7中的液压油可通过溢流阀组8溢流回供油装置，保证系统的油压稳定，特别是在破碎锤模式下，溢流阀组8和换向阀3同步回油，减小回油背压。

控制装置5可根据机具不同的作业状态调节溢流阀组8的溢流压力，以避免油路的油压过高，满足不同品牌属具压力需求。

具体地，如图1所示，溢流阀组8包括电磁比例溢流阀81和单向阀组82；电磁比例溢流阀81的进油口与第一油路6和第二油路7连通，电磁比例溢流阀81的溢流口与供油装置1直接连通；单向阀组82与第一油路6、第二油路7和电磁比例溢流阀81的进油口连通，以使第一油路6和第二油路7的液压油单向流入电磁比例溢流阀81。

控制装置5直接与电磁比例溢流阀81电连接，以控制电磁比例溢流阀81的溢流压力；单向阀组82能够保证第一油路6和第二油路7的液压油单向流入电磁比例溢流阀81的进油口，以实现溢流功能。

其中，如图1所示，单向阀组82包括第一单向阀821和第二单向阀822，第一单向阀821位于第一油路6与电磁比例溢流阀81的进油口之间，第二单向阀822位于第二油路7与电磁比例溢流阀81的进油口之间。

在一些实施例中，单向阀组82还与供油装置1连通，以使供油装置1中的液压油单向流入第一油路6和第二油路7。当系统受到外力时，电磁比例溢流阀81一侧油路的超高压可通过电磁比例溢流阀81溢流掉；电磁比例溢流阀81另一侧油路产生的负压可通过单向阀组82从供油装置1补油，起到保护作用。

具体地，如图1所示，单向阀组82还包括第三单向阀823和第四单向阀824，第三单向阀823位于第二油路7与电磁比例溢流阀81的溢流口之间，第四单向阀824位于第一油路6与电磁比例溢流阀81的溢流口之间。由于电磁比例溢流阀81的溢流口与供油装置1直接连通，当某一油路的处于负压状态时，供油装置1中的液压油可通过第三单向阀823或第四单向阀824进入上述油路。

在一些实施例中，如图1所示，控制装置5包括电控模块51以及均与电控模块51连接的压力传感器52和电磁阀组53；电控模块51和压力传感器52均与溢流阀组8连接，压力传感器52用于检测进入溢流阀组8的液压油的压力信息，电控模块51用于接收压力信息，以判断液压剪工作需求的流量，电控模块51还用于调节溢流阀组8的溢流压力；供油装置1、主阀2和换向阀3均与电磁阀组53连通，电控模块51用于控制电磁阀组53的工作状态，以使电磁阀组53将供油装置1的先导油导向主阀2或换向阀3，以控制主阀2和换向阀3的换向。

具体地，如图1所示，电磁阀组53包括均与电控模块51连接的第一电磁阀531、第二电磁阀532和第三电磁阀533；换向阀3和供油装置1均与第一电磁阀531连通；主阀2的一端和供油装置1均与第二电磁阀532连通；主阀2的另一端和供油装置1均与第三电磁阀533连通。电控模块51通过控制第一电磁阀531、第二电磁阀532和第三电磁阀533的通电状态从而控制供油装置1的先导油流向换向阀3还是主阀2。

另外，如图1所示，电控模块51包括控制器511、电手柄512和显示屏513，电手柄512、显示屏513、压力传感器52、溢流阀组8和电磁阀组53均与控制器511连接。

显示屏513可以带有破碎锤模式以及液压剪模式快捷切换按钮，并有详细参数设置功能，通过控制器511将信号输出给溢流阀组8、电磁阀组53等相关控制元件，同时控制器511能够接收电手柄512的控制信号以及压力传感器52传输的压力信息，并根据控制信号实现机具的各个动作。

具体地，控制器511为pwm(pulsewidthmodulation，脉宽宽度调制)控制器。

电手柄512主要作用是用来控制挖掘机的挖掘动作，在本实施例中，通过控制电手柄512上的一个可左右滑动的横向比例量滑移键将信号传输给控制器511，控制器511根据信号大小输出指令实现挖机动作(比如实现液压剪开合动作)。电手柄512的上部还有两个开关量按钮键，背部具有一三位翘板开关，按钮和翘板开关可以将24v电压信号通断传输给控制器511，控制器511根据信号通断输出指令信号，从而控制挖机相关功能(比如喇叭)和动作。

在一些实施例中，如图1所示，供油装置1包括油箱11、液压泵12和先导泵13；换向阀3和溢流阀组8均与油箱11直接连通；液压泵12的进油口和先导泵13的进油口均与油箱11连通，液压泵12的出油口与主阀2连通，先导泵13的出油口与控制装置5连通。

具体在使用时，油箱11为液压泵12和先导泵13供油，电控模块51可以通过控制第一电磁阀531、第二电磁阀532和第三电磁阀533的通电状态从而控制先导泵13流出的先导油流向换向阀3还是主阀2。

在至少一个实施例中，电控模块51与液压泵12电连接，电控模块51根据压力传感器52所传递的压力信息的数值大小，来判断锤剪装置4工作需求的流量，从而控制液压泵12的排量，实现参与整机控制和发动机功率匹配。

在一些实施例中，第一油路6上设有第一截止阀9，第二油路7上设有第二截止阀10，第二截止阀10位于换向阀3与锤剪装置4之间。在更换属具时，可关闭第一截止阀9和第二截止阀10，起到保护作用。

以下以挖掘机的锤剪模式为例，对上述机具辅助液压系统的工作过程进行详细说明：

破碎锤模式：

首先按下显示屏513上的破碎锤模式按钮，液压泵12自油箱抽取的高压油首先流入主阀2；此时按下电手柄512的破碎锤按钮键，电信号传输至控制器511，控制器511向第二电磁阀532发送切换信号，先导泵13流出的先导油进入主阀2的主阀备用阀芯xao端(如图1所示，xao端为主阀备用阀芯的右端)，推动主阀备用阀芯向左换向；高压油从主阀2进入第一油路，如图1所示，经过溢流阀组8的b油口进，a油口出，再到第一截止阀9，最后到锤剪装置4(此时为破碎锤)无杆腔，进行挖掘机破碎作业；同时锤剪装置4有杆腔为回油路，通过第二截止阀10到换向阀3上部油位，通过第二油路7直接回到油箱11；

此时，控制器511将电磁比例溢流阀81的溢流压力标定为21mpa；

如遇到冲击过载致使系统压力超过21mpa时，溢流阀组8将瞬间开启(此时第一单向阀821开启，第二单向阀822、第三单向阀823和第四单向阀824关闭)，直至压力降至设定21mpa再次关闭，溢流的液压油回流到油箱11；

液压剪模式：

首先按下显示屏513上的液压剪模式按钮，控制器511向第一电磁阀531发送切换信号，先导泵13流出的先导油进入换向阀3的下端，推动其阀芯换向。

具体的，液压剪夹紧作业时：

液压泵12自油箱抽取的高压油首先流入主阀2，此时向左滑移电手柄512滑移键，控制器511向第二电磁阀532发送切换信号，先导泵13流出的先导油进入主阀2的主阀备用阀芯xao端(如图1所示，xao端为主阀备用阀芯的右端)，推动主阀备用阀芯向左换向；高压油从主阀2进入第一油路6，如图1所示，经过溢流阀组8的b油口进，a油口出，再到第一截止阀9，最后到锤剪装置4无杆腔，进行液压剪合(夹紧)作业；同时锤剪装置4有杆腔为回油，通过第二截止阀10到换向阀3下部油位，通过第二油路7和主阀2最终回到油箱11；

此时，控制器511将电磁比例溢流阀81的溢流压力标定为34.3mpa；

如遇到冲击过载致使系统压力超过34.3mpa，溢流阀组8将瞬间开启(此时第一单向阀821开启，第二单向阀822、第三单向阀823和第四单向阀824关闭)，直至压力降至设定34.3mpa再次关闭，溢流的液压油回流到油箱11；

具体的，液压剪松开作业：

液压泵12自油箱抽取的高压油首先流入主阀2，此时向右滑移电手柄512滑移键，控制器511向第三电磁阀533发送切换信号，先导泵13流出的先导油进入主阀2的主阀备用阀芯xbo端(如图1所示，xbo端为主阀备用阀芯的左端)，推动主阀备用阀芯向右换向；高压油从主阀2进入第二油路7，并通过第二油路7流入换向阀3，经过换向阀下部油位流入第二截止阀10，最后到锤剪装置4有杆腔，进行液压剪开(松开)作业；同时锤剪装置4无杆腔为回油路，如图1所示，通过第一截止阀9后进入溢流阀组8的a油口，自溢流阀组8的b油口流出至第一油路6，最终回到油箱11；

此时，控制器511将电磁比例溢流阀81的溢流压力标定为34.3mpa；

如遇到冲击过载致使系统压力超过34.3mpa，溢流阀组8将瞬间开启(此时第一单向阀821开启，第二单向阀822、第三单向阀823和第四单向阀824关闭)，直至压力降至设定34.3mpa再次关闭，溢流的液压油回流到油箱11。

在上述三个作业状态下，控制器511根据压力传感器52检测传输来的压力信息的数值大小，来判断破碎锤工作需求的流量，从而控制液压泵12的排量，实现参与整机控制和发动机功率匹配。

同时，当系统受到外力时，电磁比例溢流阀81一侧油路的超高压可通过电磁比例溢流阀81溢流掉；电磁比例溢流阀81另一侧油路产生的负压可通过单向阀组82从供油装置1补油，起到保护作用。

本实用新型第二方面的实施例在于提供一种挖掘机，本实用新型第二方面的实施例提供的挖掘机包括上述机具辅助液压系统。

本实用新型第二方面的实施例提供的挖掘机有本实用新型第一方面的实施例提供的机具辅助液压系统，从而具有本实用新型第一方面的实施例提供的机具辅助液压系统所具有的一切有益效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

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