一种液压主阀、液压系统及挖掘机的制作方法

本发明属于工程机械，特别涉及一种液压主阀、液压系统及挖掘机。

背景技术：

1、大型矿用挖掘机因其高压、超大流量、连续作业时间长以及恶劣的工作环境等特点对液压系统抗冲击、耐污染及可靠性要求很高，随着大型矿用挖掘机在金属矿山重载作业的应用，其液压系统向着高压化发展，对压力等级、流量等级、可靠性提出更高要求。为满足大流量需求，一般采用多泵多主阀液压系统，同一主阀上布置不同执行机构的工作联，同一执行机构由多个工作联共同控制，以满足单动作的大流量需求和复合动作的协调性需求对于主阀目前主要有两种方案，一种是采用一个整体式主阀加一个副阀的主阀方案，一种是采用多组片式主阀方案。

2、方案一中整体式主阀阀体尺寸庞大，铸件结构复杂，各油道空间交叉布置，铸造、加工难度大，同时，主阀专用性强，灵活性差，只适用于某一特定系统。对于同一执行机构的不同工作联，由同一比例先导电磁阀控制，无法实现单独控制，且同一工作联进油和回油由同一根阀芯控制，相互耦合，节流损失大，造成能量浪费。

3、方案二中主阀采用片式铸造方案，以降低加工制造的难度和成本，每个主阀设置不同工作联，同一执行机构的多个工作联布置在不同主阀上，流量优先方案采用串、并联组合的工作联，依靠阀芯台肩进行油路的通断控制，油路形式单一。片式铸造阀体片间高压区、低压区均依靠密封圈密封，系统压力等级低，不适应高压化发展趋势。

技术实现思路

1、目的：鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供一种液压主阀、液压系统及挖掘机。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，提供一种液压主阀，包括再生工作联一、再生工作联二、工作联三、工作联四、工作联五、工作联六、切断工作联、进油口、回油口、与进油口连通的主油道和中位油道，以及与回油口连通的回油油道；

4、所述主油道分别与工作联三、工作联四、工作联五、工作联六的进油口连接，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六的回油口连至回油油道；所述中位油道依次经过工作联三、工作联四、工作联五、工作联六后与切断工作联的进油口连接，所述切断工作联的出油口连至回油油道，用于通过所述切断工作联实现开中心系统、闭中心系统的切换；

5、所述工作联三的两个工作油口之一分别连至再生工作联一、再生工作联二的进油口，再生工作联一的出油口连至工作联三的两个工作油口之另一，再生工作联二的出油口连至液压主阀的进油口；

6、所述再生工作联一的控制端通过比例先导电磁阀一控制，所述再生工作联二的控制端通过比例先导电磁阀二控制，所述工作联三的左右两控制端分别通过比例先导电磁阀三和比例先导电磁阀四控制，所述工作联四的左右两控制端分别通过比例先导电磁阀五和比例先导电磁阀六控制，所述工作联五的左右两控制端分别通过比例先导电磁阀七和比例先导电磁阀八控制，所述工作联六的左右两控制端分别通过比例先导电磁阀九和比例先导电磁阀十控制，所述切断工作联的控制端通过比例先导电磁阀十一控制。

7、在一些实施例中，所述的液压主阀还包括流量控制阀，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六之一的进油口通过所述流量控制阀与主油道连接，用于通过调节所述流量控制阀比例调节进入对应工作联的流量。

8、在一些实施例中，所述的液压主阀还包括主溢流阀，所述回油油道通过主溢流阀与回油口连接。

9、在一些实施例中，所述的液压主阀还包括负载保持阀，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六之一通过所述负载保持阀与对应的工作油口连接。

10、在一些实施例中，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六均为三位六通阀，具有第一工作位、中位和第二工作位；

11、所述再生工作联一、再生工作联二、切断工作联均为两位两通阀，具有第一工位和第二工位，当位于第一工位时，进油口和出油口导通；当位于第二工位时，进油口和出油口不导通。

12、在一些实施例中，所述液压主阀的阀体采用整体式铸造结构，阀体上从前至后依次布置再生工作联一、再生工作联二、工作联三、工作联四、工作联五、工作联六、切断工作联，其中，再生工作联一、再生工作联二布置在同一阀芯孔内。

13、第二方面，本发明还提供一种液压系统，包括第一主泵、第二主泵、第三主泵、第一行走马达、第二行走马达、第一动臂油缸、第二动臂油缸、铲斗油缸、斗杆油缸、回转马达和第一方面所述的液压主阀，所述液压主阀包括第一主阀、第二主阀、第三主阀；

14、其中所述第一主阀的再生工作联一为铲斗一再生工作联一，所述第一主阀的再生工作联二为铲斗一再生工作联二，所述第一主阀的工作联三为铲斗一工作联，所述第一主阀的工作联四为第一行走工作联，所述第一主阀的工作联五为斗杆二工作联，所述第一主阀的工作联六为动臂一工作联，所述第一主阀的切断工作联为第一切断工作联；

15、其中所述第二主阀的再生工作联一为斗杆一再生工作联一，所述第二主阀的再生工作联二为斗杆一再生工作联二，所述第二主阀的工作联三为斗杆一工作联，所述第二主阀的工作联四为第二行走工作联，所述第二主阀的工作联五为铲斗二工作联，所述第二主阀的工作联六为动臂二工作联，所述第二主阀的切断工作联为第二切断工作联；

16、其中所述第三主阀的再生工作联一为动臂三再生工作联一，所述第三主阀的再生工作联二为动臂三再生工作联二，所述第三主阀的工作联三为动臂三工作联，所述第三主阀的工作联四为回转工作联，所述第三主阀的工作联五为铲斗三工作联，所述第三主阀的工作联六为斗杆三工作联，所述第三主阀的切断工作联为第三切断工作联；

17、所述第一主泵的出油口与所述第一主阀的进油口连接，第二主泵的出油口与所述第二主阀的进油口连接，第三主泵的出油口与所述第三主阀的进油口连接；

18、所述铲斗一工作联、铲斗二工作联、铲斗三工作联分别通过工作油口与铲斗油缸连接；

19、所述第一行走工作联通过工作油口与第一行走马达连接；所述第二行走工作联通过工作油口与第二行走马达连接；所述回转工作联通过工作油口与回转马达连接；

20、所述斗杆二工作联、斗杆一工作联、斗杆三工作联分别通过工作油口与斗杆油缸连接；

21、所述动臂一工作联、动臂二工作联、动臂三工作联分别通过工作油口与第一动臂油缸、第二动臂油缸连接。

22、第三方面，一种挖掘机，配置有第二方面所述的液压系统。

23、有益效果：本发明提供的液压主阀、液压系统及挖掘机，各个主阀上所有的工作联均由独立的比例先导电磁阀控制，实现各联间控制上的解耦；各主阀上设置切断工作联，可实现开中心系统、闭中心系统的切换；主阀上设置再生工作联一、再生工作联二，动臂/铲斗/斗杆下降时大腔/小腔流量可经再生工作联一实现向小腔/大腔再生，增大再生能力，同时可经再生工作联二实现向主油路再生，供其他工作联使用，且再生工作联一、再生工作联二独立控制，按需分配再生流量，实现流量完全利用；主阀采用整体式铸造结构，各工作联间铸铁实体填充，避免片式结构密封圈密封结构，有效提升主阀承压能力，压力等级高，顺应高压化发展趋势。主阀模块化设计，基于相同的阀体，通过外接不同的逻辑阀、控制块实现主阀不同功能。

24、系统设置多个液压泵满足矿用挖掘机超大流量的需求；主泵采用电比例变量泵，通过电流控制主泵排量及功率，使动力系统的总功率按需分配给不同主阀，提高流量分配的自由度；每个主阀上布置不同执行机构的工作联，可实现一个主泵优先控制某一执行机构，不同执行机构间独立控制，提升复合动作的协调性；利用流量控制阀比例控制工作联进油，工作联主要负责回油控制，实现进、回油独立控制，降低回油损失，提升整机操控性；多主阀设置，实现回转与上车复合时其中一个主阀单独为回转供油，其他两个主阀为上车供油，利用开式系统实现独立回转，不需要额外增加闭式泵和闭式马达，降低系统成本。

技术特征：

1.一种液压主阀，其特征在于，包括再生工作联一、再生工作联二、工作联三、工作联四、工作联五、工作联六、切断工作联、进油口、回油口、与进油口连通的主油道和中位油道，以及与回油口连通的回油油道；

2.根据权利要求1所述的液压主阀，其特征在于，还包括流量控制阀，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六之一的进油口通过所述流量控制阀与主油道连接，用于通过调节所述流量控制阀比例调节进入对应工作联的流量。

3.根据权利要求1所述的液压主阀，其特征在于，还包括主溢流阀，所述回油油道通过主溢流阀与回油口连接。

4.根据权利要求1所述的液压主阀，其特征在于，还包括负载保持阀，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六之一通过所述负载保持阀与对应的工作油口连接。

5.根据权利要求1所述的液压主阀，其特征在于，所述工作联三、工作联四、工作联五、工作联六均为三位六通阀，具有第一工作位、中位和第二工作位；

6.根据权利要求1所述的液压主阀，其特征在于，所述液压主阀的阀体采用整体式铸造结构，阀体上从前至后依次布置再生工作联一、再生工作联二、工作联三、工作联四、工作联五、工作联六、切断工作联，其中，再生工作联一、再生工作联二布置在同一阀芯孔内。

7.一种液压系统，其特征在于，包括第一主泵（3）、第二主泵（4）、第三主泵（5）、第一行走马达（10）、第二行走马达（9）、第一动臂油缸（11）、第二动臂油缸（12）、铲斗油缸（13）、斗杆油缸（14）、回转马达（15）和权利要求1至6任一项所述的液压主阀，所述液压主阀包括第一主阀（6）、第二主阀（7）、第三主阀（8）；

8.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述第一主泵（3）、第二主泵（4）、第三主泵（5）均为电比例变量泵，能够根据控制电流调节排量及功率，实现动力系统总功率按需向对应主阀的分配。

9.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述第一主阀（6）上斗杆二工作联（605）与主油道之间设置第一流量控制阀（624），第二主阀（7）上斗杆一工作联（703）与主油道之间设置第二流量控制阀（722），第三主阀（8）上斗杆三工作联（806）与主油道之间设置第三流量控制阀（826），第一流量控制阀（624）、第二流量控制阀（722）、第三流量控制阀（826）能够比例调节进入斗杆二工作联（605）、斗杆一工作联（703）、斗杆三工作联（806）的流量。

10.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，动臂一工作联（606）与第一主阀（6）的动臂工作油口之间设置有第一负载保持阀（627），动臂三工作联（803）与第三主阀（8）的动臂工作油口之间设置有第三负载保持阀（823）；

11.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述第一主阀（6）还包括第一优先阀（626），所述第一主阀（6）的主油道经第一优先阀（626）与动臂一工作联（606）的进油口连接。

12.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述第三主阀（8）还包括第二优先阀（822）、第三优先阀（825），所述第三主阀（8）的主油道经第二优先阀（822）与动臂三工作联（803）的进油口连接，所述第三主阀（8）的主油道经第三优先阀（825）与铲斗三工作联（805）的进油口连接。

13.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述第一行走工作联（604）、第二行走工作联（704），当位于中位时，中位进油口与中位出油口导通，第一油口、第二油口均与回油口导通；当位于第一工作位时，中位进油口与中位出油口不导通，进油口与第一油口导通，第二油口与回油口导通；当位于第二工作位时，中位进油口与中位出油口不导通，进油口与第二油口导通，第一油口与回油口导通。

14.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述铲斗一工作联（603）、铲斗二工作联（705）、所述回转工作联（804）、所述斗杆二工作联（605）、斗杆一工作联（703）、斗杆三工作联（806）、所述动臂一工作联（606）、动臂三工作联（803），当位于中位时，仅有中位进油口与中位出油口导通；当位于第一工作位时，中位进油口与中位出油口导通，进油口与第一油口导通，第二油口与回油口导通；当位于第二工作位时，中位进油口与中位出油口导通，进油口与第二油口导通，第一油口与回油口导通。

15.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述铲斗三工作联（805）、动臂二工作联（706），当位于中位时，仅有中位进油口与中位出油口导通；当位于第一工作位时，中位进油口与中位出油口导通，进油口与第一油口导通；当位于第二工作位时，中位进油口与中位出油口导通，第一油口与回油口导通。

16.一种挖掘机，其特征在于，配置有权利要求7至15任一项所述的液压系统。

技术总结
本发明公开了一种液压主阀、液压系统及挖掘机，液压主阀包括再生工作联一、再生工作联二、工作联三、工作联四、工作联五、工作联六、切断工作联、主油道、中位油道和回油油道；主油道分别与工作联三、工作联四、工作联五、工作联六的进油口连接，工作联三、工作联四、工作联五、工作联六的回油口连至回油油道；中位油道经过工作联三、工作联四、工作联五、工作联六后与切断工作联的进油口连接，切断工作联的出油口连至回油油道；工作联三的两个工作油口之一连至再生工作联一、再生工作联二的进油口，再生工作联一的出油口连至工作联三的两个工作油口之另一，再生工作联二的出油口连至主阀的进油口；各工作联控制端由各比例先导电磁阀独立控制。

技术研发人员：肖刚,夏书强,石立京,李慧
受保护的技术使用者：江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23