[发明专利]一种液压系统和起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种液压系统和起重机。

背景技术

工程机械中，以起重机为例，通常用液压油泵作为起重机工作的动力源。

一般在起重机变速箱上设置有取力器接口，通过传动轴连接变速箱的取力器接口和油泵的输入轴，变速箱运转时通过传动轴将其输出的扭矩传递给油泵，带动油泵旋转。液压泵由发动机驱动，把输入的机械能转换为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，为执行元件提供动力，它是液压传动系统的核心元件，其性能好坏直接影响到系统是否正常工作。

液压油泵和马达结构相似，按其结构形式不同可分为齿轮式、叶片式、柱塞式等；按其排量能否改变，又可分为定量型和变量型。

目前工程机械常用的液压油泵和马达一般是轴向柱塞式的。这种结构主要是将多个柱塞均匀配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线保持平行。当缸体转动时，由于斜盘的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。由于结构紧凑、体积小，惯性小，容积效率高，工作压力高，目前在工程机械行业应用非常广泛。

在工程机械中，对液压油泵和液压马达的控制一般通过调节其摆角进行控制。根据控制形式的不同，主要有功率控制、流量控制以及功率流量综合控制三种方式。其中功率控制有恒功率控制、压力切断控制等；流量控制有正流量控制、负流量控制以及负载敏感控制方式等。目前在起重机产品上，以功率流量综合控制方式应用最多。

在工程机械中，液压油泵和液压马达都是能量转换的装置。从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。

但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者在产品上承担的功能不同，一般在液压系统中，液压油泵和马达并不能相互转换，只能各自进行单向能量转换，保证系统正常运转。但由于闭式泵大小腔流量不相等，在工作过程中，会使功率利用率下降。所以闭式系统中，一般还会另外选择液压马达作为执行元件。

如图1所示为现有的一种闭式液压泵系统。液压泵a1的进油管通过一个换向阀a4与执行元件a5相连，此时液压泵a1作为动力元件将机械能转换为液压能推动液压油缸行程变化，带动负载工作。当负载反向动作时，齿轮泵a3作为补油泵为液压泵a1提供动力，带动执行元件a5动作。

但是现有方案中，液压油泵作为动力元件，只能根据控制方式来改变排量实现对工程机械产品的动作控制。这种控制方式很大程度上受到操作人员的操作熟练程度的影响。

另外，现有方案中，液压系统储存的能量，在进行能量释放时一般只能应用于执行元件，无法释放给动力元件，另一方面执行元件又无法进行能量储存，造成液压系统能量的损失，降低了系统的能量利用率。并且，现有方案中，液压系统增加一个补油泵，系统设计和使用成本增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压系统和起重机，能够实现液压系统中动力元件和执行元件的相互转换，提高能量利用率以及减少系统设计和使用成本。

本发明提出一种液压系统，包括油箱、具有蓄能功能的能量源、油泵、执行元件，所述油泵包括传动轴，且所述油泵的内部结构相对于该油泵的传动轴对称设置；所述能量源与所述油泵的传动轴连接，所述油泵的输出端与所述执行元件的一端连接，所述执行元件的另一端连接负载；所述油泵在第一工况下作为动力元件，由所述能量源提供动力；所述油泵在第二工况下作为执行元件，向所述能量源蓄能。

进一步地，所述油泵还包括缸体、柱塞、斜盘和弹簧，所述柱塞的一端位于所述缸体内，且通过所述弹簧与所述缸体内腔的底部连接，所述柱塞的另一端与所述斜盘连接，所述缸体相对于所述传动轴对称设置。

进一步地，还包括油泵变量机构和第一换向阀，该油泵变量机构与所述油泵的所述斜盘连接，所述第一换向阀与油泵变量机构连接。

进一步地，所述执行元件为液压油缸，所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接，所述液压油缸的无杆腔与所述油泵的输出端连接。

进一步地，所述执行元件为液压马达，所述液压马达具有低压腔和高压腔。

进一步地，还包括第二换向阀，所述第二换向阀连接在所述液压油缸的有杆腔与所述油箱连接的油路以及所述液压油缸的无杆腔与所述油泵的输出端连接的油路中。

进一步地，所述第一换向阀和第二换向阀的至少一个为电磁换向阀。

进一步地，所述的第二换向阀为三位四通阀，且中位机能为M型。

本发明还提出一种起重机，其包含上述的液压系统。