一种回转驱动系统及工程机械的制作方法

1.本发明涉及液压系统领域，特别是涉及一种回转驱动系统。此外，本发明还涉及一种包括上述回转驱动系统的工程机械。


背景技术：

2.工程机械的液压回转驱动系统中，一般采用马达驱动，例如全地面起重机和大型挖掘机均采用双定量马达并联驱动回转，动臂塔机液压回转系统采用多个定量马达并联驱动。对于有多工况应用的工程机械，回转驱动系统要求可在大扭矩和高转速两种状态下进行切换。例如铲铣机，要求在铲装工况可快速回转提高作业效率，铣挖工况可以提供大扭矩来抵消铣挖切削力。
3.在现有技术中，主要采用变量柱塞马达的排量变化来兼顾大扭矩和高速度两种工控。例如挖掘机行走系统采用两档变量马达，即通过变量马达的大、小排量切换来得到低速、高速行走两档控制，以便兼顾行走推进力和设备的转场效率。当行走马达处于大排量时，驱动力大，行走速度低，适用与需要较大行走驱动力的工况如爬坡。当行走马达处于小排量时，行走速度高，驱动力小，适用于设备转场等需要快速移动的工况。但是上述方式结构复杂，需要多种元件参与，无补油措施，且压损增加，产生多余的功率损失。
4.因此，如何提供一种结构简单且功率损失少的回转驱动系统是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种回转驱动系统，通过换挡阀控制辅马达是否接入主油路，实现档位切换，油路简单可靠，降低成本、系统发热和功率损失。本发明的另一目的是提供一种包括上述回转驱动系统的工程机械。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种回转驱动系统，包括系统油源、主马达、辅马达和换挡阀，所述系统油源连接所述主马达的第一主工作口和第二主工作口，所述辅马达的第一辅工作口连通所述第一主工作口，所述辅马达的第二辅工作口连通所述换挡阀的第一换挡工作口，所述换挡阀的第二换挡工作口连通所述第二主工作口，所述换挡阀的第三换挡工作口同时连通所述第一辅工作口，低速挡位时所述第一换挡工作口连通所述第二换挡工作口，使所述第二辅工作口连通所述第二主工作口，高速挡位时所述第一换挡工作口连通所述第三换挡工作口，使所述第二辅工作口连通所述第一辅工作口。
7.优选地，还包括换向阀，所述换向阀的供油口和回油口连接所述系统油源，所述换向阀的两个工作油口分别连通所述第一主工作口和所述第二主工作口。
8.优选地，还包括设置于所述换向阀和所述主马达之间的两个缓冲溢流阀，所述缓冲溢流阀的进油口和出油口分别连接所述换向阀的两个工作油口，且两个所述缓冲溢流阀的方向相反。
9.优选地，换挡阀具体为二位三通电磁换向阀，所述二位三通电磁换向阀位于第一
工作位时，所述第一换挡工作口连通所述第二换挡工作口，所述二位三通电磁换向阀位于第二工作位时，所述第一换挡工作口连通所述第三换挡工作口。
10.优选地，所述换向阀具体为三位四通电磁比例调节阀。
11.优选地，包括与所述主马达并联的多个所述辅马达，每个所述辅马达均连接一个所述换挡阀。
12.优选地，所述系统油源具体为闭式油源。
13.优选地，所述主马达和所述辅马达为定量马达，所述主马达和所述辅马达各自并联有安全阀组。
14.优选地，所述辅马达上设置有固定座，所述换挡阀集成安装于所述固定座上。
15.本发明提供一种工程机械，包括如上述任意一项所述的回转驱动系统。
16.本发明提供一种回转驱动系统，包括系统油源、主马达、辅马达和换挡阀，系统油源连接主马达的第一主工作口和第二主工作口，辅马达的第一辅工作口连通第一主工作口，辅马达的第二辅工作口连通换挡阀的第一换挡工作口，换挡阀的第二换挡工作口连通第二主工作口，换挡阀的第三换挡工作口同时连通第一辅工作口，低速挡位时第一换挡工作口连通第二换挡工作口，使第二辅工作口连通第二主工作口，高速挡位时第一换挡工作口连通第三换挡工作口，使第二辅工作口连通第一辅工作口。
17.工作过程中，系统油源提供的液压油进出主马达的第一主工作口和第二主工作口，驱动主马达正常工作，实现主马达的正转、反转、停止，从而实现回转机构的正反转和停止，换挡阀5切换至低速挡位时，换挡阀的第一换挡工作口连通第二换挡工作口，使辅马达的第二辅工作口连通主马达的第二主工作口，辅马达的第一辅工作口一直连通主马达的第一主工作口，使主马达和辅马达并联接入系统中，主马达和辅马达一同驱动回转机构动作，系统的工作流量同时供给主马达和辅马达，主马达和辅马达速度较低，回转驱动系统工作在低速大扭矩模式。
18.换挡阀5切换至高速挡位时，换挡阀的第一换挡工作口连通第三换挡工作口，使辅马达的第二辅工作口连通自身的第一辅工作口，辅马达处于浮动状态。仅依靠主马达驱动回转机构动作，系统工作流量仅供给主马达，回转驱动系统工作在高速小扭矩模式。其中，辅马达跟随回转机构转动过程中，辅马达的泄油液靠系统油源进行补充，避免辅马达吸空。
19.通过换挡阀控制辅马达是否接入主油路，实现回转驱动系统的档位控制，油路简单可靠，降低系统成本，且在高速挡位工作时，避免了串联系统带来的压损累加问题，降低了系统发热和功率损失，同时靠工作油路对浮动状态的辅马达进行补油，避免辅马达吸空，防止辅马达损坏，可应用于开式系统和闭式系统，提升系统适用性。
20.本发明还提供一种包括上述回转驱动系统的工程机械，由于上述回转驱动系统具有上述技术效果，上述工程机械也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
21.图1为本发明所提供的回转驱动系统的一种具体实施方式的液压原理图；
22.图2为本发明所提供的回转驱动系统的另一种具体实施方式的液压原理图。
具体实施方式
23.本发明的核心是提供一种回转驱动系统，通过换挡阀控制辅马达是否接入主油路，实现档位切换，油路简单可靠，降低成本、系统发热和功率损失。本发明的另一核心是提供一种包括上述回转驱动系统的工程机械。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
25.请参考图1，图1为本发明所提供的回转驱动系统的一种具体实施方式的液压原理图。
26.本发明具体实施方式提供一种回转驱动系统，包括系统油源6、主马达1、辅马达2和换挡阀3，主马达1设置有第一主工作口a1和第二主工作口a2，辅马达2设置有第一辅工作口b1和第二辅工作口b2，换挡阀3设置有第一换挡工作口c1、第二换挡工作口c2和第三换挡工作口c3。
27.系统油源6的供油和回油分别连接主马达1的第一主工作口a1和第二主工作口a2，辅马达2的第一辅工作口b1连通主马达1的第一主工作口a1，即辅马达2的第一辅工作口b1也同时连接系统油源6，辅马达2的第二辅工作口b2连通换挡阀3的第一换挡工作口c1，换挡阀3的第二换挡工作口c2连通主马达1的第二主工作口a2，即换挡阀3的第二换挡工作口c2也同时连接系统油源6，换挡阀3的第三换挡工作口c3同时连通辅马达2的第一辅工作口b1。
28.低速挡位时第一换挡工作口c1连通第二换挡工作口c2，使第二辅工作口b2连通第二主工作口a2，即第二辅工作口b2同时连接系统油源6。高速挡位时第一换挡工作口c1连通第三换挡工作口c3，使第二辅工作口b2连通第一辅工作口b1。
29.工作过程中，系统油源6提供的液压油进出主马达1的第一主工作口a1和第二主工作口a2，驱动主马达1正常工作，实现主马达1的正转、反转、停止，从而实现回转机构的正反转和停止。换挡阀5切换至低速挡位时，换挡阀5的第一换挡工作口c1连通第二换挡工作口c2，使辅马达2的第二辅工作口b2连通主马达1的第二主工作口a1，辅马达2的第一辅工作口b1一直连通主马达1的第一主工作口a1，使主马达1和辅马达2并联接入系统中，系统油源6提供的液压油正常进出辅马达2的第一辅工作口b1，系统油源6提供的液压油通过换挡阀5进出辅马达2的第二辅工作口b2。主马达1和辅马达2一同驱动回转机构动作，系统的工作流量同时供给主马达1和辅马达2，主马达1和辅马达2速度较低，回转驱动系统工作在低速大扭矩模式。
30.换挡阀5切换至高速挡位时，换挡阀5的第一换挡工作口c1连通第三换挡工作口c3，使辅马达2的第二辅工作口b2连通自身的第一辅工作口b1，辅马达2处于浮动状态。仅依靠主马达1驱动回转机构动作，系统工作流量仅供给主马达1，回转驱动系统工作在高速小扭矩模式。其中，辅马达2跟随回转机构转动过程中，辅马达2两个工作口通过换挡阀5连通并同时连入系统油源6，辅马达2的泄油液靠系统油源6进行补充，避免辅马达2吸空。
31.通过换挡阀5控制辅马达2是否接入主油路，实现回转驱动系统的档位控制，油路简单可靠，降低系统成本，且在高速挡位工作时，避免了串联系统带来的压损累加问题，降低了系统发热和功率损失，同时靠工作油路对浮动状态的辅马达2进行补油，避免辅马达2吸空，防止辅马达2损坏，可应用于开式系统和闭式系统，提升系统适用性。
32.具体地，为了实现换向，还可设置换向阀4，换向阀4的供油口p和回油口t连接系统
油源6，换向阀4的两个工作油口a和b分别连通第一主工作口a1和第二主工作口a2。由换向阀4的工作位切换实现主马达1和辅马达2的正转、反转、停止。
33.进一步地，换挡阀3具体为二位三通电磁换向阀4，二位三通电磁换向阀4位于第一工作位时，第一换挡工作口c1连通第二换挡工作口c2，二位三通电磁换向阀4位于第二工作位时，第一换挡工作口c1连通第三换挡工作口c3，换向阀4具体为三位四通电磁比例调节阀，也可根据情况调整阀门的类型，均在本发明的保护范围之内。
34.为了提升系统安全性，还可设置两个缓冲溢流阀5，两个缓冲溢流阀5设置于换向阀4和主马达1之间，第一个缓冲溢流阀5的进油口连通换向阀4的工作油口a，第一个缓冲溢流阀5的出油口连通换向阀4的工作油口b，第二个缓冲溢流阀5的进油口连通换向阀4的工作油口b，第二缓冲溢流阀5的出油口连通换向阀4的工作油口a，即两个缓冲溢流阀5的方向相反。用于限制系统中两条工作油路的最高工作压力，并吸收油路上的压力冲击，换向阀4输入的高压油进入任何油路均能配合有缓冲溢流阀5。
35.在本发明具体实施方式提供的回转驱动系统中，可以根据情况设置多个辅马达2，均与主马达1并联，每个辅马达2均连接一个换挡阀3，连接方式如上所述，各辅马达2互不干涉，各换挡阀3可以同步控制，也可分别控制。
36.本系统可以应用在开式系统中，也可应用在闭式系统中，请参考图2，图2为本发明所提供的回转驱动系统的另一种具体实施方式的液压原理图。
37.系统油源6具体为闭式油源，主马达1和辅马达2为定量马达，主马达1和辅马达2各自并联有安全阀组，可将安全阀组与马达视为一体，连接方式及工作方式如上所述。
38.在上述各具体实施方式提供的回转驱动系统的基础上，辅马达2上设置有固定座，换挡阀3集成安装于固定座上。降低b2-c1-c3-b1回路产生的压损，由于高速挡位系统工作流量不流经a-b1和b-c2管路，而b2-c1-c3-b1回路较短，产生的压损相比串联系统形成的压损要小。
39.除了上述回转驱动系统，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述回转驱动系统的工程机械，该工程机械其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
40.具体地，上述工程机械可以是全地面起重机、大型挖掘机、动臂塔机或铲铣机等。
41.以上对本发明所提供的回转驱动系统及工程机械进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。