[发明专利]液压油箱增压装置的设计方案

说明书

技术领域

本发明涉及液压传动系统的设计与制造领域，特别是涉及工程机械液压传动系统的设计领域。

背景技术

为了满足复杂的工况，工程机械多采用自吸能力较差额定工作压力较高的轴向柱塞泵作为液压主泵。柱塞泵工作过程中为了避免在吸油口处产生气蚀现象，必须确保吸油口处的最小入口压力，且主泵的最小入口压力会随着转速与排量的增加而增加。主泵在实际工作中的入口压力却远远无法满足柱塞泵最小入口压力的要求。吸油口处产生的负压是主泵发生气蚀损坏的主要原因。设备在设计过程中为了提高主泵吸油口处的吸油压力往往将油箱放置在主泵周围，并增加主泵吸油管直径，这在一定程度上严重影响了设备液压部件布置的灵活性。

现有液压油箱增压装置的设计方案主要有两种：

1、采用高油位油箱，利用液压油自身的重力增加主泵吸油口处的吸油压力；

2、通过额外增加的外部装置增加油箱吸油腔上部的空气压力，满足主泵最小入口压力的要求。

方案1通过增加油箱油位的方式增加主泵吸油压力的效果有限，每增加0.1bar的吸油压力需要额外增加1.2米的油箱高度。方案2虽然可以达到很好的油箱增压效果，但额外增加的外部装置会使设备的制造成本增加，并影响设备工作的可靠性与美观性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明公开了一种新型液压油箱增压装置的设计方案。本发明所采用的设计方案包括：

1、一根额定工作压力高于5bar用来连接液压油箱与发动机进气管的气管(1)与管接头；

2、具有单向导通性能的防逆流单向阀(2)、压力保持单向阀(4)、吸气单向阀(3)、呼吸器滤芯(5)。

所述气管(1)用于连接发动机进气管与液压油箱的顶端，即利用发动机涡轮增压器的增压压力来提高液压油箱吸油腔的压力。

进一步，所述防逆流单向阀(2)用于防止油箱内的油液进入发动机进气管，并可以防止液压油箱中的油气混合气体逆流进入发动机参与燃烧。

与现有技术相比，本发明所采用的油箱增压装置设计方案具有下列优点：

1、设备在工作过程中，发动机涡轮增压器的增压压力与主泵的工作转速始终保持正相关关系，即当发动机转速升高时，涡轮增压器的增压压力会与发动机的转速同步升高，升高的增压压力恰好能够满足主泵最小吸油压力升高的要求。

2、设备在工作过程中，发动机涡轮增压器的增压压力与主泵要求的最小入口压力处于同一个压力区间范围之内，因此本设计方案不需要额外增加气体压力的控制装置，并且具有更低的生产成本和更高的可靠性；

3、发动机涡轮增压器的增压气体均经过发动机空气滤芯的严格过滤，因此本方案中无需额外增加空气滤芯，并保持了液压系统的清洁度。

附图说明

图1示出了本发明公开的液压油箱增压装置设计方案。

具体实施方式

以力士乐A2FO160定量轴向柱塞泵为例，其额定工作转速为1450rpm，额定转速下最小入口绝对压力为1bar。该主泵在实际运用中的实际工作转速为1850rpm，根据厂家要求为了满足主泵的吸油要求，必须将最小入口绝对压力提高至1.3bar。

液压油箱油位与主泵入口处的相对高度为0.8米，油箱底部由重力产生的油位压力约为0.06bar，主泵177μm吸油滤芯与吸油管路的压力损失约为0.1bar，环境大气压力约为1bar。根据发动机涡轮增压器的性能参数，发动机转速为1500rpm时，涡轮增压器的平均增压压力为1.3bar。根据本发明的设计方案，利用气管连接涡轮增压器叶轮端出气口与液压油箱顶端后，主泵吸油口处的绝对压力升高至2.26bar(环境压力+涡轮增压压力+油位压力-管路压力损失)，能够很好的满足液压油箱的增压要求。由于2.26bar的增压压力远高于1.3bar的设计需求，因此在本设计方案中还可以采用过滤精度更高的80μm吸油滤芯来保证液压主泵的运转安全。

液压油箱压力保持单向阀(4)的开启压力为3.5bar，能够保证在任何转速下都不会影响发动机的进气压力。当液压油箱内部压力降低时，吸气单向阀(3)开启，外界空气通过呼吸器滤芯(5)进入液压油箱，可以有效避免液压油箱内部产生负压。与此同时，防逆流单向阀(2)可以有效防止液压油箱内的高温油气逆流进入发动机进气管，从而保证了发动机的安全运转。