CN102261351A - 一种简易的比例负载敏感液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种简易的比例负载敏感液压系统，包括多路阀、比例压力补偿阀组、负载敏感泵、电手柄、控制器和执行机构，其中，所述多路阀连接在所述比例压力补偿阀组的一端，所述负载敏感泵连接在所述比例压力补偿阀组的另一端，所述控制器用于对整个系统的操作进行控制。本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统在负载大小变化的情况下，能够有效地进行比例调速，实现流量的按需提供；且能够根据系统的需要，对多路阀进行扩展设置。因此提供了一种简洁、实用、方便扩展的比例负载敏感液压系统。

Description

一种简易的比例负载敏感液压系统
技术领域
本发明涉及一种液压系统，特别地，涉及一种简易的比例负载敏感液压系统。
背景技术
能量的非有效利用导致的系统发热、元件磨损、油液变质等问题是产生液压系统故障的关键因素。同时，不必要的能源损耗也将增加使用成本，造成环境污染。因此，如何有效利用能量一直是液压系统的一个关键问题。
另外，目前的工程机械液压系统多采用节流调速，较为常见的是使用开中心多路阀实现系统的中位泄荷、优先动作以及节流调速。这种调速方式容易受到负载变化的影响，操作舒适性较差。因此，实现调速功能的同时保持调速的区间不变是非常必要的。
为实现能量的有效利用，以及速度调节不受负载的影响，国内外知名工程机械企业以及液压件供应商先后开发了自己的应用系统。其中，负载敏感系统是最为典型的。该系统实时检测负载压力以及速度需求，通过压力补偿技术实现液压源与执行机构的压力和流量匹配，基本实现了能量的按需提供，且同时能够完成负载有差异的执行动作。
但是，针对辅助动作较多的大型工程机械，例如履带起重机，其辅助执行机构往往不要求同时动作，仅需对速度进行控制，此时采用负载敏感应用系统是没有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简易的比例负载敏感液压系统，以适用于要求节能和操作舒适性，不强调复合动作的系统，如履带起重机辅助液压系统。
为实现上述目的，本发明提供一种简易的比例负载敏感液压系统，包括多路阀、比例压力补偿阀组、负载敏感泵、电手柄、控制器和执行机构，其中，所述多路阀连接在所述比例压力补偿阀组的一端，所述负载敏感泵连接在所述比例压力补偿阀组的另一端，所述控制器用于对整个系统的操作进行控制。
上述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其中，所述比例压力补偿阀组由定差减压阀、比例节流阀、节流孔和可调节流阀组成。
上述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其中，所述定差减压阀的出油口与所述比例节流阀的进油口相连；所述比例节流阀的出油口与所述比例压力补偿阈组的出油口相通；在所述比例节流阀的出油口与所述比例压力补偿阀组的出油口间的油道上分为两路，一路连接至所述可调节流阀的进油口，另一路经所述节流孔接入所述定差减压阀的先导油口。
上述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其中，所述比例节流阀可用可调节流阀替代，用于对所述简易的比例负载敏感液压系统的速度进行手动调节。
上述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其中，所述多路阀为开中心片式多路阀。
上述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其中，所述多路阀可根据执行机构数量、功能进行联数及中位机能的扩展。
因此，本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统在负载大小变化的情况下，能够有效地进行比例调速，实现流量的按需提供；且能够根据系统的需要，对多路阀进行扩展设置。因此提供了一种简洁、实用、方便扩展的比例负载敏感液压系统。
附图说明
图1是本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统的结构框图；
图2是本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统的比例压力补偿阀组的结构框图；
图3是本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统的负载敏感泵的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
图1为本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统，包括多路阀1，比例压力补偿阀组2，负载敏感泵3，电手柄4，控制器5，以及执行机构6。其中，多路阀1连接在比例压力补偿阀组2的一端，负载敏感泵3连接在比例压力补偿阀组2的另一端。控制器5分别与电手柄4，多路阀1和比例压力补偿阀组2连接，从而控制整个系统的操作。
具体地，负载敏感泵3的压力油口B与比例压力补偿阀组2的进油口P相连，比例压力补偿阀组2的出油口A与多路阀1的进油口P1相连，比例压力补偿阀组2的压力反馈口PLS与负载敏感泵3的X口相连，多路阀1的A1、B1口与执行机构6相连，多路阀1的回油口T2接回油箱。电手柄4的AO针脚与控制器5的AI针脚相连，控制器5的PWM针脚接入比例压力补偿阀组2的比例电磁铁，控制器5的DO针脚接入多路阀1的开关电磁铁。
其中，比例压力补偿阀组2和负载敏感泵3构成了本系统的负载敏感系统，可实现流量的按需提供；比例压力补偿阀组2与多路阀1构成本系统的比例调速系统。具体地，多路阀1的开关电磁铁用于方向控制，而比例压力补偿阀组2的比例电磁铁用于速度控制。同时，多路阀1为开中心片式多路阀，可以按需进行扩展。在本系统中则采用了六通阀，中位泄荷，可根据执行机构6的数量设置联数，根据功能设置中位机能。
图2为比例压力补偿阀组2的结构图，其由定差减压阀21、比例节流阀22、节流孔23和可调节流阀24组成。其中，比例压力补偿阀组的P口与定差减压阀21的进油口相通，定差减压阀21的出油口与比例节流阀22的进油口相连，比例节流阀22的出油口与比例压力补偿阀组2的出油口A相通。在比例节流阀22的出油口与比例压力补偿阀组2的A口间的油道上引出两路油道，一路接入可调节流阀24的进油口，可调节流阀24的出油口与比例压力补偿阀组2的PLS口相连；另一路经过节流孔23接入定差减压阀21的先导油口。本发明的比例压力补偿阀组2具有调速性能，通过调节定差减压阀21的弹簧预紧力可以改变调速增益，节流孔23可以增加系统阻尼，防止压力冲击，而可调节流阀24则可调节反馈流量。其中，所述比例节流阀22也可用可调节流阀替代，从而对系统速度进行手动调节。
图3为负载敏感泵3的结构图，其中包括压差调节阀31和变量活塞32，还包括压力油口B以及X口。
下面具体介绍一下本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统的工作状态。
首先，介绍本发明的比例负载敏感液压系统的负载敏感控制。控制器5输出DO信号，控制多路阀1的第一联得电。电手柄4扳至一定角度，控制器5接收电手柄4的AO信号，经处理后输出一定占空比的PWM信号至比例节流阀22，使比例节流阀22保持一定开度，从而负载敏感泵3的压力油口B与执行机构6连通。下面分五种工作状态说明上述负载敏感控制：
(1)驱动负载
在负载敏感泵3与执行机构6间的油道接通瞬间，负载敏感泵3提供的压力和流量均较小，无法驱动执行机构6动作，负载敏感泵3的压力油口B与执行机构6之间的管路形成瞬时密闭容腔，导致比例压力补偿阀组2的PLS口压力立即升高，PLS口压力反馈至负载敏感泵3的X口，并作用在压差调节阀31的阀芯上，使压差调节阀31的阀芯在负载敏感泵3的压力油口B及X口压力的共同作用下失去平衡。压差调节阀31阀芯发生向左位移，使负载敏感泵3的变量活塞缸32的大腔接入回油，变量活塞32在弹簧力的作用下向大排量方向摆动。排量增大后，负载敏感泵3的压力油口B与执行机构6间容腔的压力升高，直至驱动执行机构6开始动作。同时，升高后的压力油口B的压力与接入X口的负载反馈压力及弹簧力共同作用在压差调节阀31的阀芯上，使阀芯暂时进入平衡状态，负载敏感泵3的排量也暂时保持不变。
(2)负载变大
保持电手柄4的工作角度不变，比例节流阀22的开度不变，执行机构6所驱动的负载变大，比例压力补偿阀组2的PLS口压力升高，接入负载敏感泵3的X口后作用在压差调节阀31的阀芯上，使压差调节阀31的阀芯失去平衡。阀芯右位工作，变量活塞缸32大腔接入回油，负载敏感泵3的排量增大，系统压力升高，定差减压阀21的先导口与反馈口间的压差恢复为设定值，执行机构6的工作速度保持不变。增大的排量一方面提高系统压力，另一方面补偿增大的系统内泄。
(3)负载变小
保持电手柄4工作角度不变，比例节流阀22开度不变，执行机构6所驱动的负载变小，比例压力补偿阀组2的PLS口的压力降低，接入负载敏感泵3的X口后作用在压差调节阀31的阀芯上，使压差调节阀31的阀芯失去平衡，阀芯左位工作，变量活塞缸32的大腔接入负载敏感泵3的压力油口B压力，负载敏感泵3的排量减小，系统压力降低，导致内泄减小(容积效率提高)，定差减压阀21的先导口与反馈口间压差恢复为设定值，从而保持执行机构6的速度不变。
(4)速度变大
执行机构6所驱动的负载不变，电手柄4工作角度变大，比例节流阀22的开度变大，比例压力补偿阀组2的PLS口压力升高，接入负载敏感泵3的X口后作用在压差调节阀31的阀芯上，使压差调节阀31的阀芯失去平衡，阀芯右位工作，变量活塞缸32大腔接入回油，负载敏感泵3的排量增大，系统压力升高，定差减压阀21的先导口与反馈口间压差恢复为设定值，执行机构6的工作速度变大。
(5)速度变小
执行机构6所驱动的负载不变，电手柄4工作角度变小，比例节流阀22开度变小，比例压力补偿阀组2的PLS口压力降低，接入负载敏感泵3的X口后作用在压差调节阀31的阀芯上，使压差调节阀31的阀芯失去平衡，阀芯左位工作，变量活塞缸32大腔接入负载敏感泵3的压力油口B压力，负载敏感泵3的排量减小，系统压力降低，定差减压阀21的先导口与反馈口间压差恢复为设定值，执行机构6的工作速度变小。
下面介绍一下本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统的比例调速机制。
首先，操作电手柄4，输入的模拟信号传送至控制器5，经过数据处理，控制器5优先输出DO(开关量)信号驱动多路阀1的第一联换向，随后输出PWM(脉宽调制)信号驱动比例节流阀22，使比例节流阀22的开度与PWM信号的平均电流对应，从而配合本系统的负载敏感控制功能，实现执行机构6的比例调速。
因此，本发明的一种简易的比例负载敏感液压系统在负载大小变化的情况下，能够有效地进行比例调速，实现流量的按需提供；且能够根据系统的需要，对多路阀进行扩展设置。因此提供了一种简洁、实用、方便扩展的比例负载敏感液压系统。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该简易的比例负载敏感液压系统进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。

Claims (6)

1.一种简易的比例负载敏感液压系统，其特征在于，包括多路阀、比例压力补偿阀组、负载敏感泵、电手柄、控制器和执行机构，其中，所述多路阀连接在所述比例压力补偿阀组的一端，所述负载敏感泵连接在所述比例压力补偿阀组的另一端，所述控制器用于对整个系统的操作进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其特征在于，所述比例压力补偿阀组由定差减压阀、比例节流阀、节流孔和可调节流阀组成。
3.根据权利要求2所述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其特征在于，所述定差减压阀的出油口与所述比例节流阀的进油口相连；所述比例节流阀的出油口与所述比例压力补偿阈组的出油口相通；在所述比例节流阀的出油口与所述比例压力补偿阀组的出油口间的油道上分为两路，一路连接至所述可调节流阀的进油口，另一路经所述节流孔接入所述定差减压阀的先导油口。
4.根据权利要求2所述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其特征在于，所述比例节流阀可用可调节流阀替代，用于对所述简易的比例负载敏感液压系统的速度进行手动调节。
5.根据权利要求1所述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其特征在于，所述多路阀为开中心片式多路阀。
6.根据权利要求1所述的一种简易的比例负载敏感液压系统，其特征在于，所述多路阀可根据执行机构数量、功能进行联数及中位机能的扩展。
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