CN102345653B - 闭式液压系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭式液压系统的控制方法，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统(100)，每个闭式液压子系统包括变量泵(1)、执行机构(2)和补油回路(3)，其中，控制方法包括：判断每个闭式液压子系统是否处于工作状态，并使处于非工作状态的闭式液压子系统的补油回路卸荷。还公开了一种闭式液压系统，闭式液压系统还包括控制器，每个闭式液压子系统的补油回路旁接有卸荷油路，控制器判断每个闭式液压子系统是否处于工作状态，并使处于非工作状态的闭式液压子系统的补油回路的卸荷油路导通。通过使处于非工作状态的闭式液压子系统的补油回路卸荷，能够大大降低整个闭式液压系统的不必要的功率损耗，并减少发热量。

Description

闭式液压系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及液压领域，更具体地，涉及一种闭式液压系统和一种闭式液压系统的控制方法。

背景技术

闭式液压系统具有换向平稳，冲击小，效率高等优点，在工程机械中应用非常广泛。在一些工程机械中如液压动臂塔式起重机、履带式起重机等，往往具有多个执行机构如变幅、起升、回转等，这些执行机构一般分别采用闭式液压子系统控制。

在闭式液压系统中，液压油从变量泵流至执行机构再回到变量泵，在系统内部循环而不流回油箱，理论上，油液总量保持不变，但实际工作过程中，不可避免会存在泄漏和损耗，因此往往设置补油回路，及时补充泄漏和损耗的液压油。同时，闭式液压系统中，由于油液始终在系统内循环，为避免系统温度过高，还可以设置有冲洗油路，在系统工作时，置换一部分热油回油箱冷却。除了补充泄漏和损耗外，其余的液压油均从补油泵溢流阀或冲洗阀的溢流阀溢流，这部分功率损失全部转换为热量。因此，对闭式系统而言，补油泵其实也是一个发热源和功率损耗点。

因此，如果闭式液压系统具有多个闭式液压子系统(例如上文所述的工程机械的液压系统中包括分别用于变幅、起升、回转等的多个闭式液压子系统)，每个闭式液压子系统均包括变量泵、执行机构和补油回路。当任何闭式液压子系统都不工作时，系统一般自动调到怠速状态，由于转速较低，功率损耗相对较小；但是当其中任何一个闭式液压子系统工作时，该闭式液压子系统中的变量泵转速需增加，但由于多个闭式液压子系统中的变量泵采用一个发动机驱动，因此，其它处于非工作状态的闭式液压子系统中的变量泵转速也相应增加，其补油泵也同时工作，会导致整个闭式液压系统的功率损耗较大，发热量较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够降低功率损耗和发热量的闭式液压系统的控制方法和闭式液压系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种闭式液压系统的控制方法，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统，每个闭式液压子系统包括变量泵、执行机构和补油回路，其中，所述控制方法包括：判断每个闭式液压子系统是否处于工作状态，并使处于非工作状态的闭式液压子系统的补油回路卸荷。

优选地，通过使处于非工作状态的闭式液压子系统的所述补油回路连通到油箱进行卸荷。

优选地，所述补油回路经过冷却器连通到油箱。

优选地，所述补油回路经过所述变量泵的壳体卸油口连通到油箱。

优选地，通过所述闭式液压子系统的变量泵的变量控制机构的操作位置来判断该闭式液压子系统是否处于工作状态。

优选地，所述变量控制机构为手动式变量控制机构，通过接近开关来确定该手动式变量控制机构的操作位置。

优选地，所述变量控制机构为电控式变量控制机构，通过该电控式变量控制机构发出的电信号来确定该变量控制机构的操作位置。

优选地，当所述闭式液压子系统由工作状态转变至非工作状态时，延迟预定时间后使该闭式液压子系统的补油回路卸荷。

优选地，当所述闭式液压子系统要由非工作状态转变至工作状态时，先提前预定时间使该闭式液压子系统的补油回路正常工作，再使该闭式液压子系统转变至工作状态。

另一方面，本发明还提供了一种闭式液压系统，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统，每个闭式液压子系统包括变量泵、执行机构和补油回路，其中，所述闭式液压系统还包括控制器，每个闭式液压子系统的补油回路旁接有卸荷油路，所述控制器判断每个闭式液压子系统是否处于工作状态，并使处于工作状态的闭式液压子系统的补油回路的卸荷油路截止，使处于非工作状态的闭式液压子系统的补油回路的卸荷油路导通。

优选地，所述卸荷油路包括将所述补油回路连通到油箱的卸荷管路和串接在该卸荷管路上的开关阀，该开关阀与所述控制器连接。

优选地，所述卸荷管路上还串接有冷却器。

优选地，所述卸荷管路与所述变量泵的壳体卸油口连通。

优选地，所述控制器通过所述闭式液压子系统的变量泵的变量控制机构的操作位置来判断该闭式液压子系统是否处于工作状态。

优选地，所述变量控制机构为手动式变量控制机构，所述闭式液压系统还包括接近开关，该接近开关检测所述手动式变量控制机构的操作位置，并将代表该操作位置的信号发送给所述控制器。

优选地，所述变量控制机构为电控式变量控制机构，该电控式变量控制机构将代表所述操作位置的电信号发送给所述控制器。

优选地，当所述控制器判断所述闭式液压子系统由工作状态转变至非工作状态时，延迟预定时间后使该闭式液压子系统的补油回路卸荷。

优选地，当所述控制器判断所述闭式液压子系统要由非工作状态转变至工作状态时，先提前预定时间使该闭式液压子系统的补油回路正常工作，再使该闭式液压子系统转变至工作状态。

通过上述技术方案，使处于非工作状态的闭式液压子系统的补油回路卸荷，从而能够大大降低整个闭式液压系统的不必要的功率损耗，并减少发热量。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的闭式液压系统的示意性原理图；

图2是根据本发明的一种实施方式的闭式液压系统的其中一个闭式液压子系统的示意性原理图；

图3是根据本发明的另一种实施方式的闭式液压系统的其中一个闭式液压子系统的示意性原理图。

附图标记说明

100闭式液压子系统；    1变量泵；

2执行机构；            3补油回路；

4变量控制机构；        5接近开关；

61卸荷管路；           62开关阀；

41伺服缸；             42伺服阀；

43电磁换向阀；         44手动减压阀；

45电磁比例阀；         31补油泵；

32溢流阀；             7单向溢流阀；

8冲洗阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式提供了一种闭式液压系统的控制方法，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统100，每个闭式液压子系统100包括变量泵1、执行机构2和补油回路3，其中，所述控制方法包括：判断每个闭式液压子系统100是否处于工作状态，并使处于非工作状态的闭式液压子系统100的补油回路3卸荷。

通过上述技术方案，使处于非工作状态的闭式液压子系统100的补油回路3卸荷，从而能够大大降低整个闭式液压系统的不必要的功率损耗，并减少发热量。

可以采用各种适当的方式使补油回路3卸荷，例如，可以通过使补油回路3连通到油箱而使得所述补油回路3卸荷。优选地，所述补油回路3经过冷却器连通到油箱。从而可以利用冷却器对流回油箱的液压油进行冷却，进而对整个液压系统的液压油进行冷却。或者优选地，如图1所示，使补油回路3经过变量泵1的壳体卸油口连通到油箱，从而能够对变量泵1的壳体进行冲洗，从而使得变量泵1降温。

可以采用各种方式来判断闭式液压子系统100是否处于工作状态。例如，可以通过闭式液压子系统100中的执行机构2来判断，当执行机构2动作时，则闭式液压子系统100处于工作状态；当执行机构2不动作时，则闭式液压子系统100处于非工作状态，这种判断方式容易由于执行机构2处于静止的工作状态时而被误判断为非工作状态。因此优选地，通过所述闭式液压子系统100的变量泵1的变量控制机构4的操作位置来判断该闭式液压子系统100是否处于工作状态，这种判断方式比较准确。即，当变量控制机构4处于中位时，则闭式液压子系统100处于非工作状态；当变量控制机构4处于其他位置时，则闭式液压子系统100处于工作状态。例如，如图2所示，如果所述变量控制机构4为手动式变量控制机构，则可以通过接近开关5来确定该手动式变量控制机构的操作位置。如图3所示，如果所述变量控制机构4为电控式变量控制机构，则可以通过该电控式变量控制机构发出的电信号来确定该变量控制机构的操作位置。

优选地，当所述闭式液压子系统100由工作状态转变至非工作状态时，延迟预定时间后使该闭式液压子系统100的补油回路3卸荷，从而可以防止因补油回路3提前卸荷而导致执行机构2卸压，提高闭式液压子系统100的安全性；当所述闭式液压子系统100要由非工作状态转变至工作状态时，先提前预定时间使该闭式液压子系统100的补油回路3正常工作，再使该闭式液压子系统100转变至工作状态，从而在闭式液压子系统100转变至工作状态之前，预先建立压力，使得闭式液压子系统100顺利工作。

另一方面，如图1所示，本发明还提供了一种闭式液压系统，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统100，每个闭式液压子系统100包括变量泵1、执行机构2和补油回路3，其中，所述闭式液压系统还包括控制器，每个闭式液压子系统100的补油回路3旁接有卸荷油路，所述控制器判断每个闭式液压子系统100是否处于工作状态，并使处于工作状态的闭式液压子系统100的补油回路3的卸荷油路截止，使处于非工作状态的闭式液压子系统100的补油回路3的卸荷油路导通。

所述卸荷油路可以为各种适当的形式，例如如图1所示，所述卸荷油路包括将所述补油回路3连通到油箱的卸荷管路61和串接在该卸荷管路61上的开关阀62，该开关阀62与所述控制器连接。从而控制器可以通过控制所述开关阀62来使所述卸荷油路导通或截止。

所述开关阀62可以为各种适当的形式，例如可以为电磁阀(例如电磁换向阀)，从而可以通过控制器进行电控。

优选地，所述卸荷管路61上还串接有冷却器(图中未示出，该冷却器可以为整个闭式液压系统共用的冷却器)，以使得所述补油回路3经过冷却器连通到油箱，从而可以利用冷却器对流回油箱的液压油进行冷却，进而对整个液压系统的液压油进行冷却。或者优选地，如图1所示，所述卸荷管路61与变量泵的壳体卸油口连通，以使得补油回路3经过变量泵1的壳体卸油口连通到油箱，从而能够对变量泵1的壳体进行冲洗，从而使得变量泵1降温。

如上文所述，优选地，所述控制器通过所述闭式液压子系统100的变量泵1的变量控制机构4的操作位置来判断该闭式液压子系统100是否处于工作状态。即，当变量控制机构4处于中位时，则闭式液压子系统100处于非工作状态；当变量控制机构4处于其他位置时，则闭式液压子系统100处于工作状态。

例如，如图2所示，所述变量控制机构4为手动式变量控制机构，所述闭式液压系统还包括接近开关5，该接近开关5检测所述手动式变量控制机构的操作位置，并将代表该操作位置的信号发送给所述控制器。例如在图2所示的更具体的实施例中，变量控制机构4可以包括伺服缸41、伺服阀42、电磁换向阀43和手动减压阀44。通过操作手动减压阀44的手柄可以控制变量泵1的排量和转动方向。行程开关5与手动减压阀44的手柄连接，当手柄处于中位时，行程开关5断开，控制器控制开关阀62导通，使卸荷回路导通；当手柄处于其他位置时，行程开关5闭合，控制器控制开关阀62截止，使卸荷回路截止。

如图3所示，如果所述变量控制机构4为电控式变量控制机构，则可以通过该电控式变量控制机构发出的电信号来确定该变量控制机构的操作位置。例如在图3所示的更具体的实施例中，变量控制机构4可以包括伺服缸41和电磁比例阀45，通过控制电磁比例阀45的两个比例电磁铁的得电或失电以及电流的大小可以控制变量泵1的转动方向和排量。操作人员通过控制比例电磁铁的开关(旋钮或电器操作手柄)来向控制器发送代表操作位置的电信号，控制器接收该电信号并将该电信号发送给电磁比例阀45，并且当该电信号为代表电磁比例阀45处于中位的信号时，控制器控制开关阀62导通，使卸荷回路导通；当手该电信号代表电磁比例阀45处于其他位置的信号时，控制器控制开关阀62截止，使卸荷回路截止。

图2和图3中仅显示了其中一个闭式液压子系统100(尤其是变量控制机构4)的原理图，其他闭式液压子系统100也类似，不再赘述。

优选地，当所述控制器判断所述闭式液压子系统100由工作状态转变至非工作状态时，延迟预定时间后使该闭式液压子系统100的补油回路3卸荷(例如，先向电磁比例阀45发送代表工作位置的信号，延迟预定时间后再向开关阀62发送信号使开关阀62导通)，从而可以防止因补油回路3提前卸荷而导致执行机构2卸压，提高闭式液压子系统100的安全性；当所述控制器判断所述闭式液压子系统100要由非工作状态转变至工作状态时，先提前预定时间使该闭式液压子系统100的补油回路3正常工作，再使该闭式液压子系统100转变至工作状态(例如，先向开关阀62发送信号使开关阀62截止，延迟预定时间后再向电磁比例阀45发送代表工作位置的信号)，从而在闭式液压子系统100转变至工作状态之前，预先建立压力，使得闭式液压子系统100顺利工作。

闭式液压子系统100中的变量泵1、执行机构2和补油回路3的具体连接关系为本领域所公知，因此不再详细说明。例如，如图1至图3所示，补油回路3通常包括串接的补油泵31和溢流阀32。变量泵1的高压油路和低压油路之间通常串接有两个单向溢流阀7，补油泵31通常连接至两个单向溢流阀7之间的管路上，从而为变量泵1的低压油路补充液压油。闭式液压子系统100的执行机构2上通常还连接有冲洗阀8，以置换一部分热油回油箱冷却。在图1至图3中，执行机构2显示为液压马达，但是执行机构2也可以为液压缸等。

图1中示意性显示的是一种塔式起重机的主要机构的液压系统简图，该闭式液压系统包括四个闭式液压子系统100，其中从左往右看，第一个和第二个闭式液压子系统100用于控制塔式起重机的起升动作，第三个闭式液压子系统100用于控制塔式起重机的变幅动作，第四个闭式液压子系统100用于控制塔式起重机的回转动作。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (18)

1.一种闭式液压系统的控制方法，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统(100)，每个闭式液压子系统(100)包括变量泵(1)、执行机构(2)和补油回路(3)，其特征在于，所述控制方法包括：判断每个闭式液压子系统(100)是否处于工作状态，并使处于非工作状态的闭式液压子系统(100)的补油回路(3)卸荷。

2.根据权利要求1所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，通过使处于非工作状态的闭式液压子系统(100)的所述补油回路(3)连通到油箱进行卸荷。

3.根据权利要求2所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，所述补油回路(3)经过冷却器连通到油箱。

4.根据权利要求2所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，所述补油回路(3)经过所述变量泵(1)的壳体卸油口连通到油箱。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，通过所述闭式液压子系统(100)的变量泵(1)的变量控制机构(4)的操作位置来判断该闭式液压子系统(100)是否处于工作状态。

6.根据权利要求5所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，所述变量控制机构(4)为手动式变量控制机构，通过接近开关(5)来确定该手动式变量控制机构的操作位置。

7.根据权利要求5所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，所述变量控制机构(4)为电控式变量控制机构，通过该电控式变量控制机构发出的电信号来确定该变量控制机构的操作位置。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，当所述闭式液压子系统(100)由工作状态转变至非工作状态时，延迟预定时间后使该闭式液压子系统(100)的补油回路(3)卸荷。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的闭式液压系统的控制方法，其特征在于，当所述闭式液压子系统(100)要由非工作状态转变至工作状态时，先提前预定时间使该闭式液压子系统(100)的补油回路(3)正常工作，再使该闭式液压子系统(100)转变至工作状态。

10.一种闭式液压系统，该闭式液压系统包括由相同的驱动源驱动的多个闭式液压子系统(100)，每个闭式液压子系统(100)包括变量泵(1)、执行机构(2)和补油回路(3)，其特征在于，所述闭式液压系统还包括控制器，每个闭式液压子系统(100)的补油回路(3)旁接有卸荷油路，所述控制器判断每个闭式液压子系统(100)是否处于工作状态，并使处于工作状态的闭式液压子系统(100)的补油回路(3)的卸荷油路截止，使处于非工作状态的闭式液压子系统(100)的补油回路(3)的卸荷油路导通。

11.根据权利要求10所述的闭式液压系统，其特征在于，所述卸荷油路包括将所述补油回路(3)连通到油箱的卸荷管路(61)和串接在该卸荷管路(61)上的开关阀(62)，该开关阀(62)与所述控制器连接。

12.根据权利要求11所述的闭式液压系统，其特征在于，所述卸荷管路(61)上还串接有冷却器。

13.根据权利要求11所述的闭式液压系统，其特征在于，所述卸荷管路(61)与所述变量泵(1)的壳体卸油口连通。

14.根据权利要求10至13中任意一项所述的闭式液压系统，其特征在于，所述控制器通过所述闭式液压子系统(100)的变量泵(1)的变量控制机构(4)的操作位置来判断该闭式液压子系统(100)是否处于工作状态。

15.根据权利要求14所述的闭式液压系统，其特征在于，所述变量控制机构(4)为手动式变量控制机构，所述闭式液压系统还包括接近开关(5)，该接近开关(5)检测所述手动式变量控制机构的操作位置，并将代表该操作位置的信号发送给所述控制器。

16.根据权利要求14所述的闭式液压系统，其特征在于，所述变量控制机构(4)为电控式变量控制机构，该电控式变量控制机构将代表所述操作位置的电信号发送给所述控制器。

17.根据权利要求10至13中任意一项所述的闭式液压系统，其特征在于，当所述控制器判断所述闭式液压子系统(100)由工作状态转变至非工作状态时，延迟预定时间后使该闭式液压子系统(100)的补油回路(3)卸荷。

18.根据权利要求10至13中任意一项所述的闭式液压系统，其特征在于，当所述控制器判断所述闭式液压子系统(100)要由非工作状态转变至工作状态时，先提前预定时间使该闭式液压子系统(100)的补油回路(3)正常工作，再使该闭式液压子系统(100)转变至工作状态。

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