CN102502408A - 液压起重机变幅反弹缺陷控制系统以及汽车起重机 - Google Patents

Abstract

液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，包括第一工作油路(A1)和连接于变幅液压油缸的有杆腔(3)的第二工作油路(B1)，第一工作油路经由平衡阀连接于无杆腔(2)，其中，所述平衡阀为具有电控阀的电液平衡阀(1)，所述电控阀设置在电液平衡阀的液控油路(C1)上并控制其导通和切断，该液控油路连接于外部控制油路或控制油源。此外，本发明还提供一种汽车起重机。本发明使得变幅用平衡阀的开启与关闭不再受变幅控制回路的压力影响，而是直接采用电气控制，其能够任意改变平衡阀与主阀开启与关闭的时序关系，从而有效地消除液压起重机变幅控制系统本身的缺陷所造成的变幅反弹缺陷。本发明结构简单，其能够普遍适用于液压起重机。

Description

液压起重机变幅反弹缺陷控制系统以及汽车起重机

技术领域

本发明涉及液压起重机变幅控制系统，具体地，涉及一种液压起重机变幅反弹缺陷控制系统。此外，本发明还涉及一种具有所述液压起重机变幅反弹缺陷控制系统的汽车起重机。

背景技术

起重机的幅度是指起重机的回转中心垂线到起重吊钩中心垂线的水平距离。起重机在工作过程中经常性地需要改变工作幅度，以能够扩大作业范围，适应各种起吊工况。液压起重机(例如汽车起重机)的变幅主要采用液压变幅形式，即采用变幅液压油缸作为变幅工作机构，而变幅液压油缸则需要相应的变幅控制系统进行控制。

液压起重机所采用的液压变幅形式具有结构紧凑、操纵轻便、运转平稳和工作安全可靠等优点，但是在其变幅过程中，一个普遍的缺陷是变幅反弹现象，所谓变幅反弹，即液压起重机变幅下降动作即将停止时，吊臂幅度会自动向上反弹，从而使得变幅操作不够精确。

众所周知地，液压起重机的变幅控制系统包括由油源、组合操纵阀、平衡阀等组成的变幅控制回路，通过该变幅控制回路将液压油供应到作为变幅执行机构的变幅液压油缸。其中组合操纵阀(即主阀)的操作方式一般分为电控式、手动式以及液控式，其主要用于控制主油路的切换，使得变幅液压油缸实现伸缩运动。现有的液压起重机，尤其是汽车起重机已经广泛采用电控方式操作主阀，主阀的打开与关闭通过控制器(优选可编程序控制器)实现，主阀可以优选地完全由可编程序控制器控制。

图1显示现有技术的液压起重机变幅控制系统的平衡阀部分的液压原理图，这是现有液压起重机广泛采用的一种平衡阀形式，例如美国专利US6,098,647所公开的液压油缸控制回路。如图1所示，该变幅控制系统采用的平衡阀为液控式平衡阀YZ，其中A1、B1为第一和第二工作油路，A、B为工作油口，X为液控接口，工作油源(一般为液压泵)供应的液压油通过组合操作阀的换向控制供应到第一和第二工作油路A1、B1中的一个，第一工作油路A1经由液控式平衡阀YZ连接于无杆腔2，第二工作油路B1则连接于有杆腔3，通过主阀的换向控制使得第一工作油路A1进油时，第二工作油路B1回油，或者第二工作油路B1进油时，第一工作油路A1回油，从而实现变幅油缸的伸缩操作。也就是说，变幅下降动作时，液压油从有杆腔3流进，无杆腔2流出；反之，变幅上升动作时，液压油从无杆腔2流进，有杆腔3流出。其中，液控式平衡阀作为平衡阀的一种，其作用是公知的，主要用于防止工作油路A1的回油速度过快，起到限速作用，同时在停止供油时实现自锁。

从图1中可以看出，液控式平衡阀YZ与主阀采用共用模式，即液控接口X直接连接于工作油路B1，这样，在变幅下降操作过程中，图中液控式平衡阀的打开依赖于工作油路B1的压力，即当主阀关闭而工作油路B1没有压力以后，液控接口X肯定没有压力，液控式平衡阀YZ不能被打开。例如，就主阀采用可编程序控制器进行电控控制的变幅控制系统而言，当可编程控制器检测到操作手柄的动作后，主阀打开，工作油路B1建立压力，图中的液控接口X才会有压力，液控式平衡阀YZ也随之打开，从而实现变幅下降动作，当变幅下降到要求的幅度时，操作手柄回到初始位置后，主阀关闭，工作油路B1的压力减小到一定值，由于液控式平衡阀关闭的压力值一般高于此时工作油路B1口的压力(例如平衡阀开启与关闭压力为19MP，而主阀开启与关闭压力为18MP)，液控式平衡阀已先于主阀关闭，也就是说，在该现有技术的变幅控制系统中，液控式平衡阀打开或关闭的压力均取决于工作油路B1的压力，由于主阀液控式平衡阀开启关闭压力与主阀不同，液控式平衡阀的关闭相对于主阀来说关闭要早。液控式平衡阀关闭后，由于液压油泵继续通过正处于关闭过程中的主阀将有杆腔和无杆腔内的液压油压缩，当主阀回中位后，变幅油缸的有杆腔内被压缩的液压油将通过主阀的中位回到油箱中(实际应用中，液压起重机的主阀中位多数会使得有杆腔与油箱连通以防止管路积油，例如美国专利US6,098,647)，因此有杆腔内的压力迅速降低，而无杆腔内被压缩的液压油则会释放压力，推动活塞杆小幅向上移动，从而变幅会出现反弹现象，造成了上述变幅反弹缺陷。

变幅下降后自动反弹，反弹距离明显时有1-5cm，有时距离甚至更远，该反弹距离取决于系统压力，压力越大液压油压缩量越大，反弹的距离也就越大。

有鉴于现有液压起重机(例如汽车起重机)多数存在上述变幅反弹的缺陷，需要对变幅控制系统中的平衡阀部分进行改进，以提供一种变幅反弹缺陷控制系统，使之能够有效地应用于液压起重机的变幅控制回路中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，该液压起重机变幅反弹缺陷控制系统能够有效地消除液压起重机的变幅反弹缺陷。

此外，本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种汽车起重机，该汽车起重机的变幅控制系统能够有效地学校出起重机的变幅反弹缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，包括第一工作油路和连接于变幅液压油缸的有杆腔的第二工作油路，该第一工作油路经由平衡阀连接于所述变幅液压油缸的无杆腔，其中，所述平衡阀为具有电控阀的电液平衡阀，所述电控阀设置在所述电液平衡阀的液控油路上并控制该液控油路的导通和切断，所述液控油路连接于液压起重机变幅控制回路之外的控制油路或控制油源。

优选地，所述电控阀为电液比例压力阀、电磁换向阀、电磁开关阀或电磁比例方向控制阀。

优选地，所述液控油路上还设有滤油器和阻尼阀。

具体选择地，所述第一工作油路在所述变幅液压油缸与所述电液平衡阀之间经由定差溢流阀与油箱连通。

具体选择地，所述液控油路经由阻尼阀和单向阀与油箱连通。

具体选择地，所述第一工作油路在所述变幅液压油缸与所述电液平衡阀之间经由单向阻尼阀与所述电液平衡阀的平衡阀单元的弹簧腔连通。

优选地，所述电液平衡阀包括阀体，该阀体上设有至少两个工作油口以及液控接口，所述电控阀设置在该电液平衡阀的阀体内部。

在上述液压起重机变幅反弹缺陷控制系统的基础上，本发明还提供一种汽车起重机，其中，该汽车起重机具有本发明上述技术方案所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统。

通过上述技术方案，在本发明的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统中，电液平衡阀的打开与关闭都直接由电控阀(优选比例电磁阀)控制，同时对相应的液压油路连接关系进行改变，这种电控方式使得电液平衡阀的打开、关闭可以通过控制器，例如可编程控制器控制，使得平衡阀和主阀的同步操作成为可能，使得用于变幅控制用平衡阀的开启与关闭不再受变幅控制回路的压力影响，而是直接采用电气控制，其能够任意改变平衡阀与液压系统主阀开启与关闭的时序关系，从而有效地消除液压起重机变幅控制系统本身的缺陷所造成的变幅反弹缺陷。本发明结构简单，能够普遍适用于液压起重机，例如汽车起重机，具有良好的技术应用价值。

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

下列附图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，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的液压起重机变幅控制系统的平衡阀部分的液压原理图。

图2是本发明具体实施方式的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统的液压原理图。

附图标记说明：

1 电液平衡阀；            2 无杆腔；

3 有杆腔；                4 电磁比例压力阀；

5 单向阻尼阀；            6 定差减压阀；

7 平衡阀单元              A、B 工作油口；

A1 第一工作油路；         B1 第二工作油路；

C1 液控油路；             X 液控接口；

YZ 液控式平衡阀。

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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明，本发明的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统属于液压领域，对于该领域的技术人员而言，其实质性技术构思在于液压连接关系，例如图2所示的液压原理图中所示的连接关系以及相关的阀门功能，而并不在于其具体的机械结构。当然，本领域技术人员在知悉本发明的技术构思之后，也可以将本发明的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统的阀门，例如下述的电液平衡阀制造成独立的产品，进而连接到液压起重机的变幅控制回路中，从而起到本发明的变幅反弹缺陷控制系统的功能，这同样属于本发明的保护范围。

图2显示本发明优选实施方式的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统的液压原理图。

参见图2所示，本发明的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统包括第一工作油路A1和第二工作油路B1，其中第一工作油路A1经由平衡阀连接于变幅液压油缸的无杆腔2，第二工作油路B1连接于变幅液压油缸的有杆腔3。

上述液压连接关系是液压起重机变幅控制系统的公知连接结构，但是，与现有技术不同的是，如图2所示，上述平衡阀为电液平衡阀，该电液平衡阀连接有液控油路C1，该液控油路设有电液平衡阀中的电磁比例压力阀4(本领域技术人员也称为“电液比例阀”或“比例电磁阀”等)，并且该液控油路连接于液压起重机变幅控制回路外部的控制油路或控制油源。

在此需要说明的是，对于本领域技术人员而言，无论是常规平衡阀、液控式平衡阀，还是电控式平衡阀，其主要作用在于实现限速自锁功能，因此公知地各种平衡阀均包含平衡阀基本模块，即图2中标示的平衡阀单元7，其一般是由单向阀和外控顺序阀并联而成，其中外控顺序阀的外控接口用于连接外控油路，这属于液压领域的常规结构。相应地，液控式平衡阀、电控式平衡阀，主要是在平衡阀基本模块的基础上增加各自独特的控制结构，因此，就本发明的上述电液平衡阀而言，无论是否提及，上述平衡阀基本模块，即平衡阀单元7均是公知存在的，其不应影响本发明的保护范围。

通过上述基本技术方案可以看出，本发明的变幅反弹缺陷控制系统在变幅液压回路中采用独特的电液平衡阀，该电液平衡阀的打开关闭不再纯粹采用压力控制，而是在其液控油路C1上设置电磁比例压力阀4，并且液控油路C1连接于外部控制油源，而不再连接于第二工作油路B1，因此通过电磁比例压力阀(即本领域技术人员所称的“比例电磁阀”)控制液控油路C1的通断，即采用电控方式实现液控油路C1的通断，从而能够将该电磁比例压力阀通过线路连接于控制器，例如可编程控制器，通过程序控制使平衡阀和主阀同时关闭，从而基本消除变幅反弹现象。

也就是说，本发明的电液平衡阀的开启与关闭不受液压系统压力影响，完全由电磁力驱动。具体分析如下，参见图2所示，图中平衡阀与主阀采用分开模式，图中液控接口X的打开不依赖于第二工作油路B1的压力，即当主阀关闭，第二工作油路B1没有压力以后，液控接口X连接于液压系统的其它控制油路或控制油源，平衡阀依然能被打开。与图1所示的现有技术的共用模式相比，本发明的电液平衡阀的开启关闭与主阀的开启关闭并不存在相互关联的关系，这为主阀的开启关闭和平衡阀的开启关闭的时序调整提供了很大的自由度，并且由于采取电液结合方式，因此可以根据需要，例如通过可编程控制器，将变幅平衡阀的关闭时间调整到几乎与主阀同时关闭，因此，变幅平衡阀关闭相对于主阀来说几乎同时关闭。因此，其与现有技术不同，液压油无法继续通过主阀将有杆腔和无杆腔内的液压油压缩，当主阀回中位后，变幅油缸的有杆腔内基本没有被压缩的液压油通过主阀的中位回到液压油箱，因此变幅反弹的现象几乎不会出现。

在此需要说明的是，在上述技术方案中，本发明采用电液比例压力阀4(即比例电磁阀)来控制液控油路C1的通断，但本发明显然可以通过其它电控阀来代替该比例电磁阀，只要能够实现采用电控方式控制液控油路C1的通断即可，例如电磁换向阀、电磁开关阀、电磁比例方向控制阀等。但是，在此需要说明的是，采用电液比例压力阀4属于本发明的优选实施方式，其优点在于，电液比例压力阀4的控制电流大大小与液控油路压力能够实现比例控制，因此在通过可编程序控制器进行控制时，能够更精确地使得液控油路的压力，从而使得电液平衡阀的工作更加可靠。而采用其它电控阀控制液控油路C1的通断时，则需要外部控制油源或控制油路的压力能够实现平衡阀单元7的开启和关闭，即对外部控制油源或控制油路具有相应的压力要求。但是，显然地，本发明的电液平衡阀并不限于采用上述比例电磁阀(即电液比例压力阀)的形式，其可以采取多种电控阀进行控制，只要能够将电控阀连接于控制器以实时控制液控油路C1的通断即可。

在上述基本技术方案的基础上，如图2所示，液控油路C1上还设有滤油器和阻尼阀。其中滤油器主要用于过滤液控油中可能存在的杂质，防止其进入电液平衡阀内而损坏阀门；阻尼阀主要用于防止液控油路的压力变化过快，防止对系统造成冲击。

此外，作为平衡阀的一些具体选择方案，所述第一工作油路A1在所述变幅液压油缸与所述电液平衡阀之间经由定差溢流阀6与油箱连通，这主要是起到变幅过程中无杆腔2压力过大的溢流回油作用。所述液控油路C1经由阻尼阀和单向阀与油箱连通，这主要是防止液控油路C1的压力过大进行回油。此外，所述第一工作油路A1在所述变幅液压油缸与所述电液平衡阀之间经由单向阻尼阀5与所述电液平衡阀的平衡阀单元7的弹簧腔连通，这主要用于改善平衡阀单元7操作的轻便性，使得电液平衡阀的开启关闭更加灵活，从而可以不使用弹性系数较大的复位弹簧。当然，对于本领域技术人员来说，其不一定采用上述的溢流措施，而可以采用公知的其它形式，但是这些公知变型均不能脱离本发明的保护范围。

在上述技术构思范围内，本领域技术人员完全可以想到利用本发明的技术构思，而将本发明的电液平衡阀制造成独立的产品，进而将该构成为独立产品的电液平衡阀连接到液压起重机的液压变幅控制回路中，例如汽车起重机的液压变幅控制回路中，从而构成本发明的变幅反弹缺陷控制系统。因此，作为一种优选技术方案，所述电液平衡阀包括阀体，该阀体上设有至少两个工作油口A、B以及液控接口X，所述电控阀设置在该电液平衡阀的阀体内部。

在本发明的上述液压起重机变幅反弹缺陷控制系统的基础上，本发明提供一种汽车起重机，该汽车起重机具有上述液压起重机变幅反弹缺陷控制系统。具体地，该汽车起重机的液压变幅控制回路中连接有上述液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，也就是将本发明的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统连接在组合操纵阀与变幅液压缸之间，其中图2所示的工作油路A1和B1实际就是液压变幅控制回路的两个工作油路的一部分，其需要继续连接到组合操纵阀以及液压泵等，从而使得汽车起重机的液压变幅控制回路能够消除变幅反弹的缺陷。

由上描述可以看出，在本发明的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统中，电液平衡阀的打开与关闭都直接由电控阀(优选比例电磁阀)控制，同时对相应的液压油路连接关系进行改变，这种电控方式使得电液平衡阀的打开、关闭可以通过控制器(例如可编程控制器)控制，使得平衡阀和主阀(即组合操纵阀)的同步操作成为可能，例如，当操作手柄回到初始位置后，使用可编程控制器同时关闭主阀和平衡阀，就可以避免上述变幅反弹现象。因此，本发明将变幅平衡阀由压力控制改为由电气控制，同时对液压油路进行针对性地改进，使得变幅平衡阀的开启与关闭不再受变幅控制回路的压力影响，而是直接采用电气控制，其能够任意改变平衡阀与液压系统主阀开启与关闭的时序关系，从而有效地消除液压起重机变幅控制系统本身的缺陷所造成的对变幅反弹缺陷。本发明结构简单，能够普遍适用于液压起重机，例如汽车起重机，具有良好的技术应用价值。

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。例如，可以将图2中单向阻尼阀5取消也是可以的，但是此时需要改变平衡阀单元7的弹簧的弹性系数。

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 (8)

1.一种液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，包括第一工作油路(A1)和连接于变幅液压油缸的有杆腔(3)的第二工作油路(B1)，该第一工作油路(A1)经由平衡阀连接于所述变幅液压油缸的无杆腔(2)，其中，所述平衡阀为具有电控阀的电液平衡阀(1)，所述电控阀设置在所述电液平衡阀的液控油路(C1)上并控制该液控油路的导通和切断，所述液控油路连接于液压起重机变幅控制回路之外的控制油路或控制油源。

2.根据权利要求1所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，其中，所述电控阀为电液比例压力阀(4)、电磁换向阀、电磁开关阀或电磁比例方向控制阀。

3.根据权利要求1所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，其中，所述液控油路(C1)上还设有滤油器和阻尼阀。

4.根据权利要求1所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，其中，所述第一工作油路(A1)在所述变幅液压油缸与所述电液平衡阀之间经由定差溢流阀(6)与油箱连通。

5.根据权利要求1所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，其中，所述液控油路(C1)经由阻尼阀和单向阀与油箱连通。

6.根据权利要求1所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，其中，所述第一工作油路(A1)在所述变幅液压油缸与所述电液平衡阀之间经由单向阻尼阀(5)与所述电液平衡阀的平衡阀单元(7)的弹簧腔连通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统，其中，所述电液平衡阀包括阀体，该阀体上设有至少两个工作油口(A、B)以及液控接口(X)，所述电控阀设置在该电液平衡阀的阀体内部。

8.汽车起重机，其中，该汽车起重机具有根据权利要求1至7中任一项所述的液压起重机变幅反弹缺陷控制系统。

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