CN102991571B - 液压控制回路、液压控制系统及液压控制阀组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压控制回路，该液压控制回路包括执行机构（2）、换向阀（11）、泵和油箱（4），执行机构（2）的两条工作油路分别与换向阀（11）的两个工作油口连接，换向阀（11）的压力油口和回油口分别与泵和油箱（4）连接，该液压控制回路还包括比例节流阀（12），该比例节流阀（12）串接在换向阀（11）的回油口与油箱（4）之间的连接油路上。还公开了一种包括多个相互并联的上述液压控制回路的液压控制系统。还公开了一种相应的液压控制阀组。由于比例节流阀串接在换向阀的回油油路上，因此在换向阀突然换向时，在该比例节流阀的节流作用下不会突然卸压，避免了在突然换向瞬间执行机构动作失控而导致系统不稳定的现象。

Description

液压控制回路、液压控制系统及液压控制阀组

技术领域

本发明涉及液压控制领域，尤其涉及车辆转向的液压控制领域，具体地，涉及一种液压控制回路、一种液压控制系统及一种液压控制阀组。

背景技术

如图1所示，现有的液压控制回路通常包括执行机构2、换向阀11（例如为三位四通电磁换向阀）、泵和油箱（图中未示出），所述执行机构2的两条工作油路分别与所述换向阀11的两个工作油口11A、11B连接，所述换向阀11的压力油口11P和回油口11T分别与所述泵和所述油箱连接。执行机构2可以用于驱动各种机构动作。例如在如图1所示的示例中，执行机构2为用于驱动车辆的转向桥转动的转向液压缸，通过换向阀11的切换来控制车辆的转向桥的转向方向。例如，当换向阀11处于左位时，转向桥右转；当换向阀11切换到右位时，转向桥左转；当换向阀11切换到中位时，转向桥不转向。通常在换向阀11的压力油口11P与泵连通的工作油路上串接有比例节流阀，通过调节该比例节流阀的开度来控制该工作油路的液压油流量，从而控制转向桥的转向速度。

目前的液压控制回路在有些工况下存在系统不稳定的现象。例如，换向阀11控制车辆的转向桥朝某个方向转向，然后突然换向时，转向桥往回转向的幅度往往较大，速度过快，极易引起控制系统的振荡，严重影响系统稳定。转向桥的转向速度由流经执行机构2的流量控制，而影响流量的因素包括系统压力和比例节流阀的开度。在系统压力稳定的情况下，可以通过调节比例节流阀的开度来控制流经执行机构的流量，进而控制转向桥的转向速度。如果系统压力急剧变化，则会导致很难通过调节比例节流阀的开度来控制转向速度，从而出现转向速度失控的现象。更具体地说，例如在如图1所示的用于驱动车辆的转向桥的液压控制回路中，换向阀11先处于左位（交叉位），工作油口11B为高压，此时转向桥右转；转向结束，换向阀11处于中位（关闭位），此时工作油口11B仍为高压，其高压产生的力和轮胎（结构件）变形相平衡；此时若要左转，即换向阀11切换到右位（平行位），则工作油口11B的高压油连接到回油口11T并与油箱连通，突然卸压，系统压力急剧变化，此时转向桥带动轮胎将瞬间快速往回转向，该往回转向的速度无法控制，造成液压控制系统振荡。对于整车载荷较大的工程车辆，由于转向时地面和轮胎之间的摩擦力较大，致使轮胎变形量较大（尤其是轮胎气压不足时），因此该问题尤为严重。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种比较稳定的液压控制回路。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种液压控制回路，该液压控制回路包括执行机构、换向阀、泵和油箱，所述执行机构的两条工作油路分别与所述换向阀的两个工作油口连接，所述换向阀的压力油口和回油口分别与所述泵和所述油箱连接，其中，该液压控制回路还包括比例节流阀，该比例节流阀串接在所述换向阀的回油口与所述油箱之间的连接油路上。

优选地，该液压控制回路还包括用于控制所述比例节流阀的入口与出口之间的压差的压力补偿阀。

优选地，所述压力补偿阀为定差减压阀，该定差减压阀串接在所述比例节流阀的入口与所述换向阀的回油口之间的连接油路上，所述定差减压阀的弹簧端控制口与所述比例节流阀的出口油路连通，所述定差减压阀的非弹簧端控制口与所述比例节流阀的入口油路连通。

优选地，该液压控制回路还包括单向阀，该单向阀串接于所述换向阀的压力油口与所述泵之间的连接油路上，允许液压油从所述泵单向流通至所述换向阀的压力油口。

优选地，所述执行机构为车辆的转向桥的转向液压缸。

另一方面，本发明还提供了一种液压控制系统，其中，该液压控制系统包括多个相互并联的如上文所述的液压控制回路。

优选地，多个所述液压控制回路共用一个泵。

优选地，所述泵为恒压泵。

优选地，所述泵为负载敏感泵。

优选地，该液压控制系统还包括低压采集单元，该低压采集单元采集所述多个所述液压控制回路中的压力补偿阀的入口与所述换向阀的回油口之间的连接油路的压力，并将多个该连接油路中的最低压力反馈至所述负载敏感泵的负载反馈控制口。

优选地，所述低压采集单元包括低压优先梭阀或低压优先梭阀组，该低压优先梭阀或低压优先梭阀组的入口分别与所述多个所述液压控制回路的压力补偿阀的入口与所述换向阀的回油口之间的连接油路连接，该低压优先梭阀或低压优先梭阀组的出口与所述负载敏感泵的负载反馈控制口连接。

优选地，多个所述液压控制回路的执行机构分别为多桥车辆的各转向桥的转向液压缸。

还另一方面，本发明提供了一种液压控制阀组，其中，该液压控制阀组具有压力油口、回油口和两个工作油口，并且该液压控制阀组包括换向阀和比例节流阀，所述换向阀的两个工作油口分别与所述液压控制阀组的两个工作油口连接，所述换向阀的压力油口与所述液压控制阀组的压力油口连接，所述比例节流阀的入口与所述换向阀的回油口连接，所述比例节流阀的出口与所述液压控制阀组的回油口连接。

优选地，该液压控制阀组还包括用于控制所述比例节流阀的入口与出口之间的压差的压力补偿阀。

优选地，所述压力补偿阀为定差减压阀，该定差减压阀串接在所述比例节流阀的入口与所述换向阀的回油口之间的连接油路上，所述定差减压阀的弹簧端控制口与所述比例节流阀的出口与所述液压控制阀组的回油口之间的连接油路连通，所述定差减压阀的非弹簧端控制口与所述定差减压阀与所述比例节流阀的入口之间的连接油路连通。

优选地，该液压控制阀组还包括单向阀，该单向阀串接于所述换向阀的压力油口与所述液压控制阀组的压力油口之间的连接油路上，允许液压油从所述液压控制阀组的压力油口单向流通至所述换向阀的压力油口。

通过上述技术方案，由于在换向阀的回油口与油箱之间的连接油路上（也就是在换向阀的回油油路上）串接有比例节流阀，通过调节该比例节流阀的开度能够控制流经该连接油路的液压油流量，从而控制执行机构的动作速度。此外，由于该比例节流阀串接在换向阀的回油油路上，因此在换向阀突然换向时，换向阀的工作油口的高压油不是直接与油箱连通，而是通过该比例节流阀流回油箱，从而在该比例节流阀的节流作用下不会突然卸压，避免了在突然换向瞬间执行机构动作失控而导致系统不稳定的现象。

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是现有的车辆的转向桥的液压控制回路的原理示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的液压控制回路的原理示意图；

图3是根据本发明的一种实施方式的液压控制系统的原理示意图；

图4是根据本发明的另一种实施方式的液压控制系统的原理示意图；

图5是根据本发明的一种实施方式的液压控制阀组的原理示意图。

附图标记说明

1      液压控制阀组；                   11         换向阀；

12     比例节流阀；                     13         定差减压阀；

14     单向阀；                         2          执行机构；

31     恒压泵；                         4          油箱；

5      低压优先梭阀；                   32         负载敏感泵。

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2所示，根据本发明的一种实施方式提供了一种液压控制回路，该液压控制回路包括执行机构2、换向阀11、泵和油箱4，所述执行机构2的两条工作油路分别与所述换向阀11的两个工作油口连接，所述换向阀11的压力油口和回油口分别与所述泵和所述油箱4连接，其中，该液压控制回路还包括比例节流阀12，该比例节流阀12串接在所述换向阀11的回油口与所述油箱4之间的连接油路上。

通过上述技术方案，由于在换向阀11的回油口与油箱4之间的连接油路上（也就是在换向阀11的回油油路上）串接有比例节流阀12，通过调节该比例节流阀12的开度能够控制流经该连接油路的液压油流量，从而控制执行机构2的动作速度。此外，由于该比例节流阀12串接在换向阀11的回油油路上，因此在换向阀11突然换向时，换向阀11的工作油口的高压油不是直接与油箱4连通，而是通过该比例节流阀12流回油箱4，从而在比例节流阀12的节流作用下不会突然卸压，避免了在突然换向瞬间执行机构2动作失控而导致系统不稳定的现象。

流经比例节流阀12的液压油流量除了与比例节流阀12的开度有关之外，还与比例节流阀12的入口和出口之间的压差有关系。由于在工作过程中，液压控制回路的执行机构2的负载可能会发生变化，从而导致比例节流阀12的入口和出口之间的压差发生变化，因此在这种情况下，仅通过调节比例节流阀12的开度无法准确地控制流经比例节流阀12的液压油流量，也就无法准确地控制执行机构2的动作速度。因此优选地，该液压控制回路还包括用于控制所述比例节流阀12的入口与出口之间的压差的压力补偿阀。通过该压力补偿阀能够使得比例节流阀12的入口与出口之间的压差保持恒定，从而仅通过调节比例节流阀12的开度便能够准确地控制流经比例节流阀12的液压油流量，从而准确地控制执行机构2的动作速度。

上述压力补偿阀可以是本领域公知的各种压力补偿阀或阀组，只要能够使得比例节流阀12的入口与出口之间的压差保持恒定即可。例如在如图2所示的实施方式中，所述压力补偿阀为定差减压阀13，该定差减压阀13串接在所述比例节流阀12的入口与所述换向阀11的回油口之间的连接油路上，所述定差减压阀13的弹簧端控制口与所述比例节流阀12的出口油路连通，所述定差减压阀13的非弹簧端控制口与与所述比例节流阀12的入口油路连通。通过该定差减压阀13，能够使得比例节流阀12的入口与出口之间的压差保持与该定差减压阀13的弹簧的预设压力相当。

更优选地，如图2所示，该液压控制回路还包括单向阀14，该单向阀14串接于所述换向阀11的压力油口与所述泵之间的连接油路上，允许液压油从所述泵单向流通至所述换向阀11的压力油口。该单向阀14能够防止液压油倒吸至泵中。

上述液压控制回路可以应用于各种场合。例如在如图2所示的实施方式中，该液压控制回路应用于车辆的转向液压控制系统，执行机构2为车辆的转向桥的转向液压缸。当然，该执行机构2也可以为液压马达等。

在如图2所示的实施方式中，比例节流阀12为电磁比例节流阀，当然也可以为液控、手动控制等其他方式控制的比例节流阀。在如图2所示的实施方式中，换向阀11为三位四通电磁换向阀，当然可以根据需要采用其他类型的换向阀。

上述液压控制回路中的换向阀11、比例节流阀12、压力补偿阀、单向阀14中的任意两者或更多者可以集成在一个阀组中，从而便于液压控制回路的连接和部件管理。

另一方面，如图3所示，本发明还提供了液压控制系统，该液压控制系统包括多个（如图3所示为三个）相互并联的如上文所述的液压控制回路。该多个液压控制回路可以共用一个泵。在如图3所示的实施方式中，该泵为恒压泵31，从而能够为液压控制系统提供恒定压力。该恒压泵可以采用本领域公知的各种恒压泵的形式，通常通过该恒压泵的压力控制阀来设定该恒压泵提供的压力。

在上述液压控制系统中，恒压泵的提供的压力通常设定为各个液压控制回路中执行机构2的最大负载加上比例节流阀12的入口与出口之间的压差，再加上一定的系统压力损失。流经执行机构2的液压油的压力由该执行机构承受的负载决定，而恒压泵提供的压力为定值，随着负载的变化，比例节流阀12的入口与出口之间的压差随之变化。由于泵的输出压力为一定值，为满足各执行机构2最大负载情况下系统能正常工作，一般设置压力较高。但是正常的工作过程中，往往执行机构2负载的变化范围很大，而且大多数情况下都是在较小的负载下工作的，这样就有很大的压力损失在压力补偿阀（例如定差减压阀13）上。假设某情况下三个液压控制回路的压力补偿阀的压力损失分别为Δp31、Δp32、Δp33，再假设Δp31<Δp32<Δp33，那么系统压力还可以再降低Δp31，仍能保证各执行机构2的正常工作，换句话说，系统完全可以节省Δp31的压力损失。

因此，作为一种优选的实施方式，如图4所示，多个液压控制回路可以共用一个泵，并且该泵为负载敏感泵32，从而能够实时地根据需要（例如负载变化）来调节泵提供的压力，减少液压系统的压力损失。更优选地，该液压控制系统还包括低压采集单元，该低压采集单元采集所述多个所述液压控制回路中的压力补偿阀的入口与所述换向阀11的回油口之间的连接油路的压力，并将多个该连接油路中的最低压力反馈至所述负载敏感泵32的负载反馈控制口。从而负载敏感泵32响应于该最低压力而调节其提供的压力。也就是说，该液压控制系统能够根据各液压控制回路的执行机构2的负载的变化实时地调节负载敏感泵32提供的压力，使得该压力能够实时地满足各液压控制回路的执行机构2的负载的需要（即稍大于负载的压力），因此能够最大程度地减少整个液压控制系统的压力损失，具体地，最大程度地降低各压力补偿阀的压力损耗，达到节能效果。

低压采集单元可以采用各种适当的形式来实现，例如如图4所示，该低压采集单元包括低压优先梭阀或低压优先梭阀组5，该低压优先梭阀或低压优先梭阀组5的入口分别与所述多个所述液压控制回路的压力补偿阀的入口与所述换向阀11的回油口之间的连接油路连接（即采集各压力补偿阀的入口端的压力），该低压优先梭阀或低压优先梭阀组5的出口与所述负载敏感泵32的压力控制口连接。从而通过该低压优先梭阀或低压优先梭阀组5能够将各压力补偿阀的入口端的压力中的最低压力反馈给负载敏感泵32的压力控制口。该液压控制系统能够根据各液压控制回路的执行机构2的负载的变化实时地调节负载敏感泵32提供的压力，使得该压力能够实时地满足各液压控制回路的执行机构2的负载的需要（即稍大于负载的压力），因此能够最大程度地减少整个液压控制系统的压力损失，具体地，最大程度地降低各压力补偿阀的压力损耗，达到节能效果。

根据液压控制系统中的液压控制回路的数目来确定采用低压优先梭阀还是采用低压优先梭阀组。例如在如图4所示的实施方式中，该液压控制系统具有三个液压控制回路，因此通过由两个低压优先梭阀组成的低压优先梭阀组便能够将多个液压控制回路的压力补偿阀的入口与所述换向阀11的回油口之间的连接油路中的最低压力反馈给恒压泵的压力控制口。非常容易理解，如果液压控制系统具有两个液压控制回路，则只需一个低压优先梭阀即可，而如果液压控制系统具有四个或四个以上的液压控制回路，则相应地增加低压优先梭阀的数目即可。

从上文的描述中可以看出，本发明的实质在于在换向阀11的回油油路上设置比例节流阀12、压力补偿阀和单向阀14中的一者或多者，从而达到提高液压系统稳定性的目的。因此，可以将换向阀11与上述比例节流阀12、压力补偿阀和单向阀14中的一者或多者集成为一个液压控制阀组，以便在需要时方便地安装到液压控制回路上。因此，根据本发明的还另一个方面，如图5所示，本发明还提供了一种液压控制阀组，其中，该液压控制阀组1具有压力油口1P、回油口1T和两个工作油口1A、1B，并且该液压控制阀组1包括换向阀11和比例节流阀12，所述换向阀11的两个工作油口分别与所述液压控制阀组1的两个工作油口1A、1B连接，所述换向阀11的压力油口与所述液压控制阀组1的压力油口1P连接，所述比例节流阀12的入口与所述换向阀11的回油口连接，所述比例节流阀12的出口与所述液压控制阀组1的回油口1T连接。

在使用时，参考图2至图4，该液压控制阀组1的两个工作油口1A、1B可以分别与执行机构2的工作油路连接，该液压控制阀组1的压力油口1P和回油口1T可以分别与泵和油箱4连接，从而构成液压控制回路。

优选地，该液压控制阀组1还包括用于控制所述比例节流阀12的入口与出口之间的压差的压力补偿阀。作为一种具体的实施方式，所述压力补偿阀可以为定差减压阀13，该定差减压阀13串接在所述比例节流阀12的入口与所述换向阀11的回油口之间的连接油路上，所述定差减压阀13的弹簧端控制口与所述比例节流阀12的出口与所述液压控制阀组1的回油口1T之间的连接油路连通，所述定差减压阀13的非弹簧端控制口与所述定差减压阀13与所述比例节流阀12的入口之间的连接油路连通。

优选地，该液压控制阀组1还包括单向阀14，该单向阀14串接于所述换向阀11的压力油口与所述液压控制阀组1的压力油口1P之间的连接油路上，允许液压油从所述液压控制阀组1的压力油口1P单向流通至所述换向阀11的压力油口。

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 (5)

1.一种液压控制系统，其特征在于，该液压控制系统包括多个相互并联的液压控制回路，该液压控制回路包括执行机构(2)、换向阀(11)、泵和油箱(4)，所述执行机构(2)的两条工作油路分别与所述换向阀(11)的两个工作油口连接，所述换向阀(11)的压力油口和回油口分别与所述泵和所述油箱(4)连接，所述液压控制回路还包括比例节流阀(12)，该比例节流阀(12)串接在所述换向阀(11)的回油口与所述油箱(4)之间的连接油路上，所述液压控制回路还包括用于控制所述比例节流阀(12)的入口与出口之间的压差的压力补偿阀，并且，多个所述液压控制回路共用一个泵，其中，

所述泵为负载敏感泵(32)，所述液压控制系统还包括低压采集单元，该低压采集单元采集所述多个所述液压控制回路中的所述压力补偿阀的入口与所述换向阀(11)的回油口之间的连接油路的压力，并将多个该连接油路中的最低压力反馈至所述负载敏感泵(32)的负载反馈控制口。

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述压力补偿阀为定差减压阀(13)，该定差减压阀(13)串接在所述比例节流阀(12)的入口与所述换向阀(11)的回油口之间的连接油路上，所述定差减压阀(13)的弹簧端控制口与所述比例节流阀(12)的出口油路连通，所述定差减压阀(13)的非弹簧端控制口与所述比例节流阀(12)的入口油路连通。

3.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制回路还包括单向阀(14)，该单向阀(14)串接于所述换向阀(11)的压力油口与所述泵之间的连接油路上，允许液压油从所述泵单向流通至所述换向阀(11)的压力油口。

4.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述低压采集单元包括低压优先梭阀或低压优先梭阀组(5)，该低压优先梭阀或低压优先梭阀组(5)的入口分别与所述多个所述液压控制回路的压力补偿阀的入口与所述换向阀(11)的回油口之间的连接油路连接，该低压优先梭阀或低压优先梭阀组(5)的出口与所述负载敏感泵(32)的负载反馈控制口连接。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的液压控制系统，其特征在于，多个所述液压控制回路的执行机构(2)分别为多桥车辆的各转向桥的转向液压缸。