CN103062144A - 一种具有抗饱和功能的负载敏感多路阀 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种具有抗饱和功能的负载敏感多路阀，属于液压元件领域。控制联的先导控制油路由入口节流孔、出口节流孔和具有回油背压的单向阀构成。控制联阀芯在各工作油口均设计有正遮盖量，主阀芯必须在一预设的先导控制压力作用下越过阀芯正遮盖量才可以实现流量控制，先导控制阀在开启阶段存在一个阶跃压力用于克服主阀芯死区，饱和工况下控制作用又可划分抗饱和阀完全开启工况和抗饱和阀部分开启两种情况；本发明实现了在相比次级补偿结构的负载敏感多路阀在实现方式上更为简单，使初级补偿结构具有更好的通用性具备了抗饱和功能，抗饱和功能的实现成本也较低。

Description

一种具有抗饱和功能的负载敏感多路阀
技术领域
本发明涉及一种具有抗饱和功能的负载敏感多路阀，属于液压元件领域。
背景技术
多路换向阀是工程机械液压系统的关键液压元件，在国外已经历了几十年的发展历程，由于其流量微调特性和操作、替换简单，从而在工程机械上得到了广泛的应用，但由于其易受负载变化的影响，且中位回油能耗大，所以在手动多路阀的基础上引入负流量控制和压力补偿技术。从而解决负载压力和油源压力波动的干扰问题，使系统压力总是和最高负载压力相适应，最大限度的降低能耗。采用了负载敏感技术的多路阀在执行机构需求流量超过泵最大流量时不能实现多执行器的同步动作，在其基础上又进一步发展了抗流量饱和技术实现多个负载同步成比例动作。但目前阀前补偿负载敏感多路阀的抗饱和功能一直不理想，严重的限制了其在工程机械产品中应用。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有抗饱和功能的负载敏感多路阀，在负载敏感多路阀初级补偿结构的基础上通过对先导控制压力的比例控制实现系统的抗饱和功能，相比次级补偿结构的负载敏感多路阀在实现方式上更为简单，使初级补偿结构具有更好的通用性具备了抗饱和功能，抗饱和功能的实现成本也较低。
为了实现上述目的，本具有抗饱和功能的负载敏感多路阀，是这样实现的：
控制联的先导控制油路由入口节流孔、出口节流孔和具有回油背压的单向阀构成。控制联阀芯在各工作油口均设计有正遮盖量所以主阀芯必须在一预设的先导控制压力作用下越过阀芯正遮盖量才可以实现流量控制，因此先导控制阀在开启阶段存在一个阶跃压力用于克服主阀芯死区。高于阶跃压力值后先导控制压力进入实际流量控制范围，由于具有回油背压单向阀，即使AS抗饱和阀被打开先导控制油液流动，先导控制压力在饱和工况下仍≥5bar。在系统流量充足情况下AS抗饱和阀未打开，控制联先导控制压力即先导手柄控制压力；
在系统饱和工况下，实际先导控制压力将受到入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf控制，先导手柄的控制压力将通过节流作用按比例降低，饱和工况下控制作用又可划分抗饱和阀完全开启工况和抗饱和阀部分开启两种情况；
抗饱和阀完全开启工况：
抗饱和阀的阻尼作用可以忽略，于是就得到压力关系：
PPilot，internal＝PRSVt+PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf)，
该压力由两部分构成，第一部分PRSVt为克服单向阀回油背压建立的压力，第二部分PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf)为先导控制油流通过先导控制节流孔所建立的压力；
抗饱和阀部分开启工况：
在抗饱和阀部分开启的工况下，抗饱和阀小开口（需要考虑抗饱和阀的阻尼作用）此时抗饱和阀功能相当于一个节流孔。该工况下控制联实际控制压力由入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf、具有回油背压的单向阀以及起节流作用的抗饱和阀共同作用。于是就得到关系式：
PPilot，internal＝PRSVt+PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf+RAAS-Valve)
该压力也是由两部分构成，第一部分PRSVt为克服单向阀回油背压所建立的压力，第二部分PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf+RAAS-Valve)为在入口节流孔、出口节流孔、抗饱和阀节流的共同作用下建立的控制压力。与抗饱和阀完全开启工况一相比，第二部分分母项出现RAAS-Valve，该值反映的就是抗饱和阀的节流作用；
液压系统饱和程度不同，抗饱和阀的开启量也不同，该阀节流程度也就不同，这样就可以随系统的饱和程度来调整控制联的先导控制压力。
本发明的有益效果是：在负载敏感多路阀初级补偿结构的基础上通过对先导控制压力的比例控制实现系统的抗饱和功能，相比次级补偿结构的负载敏感多路阀在实现方式上更为简单，使初级补偿结构具有更好的通用性具备了抗饱和功能，抗饱和功能的实现成本也较低，先导控制级通过两个定值节流孔构成的D型半桥实现先导控制压力的调节，与传统的先导级控制方案相比较，在入口/出口节流孔的作用下先导控制压力受系统饱和工况引起的先导控制压力扰动更小，控制联的操控更为平稳，在回油背压单向阀的作用下，先导压力被钳位在先导控制压力的可控范围内，避免了饱和工况下先导压力低于实际流量控制区间，导致阀口关闭而引起执行机构复合动作失调。
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
控制联的先导控制油路由入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf和具有回油背压的单向阀构成。控制联阀芯在各工作油口均设计有正遮盖量用于执行机构负载保持所以主阀芯必须在一预设的先导控制压力作用下越过阀芯正遮盖量才可以实现流量控制，因此先导控制阀在开启阶段存在一个阶跃压力用于克服主阀芯死区。高于阶跃压力值后先导控制压力进入实际流量控制范围。由于具有回油背压单向阀，即使AS抗饱和阀被打开先导控制油液流动，先导控制压力在饱和工况下仍≥5bar即控制联先导控制压力始终保持在实际流量控制区间之内。在系统流量充足情况下AS抗饱和阀未打开，控制联先导控制压力即先导手柄控制压力该控制压力不受节流孔及单向阀影响；
在系统饱和工况下，实际先导控制压力将受到入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf控制，先导手柄的控制压力将通过节流作用按比例降低，饱和工况下控制作用又可划分抗饱和阀完全开启工况和抗饱和阀部分开启两种情况；
抗饱和阀完全开启工况：
抗饱和阀的阻尼作用可以忽略，于是就得到压力关系：
PPilot，internal＝PRSVt+PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf)，
该压力由两部分构成，第一部分PRSVt为克服单向阀回油背压建立的压力，第二部分PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf)为先导控制油流通过先导控制节流孔所建立的压力；
抗饱和阀部分开启工况：
在抗饱和阀部分开启的工况下，抗饱和阀小开口（需要考虑抗饱和阀的阻尼作用）此时抗饱和阀功能相当于一个节流孔。该工况下控制联实际控制压力由入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf、具有回油背压的单向阀以及起节流作用的抗饱和阀共同作用。于是就得到关系式：
PPilot，internal＝PRSVt+PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf+RAAS-Valve)
该压力也是由两部分构成，第一部分PRSVt为克服单向阀回油背压所建立的压力，第二部分PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf+RAA-Valve)为在入口节流孔、出口节流孔、抗饱和阀节流的共同作用下建立的控制压力。与抗饱和阀完全开启工况一相比，第二部分分母项出现RAAS-Valve，该值反映的就是抗饱和阀的节流作用；
液压系统饱和程度不同，抗饱和阀的开启量也不同，该阀节流程度也就不同，这样就可以随系统的饱和程度来调整控制联的先导控制压力。

Claims (1)

1.一种具有抗饱和功能的负载敏感多路阀，是这样实现的：
控制联的先导控制油路由入口节流孔、出口节流孔和具有回油背压的单向阀构成。控制联阀芯在各工作油口均设计有正遮盖量，所以主阀芯必须在一预设的先导控制压力作用下越过阀芯正遮盖量才可以实现流量控制，先导控制阀在开启阶段存在一个阶跃压力用于克服主阀芯死区，高于阶跃压力值后先导控制压力进入实际流量控制范围。由于具有回油背压单向阀，即使AS抗饱和阀被打开先导控制油液流动，先导控制压力在饱和工况下仍≥5bar。在系统流量充足情况下AS抗饱和阀未打开，控制联先导控制压力即先导手柄控制压力；
在系统饱和工况下，实际先导控制压力将受到入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf控制，先导手柄的控制压力将通过节流作用按比例降低，饱和工况下控制作用又可划分抗饱和阀完全开启工况和抗饱和阀部分开启两种情况；
抗饱和阀完全开启工况：
抗饱和阀的阻尼作用可以忽略，于是就得到压力关系：
PPilot，internal＝PRSVt+PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf)，
该压力由两部分构成，第一部分PRSVt为克服单向阀回油背压建立的压力，第二部分PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf)为先导控制油流通过先导控制节流孔所建立的压力；
抗饱和阀部分开启工况：
在抗饱和阀部分开启的工况下，抗饱和阀小开口（需要考虑抗饱和阀的阻尼作用）此时抗饱和阀功能相当于一个节流孔。该工况下控制联实际控制压力由入口节流孔Rzulauf、出口节流孔RAblauf、具有回油背压的单向阀以及起节流作用的抗饱和阀共同作用，于是就得到关系式：
PPilot，internal＝PRSVt+PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf+RAAS-Valve)
该压力也是由两部分构成，第一部分PRSVt为克服单向阀回油背压所建立的压力，第二部分PPilot·RAblauf/(RAblauf+RZulauf+RAAS-Valve)为在入口节流孔、出口节流孔、抗饱和阀节流的共同作用下建立的控制压力。与抗饱和阀完全开启工况一相比，第二部分分母项出现RAAS-Valve，该值反映的就是抗饱和阀的节流作用；
液压系统饱和程度不同，抗饱和阀的开启量也不同，该阀节流程度也就不同，这样就可以随系统的饱和程度来调整控制联的先导控制压力。
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