CN103470679A

CN103470679A - 盲管减振装置、主泵减振系统、液压系统和工程机械

Info

Publication number: CN103470679A
Application number: CN2013104100517A
Authority: CN
Inventors: 何家标
Original assignee: Sany Heavy Machinery Ltd
Current assignee: Sany Heavy Machinery Ltd
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: CN103470679B

Abstract

本发明公开了一种管减振装置、主泵减振系统、液压系统和工程机械。该盲管减振装置，包括：定长盲管，其首端用于与主泵的出油口相通；阀体，其与定长盲管的末端相连；阀体包括多节顺次相连的油腔，首节油腔与定长盲管的末端相连；每个油腔的内径与定长盲管的内径均相同，且相邻油腔之间，以及首节油腔与定长盲管的末端之间均设置有控制阀。通过控制阀体内的控制阀的启闭，调节与定长盲管相通的油腔个数，进而实现了盲管减振装置的有效长度可调，有助于实现盲管减振装置的有效长度与发动机转速的最佳匹配，使其在较大范围的发动机转速范围内均具有较好的减振效果，提高其减振的可靠性和通用性。

Description

盲管减振装置、主泵减振系统、液压系统和工程机械

技术领域

本发明涉及减振技术领域，特别涉及一种盲管减振装置、主泵减振系统、液压系统和工程机械。

背景技术

目前工程机械大多采用液压系统，液压系统的振动是影响整机质量和工作寿命的一个突出问题。在引起液压振动的诸多因素中，主泵的周期性流量脉动是液压系统振动的一个重要诱发因素，如果相应的管路系统与泵的流量脉动频率不匹配，二者的振动频率接近，则会造成泵源振动扩大化，特别是管路系统出现的液固耦合共振，会严重降低管路的可靠性，缩短其使用寿命。此外，液压系统的振动还会传输到机械结构，如液压振动频率与机械结构本身的固有频率接近，则易导致整机出现中高频振动，从而降低整机的寿命，增加维修成本。

为了降低液压振动，现有技术通常是对主泵的配油盘接口上的凹槽形状进行改良，或者增加蓄能器或增加附加体积的方式来降低脉动峰值。但上述方式对工程机械的安装空间提出了更高的要求，同时也使得成本增加。

进一步地，为了缩小安装空间，降低生产成本，现有技术还有在主泵出油口出设置盲管的方案，盲管为尾端封死的等径管路，其减振原理为：根据电工学原理，盲管在整个系统中相当于旁路电容的作用，若在盲管上游（即主泵出油口处）产生一压力振荡向下端传播，由于盲管的等效电容作用，大部分压力振荡会被盲管吸收，因此根据发动机特性以及整机布局等因素在主泵出油口端设置一长度合适的定长盲管有助于降低液压系统的压力脉动。但其缺陷在于：此种形式的盲管仅对一定转速范围下的发动机具有较好的减振效果，当发动机转速超出上述范围后，盲管的减振效果下降，减振的可靠性有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种减振可靠性较高的盲管减振装置、主泵减振系统、液压系统和工程机械、

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供一种盲管减振装置，包括：定长盲管，其首端用于与主泵的出油口相通；阀体，其与定长盲管的末端相连；所述阀体包括多节顺次相连的油腔，首节所述油腔与所述定长盲管的末端相连；每个油腔的内径与所述定长盲管的内径均相同，且相邻所述油腔之间，以及首节所述油腔与定长盲管的末端之间均设置有控制阀。

进一步地，所述阀体内至少包括三个油腔。

进一步地，所述控制阀为电磁换向阀。

进一步地，还包括盲管长度控制单元，所述盲管长度控制单元包括：发动机转速获取模块和处理模块；所述发动机转速获取模块用于获取与所述主泵相连的发动机的转速信号并将所述转速信号发送给处理模块；所述处理模块用于根据接收的转速信号控制阀体内各个控制阀的启闭。

另一方面，本发明还提供一种主泵减振系统，包括主泵，所述主泵设置有出油口，还包括有上述任意一项所述的盲管减振装置，所述盲管减振装置中的定长盲管的首端与所述出油口相通。

另一方面，本发明还提供一种主泵减振系统，包括主泵和驱动所述主泵的发动机，所述主泵设置有出油口，还包括上述的盲管减振装置，所述盲管减振装置中的定长盲管的首端与所述出油口相通。

进一步地，所述定长盲管与所述阀体内的油腔的总长度之和为λ（2n+1）/4，其中λ为所述发动机在额定功率下从所述主泵的出油口排出的液压油的压力波波长，n为正整数。

进一步地，所述定长盲管的首端与所述出油口通过过渡块相通，所述过渡块至少包括第一油口、第二油口和第三油口；其中，所述第一油口与所述出油口相通，第二油口与所述定长盲管的首端相通，第三油口用于与出油管相通。

相应的，本发明还提供一种液压系统，设置上述任意一项所述的主泵减振系统。

相应的，本发明还提供一种工程机械，设置有上述的液压系统。

本发明提供的盲管减振装置包括有用于安装于主泵出油口的定长盲管，相对于现有技术，其还包括有阀体，该阀体内包括有多节顺次相连的、与定长盲管等内径的油腔，定长盲管与首节的油腔相通，相邻的油腔之间，以及定长盲管与油腔之间均设置有控制阀。由此，通过控制阀体内的控制阀的启闭，调节与定长盲管相通的油腔个数，进而实现了盲管减振装置的有效长度可调，有助于实现盲管减振装置的有效长度与发动机转速的最佳匹配，使该盲管减振装置在较大范围的发动机转速范围内均具有较好的减振效果，提高其减振的可靠性和通用性。

本发明提供主泵减振系统由于设置有上述盲管减振装置，因此具有减振可靠性高的优点，在一定发动机转速范围内，均可有效消除主泵的压力脉冲，降低主泵系统的振动及噪音，同时还可降低主泵仓外环境声压级，达到降噪的目的。

本发明提供的液压系统由于设置有上述主泵减振系统，因此具有主泵脉冲振动小，元件使用寿命长，系统热量低的优点。本发明提供的设置有该液压系统的工程机械也应具备相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的盲管减振装置的结构示意图；

图2为图1沿A-A面的剖面示意图；

图3为本发明实施例二提供的盲管减振装置中盲管长度控制单元的结构框图；

图4为本发明实施例三提供的主泵减振系统的结构示意图。

附图标记说明：

11 定长盲管 111 首端

12 阀体 121 油腔

121a 首节油腔 121b 中节油腔

121c 末节油腔 122 控制阀

122a 第一控制阀 122b 第二控制阀

122c 第三控制阀 131 发动机转速获取模块

132 处理模块 2 主泵

201 出油口 3 过渡块

4 出油管

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的基本思想在于：提供一种盲管长度可调的盲管减振装置，进而可根据发动机的转速对减振盲管的长度进行调整，使该盲管减振装置在较大范围的发动机转速范围内均具有较好的减振效果，提高其减振的可靠性和通用性。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明。

请参见图1和图2，本发明实施例一提供一种盲管减振装置，具体包括：

定长盲管11，其首端111用于与主泵的出油口相通；

阀体12，其与定长盲管11的末端相连；

阀体12包括多节顺次相连的油腔121，首节油腔121a与定长盲管11的末端相连；每个油腔121的内径与定长盲管11的内径均相同，且相邻油腔121之间，以及首节油腔121a与定长盲管11之间均设置有控制阀122。

本实施例提供的盲管减振装置包括有定长盲管11和阀体12，其中，定长盲管11的作用与现有技术中的盲管作用类似，但是其末端并未直接封死，而是与一阀体12相连。该阀体12内设置有多个内径与定长盲管11相同的、顺次相连的油腔121，相邻油腔121以及首节油腔121a与定长盲管11之间均设置有控制阀122，该控制阀122用于控制相邻油腔121以及油腔121与定长盲管11之间的连同或断开。

阀体12的作用在于调节盲管减振装置的有效长度（即能产生减振效果的长度），以便于实现盲管减振装置的有效长度与发动机转速的最佳匹配。具体以图2所示的情况为例，阀体12内设置有三个油腔121，从阀体12的首端至末端依次为首节油腔121a、中节油腔121b、末节油腔121c，相应的，阀体12内设置有三个控制阀122，从阀体12的首端至末端依次为第一控制阀122a、第二控制阀122b、第三控制阀122c，第一控制阀122a设置于首节油腔121a和定长盲管11的末端之间，第二控制阀122b设置于首节油腔121a和中节油腔121b之间，第三控制阀122c设置于中节油腔121b和末节油腔121c之间。为了便于下文描述，定长盲管11的长度记为L₀，首节油腔121a、中节油腔121b和末节油腔121c的长度分别标记为L₁、L₂和L₃。

阀体12调节盲管减振装置的有效长度的原理如下：

当发动机处于额定转速时，可以设置第一控制阀122a、第二控制阀122b、第三控制阀122c均开启，此时盲管减振装置的有效长度为最大值，即L₀+L₁+L₂+L₃；当然，本领域技术人员可以根据发动机特性、额定功率下的转速等因素设置上述有效长度，以使盲管减振装置具有最佳的减振效果。

当由于外界负载减少等原因使得发动机转速下降时，盲管减振装置需要缩短其有效长度以维持其减振效果，此时通过关闭第三控制阀122c、第二控制阀122b或第一控制阀122a来减小盲管减振装置的有效长度。具体而言，当关闭第三控制阀122c时，盲管减振装置的有效长度为L₀+L₁+L₂；当关闭第二控制阀122b时，盲管减振装置的有效长度为L₀+L₁；当关闭第一控制阀122a时，盲管减振装置的有效长度为最小值：L₀。

为了便于根据发动机转速实现盲管减振装置有效长度的自动调整，本发明实施例二提供的盲管减振装置还包括盲管长度控制单元，图3示出了该盲管长度控制单元的结构框图，该盲管长度控制单元包括发动机转速获取模块131和处理模块132，其中：

发动机转速获取模块131用于获取与主泵相连的发动机的转速信号并将转速信号发送给处理模块132；

该处理模块132用于根据接收的转速信号控制阀体12内各个控制阀122的启闭。

采用本实施例二提供的盲管减振装置可实现盲管减振装置的有效长度与发动机转速的自动匹配，省去人工操作的步骤，并且响应速度较快。

以图2所示的阀体12为例，上述盲管长度控制单元的工作原理如下：

发动机转速获取模块131将获取的发动机转速信号n发送给处理模块132；

处理模块132接收上述发动机转速信号n并将该信号n与预设值进行比较并相应控制控制阀的动作，具体的可以为：

当n=n₀（发动机额定转速）时，控制第一控制阀122a、第二控制阀122b和第三控制阀122c均开启，此时盲管减振装置的有效长度为最长，为L₀+L₁+L₂+L₃；

当n＜n₁时，控制第三控制阀122c关闭，第一控制阀122a和第二控制阀122b开启，此时盲管减振装置的有效长度减小，为L₀+L₁+L₂；

当n＜n₂（n₂＜n₁）时，控制第二控制阀122b关闭，第一控制阀122a开启，此时盲管减振装置的有效长度进一步减小，为L₀+L₁；

当n＜n₃（n₃＜n₂）时，控制第一控制阀122a，关闭此时盲管减振装置的有效长度为最小值，为L₀。

对于上述n₁、n₂和n₃的数值，本领域技术人员可根据发动机特性以及具体工况等因素进行选择。定长盲管11和各油腔121的长度可根据发动机特性以及n₀、n₁、n₂和n₃的数值进行设定。

需要说明的是，上述两个实施例提供的盲管减振装置中，阀体12内的油腔121个数均为三个，但在其他实施例中，油腔121还可以是其他数目，本领域技术人员可以根据主泵的整体布局以及所需调整精度等因素对阀体12内的油腔121个数进行选择。一般情形下，为了具有较好的减振效果，阀体12内的油腔121的个数优选不少于三个。另外，在具体实施过程中，各控制阀122可以采用电磁阀，盲管长度控制单元可以采用信号变换电路（对应于发动机转速获取模块131）、PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，对应于处理模块132）进行构建，其中，信号变换电路从发动机转速传感器接收发动机转速信号，将其变换后发给PLC，PLC内预设有相应的控制程序（例如，前文给出了一种控制逻辑，但不限于此），当需要控制控制阀122开启或者关闭时，PLC向电磁阀驱动电路发出控制信号，由电磁阀驱动电路为控制阀122供电或者停止为控制阀122供电。

综上，上述两实施例提供的盲管减振装置均包括有定长盲管11和阀体12，通过控制阀体12内的控制阀122的启闭，调节与定长盲管11相通的油腔121个数，进而实现了盲管减振装置的有效长度可调，有助于实现盲管减振装置的有效长度与发动机转速的最佳匹配，使该盲管减振装置在较大范围的发动机转速范围内均具有较好的减振效果，提高其减振的可靠性和通用性。

本发明实施例三提供一种主泵减振系统，请参见图4，具体包括主泵2，主泵2设置有出油口201，还包括实施例一所述的盲管减振装置，盲管减振装置中的定长盲管11的首端111与上述出油口201相通。

本实施例提供的主泵减振系统设置有实施例一所述的盲管减振装置，由于该盲管减振装置具有上述技术效果，因此本实施例提供的主泵减振系统具有减振可靠性高的优点，在一定发动机转速范围内，均可有效消除主泵的压力脉冲，降低主泵系统的振动及噪音，同时还可降低主泵仓外环境声压级，达到降噪的目的。

本发明实施例四提供一种主泵减振系统，包括主泵，驱动主泵的发动机，还包括实施例二所述的盲管减振装置，盲管减振装置中的定长盲管11的首端111与主泵的出油口相通。

相对于实施例三，本实施例提供的主泵减振系统由于设置有盲管长度控制单元，因此具有盲管有效长度可根据发动机转速自动调节的优点，省去人工操作的步骤，并且响应速度较快。在具体实施过程中，本实施例的主泵减振系统还可以包括发送机转速传感器，盲管长度控制单元中发动机转速获取模块131从该发动机转速传感器获得发动机转速信号。

上述实施例三和实施例四提供的主泵减振系统中，定长盲管11的首端111可以通过过渡块3相通，该过渡块3至少包括第一油口、第二油口和第三油口，其中第一油口与出油口201相通，第二油口与定长盲管11的首端111相通，第三油口可用于与出油管4相通。该过渡块3具体可以为三通。

上述各种实施例中，定长盲管11和阀体12内油腔121的长度可以设置为：定长盲管11与阀体12的油腔121的总长度之和为λ（2n+1）/4，其中λ为发动机在额定功率下从主泵2的出油口201排出的液压油的压力波波长，n为正整数。由此，在发动机额定转速下，开启阀体12内的所有控制阀，可使盲管减振装置对主泵具有较为优异的减振效果。本领域技术人员可根据泵的整体布局对n进行选择，通常n为1。

本发明其他实施例还提供了一种液压系统，其包括上述任一实施例提供的主泵减振系统。由于上述任一种主泵减振系统具有上述技术效果，因此，设有该主泵减振系统的液压系统具有主泵脉冲振动小，元件使用寿命长，系统热量低的优点。

本发明其他实施例还提供了一种工程机械，例如挖掘机，其设置有上述实施例提供的液压系统。由于上述任一种液压系统具有上述技术效果，因此，设有该液压系统的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种盲管减振装置，其特征在于，包括：

定长盲管（11），其首端（111）用于与主泵（2）的出油口（201）相通；

阀体（12），其与定长盲管（11）的末端相连；

所述阀体（12）包括多节顺次相连的油腔（121），首节所述油腔（121）与所述定长盲管（11）的末端相连；每个油腔（121）的内径与所述定长盲管（11）的内径均相同，且相邻所述油腔（121）之间，以及首节所述油腔（121）与定长盲管（11）的末端之间均设置有控制阀（122）。

2.根据权利要求1所述的盲管减振装置，其特征在于，所述阀体（12）内至少包括三个油腔（121）。

3.根据权利要求1所述的盲管减振装置，其特征在于，所述控制阀（122）为电磁换向阀。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的盲管减振装置，其特征在于，还包括盲管长度控制单元，所述盲管长度控制单元包括：发动机转速获取模块（131）和处理模块（132）；

所述发动机转速获取模块（131）用于获取与所述主泵（2）相连的发动机的转速信号并将所述转速信号发送给处理模块（132）；

所述处理模块（132）用于根据接收的转速信号控制阀体（12）内各个控制阀（122）的启闭。

5.一种主泵减振系统，包括主泵（2），所述主泵（2）设置有出油口（201），其特征在于，还包括有权利要求1至3任意一项所述的盲管减振装置，所述盲管减振装置中的定长盲管（11）的首端（111）与所述出油口（201）相通。

6.一种主泵减振系统，包括主泵（2）和驱动所述主泵（2）的发动机，所述主泵（2）设置有出油口（201），其特征在于，还包括权利要求4所述的盲管减振装置，所述盲管减振装置中的定长盲管（11）的首端（111）与所述出油口（201）相通。

7.根据权利要求6所述的主泵减振系统，其特征在于，所述定长盲管（11）与所述阀体（12）内的油腔（121）的总长度之和为λ（2n+1）/4，其中λ为所述发动机在额定功率下从所述主泵（2）的出油口（201）排出的液压油的压力波波长，n为正整数。

8.根据权利要求6所述的主泵减振系统，其特征在于，所述定长盲管（11）的首端（111）与所述出油口（201）通过过渡块（3）相通，所述过渡块（3）至少包括第一油口、第二油口和第三油口；其中，所述第一油口与所述出油口（201）相通，第二油口与所述定长盲管（11）的首端（111）相通，第三油口用于与出油管（4）相通。

9.一种液压系统，其特征在于，设置有权利要求5至8任意一项所述的主泵减振系统。

10.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求9所述的液压系统。