CN103527542B

CN103527542B - 变量泵液压回路及工程机械

Info

Publication number: CN103527542B
Application number: CN201310487236.8A
Authority: CN
Inventors: 简桃凤; 禹阳华; 王坤
Original assignee: Sany Automobile Hoisting Machinery Co Ltd
Current assignee: Sany Automobile Hoisting Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: CN103527542A

Abstract

本发明公开了一种变量泵液压回路及工程机械。所述变量泵液压回路包括油箱、变量泵、定压减压阀和阻尼。所述变量泵的吸油口接于所述油箱，出油口接于所述定压减压阀的进油口，所述定压减压阀的出油口接于所述阻尼的进油端，所述阻尼的出油端接于所述油箱。采用本发明的变量泵液压回路为执行机构供应压力油时，由于定压减压阀和阻尼配合能够为变量泵提供稳定的旁路节流，变量泵无需工作在流量不稳定区间且能为执行机构的微动性动作提供稳定的流量，从而能够有效保证执行机构微动性能的稳定，避免了变量泵小排量工况下流量不稳定特性对执行机构微动性能造成的不利影响。

Description

变量泵液压回路及工程机械

技术领域

本发明涉及变量泵液压系统技术领域，特别涉及一种变量泵液压回路及工程机械。

背景技术

目前，工程机械常用到阀控液压系统和泵控液压系统，例如，中小吨位的起重机广泛采用阀控液压系统，而较大吨位的起重机则采用泵控液压系统。阀控液压系统也称作节流控制液压系统，一般由定量泵和流量阀（溢流阀、节流阀等）组成，在使用过程中，可通过调节流量阀的通流面积的大小以改变流入或者流出执行元件的流量，进而改变执行元件的速度。泵控液压系统也称作容积控制液压系统，一般由变量泵和普通开关阀或者换向阀组成，在使用过程中，可通过改变变量泵的排量实现执行元件的速度的改变，开关阀和换向阀仅具有通断油路和换向的作用。

与阀控液压系统相比，泵控液压系统具有效率高的优点，但动态响应速度和控制精度均有待提高，其中一个原因在于：变量泵基于自身结构特点，存在着在小排量工况下输出流量不稳定特性（简称小排量不稳定特性），该特性往往影响执行机构在变量泵小排量工况下的微动性能；具体而言，假设变量泵小排量流量不稳定区间为Q≤Q₀(L/min)，当变量泵排量小于或等于Q₀时，其输出的流量不稳定，如果直接使用此区间的流量去驱动执行机构进行微动，则微动性不好，即使用不稳定的流量源去驱动执行机构动作很难得到稳定的微动性能。

因此，如何减少变量泵小排量不稳定特性对执行机构微动性能的影响，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种变量泵液压回路，以有效减小变量泵小排量不稳定特性对执行机构微动性能的影响，使执行机构具有良好的微动性能。

具体而言，所述变量泵液压回路包括油箱、变量泵、定压减压阀和阻尼；所述变量泵的吸油口接于所述油箱，出油口接于所述定压减压阀的进油口，所述定压减压阀的出油口接于所述阻尼的进油端，所述阻尼的出油端接于所述油箱。

进一步地，所述变量泵液压回路还包括串接于所述变量泵与所述定压减压阀之间的开关阀；所述开关阀的第一油口接于所述变量泵的出油口，所述开关阀的第二油口接于所述定压减压阀的进油口。

进一步地，所述开关阀为两位两通电磁阀。

进一步地，所述变量泵液压回路还包括串接于所述定压减压阀与所述阻尼之间的开关阀；所述开关阀的第一油口接于所述定压减压阀的出油口，所述开关阀的第二油口接于所述阻尼的进油端。

进一步地，所述定压减压阀、阻尼和所述开关阀集成于同一阀块中。

进一步地，所述阻尼为阻尼孔、阻尼阀、节流孔或者节流阀。

进一步地，所述阻尼为可调阻尼。

进一步地，所述变量泵为负载敏感泵。

本发明的目的之二在于提供一种工程机械，以提高工程机械相关执行机构的微动性能。

该工程机械的液压系统设置有上述任一项所述的变量泵液压回路。

进一步地，所述工程机械具体为起重机。

采用本发明的变量泵液压回路时，假设变量泵小排量流量不稳定区间为Q≤Q₀(L/min)，当变量泵排量小于或等于Q₀时，其输出的流量不稳定；假设执行机构进行微动性动作所需的流量为Q₁，且Q₁≤Q₀；当执行机构进行微动动作时，通过调节变量泵的变量机构，将变量泵的排量调节至Q=Q₀+Q₁(L/min)，同时选择适当面积的阻尼、设定合理的定压减压阀的调定压力，保证通过阻尼的流量恒定为Q=Q₀，那么通往执行机构的流量Q=Q₀+Q₁-Q₀=Q₁(L/min)；由此可见，进行微动性动作时，通过执行机构的流量仍为Q₁，而此时变量泵的排量Q=Q₀+Q₁≥Q₀(L/min)，变量泵在该排量下工作时输出的流量基本稳定（变量泵小排量流量不稳定区间为Q≤Q₀(L/min)），同时由于通往执行机构的流量仍为Q₁不变，从而有效保证了执行机构微动性能的稳定，避免了变量泵小排量工况下流量不稳定特性对执行机构微动性能造成的不利影响。

本发明的工程机械设置有上述的变量泵液压回路，因而其相关的执行机构具有良好的微动性能。

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为本发明第一实施例提供的一种变量泵液压回路的原理示意图；

图2为本发明第二实施例提供的一种变量泵液压回路的原理示意图；

图3为本发明第三实施例提供的一种变量泵液压回路的原理示意图。

图中主要元件符号说明：

1动力装置

2变量泵

3阀块

31定压减压阀

32阻尼

33开关阀

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1、图2和图3，下面结合附图对本发明作详细说明。需要说明的是，为了便于公众理解，图1、图2和图3中均示出了动力装置1，但本发明各实施例的变量泵液压回路可以不包括动力装置1。

如图1所示，本发明第一实施例的变量泵液压回路包括油箱（图中示出但未标出）、变量泵2、定压减压阀31、阻尼32和开关阀33。

其中，变量泵2的驱动轴与动力装置1的输出轴以可驱动的方式连接，变量泵2的吸油口接于油箱，出油口接于开关阀33的第一油口，开关阀33的第二油口接于定压减压阀31的进油口，定压减压阀31的出油口接于阻尼32的进油端，阻尼32的出油端接于油箱。

下面结合具体场景说明一下上述实施例的变量泵液压回路的工作原理：

在使用过程中，将执行机构连接于变量泵2的出油口，使变量泵2为执行机构提供所需的压力油。假设变量泵小排量工况下的流量不稳定区间为Q≤Q₀(L/min)，当变量泵排量小于或等于Q₀时，其输出的流量不稳定；当执行机构进行微动性动作时，假设其需要的流量为Q₁(L/min)，且Q₁≤Q₀；由背景技术部分的描述可知，如果直接使用变量泵不稳定区间的流量去驱动执行机构进行微动，则微动性能不好，因为使用不稳定的流量源去驱动执行机构动作很难得到稳定的微动性能。

因此，在本发明实施例中，当执行机构需要进行微动性动作时，控制开关阀33处于连通状态，通过调节变量泵2的变量机构，将变量泵2的排量调节至Q=Q₀+Q₁(L/min)，同时选择适当通流面积的阻尼32、设定合理的定压减压阀31的调定压力，可保证通过阻尼的流量恒定为Q=Q₀，这样通往执行机构的流量Q=Q₀+Q₁-Q₀=Q₁(L/min)。

由此可知，当进行微动性动作时，通过执行机构的流量仍为Q₁，而此时变量泵2的排量Q=Q₀+Q₁≥Q₀(L/min)，变量泵2在该排量下工作时输出的流量基本稳定（变量泵小排量流量不稳定区间为Q≤Q₀(L/min)），同时由于通往执行机构的流量仍为Q₁不变，从而有效保证了执行机构微动性能的稳定，提高了控制精度，避免了变量泵小排量工况下流量不稳定特性对执行机构微动性能造成的不利影响。

需要说明的是，保证通过阻尼32的流量为恒定值的原理为：根据阻尼的流量公式（其中，C_d为流量系数，ρ为油液密度，均可视为常数），定压减压阀31的进油口压力为P₁，与变量泵2的出油口压力大体相等，定压减压阀31可保证其出油口压力P₂为定值，由于阻尼32的进油端接于定压减压阀31的出油口，出油端接于油箱（压力可视为0），因而阻尼32的前后压差ΔP=P₂-0=P₂为定值，当A为定值时，则通过阻尼32的流量Q也为定值，因此，通过选定合适通流面积的阻尼32、设定合理的定压减压阀31调定压力能够保证通过阻尼32的流量Q=Q₀。

在具体实施过程中，上述第一实施例的变量泵液压回路还可以作如下优化：

一、为了便于控制，开关阀33采用电磁阀，例如常闭式两位两通电磁阀，这样通过控制开关阀33得电或者失电，即可实现启用或关闭稳流功能。进一步地，可使开关阀33仅在执行机构进行微动性操作时才得电连通，而在变量泵2处于中、大排量时则失电关断，这样能够避免产生不必要的流量损失且节能环保；实现这种功能有多种方式，例如，可采用控制器和电磁阀驱动电路的方案，控制器实时获得变量泵的排量状态以及执行机构的动作状态，并由此判断是否符合前述条件，进而控制电磁阀驱动电路向开关阀33供电或断电。

二、为了便于安装，减少液压管路布置的复杂性，可将定压减压阀31、阻尼32和开关阀33集成至同一阀块3中。

三、考虑到工程机械中常使用负载敏感液压系统，变量泵2可以采用负载敏感泵，这样组成的变量泵液压回路不仅具有负载敏感的功能，而且具有稳流的功能。

需要说明的是，上述第一实施例中，开关阀33优选设置在定压减压阀31与变量泵2之间，但在其他实施例中，也可以根据需要将开关阀33设置在定压减压阀31与阻尼32之间，这种方案也能实现本发明的功能，其具体工作过程与第一实施例的工作原理类似，不再赘述。

另外，在上述第一实施例中，开关阀33主要起到启用或关闭稳流功能的作用，在其他实施例中，也可以省略开关阀33，例如，如图2所示的第二实施例的变量泵液压回路以及图3所示的第三实施例的变量泵液压回路，这样也能实现稳流功能。

另外，尽管图1、图2中示出的阻尼32为阻尼不变的阻尼孔、阻尼阀、节流孔或者节流孔，图3中示出的阻尼32为阻尼可调的阻尼孔、阻尼阀、节流孔或者节流阀，但图1和图2的阻尼32也可采用可调阻尼，图3中的阻尼32也可采用固定阻尼；当然，采用可调阻尼便于调节阻尼32的通流面积。

本发明其他实施例还提供了一种工程机械，如起重机，该工程机械的液压系统设置有上述任一实施例所述的变量泵液压回路，由于上述的变量泵液压回路具有上述技术效果，因此，该工程机械也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似，其他部分的具体实施过程可参见现有技术的相关描述，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

1.一种变量泵液压回路，其特征在于：

所述变量泵液压回路包括油箱、变量泵（2）、定压减压阀（31）和阻尼（32）；

所述变量泵（2）的吸油口接于所述油箱，出油口接于所述定压减压阀（31）的进油口，所述定压减压阀（31）的出油口接于所述阻尼（32）的进油端，所述阻尼（32）的出油端接于所述油箱。

2.如权利要求1所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述变量泵液压回路还包括串接于所述变量泵（2）与所述定压减压阀（31）之间的开关阀（33）；所述开关阀（33）的第一油口接于所述变量泵（2）的出油口，所述开关阀（33）的第二油口接于所述定压减压阀（31）的进油口。

3.如权利要求2所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述开关阀（33）为两位两通电磁阀。

4.如权利要求1所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述变量泵液压回路还包括串接于所述定压减压阀（31）与所述阻尼（32）之间的开关阀（33）；所述开关阀（33）的第一油口接于定压减压阀（31）的出油口，所述开关阀（33）的第二油口接于所述阻尼（32）的进油端。

5.如权利要求2所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述定压减压阀（31）、阻尼（32）和所述开关阀（33）集成于同一阀块（3）中。

6.如权利要求1至5任一项所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述阻尼（32）为阻尼孔、阻尼阀、节流孔或者节流阀。

7.如权利要求1至5任一项所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述阻尼（32）为可调阻尼。

8.如权利要求1至5任一项所述的变量泵液压回路，其特征在于：所述变量泵（2）为负载敏感泵。

9.一种工程机械，其特征在于：所述工程机械的液压系统设置有权利要求1至8任一项所述的变量泵液压回路。

10.如权利要求9所述的工程机械，其特征在于：所述工程机械具体为起重机。