CN104454689A - 压力调节系统及其应用的工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力调节系统及其应用的工程机械，属一种液压调压装置，所述的系统包括先导控制元件、节流装置和节流阀，所述节流装置的入口端与所述先导控制元件的压力输出口相连通，所述节流装置的出口端与所述节流阀的入口端相连通，所述节流阀的出口端与所述先导控制元件的低压侧油路相连通；用于通过调节所述节流阀的开口，以改变所述节流装置出口端与所述节流阀入口端之间的流体压力大小。可以无极调节先导控制元件的最大输出压力，且在各个设定的输出压力下，操作先导控制元件时均可以实现从零到最大倾角的连续比例调速控制，避免了传统方案最大输出压力只能分档调节，且最大输出压力的设定值越低，先导控制元件的有效控制倾角越小的缺点。

Description

压力调节系统及其应用的工程机械

 

技术领域

本发明涉及一种液压调压装置，更具体的说，本发明主要涉及一种压力调节系统及其应用的工程机械。

 

背景技术

在移动机械液压系统中，通常采用先导控制元件控制机器动作。操作者通过改变先导控制元件的倾角，将操作信号转化为先导油液的压力信号，再由该压力信号控制各个执行机构动作。先导元件倾角决定压力信号的大小，进而决定执行机构动作的速度快慢。先导控制元件输出压力为一段线性区间，其最小值和最大值分别对应机构的最低和最高速度，并且由于结构限制，通常最大值及最小值一经设定后不可随意调节。问题就在于，先导控制元件是按照最大输出压力对应最大机构速度来设计的，当遇到要求平稳和精细化操作的场合，需要机构运行速度维持在一个非常缓慢的水平，这就要求操作者将先导控制元件维持在一个很小的倾角范围内，结果是手稍微一动就超出范围，带来操作难度大且速度不稳定等问题。

目前已有的解决方法是：如附图 1所示，增加一个压力调节阀 6，通过压力调节阀 6内的梭阀 6a 选取先导控制元件 1的两个压力输出口 a、b中较大的压力，通过电磁换向阀 6b将该压力与溢流阀 6c连接。当电磁换向阀 6b打开后，即使操作先导控制元件 1的倾角到最大位置，其最大输出压力也会被限定在由溢流阀 6c决定的一个较低的数值。这就相当于通过控制电磁换向阀 6b的通断把先导控制元件 1的最大输出压力由一档变成了两档，从而达到降低先导控制元件 1输出压力的目的。但存在的问题是，先导控制元件 1在低压段可操作的倾角控制范围依然很窄，当切换到低速档时，仍然存在手稍微一动即达到低压设定值的问题，即低压档的调速特性差。

 

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种压力调节系统及其应用的工程机械，以期望解决现有技术中先导控制元件在低压段可操作的倾角控制范围过窄，低压档的调速特性较差等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种压力调节系统，所述的系统包括先导控制元件、节流装置和节流阀，所述节流装置的入口端与所述先导控制元件的压力输出口相连通，所述节流装置的出口端与所述节流阀的入口端相连通，所述节流阀的出口端与所述先导控制元件的低压侧油路相连通；用于通过调节所述节流阀的开口，以改变所述节流装置出口端与所述节流阀入口端之间的流体压力大小。

进一步的技术方案是：所述节流装置为带固定节流孔的阻尼堵或阻尼接头。

进一步的技术方案是：所述节流阀中设有调节装置，用于通过调节装置控制所述节流阀的开启、关闭及开口大小。

更进一步的技术方案是：所述先导控制元件上设有一个压力输入口、一个回油口及至少两个压力输出口，所述两个压力输出口通过换向阀与同一个液压机构相连通，用于在同一时间，最多只有一个压力输出口输出压力信号。

更进一步的技术方案是：所述节流装置为两个，且它们的入口端分别与所述先导控制元件的两个压力输出口相连通，且所述节流阀位于两个节流装置出口端之间的管道上。

更进一步的技术方案是：所述先导控制元件中还设有至少两个先导控制阀，所述压力输入口与先导油源相连通，所述回油口与油箱相连通，所述压力输入口还分别与至少两个先导控制阀相连通，所述回油口也分别与至少两个先导控制阀相连通；所述至少两个先导控制阀的出口端分别与各自的压力输出口相对应。

更进一步的技术方案是：所述至少两个先导控制阀出口端对应的压力输出口分别与换向阀上的至少两个先导控制腔相连通。

本发明另一方面提供了一种压力调节系统，所述的系统包括先导控制元件、节流装置和节流阀，所述节流装置的入口端与先导油源相连通，所述节流装置的出口端与所述先导控制元件的压力输入口及所述节流阀的入口端相连通，所述节流阀的出口端与所述先导控制元件的回油路相连通；用于通过调节所述节流阀的开口，以改变所述节流装置出口端与所述节流阀入口端之间的流体压力大小。

更进一步的技术方案是：所述先导控制元件上设有一个压力输入口、一个回油口及至少两个压力输出口，所述两个压力输出口通过换向阀与同一个液压机构相连通，用于在同一时间，最多只有一个压力输出口输出压力信号；所述先导控制元件中还设有至少两个先导控制阀，所述压力输入口通过节流装置与先导油源相连通；所述回油口与油箱相连通，所述压力输入口分别与至少两个先导控制阀相连通，所述回油口也分别与至少两个先导控制阀相连通；所述至少两个先导控制阀的出口端分别与各自的压力输出口相对应。

本发明还提供了一种工程机械，所述的工程机械包括上述的压力调节系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果一方面在于：

1、可以无极调节先导控制元件的最大输出压力，且在各个设定的输出压力下，操作先导控制元件时均可以实现从零到最大倾角的连续比例调速控制，避免了传统方案最大输出压力只能分档调节，且最大输出压力的设定值越低，先导控制元件的有效控制倾角越小的缺点。

2、系统完全由常规的液压元件构成，无需电磁阀控制，简单可靠。

3、无需设置单独的回油口，简化了管路，布置更方便。

 

附图说明

图1 为用于说明一种现有的压力调节系统的液压原理示意图；

图 2 为用于说明本发明第一实施例的压力调节系统的液压原理示意图；

图 3 为用于说明本发明第二实施例的压力调节系统的液压原理示意图；

图 4 为用于说明本发明第三实施例的压力调节系统的液压原理示意图；

图中，1为先导控制元件；1a、1b为先导控制阀；2为液压马达；3为换向阀；4为液压泵；5为储油箱；6为压力调节阀；6a为梭阀；6b为电磁换向阀；6c为溢流阀；7、7a为节流装置；8为节流阀。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图2所示，根据本发明的一个实施例，压力调节系统中包括先导控制元件，节流装置7和节流阀8，该节流装置7的入口端与所述先导控制元1的压力输出口相连通，节流装置7的出口端与所述节流阀8的入口端相连通，所述节流阀8的出口端与所述先导控制元件1的低压侧油路相连通；用于通过调节所述节流阀8的开口，以改变所述节流装置7出口端与所述节流阀8入口端之间的流体压力大小。

在本实施例中，发明人还提供了更为具体的优选技术手段，具体为使上述先导控制元件 1包含一个压力输入口P与先导油源（先导油源图中未示出）相连、一个回油口T与油箱（油箱图中未示出）连接、以及两个先导控制阀1a、1b，其输出压力分别对应两个压力输出口a、b，与换向阀3的先导控制口a’、b’连接。通过改变先导控制元件1的倾角可以比例的控制两个压力输出口a、b的输出压力大小，进而通过换向阀3控制液压马达2的旋向和转速。前述的先导油源即为压力调节系统中压力源。

在不操作先导控制元件1时，其压力输出口a、b通过先导控制阀1a、1b与回油口T连接。当操作先导控制元件1时，由于先导控制阀1a、1b控制同一液压机构即液压马达2，处在同一操作方向上，其结构形式决定了在同一时间，最多只有一个压力输出口输出压力，同时另一个压力输出口通过回油口T与油箱相连通。

本实施例在实际使用中，假设此时操作先导控制阀1a，且节流阀8处于完全关闭状态，则先导控制元件1的压力输出口a输出与操作力相对应的压力Pa。压力油Pa经过节流元件7到达换向阀3的右侧先导控制腔a’，推动控制阀3切换到右位，液压泵4输出的压力油经过换向阀3进入马达2，进而驱动液压马达2旋转。由于节流阀8处于完全关闭状态，压力输出口a与先导控制腔a’之间的油路为一封闭的空间，在平衡状态下节流装置7处没有油液流动，因此油液在节流装置7处不会产生压降，压力Pa等于压力Pa’。

假设将节流阀8打开至一定开口，从压力输出口a来的压力油经过节流装置7后，一部分流到换向阀3的右侧先导控制腔a’，一部分则经过节流阀8流到压力输出口b。而此时压力输出口b通过先导控制阀1b与回油口T连通，因此压力Pb基本等于零。由于在平衡状态下，节流装置7处始终有油液流动，则油液流经节流装置7时会产生压力损失，使得节流装置7之后的压力Pb’小于之前的压力Pa。Pb’的压力大小取决于节流装置7与节流阀8的开口面积的比值，节流装置7的开口面积越小，则流体流过时产生的压力损失越大，其后的压力Pb’就越低；节流阀8的开口面积越大，则从节流装置7流经节流阀8到油箱的油液量就越多，流量越多在节流装置7处产生的压力损失越大，其后的压力Pb’就越低。因此，设置一个合适的具有固定开口的节流装置7，通过调节节流阀8的开口大小，就可以控制节流装置7出口的压力Pa’的大小，使其从零到输出压力Pa之间连续变化，从而满足任何缓慢操作的要求。其中节流装置7可以是带固定节流孔的阻尼堵也可以是阻尼接头的结构形式。

参考图3所示，在本发明的另一实施例中，为了使先导控制元件1的两个压力输出口a、b均具备压力调节功能，可以在上述先导控制元件1的两个压力输出口a、b上均增加节流装置7和7a，并将节流阀8放置在节流装置7和7a的出口端之间。这样对称布置后，无论操作先导阀1a还是先导阀1b，均有油液从节流阀8处经低压侧压力输出口通过回油口流回油箱，使得节流装置7或7a处产生压降，从而使先导控制元件1的压力输出口压力Pa或Pb从零到最大值之间连续可调，达到无极调节机构最大工作速度的目的。详细控制过程与上述实施例类似，本领域技术人员可参考本发明上述实施例经过显而易见的推理得到，故此处不再详细描述。

在本发明的再一个实施例中，对于一些要求先导控制元件1输出压力Pa、Pb完全一致，或是存在多个先导控制元件1且要求输出压力完全一致的场合，可以用一个压力调节系统控制所有先导控制元件1的最大输出压力。具体参考图4所示，本实施例的压力调节系统同样包括先导控制元件1、节流装置7和节流阀8，该节流装置7的入口端与先导油源相连通，节流装置7的出口端与先导控制元件1的压力输入口及节流阀8的入口端相连通，节流阀8的出口端与先导控制元件1的回油路相连通；用于通过调节所述节流阀8的开口，以改变所述节流装置7出口端与所述节流阀8入口端之间的流体压力大小。

正如图4所示出及上述所提到的，更为具体的是可以在上述先导控制元件1的压力输入口P设置节流装置7，节流阀8的入口端与节流装置7出口端和先导控制元件1压力输入口P之间的油路连接，节流阀8的出口与回油口T连接。同理，通过调节节流阀8的开口可以控制压力输入口P的压力从零到最大值之间变化，从而达到无极调节并控制最大输出压力的目的。

结合图4所示，与上述的实施例相类似，本实施例与上述实施例除了节流装置7与节流阀8的安装方位不同以外，其余结构及功能与上述的实施例基本相同；因此本实施例在实际使用时具体的控制过程如下：

假设此时操作先导控制阀1a，且节流阀8处于完全关闭状态，则先导控制元件1的压力输出口a输出与操作力相对应的压力Pa。压力油Pa经过节流元件7到达换向阀3的右侧先导控制腔a’，推动控制阀3切换到右位，液压泵4输出的压力油经过换向阀3进入马达2，进而驱动液压马达2旋转。由于节流阀8处于完全关闭状态，压力输出口a与先导控制腔a’之间的油路为一封闭的空间，在平衡状态下节流装置7处没有油液流动，因此油液在节流装置7处不会产生压降，压力Pa等于压力Pa’。

假设将节流阀8打开至一定开口，从压力输出口a来的压力油经过节流装置7后，一部分流到换向阀3的右侧先导控制腔a’，一部分则经过节流阀8流到压力输出口b。而此时压力输出口b通过先导控制阀1b与回油口T连通，因此压力Pb基本等于零。由于在平衡状态下，节流装置7处始终有油液流动，则油液流经节流装置7时会产生压力损失，使得节流装置7之后的压力Pb’小于之前的压力Pa。Pb’的压力大小取决于节流装置7与节流阀8的开口面积的比值，节流装置7的开口面积越小，则流体流过时产生的压力损失越大，其后的压力Pb’就越低；节流阀8的开口面积越大，则从节流装置7流经节流阀8到油箱的油液量就越多，流量越多在节流装置7处产生的压力损失越大，其后的压力Pb’就越低。因此，设置一个合适的具有固定开口的节流装置7，通过调节节流阀8的开口大小，就可以控制节流装置7出口的压力Pa’的大小，使其从零到输出压力Pa之间连续变化，从而满足任何缓慢操作的要求。其中节流装置7依然可以是带固定节流孔的阻尼堵也可以是阻尼接头的结构形式。

另一方面，在本发明上述多个实施例所提到的“连通”、“相连通”等连接关系，均是只本发明压力调节系统中的各个元件（例如节流装置7、7a，节流阀8，先导控制元件1，先导控制阀1a、1b等）通过密封管道相互连通，使得压力油在管道中流动。

根据本发明又一个实施例，由于上述多个实施例中均为对压力调节系统的改进，而在本领域中的技术人员应当熟知，液压调节系统可用于液压动力的工程机械中进行压力调节，因此本实施例中提供了一种具有上述压力调节系统的工程机械（例如挖掘机、装载机等）。但由于发明人的改进仅在于压力调节系统本身，对于工程机械中液压动力的其它方面，本领域的技术人员可遵从现有技术来实现本实施例。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种压力调节系统，其特征在于：所述的系统包括先导控制元件（1）、节流装置（7）和节流阀（8），所述节流装置（7）的入口端与所述先导控制元件（1）的压力输出口相连通，所述节流装置（7）的出口端与所述节流阀（8）的入口端相连通，所述节流阀（8）的出口端与所述先导控制元件（1）的低压侧油路相连通；用于通过调节所述节流阀（8）的开口，以改变所述节流装置（7）出口端与所述节流阀（8）入口端之间的流体压力大小。

2.根据权利要求1所述的压力调节系统，其特征在于：所述节流装置（7）为带固定节流孔的阻尼堵或阻尼接头。

3.根据权利要求1或2所述的压力调节系统，其特征在于：所述节流阀（8）中设有调节装置，用于通过调节装置控制所述节流阀（8）的开启、关闭及开口大小。

4.根据权利要求3所述的压力调节系统，其特征在于：所述先导控制元件（1）上设有一个压力输入口、一个回油口及至少两个压力输出口，所述两个压力输出口通过换向阀（3）与同一个液压机构相连通，用于在同一时间，最多只有一个压力输出口输出压力信号。

5.根据权利要求4所述的压力调节系统，其特征在于：所述节流装置（7）为两个，且它们的入口端分别与所述先导控制元件（1）的两个压力输出口相连通，且所述节流阀（8）位于两个节流装置（7、7a）出口端之间的管道上。

6.根据权利要求4所述的压力调节系统，其特征在于：所述先导控制元件（1）中还设有至少两个先导控制阀（1a、1b），所述压力输入口与先导油源相连通，所述回油口与油箱相连通，所述压力输入口还分别与至少两个先导控制阀（1a、1b）相连通，所述回油口也分别与至少两个先导控制阀（1a、1b）相连通；所述至少两个先导控制阀（1a、1b）的出口端分别与各自的压力输出口相对应。

7.根据权利要求6所述的压力调节系统，其特征在于：所述至少两个先导控制阀（1a、1b）出口端对应的压力输出口分别与换向阀（3）上的至少两个先导控制腔相连通。

8.一种压力调节系统，其特征在于：所述的系统包括先导控制元件（1）、节流装置（7）和节流阀（8），所述节流装置（7）的入口端与先导油源相连通，所述节流装置（7）的出口端与所述先导控制元件（1）的压力输入口及所述节流阀（8）的入口端相连通，所述节流阀（8）的出口端与所述先导控制元件（1）的回油路相连通；用于通过调节所述节流阀（8）的开口，以改变所述节流装置（7）出口端与所述节流阀（8）入口端之间的流体压力大小。

9.根据权利要求8所述的压力调节系统，其特征在于：所述先导控制元件（1）上设有一个压力输入口、一个回油口及至少两个压力输出口，所述两个压力输出口通过换向阀（3）与同一个液压机构相连通，用于在同一时间，最多只有一个压力输出口输出压力信号；所述先导控制元件（1）中还设有至少两个先导控制阀（1a、1b），所述回油口与油箱相连通，所述压力输入口分别与至少两个先导控制阀（1a、1b）相连通，所述回油口也分别与至少两个先导控制阀（1a、1b）相连通；所述至少两个先导控制阀（1a、1b）的出口端分别与各自的压力输出口相对应。

10.一种工程机械，其特征在于：所述的工程机械中包括权利要求1至9任意一项所述的压力调节系统。