CN104595273A - 工程机械精细化操作液压系统 - Google Patents

Abstract

工程机械精细化操作液压系统。本发明涉及液压系统，为解决现有液压系统由于更换不同工作属具引起负载变化而导致工作管路异响、动作不连贯难以进行精细化操作的缺点，本发明公开精细化操作液压系统，其特点是压差传感器检测液压执行器左管路和右管路之间压差；控制器与压差传感器连接输出电控信号；电比例调节装置等比例调节控制器的输出电控信号；电比例减压阀的电控端与控制器连接接受控制器的电控信号，将先导阀的左信号源端或右信号源端先导压力减压后对应输送至主阀的先导液控端。本发明操作者根据操作需要，在选择精细化操作模式时加大进回油节流力度以满足动作需要，通过比例调节装置可以连续调节工作装置的动作状态，以达到最佳的精细操作性能。

Description

工程机械精细化操作液压系统

技术领域

 本发明涉及一种液压系统,尤其涉及一种工程机械精细化操作液压系统。

背景技术

在液压作为动力驱动的设备中，液压油泵驱动液压油经主阀输送至液压执行元件，先导压力作用在主阀阀芯的两端对主阀的换向进行控制而实现主阀控制液压致动元件的动作，在液压系统的匹配时，先导压力特性与液压主阀芯开口度是有对应固定关系。而作为液压设备，为了适应不同区域，不同工况的要求，在工作装置端部是需要增加快换装置或者各种形式的属具，故工作装置端部重量发生变化，液压执行器负载情况发生变化。液压执行器负载的改变就会引起工程机械在运动状态的改变，尤其是精细化操作时，液压执行器回油节流呈现不足，工作装置管路异响和工作装置动作不连贯等现象，大大降低了工程机械的操控性。在实际工况下，遇到此类工作装置不连贯抖动动作时，需要通过更换液压主阀对应阀芯或者加大外部流体节流力度解决故障现象，这样对非精细操作模式下的工作效率和油耗都有较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于解决现有液压系统由于更换不同的工作属具而导致工作属具管路异响、动作不连贯难以进行精细化操作的缺点而提供一种在更换不同液压工作属具时可调整回油节流力度以满足动作需要的工程机械精细化操作液压系统。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种工程机械精细化操作液压系统，包括主阀、工作压力油源、液压执行器、先导阀，工作压力油源连接于主阀的工作油进油口，液压执行器通过左管路和右管路对应连接于主阀的两个工作油口，其特点是还包括：压差传感器、控制器、电比例调节装置、电比例减压阀，其中压差传感器连接于所述液压执行器的左管路和右管路之间，用于检测左管路和右管路之间的压差；控制器与压差传感器连接，以压差传感器的电信号为输入，输出电控信号；电比例调节装置与控制器连接，等比例调节控制器的输出电控信号；电比例减压阀的电控端与控制器连接接受控制器的电控信号限制其出油口的压力，将先导阀的左信号源端或右信号源端的先导压力减压后对应输送至主阀的先导液控左端和先导液控右端。本发明通过压差传感器检测工作装置液压执行器两端压力差并输出信号，此信号经过比例调节装置和控制器转化后，输出以压差传感器信号为最大值的比例信号，比例信号再用于控制电比例减压阀的出油口最大压力，减压后的压力信号引到主阀的液控端用于控制主阀油口开口状态。根据操作者操作需要，在选择精细化操作模式时加大进回油节流力度以满足动作需要，通过比例调节装置可以连续调节工作装置的动作状态，以达到最佳的精细操作性能。

在本发明工程机械精细化操作液压系统中，电比例减压阀为一个或两个，当只有一个电比例减压阀时还包括梭阀，电比例减压阀的进油口通过梭阀与先导的左信号源端和右信号源端连接，电比例减压阀的出油口通过换向阀对应输送至所述主阀的先导液控左端和先导液控右端，换向阀为两个液控两位三通阀，电比例减压阀的出油口同时连接于两个液控两位三通阀一个进油口，两个液控两位三通阀的另一个进油口对应与先导阀的左信号源端和右信号源端连接,两个液控两位三通阀一个出油口分别对应连接于所述主阀的先导液控左端和先导液控右端，两个液控两位三通阀的液控端对应与先导阀的左信号源端和右信号源端连接，液控两位三通阀左位和右位之间切换对应于两个进油口与出油口之间导通的切换。当有两个电比例减压阀时,两个电比例减压阀的电控端同时与控制器连接，两个电比例减压阀的进油口分别直接连接于先导阀的左信号源端和右信号源端，电比例减压阀的出油口通过换向阀对应输送至所述主阀的先导液控左端和先导液控右端。换向阀为两个液控两位三通阀，两个电比例减压阀的出油口对应连接于两个液控两位三通阀一个进油口，两个液控两位三通阀的另一个进油口对应与先导阀的左信号源端和右信号源端连接,两个液控两位三通阀一个出油口分别对应连接于所述主阀的先导液控左端和先导液控右端，两个液控两位三通阀的液控端对应与所述先导阀的左信号源端和右信号源端连接，液控两位三通阀左位和右位之间切换对应于两个进油口与出油口之间导通的切换。

在上述工程机械精细化操作液压系统中，两个液控两位三通阀的液控端与先导阀的左信号源端和右信号源端之间连接有切换阀, 当所述切换换向阀处于导通位时先导阀的左信号源端和右信号源端与液控两位三通阀的液控端之间的油路经切换换向阀导通，此时处于精细化操作模式，当切换换向阀处于截止位时先导阀的左信号源端和右信号源端与液控两位三通阀的液控端之间的油路经切换换向阀截止，此时处于正常操作模式。该切换换向阀为两位四通电磁阀，切换阀用于正常操作和精细化操作之间两种工作模式之间进行切换。

在本发明工程机械精细化操作液压系统中，还可以是电比例减压阀为两个，两个电比例减压阀的电控端同时与控制器连接，两个电比例减压阀的进油口分别直接连接于先导阀的左信号源端和右信号源端，两个电比例减压阀的出油口分别对应与主阀的先导液控左端和先导液控右端直接连通，控制器上连接有电气信号输入端用于向控制器输入使电比例减压阀处于常通状态的电气信号，在该方案中，若进行的是正常操作，电气信号输入端向控制器输入的电气信号，控制器则根据该电气信号使两个电比例减压阀处于常开状态，即使其限压值大于先导阀的左信号源端和右信号源端的压力，即先导阀的左信号源端和右信号源端的压力经过电比例减压阀时除了正常的压差损失外，不会有压差降低。当需要进行精细化操作时，电气信号输入端向控制器输入另一种电气信号或不输入电信号，控制器根据压差传感器传来的信号以及比例控制旋钮的调节信号输出控制电信号，调节电比例减压阀出油口处的压力，当先导阀的左信号源端有压力信号时，左路的电比例减压阀将压力信号的压力降低使其作用于主阀的先导液控左端，主阀的先导液控右端的液压油则通过右路的电比例减压阀流入液压系统的油箱回路。当先导阀的右信号源端有压力信号时，右路的电比例减压阀将压力信号的压力降低使其作用于主阀的先导液控右端，主阀的先导液控左端的液压油则通过左路的电比例减压阀流入液压系统的油箱回路。

本发明与现有技术相比，其优点是：

本发明通过压差传感器检测工作装置液压执行器两端压力差并输出信号，此信号经过比例调节装置和控制器转化后，输出以压差传感器信号为最大值的比例信号，比例信号再用于控制电比例减压阀，减压后的压力信号引到主阀的液控端用于控制主阀油口开口状态。根据操作者操作需要，在选择精细化操作模式时加大进回油节流力度以满足动作需要，通过比例调节装置可以连续调节工作装置的动作状态，以达到最佳的精细操作性能。本发明的液压系统原理简单，新增液压元件和电气元件可靠性强；同时本发明可以进行模块化设计，故安装方便且占用空间小。

附图说明

图1是本发明带液控换向阀的单电比例减压阀的工程机械精细化操作液压系统的液压原理图；

图2是本发明带液控换向阀的双电比例减压阀工程机械精细化操作的液压原理图；

图3是本发明不带液控换向阀的双电比例减压阀的工程机械精细化操作液压系统的液压原理图；

图4是本发明带液控换向阀的单电比例减压阀的工程机械精细化操作液压系统的另外一种液压原理图。

图中：压差传感器1、主阀2、主泵3、液压油箱4、液压油缸5、比例控制旋钮6、控制器7、电比例减压阀8、第一液控两位三通阀9、梭阀10、两位四通电磁阀11、第二液控两位三通阀12、第二电比例减压阀13。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

实施例1

如图1 所示，在本发明工程机械精细化操作液压系统中，该系统包括主阀2、作为工作压力油源的主泵3、作为液压执行器的液压油缸、先导阀（图中未示出），先导阀具有左信号源端Pa1和右信号源端Pb1，主泵3连接于主阀2的工作油进油口，从液压油箱4中泵处液压油向主阀2供油，液压油缸5通过左管路和右管路对应连接于主阀2的两个工作油口，另外还包括：压差传感器1，控制器7，作为电比例调节装置的比例控制旋钮6，电比例减压阀8，梭阀10、第一液控两位三通阀9、第二液控两位三通阀12、作为切换换向阀的两位四通电磁阀11。

压差传感器1连接于液压油缸5的左管路和右管路之间，用于检测左管路和右管路之间的压差并转化为电信号；控制器7与压差传感器1连接，以压差传感器1的电信号为输入，输出电控信号；比例控制旋钮6与控制器7连接，在0-100%的范围内等比例调节控制器7的输出电控信号；电比例减压阀8其电控端与控制器7连接接受控制器的电控信号。

电比例减压阀8的进油口通过梭阀10与先导阀的左信号源端Pa1和右信号源端Pb1连接，电比例减压阀8的出油口同时连接于第一液控两位三通阀9、第二液控两位三通阀12的一个进油口，先导阀的左信号源端Pa1和右信号源端Pb1对应连接于第一液控两位三通阀9、第二液控两位三通阀12的另一个进油口，第一液控两位三通阀9的出油口连接于主阀的先导液控右端Pb2，第二液控两位三通阀12的出油口连接于主阀的先导液控左端Pa2；先导阀的左信号源端Pa1和右信号源端Pb1连接在两位四通电磁阀11的两个油口上，两位四通电磁阀11的另外两个油口分别连接于第二液控两位三通阀12的液控端、第一液控两位三通阀9的液控端，当两位四通电磁阀11处于导通位时先导阀的左信号源端Pa1经两位四通电磁阀11与第二液控两位三通阀12的液控端之间的油路导通，先导阀的右信号源端Pb1经两位四通电磁阀11与第一液控两位三通阀9的液控端之间的油路导通；当两位四通电磁阀11处于截止位时先导阀的左信号源端Pa1和右信号源端Pb1经两位四通电磁阀11与第一液控两位三通阀9和第二液控两位三通阀12的液控端之间的油路截止。当第一液控两位三通阀9的液控端有先导压力信号时，第一液控两位三通阀9处于左位，第一液控两位三通阀9的出油口(也即与主阀的先导液控右端Pb2连通的端口)与电比例减压阀8的出油口导通；当第一液控两位三通阀9的液控端没有先导压力信号时，第一液控两位三通阀9处于右位，第一液控两位三通阀9的出油口(也即与主阀的先导液控右端Pb2连通的端口)直接与先导阀的右信号源端Pb1直接导通。当第二液控两位三通阀12的液控端有先导压力信号时，第二液控两位三通阀12处于左位，第二液控两位三通阀12的出油口(也即与主阀的先导液控左端Pa2连接的端口)与电比例减压阀8的出油口导通；当第二液控两位三通阀12的液控端没有先导压力信号时，第二液控两位三通阀12处于右位，第二液控两位三通阀12的出油口(也即与主阀的先导液控左端Pa2连接的端口)直接与先导阀的左信号源端Pa1直接导通。

本发明的实现原理如下：

如图1所示，在正常模式下工作时，当电气信号L4未得电，两位四通电磁阀11处于截止位，第一液控两位三通阀9和第二液控两位三通阀12的液控端均没有先导压力信号输入，第一液控两位三通阀9和第二液控两位三通阀12均处于右位，先导阀的左信号源端Pa1通过第二液控两位三通阀12至主阀的先导液控左端Pa2导通，先导阀的右信号源端Pb1通过第一液控两位三通阀9至主阀的先导液控右端Pb2端导通。这样，操作者通过先导手柄正常模式控制液压油缸进行作业。

当需要进行精细化作业而需要调节时，电气信号L4得电，两位四通电磁阀11处于导通位，先导阀的左信号源端Pa1和右信号源端Pb1经过两位四通电磁阀11连通第一液控两位三通阀9和第二液控两位三通阀12的液控端进行对其控制，当操作者操作手柄输出使先导阀的左信号源端Pa1有压力时，先导压力信号经两位四通电磁阀11传递到第二液控两位三通阀12的液控端，第二液控两位三通阀12处于左位，从先导阀的左信号源端Pa1经第二液控两位三通阀12向主阀2的先导液控左端传递的先导6信号被截断，但先导阀的左信号源端Pa1可经过梭阀10传递给电比例减压阀8。若由于更换了工作装置导致工作装置抖动、管路异响情况发生，则操作员通过旋转比例控制旋钮进行调节，控制器7按照比例控制旋钮信号L2、以及压差传感器1输出的信号L1输出控制信号L3，调节电比例减压阀8出油口处的压力，电比例减压阀8的出油口输出比例减压后的压力信号通过第二液控两位三通阀12传递给主阀2的先导液控左端Pa2端。此时手柄信号的先导阀右信号源端Pb1没有压力，故第一液控两位三通阀9处于右位，没有换向，主阀2的先导液控右端Pb2端经第一液控两位三通阀9从先导阀的右信号源端Pb1直接回油箱，就可以实现液压油缸5回收动作精细控制操作模式。同样在当电气信号L4得电时，操作者操作手柄使先导阀的右信号源端Pb1有压力时，第一液控两位三通阀9处于左位，先导阀的右信号源端Pb1经换向两位四通电磁阀11传递到第一液控两位三通阀9，使第一液控两位三通阀9处于左位，从先导阀的右信号源端Pb1经第一液控两位三通阀9向主阀的先导液控右端传递的先导信号被截断，但先导阀的右信号源端Pb1可经过梭阀10传递给电比例减压阀8。控制器7按照比例控制旋钮6的信号L2和、以及压差传感器1输出的信号L1输出控制信号L3，调节电比例减压阀8出油口处的压力，电比例减压阀8的出油口输出比例减压后的压力信号通过第一液控两位三通阀9的传递给主阀2的先导液控右端Pb2端。此时，手柄信号的先导阀左端Pa1没有压力，故第二液控两位三通阀12没有换向，主阀2的先导液控左端Pa2的液压油经第二液控两位三通阀12、先导阀的先导左信号源端Pa1直接回油箱，就可以实现液压油缸5伸出动作精细控制操作模式。比例控制旋钮6通过操作者操作，在作业过程中调制合适的位置。

实施例2

本实施例与实施例1相比，其不同点在于在本实施例中电比例减压阀不通过梭阀与先导阀的左信号源端和右信号源端连接，如图2所示，本实施例中具有两个电比例减压阀，其中位于右路的电比例减压阀8的进油口直接与先导阀的右信号源端Pb1连接，电比例减压阀8的出油口连接于第一液控两位三通阀9的另一个进油口，位于左路的第二电比例减压阀13的进油口直接与先导阀的左信号源端Pa1连接，第二电比例减压阀13的出油口连接于第二液控两位三通阀12的另一个进油口，电比例减压阀8和第二电比例减压阀13的电控端同时与控制器7连接。本实施例中的控制操作方法及实现原理与实施例1相同。

实施例3

如图3所示，与实施例2相比，本实施例不同的是电比例减压阀8的出油口直接与主阀2的先导液控右端Pb2连通，第二电比例减压阀13的出油口直接与主阀2的先导液控左端Pa2连通，电比例减压阀8和第二电比例减压阀13的电控端分别于控制器7的控制信号输出端连接，在控制器上具有电气信号输入端L4，电气信号输入端L4用于液压系统的工作模式选择即选择处于精细化操作模式还是处于正常操作状态模式的电气信号输入。在本实施例中，若进行的正常操作状态模式，电气信号输入端L4不具有电信号，控制器7的信号输出端输出电信号使电比例减压阀8和第二电比例减压阀13的限压值大于先导阀的右信号源端Pb1、先导阀的左信号源端Pa1的最大压力，此时两个电比例减压阀相当于液压通路，不改变先导压力值，直接作用于阀芯两端。当需要进行精细化操作时，电气信号输入端L4具有电气信号输入，控制器根据压差传感器1传来的信号以及比例控制旋钮6的调节信号输出控制电信号，调节电比例减压阀8和第二电比例减压阀13出油口处的压力限值，当先导阀的左信号源端Pa1有压力信号时，第二电比例减压阀13将压力信号的压力降低使其作用于主阀2的先导液控左端Pa2，主阀2的先导液控右端Pb2的液压油则通过电比例减压阀8流入液压系统的油箱回路。当先导阀的右信号源端Pb1有压力信号时，电比例减压阀8将压力信号的压力降低使其作用于主阀2的先导液控右端Pb2，主阀2的先导液控左端Pa2的液压油则通过第二电比例减压阀13流入液压系统的油箱回路。

实施例4

如图4所示，与实施例1相比，其不同点在于本实施例中没有两位四通电磁阀11，第一液控两位三通阀9和第二液控两位三通阀12的液控端分别对应与先导阀的左信号源端Pa1和右信号源端Pb1连通，在控制器7上具有电气信号输入端L4，电气信号输入端L4用于液压系统的工作模式选择即选择处于精细化操作模式还是处于正常操作状态模式的电气信号输入。在本实施例中，若进行的正常操作状态模式，电气信号输入端L4不具有电信号，控制器7的信号输出端输出电信号使电比例减压阀8和第二电比例减压阀13的限压值大于先导阀的右信号源端Pb1、先导阀的左信号源端Pa1的最大压力，此时电比例减压阀8相当于液压通路，不改变先导压力值，直接作用于阀芯两端。此时若进行操作手柄的操作，例如使先导阀的左信号源端Pa1具有先导压力输出时，先导阀的左信号源端Pa1的压力使第二液控两位三通阀12处于左位，先导阀的右信号源端Pb1没有压力输出而使第一液控两位三通阀9处于右位，先导阀的左信号源端Pa1的压力经梭阀10、电比例减压阀8、第二液控两位三通阀12的左位传递到主阀的先导液控左端Pa2，主阀2的先导液控右端Pb2液压油通过第一液控两位三通阀9的右位、先导阀的右信号源端Pb1回液压油箱回路。同理当先导阀的右信号源端Pb1具有先导压力输出时，先导阀的右信号源端Pb1的压力使第一液控两位三通阀9处于左位，先导阀的左信号源端Pa1没有压力输出而使第二液控两位三通阀12处于右位，先导阀的右信号源端Pb1的压力经梭阀10、电比例减压阀8、第一液控两位三通阀9的左位传递到主阀的先导液控右端Pb2，主阀2的先导液控左端Pa2的液压油通过第二液控两位三通阀12的右位、先导阀的左信号源端Pa1回液压油箱回路。

当需要进行精细化操作时，操作者操作先导手柄使先导阀的左信号源端Pa1或右信号源端Pb1具有先导压力输出，例如当先导阀的左信号源端Pa1具有先导压力输出时，先导阀的左信号源端Pa1的压力使第二液控两位三通阀12处于左位，先导阀的右信号源端Pb1没有压力输出而使第一液控两位三通阀9处于右位，先导阀的左信号源端Pa1的压力经梭阀10、电比例减压阀8、第二液控两位三通阀12的左位传递到主阀的先导液控左端Pa2，主阀2的先导液控右端Pb2液压油通过第一液控两位三通阀9的右位、先导阀的右信号源端Pb1回液压油箱回路。同理当先导阀的右信号源端Pb1具有先导压力输出时，先导阀的右信号源端Pb1的压力使第一液控两位三通阀9处于左位，先导阀的左信号源端Pa1没有压力输出而使第二液控两位三通阀12处于右位，先导阀的右信号源端Pb1的压力经梭阀10、电比例减压阀8、第一液控两位三通阀9的左位传递到主阀的先导液控右端Pb2，主阀2的先导液控左端Pa2的液压油通过第二液控两位三通阀12的右位、先导阀的左信号源端Pa1回液压油箱回路。但是此时由于电气信号输入端L4具有电气信号输入，控制器7根据压差传感器1传来的信号以及比例控制旋钮6的调节信号输出控制电信号，调节电比例减压阀8出油口处的压力限值，操作者可通过旋转比例控制旋钮6，使电比例减压阀8的出油口处的压力限制在某一压力之下，避免工作装置的抖动与管路异响。

Claims (9)

1.一种工程机械精细化操作液压系统，包括主阀、工作压力油源、液压执行器、先导阀，所述工作压力油源连接于主阀的工作油进油口，所述液压执行器通过左管路和右管路对应连接于主阀的两个工作油口，其特征在于还包括：

压差传感器，连接于所述液压执行器的左管路和右管路之间，用于检测左管路和右管路之间的压差；

控制器，与压差传感器连接，以压差传感器的电信号为输入，输出电控信号；

电比例调节装置，与控制器连接，用于等比例调节控制器的输出电控信号；

电比例减压阀，其电控端与控制器连接接受控制器的电控信号限制其出油口的压力，将先导阀的左信号源端或右信号源端的先导压力减压后对应输送至所述主阀的先导液控左端和先导液控右端。

2.根据权利要求1所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于还包括梭阀，所述电比例减压阀为一个,所述电比例减压阀的进油口通过所述梭阀与所述先导的左信号源端和右信号源端连接，所述电比例减压阀的出油口通过换向阀对应输送至所述主阀的先导液控左端和先导液控右端。

3. 根据权利要求2所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述换向阀为两个液控两位三通阀，所述电比例减压阀的出油口同时连接于所述的两个液控两位三通阀一个进油口，所述的两个液控两位三通阀的另一个进油口对应与所述先导阀的左信号源端和右信号源端连接,所述两个液控两位三通阀一个出油口分别对应连接于所述主阀的先导液控左端和先导液控右端，所述两个液控两位三通阀的液控端对应与所述先导阀的左信号源端和右信号源端连接。

4.根据权利要求1所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述电比例减压阀为两个，所述两个电比例减压阀的电控端同时与控制器连接，所述两个电比例减压阀的进油口分别连接于所述先导阀的左信号源端和右信号源端，所述电比例减压阀的出油口通过换向阀对应输送至所述主阀的先导液控左端和先导液控右端。

5. 根据权利要求4所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述换向阀为两个液控两位三通阀，所述两个电比例减压阀的出油口对应连接于所述的两个液控两位三通阀一个进油口，所述的两个液控两位三通阀的另一个进油口对应与所述先导阀的左信号源端和右信号源端连接,所述两个液控两位三通阀一个出油口分别对应连接于所述主阀的先导液控左端和先导液控右端，所述两个液控两位三通阀的液控端对应与所述先导阀的左信号源端和右信号源端连接。

6.根据权利要求3或5所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述两个液控两位三通阀的液控端与所述先导阀的左信号源端和右信号源端之间连接有切换阀, 当所述切换换向阀处于导通位时所述先导阀的左信号源端和右信号源端与液控两位三通阀的液控端之间的油路经切换换向阀导通，当所述切换换向阀处于截止位时所述先导阀的左信号源端和右信号源端与液控两位三通阀的液控端之间的油路经切换换向阀截止。

7.根据权利要求6所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述切换换向阀为两位四通电磁阀。

8.根据权利要求1所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述电比例减压阀为两个，所述两个电比例减压阀的电控端同时与控制器连接，所述两个电比例减压阀的进油口分别连接于所述先导阀的左信号源端和右信号源端，所述两个电比例减压阀的出油口分别对应与主阀的先导液控左端和先导液控右端直接连通。

9.根据权利要求3或8所述的工程机械精细化操作液压系统，其特征在于所述控制器上连接有电气信号输入端用于向控制器输入电信号，该电信号使所述电比例减压阀处于常通状态。