CN104632728A

CN104632728A - 一种多执行机构耦合自动充液系统

Info

Publication number: CN104632728A
Application number: CN201410741279.9A
Authority: CN
Inventors: 赵静一; 张春辉; 郭锐; 秦靖
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明涉及一种多执行机构耦合自动充液系统，包括油箱、负载敏感变量泵、发动机、一级阻尼孔、单向阀、二级阻尼孔、蓄能器、先导卸荷阀、一级梭阀、二级梭阀、反馈阻尼孔。系统既能够使用一个油源同时为具有多个执行机构的子系统的蓄能器充液，又能使蓄能器单独为各自的执行机构供油，互不影响，易于实现集成化及模块化控制。当系统中任何一个蓄能器压力降到其相应的先导卸荷阀设定下限值时，负载敏感变量泵自动感应其压力变化，并以最大排量自动为该蓄能器充液直到其压力达到先导卸荷阀设定的上限值，响应速度快，充液时间短，充液完成后负载敏感变量泵自动调节为低压小排量状态，以实现系统的节能，降低系统功率损耗。

Description

一种多执行机构耦合自动充液系统

技术领域

本发明涉及一种多执行机构耦合自动充液系统，适用于系统中有多个独立的执行机构，并且各个执行机构需要独立蓄能器进行供油的蓄能器充液系统，尤其适用于矿用自卸车辆制动，应急转向以及先导控制等多种执行机构的充液控制系统，属于液压控制技术领域。

背景技术

目前，矿用自卸车是在野外场地，如大型露天矿、水利工程中，用于运输煤矿、沙石的专用自卸车。由于重量大、行驶速度高，加之矿山地区的弯道、坡路较多，因此要求矿用自卸车具有可靠、灵活的性能。该类矿用自卸车的转向、制动、举升系统均为液压控制，且需要蓄能器为各个子系统供油。目前在工程车辆中用到最多的一种充液系统就是定量泵和充液阀组合的形式，该方法只能为单一的系统充液，无法实现一个液压油源同时为多个子系统耦合充液，充液速度受充液阀的性能影响很大，充液阀一经选定之后无法改变充液压力范围。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种既能使用一个油源同时为多个子系统的蓄能器充液，又能使蓄能器单独为各自的子系统供油，不受其它系统影响，响应速度快，充液时间短的多执行机构耦合自动充液系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括油箱、负载敏感变量泵、发动机、第一集成控制阀组A、第二集成控制阀组B、第三集成控制阀组C、蓄能器，每个集成控制阀组分别包括一级阻尼器、单向阀、二级阻尼器、先导卸荷阀，且每个集成控制阀组匹配一个蓄能器，一级阻尼器的进油口为集成控制阀组的进油口，一级阻尼器的出油口通过集成控制阀组的内部油道分别连接单向阀和二级阻尼器，单向阀的出油口通过内部油道与先导卸荷阀的控制油路连接，并通过集成控制阀组出口与所匹配的蓄能器和下游的执行机构连接，二级阻尼器的出油口通过内部油路与先导卸荷阀的进油口相连，先导卸荷阀的出口通过集成控制阀组的油路与油箱连接；其中：在第一集成控制阀组A的先导卸荷阀进油口和第二集成控制阀组B的先导卸荷阀进油口之间通过油路连接有一级梭阀，在一级梭阀的出口与第三集成控制阀组C的先导卸荷阀进油口之间通过油路连接有二级梭阀，二级梭阀的出口与一个反馈阻尼器连接，反馈阻尼器的出口与负载敏感变量泵的控制口相连。

所述蓄能器通过与其匹配的集成控制阀组的出口与下游的执行机构连接。

第一集成控制阀组A、第二集成控制阀组B、第三集成控制阀组C能够实现为各自所匹配的蓄能器耦合充液，并使每个蓄能器独立的为与其连接的执行机构供油。

所述各集成控制阀组中的一级阻尼器、单向阀、二级阻尼器、先导卸荷阀组成一个集成模块，根据与该集成模块匹配的蓄能器的参数要求确定各个元件的参数值，蓄能器的参数可根据相应的执行机构的要求进行配置。

所述第一集成控制阀组A的先导卸荷阀、第二集成控制阀组B的先导卸荷阀和第三集成控制阀组C的先导卸荷阀前的控制压力通过一级梭阀和二级梭阀进行比较，通过反馈阻尼器稳定反馈压力并引入到负载敏感变量泵的负载敏感控制口。

通过先导卸荷阀设定对应蓄能器充液的压力范围，当进入任一蓄能器的油液压力降低到其相应的先导卸荷阀的设定值下限时，负载敏感变量泵以最大排量为其自动进行充液，直到达到该先导卸荷阀设定的最大压力值；当进入任一蓄能器的油液压力达到其相应的先导卸荷阀设定值的上限时，则该先导卸荷阀和油箱相通，此时先导卸荷阀前的压力反馈信号为零，当各个集成控制阀组中的先导卸荷阀前的反馈信号均为零时，经过两级梭阀的比较反馈到负载敏感变量泵的负载敏感控制口的压力为零，负载敏感变量泵恢复到待命状态。

所述负载敏感变量泵响应速度快，可以对蓄能器的压力信号进行快速响应，自动进行充液，充液完成后可使负载敏感变量泵泵恢复到待命状态即低压小排量下，为系统节能。

所述一级阻尼器可以稳定系统压力，保证蓄能器充液时快速平稳，二级阻尼器可以减小通过先导卸荷阀的流量，避免在先导卸荷阀打开时形成背压使反馈到泵的压力不能归零，影响负载敏感变量泵泵的待命状态。

所述单向阀用于将每一个系统隔离，避免系统相互影响和蓄能器油液倒灌。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种多执行机构耦合自动充液系统，适用于系统中有多个独立的执行机构，并且各个执行机构需要独立蓄能器进行供油的系统中，用于对多个蓄能器自动充液的液压控制系统中，实现了多个蓄能器耦合自动充液控制，蓄能器独立为执行机构供油。本发明响应速度快，充液时间短，并且能够实现系统的节能，降低系统功率损耗。该发明可以实现集成化及模块化，一个模块控制一个蓄能器，模块中的元件简单实用，可以对两个及两个以上独立系统蓄能器进行快速自动充液，尤其适用于矿用自卸车系统中制动、应急转向、先导控制多系统耦合的工况。

附图说明

图1为本发明一种多执行机构耦合自动充液系统的液压示意图。

其中：1.油箱，2.负载敏感变量泵，3.发动机，4.第一一级阻尼器，5.第二一级阻尼器，6.第三一级阻尼器，7.第一单向阀，8.第二单向阀，9.第三单向阀，10.第一二级阻尼器，11.第二二级阻尼器，12.第三二级阻尼器，13.第一蓄能器14.第二蓄能器，15.第三蓄能器，16.第一先导卸荷阀，17.第二先导卸荷阀，18.第三先导卸荷阀，19.一级梭阀，20.二级梭阀，21.反馈阻尼器，22.第一执行机构，23.第二执行机构，24.第三执行机构，LS.负载敏感泵控制油口，A.第一集成控制阀组，B.第二集成控制阀组，C.第三集成控制阀组。

具体实施方式

参见图1，本发明一种分体式多轴线液压载重车液压制动系统，包括油箱1、负载敏感变量泵2、发动机3、第一集成控制阀组A、第二集成控制阀组B、第三集成控制阀组C、第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15、一级梭阀19、二级梭阀20、反馈阻尼器21，第一集成控制阀组A中分别包括第一一级阻尼器4、第一单向阀7、第一二级阻尼器10、第一先导卸荷阀16，集第二成控制阀组B中分别包括第二一级阻尼器5、第二单向阀8、第二二级阻尼器11、第二先导卸荷阀17，第三集成控制阀组C中分别包括第三一级阻尼器6、第三单向阀9、第三二级阻尼器12、第三先导卸荷阀18。所述负载敏感变量泵2的传动轴通过联轴器与发动机3连接，负载敏感变量泵2的吸油口与油箱1相连接，负载敏感变量泵2的出口分别与所述第一集成控制阀组A、第二集成控制阀组B、第三集成控制阀组C的进油口相连，负载敏感变量泵2泵出的液压油通过三个集成控制阀组进油口分别与第一一级阻尼器4、第二一级阻尼器5、第三一级阻尼器6接通，三个阻尼器的出油口通过集成控制阀组的内部通道分别流向各自集成阀组中的第一单向阀7、第二单向阀8、第三单向阀9和第一二级阻尼器10、第二二级阻尼器11、第三二级阻尼器12，三个单向阀7、8、9的出油口通过内部油道分别与第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18的控制油路连接，并通过集成控制阀组出口分别与第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15和下游第一执行机构22、第二执行机构23、第三执行机构24连接，第一二级阻尼器10的出油口通过内部油路与第一先导卸荷阀16的进油口相连，再将此路压力油从第一集成控制阀组A引出与第二先导卸荷阀17的进口压力油通过一级梭阀19比较后，将一级梭阀19出口的压力油与第三先导卸荷阀18的进口压力油再通过二级梭阀20比较后，将较高的压力油路与反馈阻尼器21相连，反馈阻尼器21出口与负载敏感变量泵2的控制口LS相连，第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18的出口分别通过三个集成控制阀组A、B、C的油路与油箱1连接。

所述由第一一级阻尼器4、第一单向阀7、第一二级阻尼器10、第一先导卸荷阀16、第二一级阻尼器5、第二单向阀8、第二二级阻尼器11、第二先导卸荷阀17、第三一级阻尼器6、第三单向阀9、第三二级阻尼器12、第三先导卸荷阀18组成的三个集成控制阀组A、B、C能够实现为第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15耦合充液，并使第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15独立的为第一执行机构22、第二执行机构23、第三执行机构24供油。蓄能器的充气压力和容积可根据执行机构的具体要求进行选择。

所述第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15中任意一个压力在其所对应的第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18设定值范围内时，蓄能器不需要充液，并且能够分别为第一执行机构22、第二执行机构23、第三执行机构24供油，提供所需要的压力和流量，此时负载敏感变量泵2为待命状态，即很小的排量、很低的压力运行，当图1中第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15中任何一个压力降低到其对应的第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18的设定值下限时，负载敏感变量泵2都会以最大排量为其自动进行充液，直到达到第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18设定的最大压力。

通过第一一级阻尼器4、第二一级阻尼器5、第三一级阻尼器6分别减小进入第一蓄能器13、第二蓄能器14、第三蓄能器15的压力脉动，使充液过程更加平稳，通过第一二级阻尼器10、第二二级阻尼器11、第三二级阻尼器12使得进入第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18的流量在其额定流量范围内，避免在其通油箱后阀前产生背压，使负载敏感变量泵2无法回到待命状态。

第一先导卸荷阀16、第二先导卸荷阀17、第三先导卸荷阀18前的控制压力通过一级梭阀19和二级梭阀20进行比较，通过反馈阻尼器21稳定反馈压力并引入到负载敏感变量泵2的负载敏感控制口LS。

当发动机运转后，负载敏感变量泵会根据各集成控制阀组中先导卸荷阀进口前提供的压力信号判断是否需要给对应的蓄能器充液，当任何一个蓄能器的压力不足时，负载敏感变量泵开始工作，泵出的液压油通过各集成控制阀组进油口分别与相应的一级阻尼器接通，通过集成控制阀组的内部通道分别流向各自集成控制阀组中的单向阀和二级阻尼器，通过单向阀的液压油为蓄能器充液并与先导卸荷阀的控制油路连接。当某一执行机构需要动作时，相应的蓄能器通过对应的集成控制阀组出口与下游执行机构连接，为其供油。

Claims

1.一种多执行机构耦合自动充液系统，包括油箱、负载敏感变量泵、发动机、第一集成控制阀组A、第二集成控制阀组B、第三集成控制阀组C、蓄能器，其特征是：每个集成控制阀组分别包括一级阻尼器、单向阀、二级阻尼器、先导卸荷阀，且每个集成控制阀组匹配一个蓄能器，一级阻尼器的进油口为集成控制阀组的进油口，一级阻尼器的出油口通过集成控制阀组的内部油道分别连接单向阀和二级阻尼器，单向阀的出油口通过内部油道与先导卸荷阀的控制油路连接，并通过集成控制阀组出口与所匹配的蓄能器和下游的执行机构连接，二级阻尼器的出油口通过内部油路与先导卸荷阀的进油口相连，先导卸荷阀的出口通过集成控制阀组的油路与油箱连接；其中：在第一集成控制阀组A的先导卸荷阀进油口和第二集成控制阀组B的先导卸荷阀进油口之间通过油路连接有一级梭阀，在一级梭阀的出口与第三集成控制阀组C的先导卸荷阀进油口之间通过油路连接有二级梭阀，二级梭阀的出口与一个反馈阻尼器连接，反馈阻尼器的出口与负载敏感变量泵的控制口相连。

2.根据权利要求1所述的多执行机构耦合自动充液系统，其特征是：所述蓄能器通过与其匹配的集成控制阀组的出口与下游的执行机构连接。

3.根据权利要求2所述的多执行机构耦合自动充液系统，其特征是：第一集成控制阀组A、第二集成控制阀组B、第三集成控制阀组C能够为各自所匹配的蓄能器耦合充液，并使每个蓄能器独立的为与其连接的执行机构供油。

4.根据权利要求1所述的多执行机构耦合自动充液系统，其特征是：所述第一集成控制阀组A的先导卸荷阀、第二集成控制阀组B的先导卸荷阀和第三集成控制阀组C的先导卸荷阀前的控制压力通过一级梭阀和二级梭阀进行比较，通过反馈阻尼器稳定反馈压力并引入到负载敏感变量泵的负载敏感控制口。

5.根据权利要求4所述的多执行机构耦合自动充液系统，其特征是：通过先导卸荷阀设定对应蓄能器充液的压力范围，当进入任一蓄能器的油液压力降低到其相应的先导卸荷阀的设定值下限时，负载敏感变量泵以最大排量为其自动进行充液，直到达到该先导卸荷阀设定的最大压力值；当进入任一蓄能器的油液压力达到其相应的先导卸荷阀设定值的上限时，则该先导卸荷阀和油箱相通，此时先导卸荷阀前的压力反馈信号为零，当各个集成控制阀组中的先导卸荷阀前的反馈信号均为零时，经过两级梭阀的比较反馈到负载敏感变量泵的负载敏感控制口的压力为零，负载敏感变量泵恢复到待命状态。