CN105351263B - 一种差动液压缸控制回路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种差动液压缸控制回路，主要由差动液压缸、方向控制阀、单向阀、可变节流阀、流量再生阀、差动连接控制阀构成；其中，由差动连接控制阀、单向阀构成差动连接控制支路；由变节流阀、流量再生阀、单向阀构成流量再生控制支路。本发明集液压缸差动控制回路与流量再生回路于一体，功能更加全面，当液压缸做受压伸出运动时，该回路起到差动控制回路的作用，可以增大液压缸的伸出速度，提高其工作效率；当液压缸做受压缩回运动时，该回路起流量再生回路的作用，将差动缸无杆腔内高压力的液压能再次利用，从而达到节能减排的目的。

Description

一种差动液压缸控制回路
技术领域
本发明属于液压缸控制领域，具体涉及一种差动液压缸控制回路。
背景技术
差动液压缸控制回路作为基本的液压控制回路，已经广泛应用于工业液压、工程机械领域等，增大液压缸伸出速度，同时实现液压缸缩回时无杆腔内的能量再次利用是许多应用领域到的话题。现有差动液压缸控制回路主要有三种，其工作原理与优缺点分别如下：
第一种为常用的差动液压缸控制回路，参照附图1，该回路能实现液压缸伸出和缩回，但没有其他特殊功能，该回路中没有特殊的功能，不能实现液压缸的差动控制和无杆腔内的液压能再生。
第二种为常见的液压缸差动控制回路，参照附图2，当差动液压缸工作在第一工作象限时，即受压伸出工况下，回路中有杆腔的液压油通过外控式单向阀与无杆腔相连通，实现差动控制，增大液压缸的伸出速度，提高其工作效率，该回路虽单独实现了液压缸差动控制，但不能实现系统流量再生，不能将液压缸回缩时无杆腔内的高压液压能进行再次利用。
第三种控制回路为差动液压缸流量再生控制回路，参照附图3，当差动液压缸工作在第二工作象限时，即受压缩回工况下，回路中无杆腔内的液压油通过流量再生阀与有杆腔相连通，使得无杆腔的部分回油进入到有杆腔，从而实现流量再生，达到节能减排的目的，但不能实现液压缸的差动控制，液压缸的伸出速度慢，工作效率低。
以液压缸运动速度为X轴，其伸出方向为正，缩回方向为负；以液压缸受力为Y轴，受压为正，受拉为负，建立直角坐标系。第一工作象限即为液压缸受压伸出的工作状态；第二工作象限即为液压缸受压回缩的工作状态。同时工作于第一和第二工作象限是差动液压缸最常见的工作环境，但还没有同时满足快速推进和能量再次利用两个功能的应用回路。
发明内容
本发明的目的是提供一种差动液压缸控制系统，适用于往复工作于第一和第二工作象限的差动液压缸控制系统，以适应差动液压缸快速推进以及返程过程中无杆腔杆高压能量再次利用的现实需求。
本发明的技术方案为：一种差动液压缸控制回路，其特征在于：包括差动液压缸101、方向控制阀301、第一单向阀105、第二单向阀106、可变节流阀107、流量再生阀108和差动连接控制阀109；
方向控制阀301的左出油口A分别与可调节流阀107的一端、第二单向阀106的出油口和差动液压缸101的无杆腔相连通，差动液压缸101的有杆腔分别与差动连接控制阀109的进油口P、第一单向阀105的出油口和方向控制阀301的右出油口B连通；差动连接控制阀109的出油口A与第二单向阀106的进油口连通，第一单向阀105的进油口与流量再生阀108的出油口连通，可调节流阀107的另一端与流量再生阀108的进油口连通；方向控制阀301的左信号控制端203与差动连接控制阀109的信号控制端连接，方向控制阀301的右信号控制端204与流量再生阀108的信号控制端连接；方向控制阀301的高压油口P连接高压油，方向控制阀301的回油油口T连接油箱。
有益效果：本发明集差动回路与流量再生回路于一体，功能更加全面，一方面能增大液压缸伸出速度，提高其工作效率，另一方面能更好的实现液压系统流量再生，液压缸无杆腔内高压液压能的再次利用，达到节能减排的目的。本发明性能可靠，回路简单，其流体动力传动方案的控制原理可广泛应用于工程领域，如液压挖掘机、工程起重机变幅回路、装载机大臂回路等，以及工业液压领域中循环往复工作于第一和第二工作象限的顶升液压缸控制回路等，与现有方案相比，在工作效率和节能减排两个方面效果显著，操控简单，且不改变现有控制回路的操作习惯。
附图说明
图1是现有差动液压缸液压控制回路；
图2是现有液压缸差动控制回路；
图3是现有差动液压缸流量再生控制回路；
图4是本发明的差动液压缸控制回路原理图。
图1-3中：101—差动液压缸，102—方向控制阀；103—外控式单向阀，201—信号控制端；104—流量再生阀，202—信号控制端；
图4中：101—差动液压缸，301—方向控制阀，105、106—单向阀，107—可变节流阀，108—流量再生阀，109—差动连接控制阀，203、204—信号控制端
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图4所示，本发明提供一种差动液压缸控制回路，包括差动液压缸101、方向控制阀301、第一单向阀105、第二单向阀106、可变节流阀107，流量再生阀108，差动连接控制阀109；方向控制阀301的两个出油口A、B分别与差动液压缸101的无杆腔和有杆腔相连通，形成主回路；由差动连接控制阀109、第二单向阀106构成差动连接控制支路；由可变节流阀107、流量再生阀108、第一单向阀105构成流量再生控制支路；
其中：方向控制阀301的左出油口A分别与可调节流阀107的一端、第二单向阀106的出油口和差动液压缸101的无杆腔相连通，差动液压缸101的有杆腔分别与差动连接控制阀109的进油口P、第一单向阀105的出油口和方向控制阀301的右出油口B连通；差动连接控制阀109的出油口A与第二单向阀106的进油口连通，第一单向阀105的进油口与流量再生阀108的出油口连通，可调节流阀107的另一端与流量再生阀108的进油口连通；方向控制阀301的左信号控制端203与差动连接控制阀109的信号控制端连接，方向控制阀301的右信号控制端204与流量再生阀108的信号控制端连接；方向控制阀301的高压油口P连接高压油，方向控制阀301的回油油口T连接油箱。
所述流量再生阀108和差动连接控制阀109均为两位两通换向阀，初始处于不得电截止状态，系统流量不能通过流量再生阀108和差动连接控制阀109。方向控制阀302为三位四通阀，方向控制阀301在初始状态时处于中位，其中位机能为O型；左位机能为PA相通，BT油路关死；右位机能为PB油路关死，而AT相通但存在节流作用。
本发明集液压缸差动控制回路与流量再生回路于一体，当液压缸工作于第一工作象限时，即液压缸做受压伸出运动时，方向控制阀301左位控制端203给出信号，方向阀301推向左位，差动连接控制阀109打开，系统压力油进入液压缸101的无杆腔，由于方向阀301左位BT阀口不打开，因此液压缸101有杆腔的液压油通过差动连接控制阀109和单向阀106，进入到液压缸101的无杆腔，从而实现液压缸101差动连接控制，该回路起到差动控制回路的作用，可以增大液压缸的伸出速度，液压缸运动的更快速，工作效率更高；
当液压缸工作于第二工作象限时，即液压缸做受压缩回运动时，该回路起流量再生回路的作用，方向控制阀301右位控制端204给出信号，方向阀301推向右位，流量再生阀108打开，方向阀P口高压油被切断，不再进入液压系统，而由于方向阀301右位AT阀口有节流作用，因此液压缸101无杆腔内的部分液压油会通过可变节流阀107、流量再生阀108和单向阀105，进入到液压缸101的有杆腔，将差动缸无杆腔内高压力的液压能再次利用，实现节能减排的目的。在实际调试过程中，通过调节可变节流阀107实现对进入差动缸101有杆腔流量的控制，以保证无杆腔内压力与有杆腔内压力的匹配，从而调节系统可控性。
方向控制阀301、流量再生阀108、差动连接控制阀109，其类型可以是电控阀，也可以是液控阀；可变节流阀107，其控制方式可以是手动调节，也可以是电比例调节；可变节流阀107可以单独安放，也可以直接集成在流量再生阀108的进油口处。

Claims (4)

1.一种差动液压缸控制回路，其特征在于：包括差动液压缸(101)、方向控制阀(301)、第一单向阀(105)、第二单向阀(106)、可变节流阀(107)、流量再生阀(108)和差动连接控制阀(109)；
方向控制阀(301)的左出油口A分别与可调节流阀(107)的一端、第二单向阀(106)的出油口和差动液压缸(101)的无杆腔相连通，差动液压缸(101)的有杆腔分别与差动连接控制阀(109)的进油口P、第一单向阀(105)的出油口和方向控制阀(301)的右出油口B连通；差动连接控制阀(109)的出油口A与第二单向阀(106)的进油口连通，第一单向阀(105)的进油口与流量再生阀(108)的出油口连通，可调节流阀(107)的另一端与流量再生阀(108)的进油口连通；方向控制阀(301)的左信号控制端(203)与差动连接控制阀(109)的信号控制端连接，方向控制阀(301)的右信号控制端(204)与流量再生阀(108)的信号控制端连接；方向控制阀(301)的高压油口P连接高压油，方向控制阀(301)的回油油口T连接油箱。
2.根据权利要求1所述的一种差动液压缸控制回路，其特征在于：所述流量再生阀(108)和差动连接控制阀(109)均为两位两通换向阀，初始处于不得电截止状态。
3.根据权利要求2所述的一种差动液压缸控制回路，其特征在于：方向控制阀(301)、流量再生阀(108)、差动连接控制阀(109)的类型为电控阀或液控阀。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种差动液压缸控制回路，其特征在于：可变节流阀(107)的控制方式为手动调节或电比例调节。
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