CN105443471A - 一种多路阀和多路阀的流量补偿控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多路阀的流量补偿控制系统，包括控制油路和至少两个执行元件的主油路，在每联主油路中设置电比例流量阀和压力补偿阀，控制油路包括至少两个梭阀；通过梭阀采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，通过压力传感器检测每联主油路负载压力，控制器采集每个压力传感器的压力信号，并对每联主油路负载压力进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加。本发明还提供了多路阀和多路阀的流量补偿控制方法，本发明提高了多路阀流量控制的精度。

Description

一种多路阀和多路阀的流量补偿控制系统及方法
技术领域
本发明涉及液压系统技术领域，特别涉及一种多路阀和多路阀的流量补偿控制系统及方法。
背景技术
多路阀是将2片以上工作模块组合在一起，用于控制多个执行元件动作的阀组。阀组中的每片工作模块，均可单独设置流量、压力、中位机能、控制方式，以满足不同液压系统的需要。因为其采用模块化设计,并具有便于组装、结构紧凑、外部管路连接简单、安装方便等优点，所以被广泛应用于需要多个执行元件动作的工程机械上。
在多路阀技术领域中，对于变量液压系统而言，压力补偿阀从其布置的位置可分为阀前补偿和阀后补偿。阀前补偿是指压力补偿阀设在主阀的上游，阀后补偿是指压力补偿阀设在主阀的下游。各执行元件中的最高压力信号被传递给所有压力补偿阀和变量泵。阀前补偿也称为负荷传感控制即LS系统，在LS系统中，传统的压力补偿阀是基于定差减压原理，使变量泵输出的压力比最高负载压力高出一个固定值，使主阀口压差保持定值。阀后补偿也称为独立流量分配系统即LUDV系统，在LUDV系统中，压力补偿阀是基于比例溢流阀原理。最高负载压力信号被作为比例控制信号传递给所有的压力补偿阀，使所有主阀的输出压力都被限定在同样的压力即最高负载压力下。上述的LS系统和LUDV系统都是对于变量液压系统而言，都是使变量泵输出的压力比最高负载压力高出一个固定值。各执行元件中的最高压力信号被传递给所有压力补偿阀和变量泵，会造成一定的流量损失，因此对于执行元件速度的控制也就产生了偏差，影响流量控制精度。
在定量液压系统中，是通过梭阀采集最大负载压力联部分流量会通过调速阀排回油箱。最大负载压力联的流量通过电比例流量阀控制，除去调速阀排回油箱的油量后，到达执行元件的液压油量会减小部分，因此对于执行元件速度的控制也就产生了偏差。调速阀排回油箱的油量在0.5-1L/min左右，对于大流量的多路阀调速系统，排回油箱的流量影响不大，但对于小流量的调速系统，排回油箱的油量会对执行元件的流量产生较大影响。另外电比例流量阀两端的压差直接影响了流量控制的精度，在多联的多路阀系统中，由于阀体内进油流道较长，流道内会产生压差，导致每联的电比例流量阀进油口处压力不同。阀体内流道的压降是不可避免的，因此也需要选择合适的方法用来补偿压降的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种多路阀和多路阀的流量补偿控制系统及方法，以解决流量控制精度的问题。
一方面，本发明提供了一种多路阀的流量补偿控制系统，包括控制油路和至少两个执行元件的主油路，在每联主油路中设置电比例流量阀和压力补偿阀，控制油路包括至少两个梭阀；通过梭阀采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，通过压力传感器检测每联主油路负载压力，控制器采集每个压力传感器的压力信号，并对每联主油路负载压力进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加。
进一步地，包括泄油油路和调速阀，调速阀两端分别与控制油路和泄油油路相通。
进一步地，包括定差溢流阀，控制油路与定差溢流阀的左弹簧腔相通，定差溢流阀进油口与电比例流量阀进油口相通；定差溢流阀进油口引入至定差溢流阀的右腔，定差溢流阀出油口与泄油油路相通。
进一步地，压力补偿阀位于电比例流量阀的下游，控制油路与压力补偿阀的左弹簧腔相通，压力补偿阀进油口与电比例流量阀出油口相通；压力补偿阀进油口引入至压力补偿阀的右腔，压力传感器检测压力补偿阀出油口压力。
进一步地，包括一个定量泵，一个定量泵向每联主油路供油。
另外，本发明还提供了一种多路阀的流量补偿控制方法，通过梭阀采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，通过压力传感器检测每联主油路负载压力，控制器采集每个压力传感器的压力信号，并对每联主油路负载压力进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加。
另外，本发明还提供了一种多路阀，在阀体上开设有控制油路和至少两联主油路，在每联主油路中设置电比例流量阀和压力补偿阀，控制油路包括至少两个梭阀；通过梭阀采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，还包括安装在阀体上的至少两个压力传感器，每个压力传感器检测每联主油路出油口压力。
进一步地，在阀体上开设有泄油油路，在阀体上安装有调速阀，调速阀两端分别与控制油路和泄油油路相通。
进一步地，在阀体上安装有定差溢流阀，控制油路与定差溢流阀的左弹簧腔相通，定差溢流阀进油口与电比例流量阀进油口相通；定差溢流阀进油口引入至定差溢流阀的右腔，定差溢流阀出油口与泄油油路相通。
进一步地，压力补偿阀位于电比例流量阀的下游，控制油路与压力补偿阀的左弹簧腔相通，压力补偿阀进油口与电比例流量阀出油口相通；压力补偿阀进油口引入至压力补偿阀的右腔，压力传感器检测压力补偿阀出油口压力。
本发明提供的多路阀和多路阀的流量补偿控制系统及方法，其有益效果在于：
1、通过压力传感器检测每联主油路负载压力，控制器进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加。从而可以补偿因最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中造成的流量损失，流量损失对于速度控制的精度有很大影响，通过这种补偿方式可以增加流量控制的精度。
2、阀体主油道内的压降也会影响流量的控制精度，通过检测每联主油路的压力并由控制器控制电比例流量阀电流值的方式补偿流道内压降产生的影响。
3、通过定差溢流阀，使电比例流量阀的进出油口压力保持为定值，从而提高电比例流量阀的流量控制精度。
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为本发明多路阀的流量补偿控制系统示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
下面结合图1，对本发明的优选实施例作进一步详细说明，本优选实施例的多路阀的流量补偿控制系统，包括定量泵3、多路阀1、控制器、执行元件2，定量泵3通过多路阀1向执行元件2供给压力油。多路阀1包括在阀体上开设有控制油路和3联主油路，在每联主油路中均设置电比例流量阀DT1、DT2、DT3,和压力补偿阀6，控制油路包括3个梭阀5；通过梭阀5采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中。在阀体上安装有3个压力传感器4，每个压力传感器4检测每联主油路出油口压力。电比例流量阀DT1、DT2、DT3就是控制执行元件2流量的电磁阀。
在阀体上开设有泄油油路，在阀体上安装有调速阀9，调速阀9两端分别与控制油路和泄油油路相通。最大负载压力联主油路的压力油一部分流向最大负载执行元件2，另一部分通过调速阀9流向油箱。为了补偿该部分流量损失，控制器采集每个压力传感器4的压力信号，并对每联主油路负载压力进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀DT1、DT2、DT3的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加，从而补偿了该部分流量损失。上述方法还可以补偿因阀体主油道内压降对流量控制精度产生影响。
为了控制电比例流量阀DT1、DT2、DT3进出口压差，使电比例流量阀DT1、DT2、DT3进出口压差恒定，提高流量控制精度，在阀体上安装有定差溢流阀7，控制油路与定差溢流阀7的左弹簧腔相通，定差溢流阀7进油口与电比例流量阀进油口相通；定差溢流阀7进油口引入至定差溢流阀7的右腔，定差溢流阀7出油口与泄油油路相通。
为了使所有的电比例流量阀DT1、DT2、DT3出油口压力为最大负载压力和压力补偿阀6弹簧压力之合，使得每联主油路流量均匀分配。压力补偿阀6位于电比例流量阀DT1、DT2、DT3的下游，控制油路与压力补偿阀6的左弹簧腔相通，压力补偿阀6进油口与电比例流量阀DT1、DT2、DT3出油口相通；压力补偿阀6进油口引入至压力补偿阀6的右腔，压力传感器4检测压力补偿阀6出油口压力。
为了保护液压系统各液压元件安全，在阀体上安装有溢流阀8，溢流阀8的进油口与定量泵3的输出油口相连，当定量泵3输出压力超过溢流阀8开启压力时，溢流阀8打开，一部分压力油回油箱，使定量泵3的输出油口压力恒定。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，假设：左侧执行元件2的主油路负载压力为10MP，中间执行元件2的主油路负载压力为12MP，右侧执行元件2的主油路负载压力为15MP，定量泵3额定输出压力为20MP，溢流阀8开启压力为20MP.定差溢流阀7弹簧压力为2MP，压力补偿阀6弹簧压力为0.2MP。
此时，最大负载压力为15MP，右侧执行元件2的主油路引入至控制油路中，控制油路中压力为15MP，右侧执行元件2的主油路一部分压力油通过调速阀9流回油箱，造成了流量损失。为了补偿该部分的流量损件，控制器增大右侧的电比例流量阀DT3的电流值，使右侧执行元件2的主油路的油量增加，补偿该部分流量损失。另外还可以补偿因阀体主油道内压降对流量控制精度产生影响。
此时，使得每个压力补偿阀6进油口压力为15.2MP。也就是电比例流量阀DT1、DT2、DT3出油口压力为15.2MP。由于定差溢流阀7弹簧压力为2MP，使得定差溢流阀7的开启压力为2MP+15MP＝17MP，由于定量泵3额定输出压力为20MP，大于定差溢流阀7的开启压力17MP，一部分压力油从定差溢流阀7流回油箱，使电比例流量阀DT1、DT2、DT3进油口压力恒定在17MP。从上述的可以电比例流量阀DT1、DT2、DT3进出油口压差恒定在1.8MP。根据阀的流量公式可知，电比例流量阀DT1、DT2、DT3进出油口压差恒定，从而提高了电比例流量阀DT1、DT2、DT3的流量控制精度。
本发明提供的多路阀的流量补偿控制系统及方法还可以应用于变量液压系统的LS系统和LUDV系统中。
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 (10)

1.一种多路阀的流量补偿控制系统，包括控制油路和至少两个执行元件(2)的主油路，在每联主油路中设置电比例流量阀和压力补偿阀(6)，控制油路包括至少两个梭阀(5)；通过梭阀(5)采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，其特征在于：通过压力传感器(4)检测每联主油路负载压力，控制器采集每个压力传感器(4)的压力信号，并对每联主油路负载压力进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加。
2.根据权利要求1所述多路阀的流量补偿控制系统，其特征在于，包括泄油油路和调速阀(9)，调速阀(9)两端分别与控制油路和泄油油路相通。
3.根据权利要求2所述多路阀的流量补偿控制系统，其特征在于，包括定差溢流阀(7)，控制油路与定差溢流阀(7)的左弹簧腔相通，定差溢流阀(7)进油口与电比例流量阀进油口相通；定差溢流阀(7)进油口引入至定差溢流阀(7)的右腔，定差溢流阀(7)出油口与泄油油路相通。
4.根据权利要求3所述多路阀的流量补偿控制系统，其特征在于，压力补偿阀(6)位于电比例流量阀的下游，控制油路与压力补偿阀(6)的左弹簧腔相通，压力补偿阀(6)进油口与电比例流量阀出油口相通；压力补偿阀(6)进油口引入至压力补偿阀(6)的右腔，压力传感器(4)检测压力补偿阀(6)出油口压力。
5.根据权利要求1至4任意一项所述多路阀的流量补偿控制系统，其特征在于，包括一个定量泵(3)，一个定量泵(3)向每联主油路供油。
6.一种多路阀的流量补偿控制方法，其特征在于：通过梭阀(5)采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，通过压力传感器(4)检测每联主油路负载压力，控制器采集每个压力传感器(4)的压力信号，并对每联主油路负载压力进行比较后确定最大负载压力联主油路，然后控制器增加最大负载压力联主油路中电比例流量阀的电流值，使最大负载压力联主油路的油量增加。
7.一种多路阀，在阀体上开设有控制油路和至少两联主油路，在每联主油路中设置电比例流量阀和压力补偿阀(6)，控制油路包括至少两个梭阀(5)；通过梭阀(5)采集最大负载压力联主油路的压力油引入至控制油路中，其特征在于，包括安装在阀体上的至少两个压力传感器(4)，每个压力传感器(4)检测每联主油路出油口压力。
8.根据权利要求7所述的多路阀，其特征在于，在阀体上开设有泄油油路，在阀体上安装有调速阀(9)，调速阀(9)两端分别与控制油路和泄油油路相通。
9.根据权利要求8所述的多路阀，其特征在于，在阀体上安装有定差溢流阀(7)，控制油路与定差溢流阀(7)的左弹簧腔相通，定差溢流阀(7)进油口与电比例流量阀进油口相通；定差溢流阀(7)进油口引入至定差溢流阀(7)的右腔，定差溢流阀(7)出油口与泄油油路相通。
10.根据权利要求9所述的多路阀，其特征在于，压力补偿阀(6)位于电比例流量阀的下游，控制油路与压力补偿阀(6)的左弹簧腔相通，压力补偿阀(6)进油口与电比例流量阀出油口相通；压力补偿阀(6)进油口引入至压力补偿阀(6)的右腔，压力传感器(4)检测压力补偿阀(6)出油口压力。
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