CN106351909A - 一种多供油单元合流切换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多供油单元合流切换系统，包括合流部件(7)和至少两个供油单元，合流部件(7)设在至少两个所述供油单元之间，能够基于用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数，选择性地切换为合流供油或独立供油。此种多供油单元合流切换系统在执行元件需要高速运行时，能够通过合流供油满足整个系统的流量需求，在执行元件需要低速运行时，切换为独立供油的方式，以降低执行元件在小流量下的脉动，使执行元件运行更加平稳，从而提高液压系统的调速性、微动性和节能性。

Description

一种多供油单元合流切换系统
技术领域
本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种多供油单元合流切换系统。
背景技术
在液压系统设计中为提高执行元件速度需增大液压泵排量，大排量液压泵通常会受到安装空间、使用成本、应用技术等方面的限制，因此经常会采用双泵供油的方案。双泵供油液压系统在提升执行元件速度的同时也降低了执行元件的微动性能及液压系统的效率。
例如单个执行元件微动时所需的流量很小，两个泵同时工作时单个泵提供的流量仅是执行元件所需流量的一半，由于液压泵存在泄漏，在微小流量下的脉动比较大，如此不仅降低了执行元件的微动性能也降低了液压系统的工作效率。
发明内容
本发明的目的是提出一种多供油单元合流切换系统，能够提高执行元件的微动性能。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种多供油单元合流切换系统，包括合流部件和至少两个供油单元，所述合流部件设在至少两个所述供油单元之间，能够基于用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数，选择性地切换为合流供油或独立供油。
进一步地，还包括控制单元，所述控制单元能够接收用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数，并根据所述参数为所述合流部件提供控制信号。
进一步地，所述控制单元还能够计算用于表征各个所述供油单元 中先导控制油压的参数的最大值，并根据所述最大值与预设值的比较结果为所述合流部件提供控制信号。
进一步地，所述控制单元能够在所述最大值大于预设值时，向所述合流部件输出能够切换为合流供油的控制信号，否则向所述合流部件输出能够切换为独立供油的控制信号。
进一步地，用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数为各个所述供油单元中先导手柄的控制电流值，所述控制单元能够根据所述先导手柄的控制电流值向合流部件输入电流控制信号，或者向设在所述合流部件控制油路上的电磁阀输入电流控制信号。
进一步地，用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数为各个所述供油单元中的先导控制压力值，所述控制单元能够根据所述先导控制压力值向合流部件输入电流控制信号，或者向设在所述合流部件控制油路上的电磁阀输入电流控制信号。
进一步地，用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数为各个所述供油单元中的先导控制压力值，所述控制单元能够根据所述先导控制压力值向合流部件输入油压控制信号，或者向设在所述合流部件控制油路上的液控阀输入油压控制信号。
进一步地，所述控制单元还包括最值选择部件，所述最值选择部件用于筛选出各个所述供油单元中先导控制压力的最大值。
进一步地，所述最值选择部件为梭阀或者梭阀网络。
进一步地，所述控制单元还包括压力检测部件，能够在所述合流部件需要直接或间接通过电流控制信号控制时，将所述最值选择部件筛选出的先导控制压力的最大值转化为电信号。
进一步地，所述压力检测部件为压力继电器，所述压力继电器的预设值均不超过各个所述供油单元中的执行元件的控制阀的全开压力。
进一步地，各个所述供油单元中还包括变量泵，所述合流部件能够在切换为合流供油时，使各个所述变量泵的反馈油路连通。
基于上述技术方案，本发明的多供油单元合流切换系统，通过在 至少两个供油单元之间设置合流部件，能够基于用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数，判断供油单元中的执行元件需要的运行速度，选择性地切换为合流供油或独立供油。此种多供油单元合流切换系统在执行元件需要高速运行时，能够通过合流供油满足整个系统的流量需求，在执行元件需要低速运行时，切换为独立供油的方式，以降低执行元件在小流量下的脉动，使执行元件运行更加平稳，从而提高液压系统的调速性、微动性和节能性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明多供油单元合流切换系统的一个实施例的原理示意图；
图2为本发明多供油单元合流切换系统的另一个实施例的原理示意图。
具体实施方式
以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
从提高执行元件的微动性能的角度出发，本发明提供了一种多供油单元合流切换系统，在一个实施例中，如图1和图2所示，包括合流部件7和至少两个供油单元，合流部件7设在至少两个供油单元之间，用于实现两油路的接通与断开。合流部件7能够基于用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数，选择性地切换为合流供油或独立 供油。根据不同供油单元中执行元件8的工况需求，合流部件7可以灵活地设置在需要进行合流供油和独立供油切换的供油单元之间，例如设置在任意两个供油单元之间，以实现这两个供油单元的合流供油，或者通过合流部件7使所有供油单元之间都可以实现合流供油。
为了能够判断出供油方式切换的时机，在本发明的另一个实施例中，多供油单元合流切换系统还可包括控制单元，控制单元能够接收用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数，并根据参数为合流部件7提供控制信号。在该实施例中，控制单元不仅能够接收各个供油单元的状态参数，还能判断供油方式切换时机，而且还能对合流部件7进行控制以转换为相应的供油方式。其中，控制单元可以是控制器，例如DSP或PLC等控制器。
在该实施例中，根据各个供油单元中先导控制油压能够判断出供油方式的切换时机，主要原因在于，先导控制油压能够控制供油单元中控制阀9的开口度，从而调节通过控制阀9流入执行元件8的液压油流量，供油量与执行元件8的运动速度直接相关，因而先导控制油压能够反映出执行元件8的运动速度。
本发明该实施例的多供油单元合流切换系统，在执行元件8需要高速运行时，切换为合流供油的方式满足整个系统的流量需求。在执行元件需要低速运行时，切换为单个供油单元独立供油的方式，以降低系统的功率损失。
在低速状态下采用单独供油相比于合流供油来说，能够相对提高单个供油单元中液压泵提供的流量，一方面可以降低执行元件在小流量下的脉动，使执行元件运行更加平稳，提高了液压系统的调速性和微动性，微动性是指执行元件8动作非常缓慢，处于微调状态时的运动性能；另一方面由于液压泵在小流量状态下泄漏较为严重，单泵独立供油的方式可以减小液压泵的泄漏量，使整个液压系统更加节能，而且还能减小液压泵的发热量，并提高整个液压系统的工作效率。另外，合流供油与独立供油的切换能够自动实现，无需进行手动切换，节约了人力成本，且能提高切换的及时性。
在另一个实施例中，控制单元还能够计算用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数的最大值，并根据最大值与预设值的比较结果为合流部件7提供控制信号。预设值根据对执行元件8的动作性能要求(确定定义为微动的临界速度)和各个供油单元的性能(在微动状态下的供油特性)来确定。判断各个供油单元中先导控制油压参数的最大值的目的在于，能够判断出整个液压系统中所有执行元件8对供油的需求量，从系统的角度进行判断和控制，以兼顾各个执行元件8的动作性能。
具体地，在获得比较结果之后，控制单元能够在最大值大于预设值时，向合流部件7输出能够切换为合流供油的控制信号，以使各个供油单元的供油油路连通，实现系统合流供油，当然，在采用变量泵时，也可以使变量泵的反馈油路之间也相互连通，否则向合流部件7输出能够切换为独立供油的控制信号。
为了描述简单，下面给出的实施例均以液压系统中包括两个供油单元来阐述。在该液压系统中，变量泵1为整个系统提供动力，先导油源2提供先导控制油液，通过先导手柄3控制换向阀9进而控制执行元件8动作。下面将围绕利用不同参数来表征各个供油单元中先导控制油压的思路，给出几种不同类型的实施例。
在第一实施例中，用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数为各个供油单元中先导手柄3的控制电流值，控制单元能够根据先导手柄3的控制电流值向合流部件7输入电流控制信号。先导手柄3的控制电流值能够反映出先导手柄3的开口度大小，从而反映出各个供油单元中先导控制油压。控制单元可以获取各个先导手柄3的控制电流值，并将计算得到的最大电流值与预设电流值相比较，如果大于预设电流值则切换为合流供油，否则切换为独立供油。该实施例结构简单，控制容易。
在第二实施例中，在合流部件7的控制油路上设有电磁阀6，与第一实施例的不同之处在于，控制单元能够向电磁阀6输入电流控制信号，并通过电磁阀6控制合流部件7的切换状态。
在第三实施例中，用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数为各个供油单元中的先导控制压力值，控制单元能够根据先导控制压力值向合流部件7输入电流控制信号。控制单元可以获取各个供油单元先导控制压力的最大值，并将先导控制压力的最大值与预设压力值相比较，如果大于预设压力值则切换为合流供油，否则切换为独立供油。由于先导手柄3的控制电流为控制量，而先导控制压力则能最直接地反映出控制结果，因而通过先导控制压力值进行判断的方式能够更准确地判断供油状态切换的时机。
在第四实施例中，如图1所示，在合流部件7控制油路上设有电磁阀6，与第三实施例的不同之处在于，控制单元能够根据先导控制压力值向电磁阀6输入电流控制信号，并通过电磁阀6控制合流部件7的切换状态。
优选地，在该实施例中，合流部件7可以选择合流阀，合流阀是一种能够实现油路接通及断开的液压换向阀。如果液压泵选择变量泵1，则合流阀可以是两位四通液控阀，当处于其中一个工作位时，两个变量泵1的供油油路相互接通，反馈油路也相互接通，当处于另一个工作位时，两个变量泵的供油油路和反馈油路均断开。另外，也可以选择设置两个两位两通液控阀分别对供油油路和反馈油路进行控制。
为了获取各个供油单元先导控制压力的最大值，控制单元还包括最值选择部件，最值选择部件用于筛选出各个供油单元中先导控制压力的最大值。
具体地，最值选择部件为梭阀4或者梭阀网络。如图1和图2所示，在两个供油单元的先导手柄3的出油口各设置一个梭阀4，分别获取所在供油单元的控制执行元件8左右运动的两个先导手柄3的先导控制压力的最大值，再通过另外的一个梭阀4比较两个供油单元的先导控制压力，从而筛选出这两个供油单元中先导控制压力的最大值。
在获得各个供油单元中先导控制压力的最大值之后，控制单元还包括压力检测部件，能够在合流部件7需要直接或间接通过电流控制信号控制时，将最值选择部件筛选出的先导控制压力的最大值转化为 电信号。
在一个具体的实施例中，压力检测部件为压力继电器5，压力继电器5连接在最后一级梭阀4的出油口，用于在系统中的先导控制压力的最大值达到预设值时向控制单元发出电信号。而且，压力继电器5的预设值均不超过各个供油单元中的执行元件8的控制阀9的全开压力，这样才能可靠地判断出供油方式切换的时机，以防止压力继电器5在执行元件8动作的任何工况下都不能被触发。
另外，压力继电器5也可以用压力传感器来代替，压力传感器能够实时地检测各个供油单元中先导控制压力的最大值，并发送给控制单元来实时判断当前先导控制压力的最大值是否超过预设压力值。
在第五实施例中，参考如图2，用于表征各个供油单元中先导控制油压的参数为各个供油单元中的先导控制压力值，控制单元能够根据先导控制压力值向合流部件7直接输入油压控制信号。控制单元可以获取各个供油单元先导控制压力的最大值，并将先导控制压力的最大值与预设压力值相比较，如果大于预设压力值则切换为合流供油，否则切换为独立供油。该实施例可以省去将先导控制压力的最大值转换为电信号的环节，防止多供油单元合流切换系统因电磁阀6或压力检测部件出现故障而不能正常检测，从而提高工作的可靠性，而且能够更加快速地对切换时机进行判断。
在第六实施例中，如图2所示，与第五实施例的不同之处在于，合流部件7的控制油路上设有液控阀10，控制单元能够根据先导控制压力值向液控阀10输入压力控制信号，并通过液控阀10控制合流部件7的切换状态。该实施例可以调节液控阀10弹簧的预压缩量来设定换向压力，以实现在低速状态下采用单泵供油，高速下采用双泵供油。
在上述各个实施例中，合流部件7以及与合流部件7相关的控制阀可以集成设置，整体作为设置在不同供油单元之间的供油切换装置。本发明的例如在第四实施例中，合流部件7与电磁阀6集成设置在一个阀体中；在第六实施例中，合流部件7与液控阀10集成设置在一个阀体中。该实施例能够简化液压系统的连接结构，提高系统的可靠性。
以上对本发明所提供的一种多供油单元合流切换系统进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种多供油单元合流切换系统，其特征在于，包括合流部件(7)和至少两个供油单元，所述合流部件(7)设在至少两个所述供油单元之间，能够基于用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数，选择性地切换为合流供油或独立供油。
2.根据权利要求1所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元能够接收用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数，并根据所述参数为所述合流部件(7)提供控制信号。
3.根据权利要求2所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，所述控制单元还能够计算用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数的最大值，并根据所述最大值与预设值的比较结果为所述合流部件(7)提供控制信号。
4.根据权利要求3所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，所述控制单元能够在所述最大值大于预设值时，向所述合流部件(7)输出能够切换为合流供油的控制信号，否则向所述合流部件(7)输出能够切换为独立供油的控制信号。
5.根据权利要求1所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数为各个所述供油单元中先导手柄(3)的控制电流值，所述控制单元能够根据所述先导手柄(3)的控制电流值向合流部件(7)输入电流控制信号，或者向设在所述合流部件(7)控制油路上的电磁阀(6)输入电流控制信号。
6.根据权利要求1所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数为各个所述供油单元中的先导控制压力值，所述控制单元能够根据所述先导控制压力值向合流部件(7)输入电流控制信号，或者向设在所述合流部件(7)控制油路上的电磁阀(6)输入电流控制信号。
7.根据权利要求1所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，用于表征各个所述供油单元中先导控制油压的参数为各个所述供油单元中的先导控制压力值，所述控制单元能够根据所述先导控制压力值向合流部件(7)输入油压控制信号，或者向设在所述合流部件(7)控制油路上的液控阀(10)输入油压控制信号。
8.根据权利要求6或7所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，所述控制单元还包括最值选择部件，所述最值选择部件用于筛选出各个所述供油单元中先导控制压力的最大值。
9.根据权利要求8所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，所述最值选择部件为梭阀(4)或者梭阀网络。
10.根据权利要求8所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，所述控制单元还包括压力检测部件，能够在所述合流部件(7)需要直接或间接通过电流控制信号控制时，将所述最值选择部件筛选出的先导控制压力的最大值转化为电信号。
11.根据权利要求10所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，所述压力检测部件为压力继电器(5)，所述压力继电器(5)的预设值均不超过各个所述供油单元中的执行元件(8)的控制阀(9)的全开压力。
12.根据权利要求1所述的多供油单元合流切换系统，其特征在于，各个所述供油单元中还包括变量泵(1)，所述合流部件(7)能够在切换为合流供油时，使各个所述变量泵(1)的反馈油路连通。
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