CN107524642B - 一种压力控制液压系统节能方法及其节能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压力控制液压系统节能装置，包括变量泵、油箱、与该变量泵出油口相通的蓄能器以及设置于所述蓄能器和变量泵之间的单向阀，所述变量泵由一变量油缸控制其排量，所述变量油缸的无杆腔通过第一阻尼孔连接至油箱，其特征在于：还包括一节能控制阀组，所述节能控制阀组通过压力信号油管和蓄能器与单向阀之间的油路连通；本方案通过压力信号油管将蓄能器入口压力信号传递给节能控制阀组，使得当蓄能器的入口压力高于节能控制阀组设定的上限值时，变量泵处于低压小排量待机状态；当蓄能器的入口压力低于节能控制阀组设定的下限值时，变量泵又恢复大排量向系统补充油液，整个过程可以降低能耗、使系统工作更稳定。

Description

一种压力控制液压系统节能方法及其节能装置
技术领域
本发明涉及液压控制技术领域，尤其涉及到一种压力控制液压系统节能方法及其节能装置。
背景技术
参见附图1所示，现有常见的压力控制液压系统其一般包括有变量泵1e、变量油缸2e、单向阀3e、蓄能器4e、第一阻尼孔5e、油箱6e、第二阻尼孔7e、压力阀8e及溢流阀9e，变量泵1e启动时向蓄能器4e供液，当变量泵1e的出口压力达到压力阀8e弹簧压力设定值与溢流阀9e的设定压力值之和时，所述压力阀8e左工位工作，变量泵1e出口油液通过压力阀8e连通至变量油缸2e无杆腔使得变量泵1e排量减少，此时变量泵1e处于高压小排量待机状态，上述压力控制液压系统其主要存在的问题：变量泵待机状态时其出口一直处于高压状态，浪费能量。有鉴于此，对于如何寻找到一种低压待机且让系统工作更加稳定的压力控制技术手段就显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种降低能耗并让系统工作更加稳定的压力控制液压系统节能方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种压力控制液压系统节能方法，其特征在于：压力信号油管将蓄能器入口压力信号传递给节能控制阀组，所述节能控制阀组中设定压力P1、P2、P3值，P1≥P2>P3≥0，当蓄能器的入口压力高于P1值时，该节能控制阀组工作使得变量泵减少排量且出口压力降至P3值，此时变量泵处于低压小排量待机状态，同时单向阀关闭，变量泵出口与蓄能器入口处于隔断状态；当蓄能器的入口压力低于P2值时，该节能控制阀组工作使得变量泵的排量增大，变量泵恢复向系统供液，整个过程如此循环、自动调整，该方法使得变量泵在待机时处于低压小排量状态，整个过程可以降低能耗、使系统工作更稳定。
进一步地，本发明还提供一种实现如权1所述的一种压力控制液压系统节能方法的压力控制液压系统节能装置，包括变量泵、与该变量泵连接的变量油缸、与该变量泵出油口相通的蓄能器以及设置于所述蓄能器和变量泵之间的单向阀，所述变量油缸无杆腔通过第一阻尼孔连接至油箱，所述变量泵出油口分别与变量油缸有杆腔和节能控制阀组连通，所述节能控制阀组还分别与油箱、变量油缸无杆腔以及蓄能器入口连通，其特征在于：包括一节能控制阀组，以及连接所述节能控制阀组和蓄能器入口的压力信号油管。
优选地，所述节能控制阀组包括压力阀、液控换向阀、第二阻尼孔、比例压力阀、压力传感器和控制器，所述压力传感器将采集到的所述变量泵出口压力信号传递给所述控制器，所述控制器发出指令至所述比例压力阀可以调整其设定压力为P5值或P6值，所述液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述比例压力阀设定的压力P5值之和设为P1值，所述液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述比例压力阀设定的压力P6值之和设为P2值，所述压力阀设定的弹簧压力为P3值，所述变量泵启动时，所述压力阀和所述液控换向阀均为右工位工作，所述变量泵大排量输出向所述蓄能器供能，当所述变量泵出口压力大于P3值时，所述压力阀左工位工作，当所述蓄能器入口压力大于P1值时，所述液控换向阀左工位工作，所述变量泵出口高压油液与所述变量油缸无杆腔连通并使得所述变量泵排量减少，所述单向阀关闭，所述变量泵出口压力减少导致所述控制器发送指令给所述比例压力阀使其压力值为P6，所述变量泵出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器入口压力小于P2值时，所述液控换向阀右工位工作，所述变量油缸无杆腔连通所述油箱，所述变量泵排量增大，所述变量泵出口压力增大导致所述控制器发送指令给所述比例压力阀使其压力值为P5，当所述蓄能器入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
优选地，所述节能控制阀组包括压力阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀、第一先导溢流阀、第二先导溢流阀、第二阻尼孔、第三阻尼孔、第四阻尼孔，所述第一液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述第一先导溢流阀设定的压力P5值之和设为P1值，所述第一液控换向阀设定的弹簧压力P4值与第二先导溢流阀设定的压力P6值之和设为P2值，所述压力阀设定的弹簧压力为P3值，刚启动时所述变量泵大排量输出并向所述蓄能器供能，所述第二液控换向阀下工位工作，所述第一液控换向阀右工位工作，使得所述压力阀阀芯两端的液压力相等，在其右端弹簧力的推动下，所述压力阀右工位工作，直到所述蓄能器入口压力大于P1值时，所述第一液控换向阀左工位工作，所述压力阀左工位工作，所述变量泵出口高压油液与所述变量油缸无杆腔连通并使得所述变量泵排量减少，所述单向阀关闭，所述变量泵的出口压力下降导致所述第二液控换向阀上工位工作，所述变量泵出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器入口压力小于P2值时，所述第一液控换向阀和所述压力阀均处在右工位工作，所述变量泵排量增大向蓄能器供能，第二液控换向阀下工位工作，当所述蓄能器入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
优选地，所述节能控制阀组包括压力阀、液控换向阀、节流换向阀、先导溢流阀、第二阻尼孔、第三阻尼孔、第四阻尼孔，所述液控换向阀设定弹簧压力为P4值，所述先导溢流阀设定压力为P5值，所述节流换向阀阀芯靠左工作时产生压力差P6值，其左工位工作时所述第三阻尼孔被短路，P4值、P5值与P6值之和设定为所述P1值，P4值与P5值之和设定为所述P2值，所述压力阀设定的弹簧压力为P3值，刚启动所述变量泵时，所述压力阀右工位工作，所述节流换向阀阀芯靠左工作，所述液控换向阀右工位工作，所述变量泵大排量输出向所述蓄能器供能，当所述变量泵出口压力大于P3值时，所述压力阀左工位工作，直到所述蓄能器入口压力大于P1值时，所述液控换向阀左工位工作，所述变量泵出口高压油液经过所述压力阀、液控换向阀连通至所述变量油缸无杆腔并使得所述变量泵排量减少，所述单向阀关闭，所述变量泵的出口压力下降导致所述节流换向阀左工位工作，所述变量泵出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器入口压力小于P2值时，所述液控换向阀右工位工作，所述变量油缸无杆腔连通所述油箱，所述变量泵排量增大向蓄能器供能，所述节流换向阀阀芯靠左，当所述蓄能器入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
优选地，所述节能控制阀组包括压力阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀、第一先导溢流阀、第二先导溢流阀、第二阻尼孔、第三阻尼孔，所述第一液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述第一先导溢流阀设定的压力P5值之和设为P1值，所述第一液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述第二先导溢流阀设定的压力P6值之和设为P2值，所述压力阀设定的弹簧压力为P3值，刚启动时所述变量泵大排量输出并向所述蓄能器供能，所述第二液控换向阀下工位工作，所述第一液控换向阀和所述压力阀均处在右工位工作，当所述变量泵出口压力大于P3值时，所述压力阀左工位工作，直到所述蓄能器入口压力大于P1值时，所述第一液控换向阀左工位工作，所述变量泵出口高压油液与所述变量油缸无杆腔连通并使得所述变量泵排量减少，所述单向阀关闭，所述变量泵的出口压力下降导致所述第二液控换向阀上工位工作，所述变量泵出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器入口压力小于P2值时，所述第一液控换向阀右工位工作，所述变量泵排量增大向蓄能器供能，第二液控换向阀下工位工作，当所述蓄能器入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
本方案通过节能控制阀组对蓄能器入口压力的控制，使得当蓄能器入口压力高于设定的上限值时，变量泵处于低压小排量待机状态；当蓄能器入口压力低于设定的下限值时，变量泵又大排量向系统补充油液，整个过程自动循环调整，能够降低能耗并使系统工作更稳定。
附图说明
图1为现有的压力控制液压系统原理结构示意图。
图2为本发明的压力控制液压系统节能装置原理结构图。
图3为本发明中的压力控制液压系统节能装置实施例1结构原理示意图。
图4为本发明中的压力控制液压系统节能装置实施例2结构原理示意图。
图5为本发明中的压力控制液压系统节能装置实施例3结构原理示意图。
图6为本发明中的压力控制液压系统节能装置实施例4结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚的理解本发明要求保护的技术思想。
本实施例提供一种压力控制液压系统节能方法，压力信号油管将蓄能器入口压力信号传递给节能控制阀组，节能控制阀组中设定压力P1、P2、P3值，P1≥P2>P3≥0，当蓄能器的入口压力高于P1值时，该节能控制阀组工作使得变量泵减少排量且出口压力降至P3值，此时变量泵处于低压小排量待机状态，同时单向阀关闭，变量泵出口与蓄能器入口处于隔断状态；当蓄能器的入口压力低于P2值时，该节能控制阀组工作使得变量泵的排量增大，变量泵恢复向系统供液，整个过程如此循环，自动调整。
参照图2，本实施例还提供一种实现上述一种压力控制液压系统节能方法的压力控制液压系统节能装置，包括变量泵1、与该变量泵1连接的变量油缸2、与该变量泵1出油口相通的蓄能器4以及设置于所述蓄能器4和变量泵1之间的单向阀3，所述变量油缸2无杆腔通过第一阻尼孔5连接至油箱6，所述变量泵1出油口分别与变量油缸2有杆腔和节能控制阀组7连通，所述节能控制阀组7还分别与油箱6、变量油缸2无杆腔以及蓄能器4入口连通，其特征在于：包括一节能控制阀组7，以及连接所述节能控制阀组7和蓄能器4入口的压力信号油管v。
实施例1：
参照图3，上述节能控制阀组7包括压力阀8a、液控换向阀9a、第二阻尼孔10a、比例压力阀11a、压力传感器12a和控制器13a，所述压力传感器12a将采集到的所述变量泵1出口压力信号传递给所述控制器13a，所述控制器13a发出指令至所述比例压力阀11a调整其设定压力为P5值或P6值，所述液控换向阀9a设定的弹簧压力P4值与所述比例压力阀11a设定的压力P5值之和设为P1值，所述液控换向阀9a设定的弹簧压力P4值与所述比例压力阀11a设定的压力P6值之和设为P2值，所述压力阀8a设定的弹簧压力为P3值，所述变量泵1启动时，所述压力阀8a和所述液控换向阀9a均为右工位工作，所述变量泵1大排量输出向所述蓄能器4供能，当所述变量泵1出口压力大于P3值时，所述压力阀8a左工位工作，当所述蓄能器4入口压力大于P1值时，所述液控换向阀9a左工位工作，所述变量泵1出口高压油液与所述变量油缸2无杆腔连通并使得所述变量泵1排量减少，所述单向阀3关闭，所述变量泵1出口压力减少导致所述控制器13a发送指令给所述比例压力阀11a使其设定压力值为P6，所述变量泵1出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵1处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器4入口压力小于P2值时，所述液控换向阀9a右工位工作，所述变量油缸2无杆腔连通所述油箱6，所述变量泵1排量增大，所述变量泵1出口压力增大导致所述控制器13a发送指令给所述比例压力阀11a使其设定压力值为P5，当所述蓄能器4入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
实施例2：
参照图4，上述节能控制阀7组包括压力阀8b、第一液控换向阀9b、第二液控换向阀10b、第一先导溢流阀11b、第二先导溢流阀12b、第二阻尼孔13b、第三阻尼孔14b、第四阻尼孔15b，所述第一液控换向阀9b设定的弹簧压力P4值与所述第一先导溢流阀11b设定的压力P5值之和设为P1值，所述第一液控换向阀9b设定的弹簧压力P4值与第二先导溢流阀12b设定的压力P6值之和设为P2值，所述压力阀8b设定的弹簧压力为P3值，刚启动时所述变量泵1大排量输出并向所述蓄能器4供能，所述第二液控换向阀10b下工位工作，所述第一液控换向阀9b右工位工作，使得所述压力阀8b阀芯两端的液压力相等，在其右端弹簧力的推动下，所述压力阀8b右工位工作，直到所述蓄能器4入口压力大于P1值，所述第一液控换向阀9b左工位工作，所述压力阀8b左工位工作，所述变量泵1出口高压油液与所述变量油缸2无杆腔连通并使得所述变量泵1排量减少，所述单向阀3关闭，所述变量泵1的出口压力下降导致所述第二液控换向阀10b上工位工作，所述变量泵1出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵1处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器4入口压力小于P2值时，所述第一液控换向阀9b和所述压力阀8b均处在右工位工作，所述变量泵1排量增大向蓄能器4供能，第二液控换向阀10b下工位工作，当所述蓄能器4入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
实施例3：
参照图5，上述节能控制阀组7包括压力阀8c、液控换向阀9c、节流换向阀10c、先导溢流阀11c、第二阻尼孔12c、第三阻尼孔13c、第四阻尼孔14c，所述液控换向阀9c设定弹簧压力P4值，所述先导溢流阀11c设定压力P5值，所述节流换向阀10c阀芯靠左工作时产生压力差P6值，其左工位工作时所述第三阻尼孔13c被短路，P4值、P5值与P6值之和设定为所述P1值，P4值与P5值之和设定为所述P2值，所述压力阀8c设定弹簧压力为P3值，刚启动所述变量泵1时，所述压力阀8c右工位工作，所述节流换向阀10c阀芯靠左工作，所述液控换向阀9c右工位工作，所述变量泵1大排量输出向所述蓄能器4供能，当所述变量泵1出口压力大于P3值时，所述压力阀8c左工位工作，直到所述蓄能器4入口压力大于P1值时，所述液控换向阀9c左工位工作，所述变量泵1出口高压油液经过所述压力阀8c、液控换向阀9c连通至所述变量油缸2无杆腔并使得所述变量泵1排量减少，所述单向阀3关闭，所述变量泵1的出口压力下降导致所述节流换向阀10c左工位工作，所述变量泵1出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵1处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器4入口压力小于P2值时，所述液控换向阀9c右工位工作，所述变量油缸2无杆腔连通所述油箱6，所述变量泵1排量增大向蓄能器4供能，所述节流换向阀10c阀芯靠左，当所述蓄能器4入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
实施例4：
参照图6，上述节能控制阀7组包括压力阀8d、第一液控换向阀9d、第二液控换向阀10d、第一先导溢流阀11d、第二先导溢流阀12d、第二阻尼孔13d、第三阻尼孔14d，所述第一液控换向阀9d设定的弹簧压力P4值与所述第一先导溢流阀11d设定的压力P5值之和设为P1值，所述第一液控换向阀9d设定的弹簧压力P4值与所述第二先导溢流阀12d设定的压力P6值之和设为P2值，所述压力阀8d设定的弹簧压力为P3值，刚启动时所述变量泵1大排量输出并向所述蓄能器4供能，所述第二液控换向阀10d下工位工作，所述第一液控换向阀9d和所述压力阀8d均处在右工位工作，当所述变量泵1出口压力大于P3值时，所述压力阀8d左工位工作，直到所述蓄能器4入口压力大于P1值时，所述第一液控换向阀9d左工位工作，所述变量泵1出口高压油液与所述变量油缸2无杆腔连通并使得所述变量泵1排量减少，所述单向阀3关闭，所述变量泵1的出口压力下降导致所述第二液控换向阀10d上工位工作，所述变量泵1出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵1处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器4入口压力小于P2值时，所述第一液控换向阀9d右工位工作，所述变量泵1排量增大向蓄能器4供能，第二液控换向阀10d下工位工作，当所述蓄能器4入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
需要进一步说明的是：节能装置中的压力信号油管起到将蓄能器入口压力信号传递给节能控制阀组的作用，也可以在蓄能器入口安装压力传感器或继电器，将此处的压力信号采集并做适当处理后转换成电信号传递给节能控制阀组，可以实现等同的压力控制功能；同时作为特殊情况，节能控制阀组设定的P1值可以等于P2值；并且液压系统中可以有多组蓄能器，它们与变量泵出口之间分别设置有单向阀，可以从每组蓄能器入口分别引出压力信号油管到节能控制阀组，同样可以实现压力控制功能，均应在保护范围之内。
本发明可以克服传统压力控制系统中变量泵一直处于高压工作状态的问题，使得变量泵待机时下保持低压小排量状态，可以降低能耗并使系统工作更加稳定。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种压力控制液压系统节能装置，包括变量泵、与该变量泵连接的变量油缸、与该变量泵出油口相通的蓄能器以及设置于所述蓄能器和变量泵之间的单向阀，所述变量油缸无杆腔通过第一阻尼孔连接至油箱，所述变量泵出油口分别与变量油缸有杆腔和节能控制阀组连通，所述节能控制阀组还分别与油箱、变量油缸无杆腔以及蓄能器入口连通，其特征在于：包括一节能控制阀组，以及连接所述节能控制阀组和蓄能器入口的压力信号油管,所述节能控制阀组包括两位三通压力阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀、第一先导溢流阀、第二先导溢流阀、第二阻尼孔、第三阻尼孔、第四阻尼孔，所述第一液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述第一先导溢流阀设定的压力P5值之和设为P1值，所述第一液控换向阀设定的弹簧压力P4值与所述第二先导溢流阀设定的压力P6值之和设为P2值，所述两位三通压力阀设定的弹簧压力为P3值，刚启动时所述变量泵大排量输出并向所述蓄能器供能，所述第二液控换向阀下工位工作，所述第一液控换向阀右工位工作，使得所述两位三通压力阀阀芯两端的液压力相等，在其右端弹簧力的推动下，所述两位三通压力阀右工位工作，直到所述蓄能器入口压力大于P1值时，所述第一液控换向阀左工位工作，所述两位三通压力阀左工位工作，所述变量泵出口高压油液与所述变量油缸无杆腔连通并使得所述变量泵排量减少，所述单向阀关闭，所述变量泵的出口压力下降导致所述第二液控换向阀上工位工作，所述变量泵出口压力继续下降至P3值，此时所述变量泵处于低压小排量待机状态；当所述蓄能器入口压力小于P2值时，所述第一液控换向阀和所述两位三通压力阀均处在右工位工作，所述变量泵排量增大向蓄能器供能，第二液控换向阀下工位工作，当所述蓄能器入口压力再次大于P1值时，整个过程依次循环、自动调整。
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