CN107701532A - 负流量多路阀液压控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种负流量多路阀液压控制系统，包括油箱、主泵、先导泵、负流量多路阀和若干个原执行元件，所述主泵排出的液压油通过所述负流量多路阀输送给相应的原执行元件，还包括：若干增执行元件、若干液控换向阀、若干先导阀手柄和一负流量控制阀，所述负流量控制阀根据先导控制压力改变其开度大小，以控制朝向所述增执行元件的液压油的流量，所述增执行元件的负载压力信号发送至主泵以调节其排量实现负流量控制。本发明可以根据需要的工作油路数量，实现一联主阀控制多联阀，并且每一组都具有原来负流量控制系统的负流量操控性能，增加的多个液控换向阀可以采用普通的换向阀，降低了制造成本，且组合灵活，使用效果好。

Description

负流量多路阀液压控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及桩工机械液压系统技术领域，具体涉及一种负流量多路阀液压控制系统及其控制方法。

背景技术

多路阀是指由两个或两个以上换向阀为主体，并根据不同的工作要求加上安全阀、单向阀等辅助装置构成的多路集成阀，主要用于工程机械、起重运输机械和其他要求集中操纵多个执行元件运动的行走机械。

目前采用负流量控制系统的多路阀，例如针对挖掘机需要而设计的KYB、KVMG系列等多路阀，多采用整体铸造设计，在一个阀体内具有固定种数的操作机能，其操作联数量一般是固定的，一般每组多路阀可以控制行走、回转、动臂提升与下降、斗杆回收与外摆、铲斗内收与外翻等九个动作。

如果需要增加操作联数量，一般要采用增加一组相同的多路阀来实现，但如果只需要增加一两个动作，就增加使用一组多路阀显然成本太高。而桩工机械的辅助动作较多，因为这个成本的原因，有时候不得不放弃这种靠增加多路阀的组数来增加操作联数量的方案，因此这种多路阀在桩工机械领域应用受到一定限制。

申请号为201020690976.3的专利文献公开了一种旋挖钻机上车回转限速系统，采用负流量控制，包括液控先导手柄、负流量柱塞泵、负流量多路阀和回转马达，该方案是关于上车回转一个动作，是用于消除负载变化对转速的影响，与本申请并不相同。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种负流量多路阀液压控制系统，旨在解决现有的工程机械采用整体式的负流量多路阀后不方便增加工作油路的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种负流量多路阀液压控制系统，包括油箱、主泵、先导泵、负流量多路阀和若干个原执行元件，所述主泵排出的液压油通过所述负流量多路阀输送给相应的原执行元件，其特征在于，还包括：

若干增执行元件，其由所述主泵排出的液压油驱动；

若干液控换向阀，与若干所述增执行元件一一对应连接，用于对给相应增执行元件供给的液压油的方向进行控制；

若干先导阀手柄，接受来自所述先导泵排出的先导液压油，其工作油口输出的控制压力油一路与若干所述液控换向阀的左右控制口一一对应连接，另一路通过梭阀组连接至负流量控制阀的控制端口，向负流量控制阀输出先导控制压力；

一负流量控制阀，与所述主泵的输出油口相连接，所有所述液控换向阀并联后形成的合流管路与所述负流量控制阀的工作油口连接，所述负流量控制阀用于根据所述先导控制压力改变其开度大小，以控制朝向所述增执行元件的液压油的流量；

所述主泵根据所述增执行元件的负载压力信号对其排量进行控制。

进一步地，所述负流量控制阀为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中位进油口P1连接中位出油口T1，驱动油口P2、第一工作油口A、第二工作油口B和回油口T2断开。

进一步地，所述负流量多路阀与所述负流量控制阀并联。

进一步地，每个所述先导阀手柄包括两个减压阀单元，每个减压阀单元具有一个工作油口，每个所述先导阀手柄的两个工作油口一路连接对应的所述液控换向阀的控制端口，另一路连接至梭阀组。

进一步地，所述液控换向阀为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中间进油口C和中间出油口D连接，压力油口E和工作油口一F、工作油口二G连接，返油口H封闭，所述压力油口E处设有第一单向阀；所述负流量控制阀的第一工作油口A连接所述液控换向阀的中间进油口C，第二工作油口B连接所述液控换向阀的中间出油口D和返油口H；所述液控换向阀的工作油口一F、工作油口二G连接所述增执行元件的工作腔。

进一步地，若干所述液控换向阀并联后的合流管路上设有安全阀，所述安全阀包括并联的第一溢流阀和第二单向阀。

进一步地，所述负流量控制阀的中位出油口T1输出的液压油一路连接反馈至所述主泵，另一路通过并联的第二溢流阀和节流阀接回油箱。

进一步地，所述主泵为恒功率斜盘式柱塞泵。

进一步地，所述负流量多路阀为整体式多路阀。

本发明还提出一种负流量多路阀液压控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

S1，在主泵的输出油管道上设置一与负流量多路阀并联的负流量控制阀，通过该负流量控制阀连接若干个增执行元件，每个所述增执行元件通过一液控换向阀调节进油方向；

S2，每个所述增执行元件对应设置一先导阀手柄，先导阀手柄接受先导泵排出的先导液压油，向负流量控制阀和对应的液控换向阀输送先导控制压力，先导阀手柄的操作幅度越大，所述先导控制压力越大，反之越小；

S3，所述负流量控制阀的阀芯根据所述先导控制压力的大小控制其开启度，进而控制负载压力信号的大小，先导控制压力越大，所述负载压力信号越小，反之越大；

S4，主泵根据负载压力信号的大小调节其排量，负载压力信号越小，主泵的排量增大，反之减小；

S5，主泵的排量增加，给所述负流量控制阀提供的液压油的流量也增加，所述增执行元件的速度也加快，反之减慢。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：

一、本发明提供了一种负流量多路阀由一联主阀控制多联阀的控制方案，设置一与原负流量多路阀并联的负流量控制阀，该负流量控制阀连接多个需要增加的执行元件，并分别由相应的单独的先导液压手柄操作，由此可以根据需要的工作油路数量，实现一联主阀控制多联阀，并且每一组都具有原来负流量控制系统的负流量操控性能，增加的多个液控换向阀可以采用普通的换向阀，相比于现有的增加一整个价格高的标准多路阀，本发明降低了制造成本，且组合灵活，使用效果好。

二、本发明可以广泛应用于挖掘机等各种类型的桩工机械，可以根据实际扩展需要进行相应的设计，简单灵活，降低了液压系统的设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提出的负流量多路阀液压控制系统的液压结构图；

图2为本发明实施例二提出的负流量多路阀液压控制系统的液压结构图。

本发明的附图标号说明：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种负流量多路阀液压控制系统。

实施例一

请参照图1，负流量多路阀液压控制系统，包括油箱1、主泵2、先导泵3、负流量多路阀4和多个原执行元件5。所述主泵2用于形成主液压源，所述先导泵3用于形成先导液压源；所述负流量多路阀4为整体式制成，其内的操作机能数是固定的，包括多个换向阀(图中只表示出一个换向阀及其对应的原执行元件，其余未示出)，每个换向阀的工作油口连接所述原执行元件、控制油口连接先导液压源，用于在先导液压源压力控制下，把所述主泵排出的液压油输送给相应的原执行元件5。

如图1所示，当需要增加两个动作，即需要增加第一增执行元件6和第二增执行元件7两个执行元件时，采用以下扩展方案：

设置一负流量控制阀8、一组先导阀手柄9、第一液控换向阀10、第二液控换向阀11。

所述负流量控制阀8为三位六通换向阀，其中位机能设置为:中位进油口P1连接中位出油口T1，驱动油口P2、第一工作油口A、第二工作油口B和回油口T2断开，其左、右位分别为交叉型导通、直通型导通。

所示主泵2的输出油口连接所述负流量控制阀8的中位进油口P1和驱动油口P2，所述负流量控制阀8的中位出油口T1输出的液压油一路通过并联的第二溢流阀12和节流阀13返回油箱1，另一路将所述负流量控制阀8中位出油口T1的压力传递回所述主泵2的负反馈口X。所述主泵2为斜盘式柱塞泵，根据所述负反馈口X的压力值的大小对其输出排量进行控制。

一组所述先导阀手柄9包括两个：第一手柄91和第二手柄92，每个先导阀手柄9包括两个减压阀单元，这两个减压阀单元的输入油口并联，同时接受来自先导泵3的先导液压源P，每个减压阀单元具有一个工作油口a/b。第一手柄91的两个工作油口a/b与所述第一液控换向阀10的左右控制口连通，第二手柄92的两个工作油口c/d与所述第二液控换向阀11的左右控制口连通。所述先导泵3输出的先导液压油提供给所述第一手柄91和第二手柄92的减压阀，减压阀通过手柄操作幅度来控制输出控制压力的大小。

并且，所述第一手柄91和第二手柄92的减压阀通过梭阀组连接至所述负流量控制阀8的控制端口，所述梭阀组由第一梭阀14、第二梭阀15、第三梭阀16构成，所述第一手柄91的两个工作油口a/b分别连通第一梭阀14的两个进油口，第二手柄92的两个工作油口c/d连通第二梭阀15的两个进油口，第一梭阀14的出油口与所述第二梭阀15的出油口连通第三梭阀16的两个进油口，所述第三梭阀16的出油口连通所述负流量控制阀8的控制端口Y，由此将高压油通道接通，所述梭阀组用于将第一手柄91或第二手柄92的动作信号传递给所述负流量控制阀8。

所述第一液控换向阀10和第二液控换向阀11的中位机能设置为：中间进油口C和中间出油口D连接，压力油口E和工作油口一F/工作油口二G连接，回油口H封闭，其两旁位分别为交叉型导通、直通型导通，所述压力油口E处设有第一单向阀17。

所述负流量控制阀8的工第一作油口A连通所述第一液控换向阀10和所述第二液控换向阀11的中间进油口C和压力油口E。所述第一液控换向阀10的两个工作油口F/G连通所述第一增执行元件6，所述第二液控换向阀11的两个工作油口F/G连通所述第二增执行元件7。所述负流量控制阀8的第二工作油口B连通所述第一液控换向阀10和所述第二液控换向阀11的中间出油口D。优选地，所述第一液控换向阀10和所述第二液控换向阀11并联后的合流管路上还设有安全阀，所述安全阀包括并联的第一溢流阀18和第二单向阀19。

由此，所述第一手柄91/第二手柄92减压阀输出的控制压力分两路，一路通过梭阀组传递给所述负流量控制阀8的控制端口Y，另一路直接控制所述第一液控换向阀10/第二液控换向阀11。所述第一液控换向阀10和第二液控换向阀11是通过所述先导阀手柄9实现对增执行机构(第一增执行元件6和第二增执行元件7)的方向控制的，为了能准确地将所述负流量控制阀8的流量曲线反馈到增执行元件上，所述第一液控换向阀10和第二液控换向阀11的开启压力应小于所述负流量控制阀8的开启压力。

当第一手柄91和第二手柄92动作时，其动作幅度通过手柄减压阀输出先导压力信号，动作行程越大，对应输出的先导压力N越大，所述负流量控制阀8的阀芯根据先导压力N的大小来控制其开口的大小，先导压力越大，阀芯的开启度越大，主油路分向增加的增执行元件(第一增执行元件6和第二增执行元件7)的油越多，增执行元件的速度就会越快，通过负流量控制阀8中位流至负反馈口X的油越少，即阀的反馈压力F越小，所述主泵2通常为恒功率变量泵，当反馈压力F变小时，其输出排量增大，提供给负流量控制阀8的流量增加，第一增执行元件6和第二增执行元件7的速度又加快。

反之同理，当第一手柄91和第二手柄92操作幅度越小，所述负流量控制阀8阀芯的开启度越小，反馈给所述主泵2的压力F越大，主泵2的排量越小，提供给增加执行机构的流量就小，从而速度变慢，由此实现负流量控制。

不限定地，所述第一液控换向阀10和第二液控换向阀11也可以做成一整体的二联阀。

实施例二

请参阅图2，本实施例二与实施例一的不同之处在于：

增加第三增执行元件20、第三液控换向阀21、第三手柄22，所述第三增执行元件20通过第三液控换向阀21连接负流量控制阀8，所述第三手柄22的两工作油口e/f连接所述第三液控换向阀21的左右控制口，还连接至第四梭阀23的进油口，所述第三梭阀的出油口和第四梭阀的出油口连接第五梭阀24的进油口，所述第五梭阀24的出油口连接所述第三液控换向阀21的控制端口，由此实现通过一个负流量控制阀8控制三个执行元件，满足需要增加3个工作油路的需要。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种负流量多路阀液压控制系统，包括油箱、主泵、先导泵、负流量多路阀和若干个原执行元件，所述主泵排出的液压油通过所述负流量多路阀输送给相应的原执行元件，其特征在于，还包括：

若干增执行元件，其由所述主泵排出的液压油驱动；

若干液控换向阀，与若干所述增执行元件一一对应连接，用于对给相应增执行元件供给的液压油的方向进行控制；

若干先导阀手柄，接受来自所述先导泵排出的先导液压油，其工作油口输出的控制压力油一路与若干所述液控换向阀的左右控制口一一对应连接，另一路通过梭阀组连接至负流量控制阀的控制端口，向负流量控制阀输出先导控制压力；

一负流量控制阀，与所述主泵的输出油口相连接，所有所述液控换向阀并联后形成的合流管路与所述负流量控制阀的工作油口连接，所述负流量控制阀用于根据所述先导控制压力改变其开度大小，以控制朝向所述增执行元件的液压油的流量；

所述主泵根据所述增执行元件的负载压力信号对其排量进行控制。

2.如权利要求1所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，所述负流量控制阀为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中位进油口P1连接中位出油口T1，驱动油口P2、第一工作油口A、第二工作油口B和回油口T2断开。

3.如权利要求1或2所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，所述负流量多路阀与所述负流量控制阀并联。

4.如权利要求2所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，每个所述先导阀手柄包括两个减压阀单元，每个减压阀单元具有一个工作油口，每个所述先导阀手柄的两个工作油口一路连接对应的所述液控换向阀的控制端口，另一路连接至梭阀组。

5.如权利要求2所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，所述液控换向阀为三位六通换向阀，其中位机能设置为：中间进油口C和中间出油口D连接，压力油口E和工作油口一F、工作油口二G连接，返油口H封闭，所述压力油口E处设有第一单向阀；

所述负流量控制阀的第一工作油口A连接所述液控换向阀的中间进油口C，第二工作油口B连接所述液控换向阀的中间出油口D和返油口H；

所述液控换向阀的工作油口一F、工作油口二G连接所述增执行元件的工作腔。

6.如权利要求5所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，若干所述液控换向阀并联后的合流管路上设有安全阀，所述安全阀包括并联的第一溢流阀和第二单向阀。

7.如权利要求2或5所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，所述负流量控制阀的中位出油口T1输出的液压油一路连接反馈至所述主泵，另一路通过并联的第二溢流阀和节流阀接回油箱。

8.如权利要求1所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，所述主泵为恒功率斜盘式柱塞泵。

9.如权利要求1所述的负流量多路阀液压控制系统，其特征在于，所述负流量多路阀为整体式多路阀。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的负流量多路阀液压控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

S1，在主泵的输出油管道上设置一与负流量多路阀并联的负流量控制阀，通过该负流量控制阀连接若干个增执行元件，每个所述增执行元件通过一液控换向阀调节进油方向；

S2，每个所述增执行元件对应设置一先导阀手柄，先导阀手柄接受先导泵排出的先导液压油，向负流量控制阀和对应的液控换向阀输送先导控制压力，先导阀手柄的操作幅度越大，所述先导控制压力越大，反之越小；

S3，所述负流量控制阀的阀芯根据所述先导控制压力的大小控制其开启度，进而控制负载压力信号的大小，先导控制压力越大，所述负载压力信号越小，反之越大；

S4，主泵根据负载压力信号的大小调节其排量，负载压力信号越小，主泵的排量增大，反之减小；

S5，主泵的排量增加，给所述负流量控制阀提供的液压油的流量也增加，所述增执行元件的速度也加快，反之减慢。