CN108302073A - 一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统 - Google Patents

一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统；柴油发动机带动液压主泵、补油泵，补油泵从油箱吸油，油液经补油泵泵出后进入电比例功率控制阀的P口，电比例功率控制阀的A口与液压主泵的先导控制阀相连，油液经液压主泵的先导控制阀进入液压主泵变量油缸，控制液压主泵变量油缸的油液进出，实现液压主泵的排量控制；电比例功率控制阀的R口与补油溢流阀相连，保证电比例功率控制阀的R口压力恒定；电比例功率控制阀的R口恒定压力的液压油，经过电比例减压阀进入液压主泵先导控制阀的控制端，控制先导控制阀换向，控制液压主泵的最大排量；压力切断阀连接在液压主泵出口，用于在系统压力过高时将液压主泵控制油路卸载，实现过载保护。

Description

一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统
技术领域
本发明属于液压应用技术领域，具体涉及一种具有功率控制功能的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统。
背景技术
随着抛沙灭火技术的迅速发展，抛沙灭火车的机械化、自动化程度愈来愈高。抛沙灭火车是由柴油机作为动力源，经过一套复杂的液压系统驱动运转，其关键部件是叶轮机构。叶轮机构由液压马达带动旋转，因工作强度大、时间长及载荷工况多变是设计环节的重点和难点。极易出现液压系统能耗高、负载过大导致发动机熄火等故障。所以，叶轮液压系统的设计是整个抛沙灭火机车的关键环节。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：包括液压主泵、液压主泵变量油缸、补油溢流阀、电比例功率控制阀、压力切断阀、补油泵、油箱、叶轮马达、负载控制阀、电比例减压阀、梭阀、柴油发动机；
柴油发动机带动液压主泵、补油泵，补油泵出口旁接补油溢流阀，实现补油回路的压力控制；
补油泵从油箱吸油，油液经补油泵泵出后进入电比例功率控制阀的P口，电比例功率控制阀的A口与液压主泵的先导控制阀相连，油液经液压主泵的先导控制阀进入液压主泵变量油缸，控制液压主泵变量油缸的油液进出，实现液压主泵的排量控制；电比例功率控制阀的R口与补油溢流阀相连，保证电比例功率控制阀的R口压力恒定；电比例功率控制阀的R口恒定压力的液压油，经过电比例减压阀进入液压主泵先导控制阀的控制端，控制先导控制阀换向，控制液压主泵的最大排量；
压力切断阀连接在液压主泵出口，用于在系统压力过高时将液压主泵控制油路卸载，液压主泵排量为零，实现过载保护，且压力切断阀与负载控制阀的P口相连，负载控制阀的A口与梭阀的PL口相连，实现系统压力过高时的系统保护；
液压主泵出口并联叶轮马达，实现叶轮马达的旋转。
进一步的，所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：所述电比例功率控制阀包括：压差阻尼、复位弹簧、阻尼、阀芯、电比例电磁铁。
作为优选方案，所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：还包括高压溢流阀，高压溢流阀接在液压主泵的A、B口之间，实现液压系统的安全保护，且防止系统吸空。
作为优选方案，所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：还包括高压过滤器，高压过滤器连接设置在补油泵出口，实现液压系统的清洁度控制。
作为优选方案，所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：液压主泵出口并联冲洗阀，且冲洗阀与油箱相连，实现闭式系统的温度控制。
作为优选方案，所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：液压主泵出口并联互通阀，方便叶轮的调整和维护。
作为优选方案，所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：所述补油泵为定量齿轮泵。
本发明还提供所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统的工作方法：
电比例功率控制阀的功率控制功能：补油泵泵出的压力油经过高压过滤器过滤后进入电比例功率控制阀的P口，然后从A口经过液压主泵的先导控制阀进入到液压主泵的变量油缸内；电比例功率控制阀的R口输出的油液经过补油溢流阀溢流；
正常情况，电比例功率控制阀R口的压力值为恒定；压差阻尼两端的压差ΔP反应的是发动机的转速；使电比例电磁铁Y3的控制电流ΔI与压差阻尼两端的压差ΔP设定为一定的函数关系；
当负载突然增大后，液压系统压力升高，导致液压主泵扭矩增大，此时导致发动机的转速n降低，压差ΔP降低，此时控制电比例电磁铁Y3的控制电流ΔI按照设定的参数降低，控制电流ΔI降低后，阀芯向左移动，将补油压力降低，此时A口经过液压主泵的先导控制阀进入到液压主泵的变量油缸内的变量油压力也降低，然后液压主泵的斜盘回摆，液压主泵的排量减小，从而使发动机的负载扭矩变少，发动机的转速提高，要负载达到一个新的平衡点，从而达到了防止负载突然增大使发动机熄火的故障的功能，使发动机实时工作在合适的额定工况点，也达到了节能的目的。
有益效果：本发明提供的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，可以实时匹配发动机功率，避免发动机熄火，使发动机工作在最佳工况点，极大的降低人为操作失误，同时具备高效、集成度高的优点。
附图说明
图1 为本发明液压系统原理图；
图2为本发明中电比例功率控制阀示意图；
图3为压差阻尼两端压差ΔP与发动机转速n的关系示意图；
图4为控制电流ΔI与压差阻尼两端压差ΔP的关系示意图；
图中：液压主泵1、液压主泵变量油缸2、高压溢流阀3、高压溢流阀4、补油溢流阀5、电比例功率控制阀6、压力切断阀7、补油泵8、油箱9、叶轮马达10、叶轮马达11、互通阀12、冲洗阀13、高压过滤器14、负载控制阀15、电比例减压阀16、梭阀17、柴油发动机18、压差阻尼19、复位弹簧20、阻尼21、阀芯22、电比例电磁铁23。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为一种具有功率控制功能的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，包括液压主泵1、液压主泵变量油缸2、高压溢流阀3、高压溢流阀4、补油溢流阀5、电比例功率控制阀6、压力切断阀7、补油泵8、油箱9、叶轮马达10、叶轮马达11、互通阀12、冲洗阀13、高压过滤器14、负载控制阀15、电比例减压阀16、梭阀17、柴油发动机18。
如图2所示，电比例功率控制阀6包括：压差阻尼19、复位弹簧20、阻尼21、阀芯22、电比例电磁铁23。
柴油发动机18带动液压主泵1、补油泵8，高压溢流阀3、4接在液压主泵1的A、B口之间，实现液压系统的安全保护，且防止系统吸空。补油泵8从油箱9吸油，油液经补油泵8泵出后经高压过滤器14进入电比例功率控制阀6的P口，电比例功率控制阀6的A口与液压主泵1的先导控制阀相连，油液经液压主泵1的先导控制阀进入液压主泵变量油缸2，控制液压主泵变量油缸2的油液进出，可实现液压主泵1的排量控制；电比例功率控制阀6的R口与补油溢流阀5相连，保证电比例功率控制阀6的R口压力恒定；电比例功率控制阀6的R口恒定压力的液压油，经过电比例减压阀16进入液压主泵1先导控制阀的控制端，控制先导控制阀换向，控制液压主泵1的最大排量。压力切断阀7连接在液压主泵1出口，可在系统压力过高时将液压主泵1控制油路卸载，液压主泵1排量为零，实现过载保护，且能量损耗小，且压力切断阀7与负载控制阀15的P口相连，负载控制阀15的A口与梭阀17的PL口相连，可实现系统压力过高时的系统保护。液压主泵1出口并联冲洗阀13，且冲洗阀13与油箱9相连，实现闭式系统的温度控制，液压主泵1出口并连互通阀12，方便叶轮的调整和维护，液压主泵1出口并联叶轮马达10、11，实现叶轮马达10、11的旋转。
电比例功率控制阀6的功率控制功能。补油泵8泵出的压力油经过高压过滤器14过滤后进入电比例功率控制阀6的P口，然后从A口经过液压主泵1的先导控制阀进入到液压主泵1的变量油缸2内；电比例功率控制阀6的R口输出的油液经过补油溢流阀5溢流。正常情况，R口的压力值为恒定，一般设定为25bar。由于补油泵8为定量齿轮泵，所以压差阻尼19两端的压差ΔP反应的是发动机的转速，也就说ΔP与发动机的转速n存在一一对应的关系，如图3所示；在应用中使电比例电磁铁23 Y3的控制电流ΔI与压差阻尼19两端的压差ΔP设定为一定的函数关系，如图4所示。当负载突然增大后，液压系统压力升高，导致液压主泵1扭矩增大，此时导致发动机的转速n降低，压差ΔP降低，此时控制电比例电磁铁23 Y3的控制电流ΔI按照图4设定的参数降低，控制电流ΔI降低后，阀芯22向左移动，将补油压力降低，此时A口经过液压主泵的先导控制阀进入到液压主泵的变量油缸2内的变量油压力也降低，然后液压主泵1的斜盘回摆，液压主泵1的排量减小，从而使发动机的负载扭矩变少，发动机的转速提高，要负载达到一个新的平衡点，从而达到了防止负载突然增大使发动机熄火的故障的功能，使发动机实时工作在合适的额定工况点，也达到了节能的目的。电比例电磁铁23 Y3的控制电流ΔI与压差阻尼19两端的压差ΔP设定为一定的函数关系根据不同型号的发动机，或者同型号的发动机在不同的工况需求时进行实时的按需更改，将调好的程序写入电比例电磁铁23的控制器即可，相比之前的机械式调节来说具有很大的便利性，相应时间和精度也大大的提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：包括液压主泵、液压主泵变量油缸、补油溢流阀、电比例功率控制阀、压力切断阀、补油泵、油箱、叶轮马达、负载控制阀、电比例减压阀、梭阀、柴油发动机；
柴油发动机带动液压主泵、补油泵，补油泵出口旁接补油溢流阀，实现补油回路的压力控制；
补油泵从油箱吸油，油液经补油泵泵出后进入电比例功率控制阀的P口，电比例功率控制阀的A口与液压主泵的先导控制阀相连，油液经液压主泵的先导控制阀进入液压主泵变量油缸，控制液压主泵变量油缸的油液进出，实现液压主泵的排量控制；电比例功率控制阀的R口与补油溢流阀相连，保证电比例功率控制阀的R口压力恒定；电比例功率控制阀的R口恒定压力的液压油，经过电比例减压阀进入液压主泵先导控制阀的控制端，控制先导控制阀换向，控制液压主泵的最大排量；
压力切断阀连接在液压主泵出口，用于在系统压力过高时将液压主泵控制油路卸载，液压主泵排量为零，实现过载保护，且压力切断阀与负载控制阀的P口相连，负载控制阀的A口与梭阀的PL口相连，实现系统压力过高时的系统保护；
液压主泵出口并联叶轮马达，实现叶轮马达的旋转。
2.根据权利要求1所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：所述电比例功率控制阀包括：压差阻尼、复位弹簧、阻尼、阀芯、电比例电磁铁。
3.根据权利要求1所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：还包括高压溢流阀，高压溢流阀接在液压主泵的A、B口之间，实现液压系统的安全保护，且防止系统吸空。
4.根据权利要求1所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：还包括高压过滤器，高压过滤器连接设置在补油泵出口，实现液压系统的清洁度控制。
5.根据权利要求1所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：液压主泵出口并联冲洗阀，且冲洗阀与油箱相连，实现闭式系统的温度控制。
6.根据权利要求1所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：液压主泵出口并联互通阀，方便叶轮的调整和维护。
7.根据权利要求1所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统，其特征在于：所述补油泵为定量齿轮泵。
8.根据权利要求1-7任一项所述的抛沙灭火车用叶轮旋转液压系统的工作方法：
电比例功率控制阀的功率控制功能：补油泵泵出的压力油经过高压过滤器过滤后进入电比例功率控制阀的P口，然后从A口经过液压主泵的先导控制阀进入到液压主泵的变量油缸内；电比例功率控制阀的R口输出的油液经过补油溢流阀溢流；
正常情况，电比例功率控制阀R口的压力值为恒定；压差阻尼两端的压差ΔP反应的是发动机的转速；使电比例电磁铁Y3的控制电流ΔI与压差阻尼两端的压差ΔP设定为一定的函数关系；
当负载突然增大后，液压系统压力升高，导致液压主泵扭矩增大，此时导致发动机的转速n降低，压差ΔP降低，此时控制电比例电磁铁Y3的控制电流ΔI按照设定的参数降低，控制电流ΔI降低后，阀芯向左移动，将补油压力降低，此时A口经过液压主泵的先导控制阀进入到液压主泵的变量油缸内的变量油压力也降低，然后液压主泵的斜盘回摆，液压主泵的排量减小，从而使发动机的负载扭矩变少，发动机的转速提高，要负载达到一个新的平衡点，从而达到了防止负载突然增大使发动机熄火的故障的功能，使发动机实时工作在合适的额定工况点，也达到了节能的目的。
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