CN108443273A - 一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统，所述系统包括泵源、第一联阀组、第二联阀组、供油道P、回油道T和负载敏感油道LS；所述泵源包括负流量控制泵、主定压差阀、主溢流阀和主电比例二位二通阀；所述第一联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；所述第二联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸。本发明结构简单、节能可靠，可应用于应急救援车辆领域，特别适用于应急救援车辆工作装置，如应急救援车辆的起重臂、挖掘臂、作业平台臂等多液压执行器长时间联合工作的场合。

Description

一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统

技术领域

本发明属于液压节能控制系统，具体涉及一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统。

背景技术

应急救援车辆是应对自然灾害、突发事件的特种车辆，由于灾害的突发性和规模的不确定性，要求车辆具有较长的连续工作时间，因此车辆的节能控制变得至关重要。目前的节能方式有功率匹配优化、混合动力、能量回收和减小节流损失等，其中液压节流损失占了很大一部分，相较与其他几种节能方式，减小节流损失更加经济方便。例如中国专利《负流量进出口独立复合控制液压系统》(申请号为201710228952.2)提出了在执行器两侧增加节流阀的独立控制方法，虽然能起到独立控制的作用，但并没有减小主控阀的节流损失。另一中国专利《液压执行元件进出口流量压力独立控制系统》(申请号为201320222637.6)提出一种应用于单执行器进出口的独立控制系统，但在应急救援车辆工作装置多执行器系统中不能有效的完成抗流量饱和的流量分配任务。

液压回油路压力补偿是将压力补偿阀置于执行器出口侧，液压油经补偿阀回油箱，补偿阀阀芯两侧分别通LS油路和执行器进口侧液压油，使得各联节流口保持一样的压差，并且当泵流量不能满足各联的工作流量时，会按比例分配流量给各执行器，具有很好地抗流量饱和的特性。负流量控制在多路阀中位回油道上加一个节流孔，将节流口前压力引至泵排量调节机构来控制泵的排量。通过节流孔的流量越大，则节流口前先导压力越大，泵排量越小。传统多路阀，由于主阀只有一个阀芯，受限于自由度，造成执行器进出口联动节流，因此产生不必要的耗能，而且由于各执行器的工况不同，主阀芯节流口各不相同，造成加工复杂，不易维修等。

发明内容

本发明目的在于克服上述不足，提供一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统，该系统采用负流量控制及回油路压力补偿节流独立控制，减少应急救援车辆工作装置能耗。

本发明为达到上述目的，采用如下技术方案：

一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统，所述系统包括泵源、第一联阀组、第二联阀组、供油道P、回油道T和负载敏感油道LS；

所述泵源包括负流量控制泵、主定压差阀、主溢流阀和主电比例二位二通阀；负流量控制泵的出口连接主溢流阀的进口和供油道P；主溢流阀的出口直接与回油道T相连；主定压差阀的出油口与主电比例二位二通阀的进油口和负流量控制泵的变量活塞相连，主电比例二位二通阀的回油口与回油道T相连；主定压差阀的弹簧腔通至负载敏感油道LS，主定压差阀的非弹簧腔和进油口与供油道P相连；

所述第一联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；第一联第一电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第一联第三电比例二位二通阀的进油口、第一联第一压力补偿阀的弹簧腔、第一联第一梭阀的第一入口以及第一联液压缸的A1口相连；第一联第四电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第一联第二电比例二位二通阀的出油口、第一联第二压力补偿阀的弹簧腔、第一联第一梭阀的第二入口以及第一联液压缸的B1口相连；第一联第二电比例二位二通阀的进油口与第一联第一压力补偿阀的入口相连；第一联第三电比例二位二通阀的出油口与第一联第二压力补偿阀的入口相连；第一联第一压力补偿阀的出口和第一联第二压力补偿阀的出口分别与回油道T相连；第一联第一梭阀的出口与第一联第二梭阀的第一入口相连；

所述第二联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；第二联第一电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第二联第三电比例二位二通阀的进油口、第二联第一压力补偿阀的弹簧腔、第二联第一梭阀的第一入口以及第二联液压缸的A2口相连；第二联第四电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第二联第二电比例二位二通阀的出油口、第二联第二压力补偿阀的弹簧腔、第二联第一梭阀的第二入口以及第二联液压缸的B2口相连；第二联第二电比例二位二通阀的进油口与第二联第一压力补偿阀的入口相连；第二联第三电比例二位二通阀的出油口与第二联第二压力补偿阀的入口相连；第二联第一压力补偿阀的出口和第二联第二压力补偿阀的出口分别与回油道T相连；第二联第一梭阀的出口与第二联第二梭阀的第一入口相连；第二联第二梭阀的出口与第一联第二梭阀的第二入口相连；

第二联第二梭阀的出口与第一联第二梭阀的第二入口相连；第一联第二梭阀的出口与负载敏感油道LS相连；负载敏感油道LS又分别与第一联第一压力补偿阀的无弹簧腔、第一联第二压力补偿阀的无弹簧腔、第二联第一压力补偿阀的无弹簧腔以及第二联第二压力补偿阀的无弹簧腔相连。

由于采用上述技术方案，本发明有如下的有益效果：

(1)将多路阀的进出口同时节流改成由控制器控制的电比例二位二通阀独立节流控制，避免了传统多路阀进出口联动节流，降低了不必要的节流损失；

(2)将负流量控制的中位回油道改成电比例二位二通阀，减少了一条中位回油道，此电比例二位二通阀不但起到可变节流阀的作用，节流产生背压还可有效降低超越负载工况下的加速运动；

(3)采用回油压力补偿，将负载敏感油道LS同时引入到各联压力补偿阀的无弹簧腔，在泵流量不能满足所有执行器动作所需的流量时，实现同比例的降低进入各执行器的流量，从而提高了系统的抗流量饱和特性，得到很好的抗流量饱和特性和流量分配。

本发明结构简单、节能可靠，可应用于应急救援车辆领域，特别适用于应急救援车辆工作装置，如应急救援车辆的起重臂、挖掘臂、作业平台臂等多液压执行器长时间联合工作的场合。

附图说明

图1为抗流量饱和的回油压力补偿独立节流负流量控制液压系统原理图；

图2为本发明在应急救援车辆应用的示意图。

在图1中，Ⅰ.泵源，Ⅱ.第一联，Ⅲ.第二联，1.负流量控制泵，2.主溢流阀，3.主电比例二位二通阀，4.主定压差阀，5.第一联第四电比例二位二通阀，6.第一联第一电比例二位二通阀，7.第一联第一压力补偿阀，8.第一联第二压力补偿阀，9.第一联第三电比例二位二通阀，10.第一联第二电比例二位二通阀，11.第一联第一梭阀，12.第一联第二梭阀，13.第一联液压缸，14.第二联液压缸，15.第二联第二梭阀，16.第二联第一梭阀，17.第二联第二电比例二位二通阀，18.第二联第三电比例二位二通阀，19.第二联第二压力补偿阀，20.第二联第一压力补偿阀，21.第二联第一电比例二位二通阀，22.第二联第四电比例二位二通阀。

在图2中，Ⅰ.泵源，Ⅱ.第一联阀组，Ⅲ.第二联阀组，Ⅳ.控制器，13.第一联液压缸，14.第二联液压缸。

具体实施方式

下面结合附图和一种应急救援车辆工作装置液压系统的具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

本发明的一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统，其详细的两联的液压原理图如图1所示，所述系统包括泵源、第一联阀组、第二联阀组、供油道P、回油道T和负载敏感油道LS；

所述泵源包括负流量控制泵1、主定压差阀4、主溢流阀2和主电比例二位二通阀3；负流量控制泵1的出口连接主溢流阀2的进口和供油道P；主溢流阀2的出口直接与回油道T相连；主定压差阀4的出油口与主电比例二位二通阀3的进油口和负流量控制泵1的变量活塞相连，主电比例二位二通阀3的回油口与回油道T相连；主定压差阀4的弹簧腔通至负载敏感油道LS，主定压差阀4的非弹簧腔和进油口与供油道P相连。

在主定压差阀4后面连接一个主电比例二位二通阀3直接回油箱，同时在主定压差阀4和主电比例二位二通阀3之间取压力油至负流量控制泵1，此主电比例二位二通阀3起节流作用，当流经此主电比例二位二通阀3的流量增大时，阀前压力变大，则流至负流量控制泵1的油液压力变大，负流量控制泵1输出流量减小。将负流量控制、回油压力补偿与独立节流相结合，不但抗流量饱和、减少不必要的节流损失，同时将负流量控制的中位回油道改成增加一个电比例二位二通阀3，减少了一条中位回油道，起到可变节流阀的作用。

所述第一联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；第一联第一电比例二位二通阀6的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第一联第三电比例二位二通阀9的进油口、第一联第一压力补偿阀7的弹簧腔、第一联第一梭阀11的第一入口以及第一联液压缸13的A1口相连；第一联第四电比例二位二通阀5的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第一联第二电比例二位二通阀10的出油口、第一联第二压力补偿阀8的弹簧腔、第一联第一梭阀11的第二入口以及第一联液压缸13的B1口相连；第一联第二电比例二位二通阀10的进油口与第一联第一压力补偿阀7的入口相连；第一联第三电比例二位二通阀9的出油口与第一联第二压力补偿阀8的入口相连；第一联第一压力补偿阀7的出口和第一联第二压力补偿阀8的出口分别与回油道T相连；第一联第一梭阀11的出口与第一联第二梭阀12的第一入口相连。

所述第二联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；第二联第一电比例二位二通阀21的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第二联第三电比例二位二通阀18的进油口、第二联第一压力补偿阀20的弹簧腔、第二联第一梭阀16的第一入口以及第二联液压缸14的A2口相连；第二联第四电比例二位二通阀22的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第二联第二电比例二位二通阀17的出油口、第二联第二压力补偿阀19的弹簧腔、第二联第一梭阀16的第二入口以及第二联液压缸14的B2口相连；第二联第二电比例二位二通阀17的进油口与第二联第一压力补偿阀20的入口相连；第二联第三电比例二位二通阀18的出油口与第二联第二压力补偿阀19的入口相连；第二联第一压力补偿阀20的出口和第二联第二压力补偿阀19的出口分别与回油道T相连；第二联第一梭阀16的出口与第二联第二梭阀15的第一入口相连；第二联第二梭阀15的出口与第一联第二梭阀12的第二入口相连。

每一联阀组的第一个电比例二位二通阀进口都与负流量控制泵1的出口相连，经每联阀组的第一个电比例二位二通阀节流作用，其出口油一部分至液压缸的进口，一部分至每一联阀组的第一个压力补偿阀弹簧腔，同时一部分至每一联阀组的第一梭阀，液压缸的出口油液至每一联阀组的第一梭阀，同时经每一联阀组的第二电比例二位二通阀至每一联阀组的压力补偿阀进油口，然后经补偿阀直接回油箱。

在各联阀组之间，第二联第二梭阀15的出口与第一联第二梭阀12的第二入口相连；第一联第二梭阀12的出口与负载敏感油道LS相连；负载敏感油道LS又分别与第一联第一压力补偿阀7的无弹簧腔、第一联第二压力补偿阀8的无弹簧腔、第二联第一压力补偿阀20的无弹簧腔以及第二联第二压力补偿阀19的无弹簧腔相连。

每一联阀组第一梭阀的出口连接到各自联阀组第二梭阀的进口，然后后一联阀组第二梭阀的出口接至前一联阀组的第二梭阀的另一进口，且第一联阀组的第二梭阀的出口油进入负载敏感油道LS，即最高负载压力，负载敏感油道LS的油液一部分流入各联阀组的第一压力补偿阀的非弹簧腔，一部分回到负流量控制泵1的LS油口，进入主定压差阀4的弹簧腔。

表1为各联阀组液压缸动作或停止时的电比例二位二通阀通断状态表；表1显示了本抗流量饱和的回油路压力补偿独立节流负流量控制液压系统的液压缸动作或停止的电比例二位二通阀的开闭状态。

表1：

表中“+”代表电磁铁得电，“-”代表电磁铁失电。

图2所示为本发明在应急救援车辆应用的示意图。图中示出了泵源Ⅰ、第一联阀组Ⅱ、第二联阀组Ⅲ、控制器Ⅳ、第一联液压缸13以及第二联液压缸14的具体安装位置。

下面结合图1、图2和表1分析液压系统工作状态：以图2中包含液压缸13的第一联阀组为例，当主电比例二位二通阀3、第一联第一电比例二位二通阀6、第一联第二电比例二位二通阀10开，第一联第四电比例二位二通阀5、第一联第三电比例二位二通阀9关时，负流量控制泵1的供油进入第一联液压缸13的A1口侧，经B1口流至第一联第二电比例二位二通阀10，再流经第一联第一压力补偿阀7回油箱，第一联液压缸13的活塞杆完成伸出动作；当主电比例二位二通阀3、第一联第四电比例二位二通阀5、第一联第三电比例二位二通阀9开，第一联第一电比例二位二通阀6、第一联第二电比例二位二通阀10关时，负流量控制泵1的供油进入第一联液压缸13的B1口侧，经A1口流至第一联第三电比例二位二通阀9，再流经第一联第一压力补偿阀8回油箱，第一联液压缸13的活塞杆完成缩回动作；当主电比例二位二通阀3、第一联第四电比例二位二通阀5、第一联第一电比例二位二通阀6，第一联第三电比例二位二通阀9、第一联第二电比例二位二通阀10关时，第一联液压缸13两侧油路封死，第一联液压缸13处于停止状态。

Claims (1)

1.一种应急救援车辆工作装置回油路压力补偿节流控制系统，所述系统包括泵源、第一联阀组、第二联阀组、供油道P、回油道T和负载敏感油道LS；其特征在于：

所述泵源包括负流量控制泵、主定压差阀、主溢流阀和主电比例二位二通阀；负流量控制泵的出口连接主溢流阀的进口和供油道P；主溢流阀的出口直接与回油道T相连；主定压差阀的出油口与主电比例二位二通阀的进油口和负流量控制泵的变量活塞相连，主电比例二位二通阀的回油口与回油道T相连；主定压差阀的弹簧腔通至负载敏感油道LS，主定压差阀的非弹簧腔和进油口与供油道P相连；

所述第一联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；第一联第一电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第一联第三电比例二位二通阀的进油口、第一联第一压力补偿阀的弹簧腔、第一联第一梭阀的第一入口以及第一联液压缸的A1口相连；第一联第四电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第一联第二电比例二位二通阀的出油口、第一联第二压力补偿阀的弹簧腔、第一联第一梭阀的第二入口以及第一联液压缸的B1口相连；第一联第二电比例二位二通阀的进油口与第一联第一压力补偿阀的入口相连；第一联第三电比例二位二通阀的出油口与第一联第二压力补偿阀的入口相连；第一联第一压力补偿阀的出口和第一联第二压力补偿阀的出口分别与回油道T相连；第一联第一梭阀的出口与第一联第二梭阀的第一入口相连；

所述第二联阀组包括四个电比例二位二通阀、两个压力补偿阀、两个梭阀和一个液压缸；第二联第一电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第二联第三电比例二位二通阀的进油口、第二联第一压力补偿阀的弹簧腔、第二联第一梭阀的第一入口以及第二联液压缸的A2口相连；第二联第四电比例二位二通阀的进油口与供油道P相连，其出油口分别与第二联第二电比例二位二通阀的出油口、第二联第二压力补偿阀的弹簧腔、第二联第一梭阀的第二入口以及第二联液压缸的B2口相连；第二联第二电比例二位二通阀的进油口与第二联第一压力补偿阀的入口相连；第二联第三电比例二位二通阀的出油口与第二联第二压力补偿阀的入口相连；第二联第一压力补偿阀的出口和第二联第二压力补偿阀的出口分别与回油道T相连；第二联第一梭阀的出口与第二联第二梭阀的第一入口相连；第二联第二梭阀的出口与第一联第二梭阀的第二入口相连；

第二联第二梭阀的出口与第一联第二梭阀的第二入口相连；第一联第二梭阀的出口与负载敏感油道LS相连；负载敏感油道LS又分别与第一联第一压力补偿阀的无弹簧腔、第一联第二压力补偿阀的无弹簧腔、第二联第一压力补偿阀的无弹簧腔以及第二联第二压力补偿阀的无弹簧腔相连。