CN109058210B - 一种压差恒定的阀后补偿系统 - Google Patents

一种压差恒定的阀后补偿系统 Download PDF

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Abstract

一种压差恒定的阀后补偿系统。解决了现有控制系统在执行机构不能精确控制的问题。它包括负载敏感泵和多个工作联，每一个工作联均包括可变节流口和阀后补偿器，阀后补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通，所述的负载敏感泵出油口的下游设有阀前补偿器，所述的阀前补偿器设于至少一个可变节流口的上游，阀前补偿器的控制腔与阀前补偿器的出油口相连通，阀前补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通。本发明具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配，可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。

Description

一种压差恒定的阀后补偿系统
技术领域
本发明涉及一种工程机械，具体涉及一种压差恒定的阀后补偿系统。
背景技术
在工程机械控制系统中，由于控制系统的需求，可以对系统进行阀前或阀后补偿，阀前补偿技术指补偿器位于换向阀上游，当负载所需流量大于泵能提供的最大流量时，阀前补偿负载敏感系统就变成了并联系统，负载小的先动作，负载大的后动作。阀后补偿技术是指补偿器位于换向阀下游，各阀的流量只与油泵的△P_LS(该值为负载敏感变量泵的设定)和压力补偿器弹簧压力有关。在阀后补偿技术的回路中会加入一些单向阀和高压过滤器。如高空作业车系统，在油泵和多路阀之间常连接单向阀和高压过滤器。随着流量的增加，压力损失也会加大。因此阀后补偿的多路阀各主阀口的压力差=△P_LS-spring-△PR将不是一个恒定的常数。在阀口小开度、流量较小时，主阀口压差大。在阀口开度增加、流量增加的情况下，主阀口压差小，这种情况不利于执行机构的精确控制。在低速运动时，希望阀口流量增益小，在这种回路中，主阀口的流量与过滤器的使用时间及液压油的清洁度都有关系，因此不能保证阀口的最大流量是一个恒定值，且不利于由于输出的压力差受到多个因素影响，特别是在小流量控制系统中，使得系统精确控制困难，。
发明内容
为解决背景技术中现有控制系统在执行机构不能精确控制的问题，本发明提供一种压差恒定的阀后补偿系统。
本发明的技术方案是：一种压差恒定的阀后补偿系统，包括负载敏感泵和多个工作联，每一个工作联均包括可变节流口和阀后补偿器，所述的阀后补偿器设于可变节流口的下游，所述的负载敏感泵的出油口与可变节流口进油口相连通，可变节流口的出油口通过阀后补偿器与执行器相连接，阀后补偿器的控制腔与可变节流口的出油口相连通，阀后补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通，所述的负载敏感泵出油口的下游设有阀前补偿器，所述的阀前补偿器设于至少一个可变节流口的上游，阀前补偿器的控制腔与阀前补偿器的出油口相连通，阀前补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通。
作为本发明的一种改进，所述的阀前补偿器有多个，多个阀前补偿器设于需要阀前补偿的可变节流口上游。
作为本发明的进一步改进，所述的阀前补偿器的数量与工作联的数量相同，且每一个可变节流口的上游均对应的设有一个阀前补偿器。
作为本发明的进一步改进，所述的阀前补偿器有一个，且阀前补偿器的出油口与不同工作联可变节流口的进油口相连通。
作为本发明的进一步改进，设有梭阀，所述的梭阀选择不同工作联中阀后补偿器出油口处的压力油输出给负载敏感泵的反馈油口。
作为本发明的进一步改进，所述的可变节流口为换向阀。
作为本发明的进一步改进，所述的负载敏感泵的出油口设有单向阀和高压过滤阀。
作为本发明的进一步改进，所述的阀前补偿器和阀后补偿器均为二位二通换向阀。
作为本发明的进一步改进，所述的负载敏感泵包括泵体和变量调整机构，所述泵体与所述变量调整机构连接，负载敏感泵的反馈油口与变量调整机构之间设有负载敏感控制组件，所述的负载敏感控制组件包括恒功率换向阀和恒切断换向阀，所述变量调整机构根据负载敏感泵的反馈油口的油压调整所述泵体的打开角度。
本发明的有益效果是，1、在阀后补偿器前增加阀前补偿器；2、最大的负载压力发馈到所有的阀后压力补偿器和阀前压力补偿器及负载敏感泵反馈油口；3、各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；4、这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；5、可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。
附图说明
附图1为本发明实施例一的液压原理图。
附图2为本发明实施例二的液压原理图。
附图3为本发明实施例三的液压原理图。
图中，1、负载敏感泵；11、泵体；12、变量调整机构；13、恒功率换向阀；14、恒切断换向阀；2、可变节流口；3、阀后补偿器；4、阀前补偿器；5、梭阀；6、单向阀；7、高压过滤阀；8、执行器；P、负载敏感泵的出油口；LS、负载敏感泵的反馈油口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
由图1结合图2-3所示，一种压差恒定的阀后补偿系统，包括负载敏感泵1和多个工作联，未简化控制系统，图纸中只给出两个工作联的液压原理图，当然在实际生产过程中，可以设置多联。每一个工作联均包括可变节流口2和阀后补偿器3，具体的说，所述的可变节流口为换向阀。所述的阀后补偿器3设于可变节流口2的下游，所述的负载敏感泵的出油口P与可变节流口2进油口相连通，可变节流口的出油口通过阀后补偿器与执行器8相连接，阀后补偿器3的控制腔与可变节流口的出油口相连通，阀后补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口LS相连通，所述的负载敏感泵出油口的下游设有阀前补偿器4，所述的阀前补偿器设于至少一个可变节流口的上游，阀前补偿器的控制腔与阀前补偿器的出油口相连通，阀前补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通。具体的说，所述的阀前补偿器和阀后补偿器均为二位二通换向阀。本发明的有益效果是，1、在阀后补偿器前增加阀前补偿器；2、最大的负载压力发馈到所有的阀后压力补偿器和阀前压力补偿器及负载敏感泵反馈油口；3、各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；4、这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；5、可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。
实施例一：所述的阀前补偿器有多个，多个阀前补偿器设于需要阀前补偿的可变节流口上游。具体的说，参看附图1，只在需要的工作联阀后补偿器前增加阀前补偿器，阀前补偿器弹簧腔连接LS口，实现对该联的精确控制，阀口压差恒定、流量可按比例分配。可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制，这样的结构使得系统结构简单，阀前补偿器不需要设置高压弹簧，零部件少，零部件装配方便。此时，
△P1=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1，
△P2=PLS+△P_LS-△PR-(PLS+spring1)=△P_LS-spring1-△PR；
△P1为设置阀前补偿器处可变节流口处的压力差；△P2为未设置前补偿器处可变节流口处的压力差；PLS为负载敏感泵的反馈油口的油压；spring2为阀前补偿器的弹簧力；spring1为阀后补偿器的弹簧力；
△P_LS为负载敏感泵的设定值；△PR为压力油经过单向阀和高压过滤器等后压力油产生的压力损失；通常，不同工作联的阀后补偿器的弹簧力相同，因此，均用spring1表示。即只要设定补偿器的压力值就能精确控制工作联的输出压力。通常来说负载敏感泵出油口处的压力为PLS+△P_LS；因此在工作联不打开，系统不工作时，系统中位卸荷。
实施例二：所述的阀前补偿器4的数量与工作联的数量相同，且每一个可变节流口的上游均对应的设有一个阀前补偿器。具体的说，参看附图2，在每片阀后补偿器前加阀前补偿器，阀前补偿器的弹簧腔连接LS口，这样各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。而且设置多个阀前补偿器，对应每个工作联中，使得系统稳定，且每个阀前补偿器不需要设置高压弹簧，零部件体积小。此时，
△P1=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1；
△P2=PLS+spring3-(PLS+spring1)=spring3-spring1；
△P1为设置阀前补偿器处可变节流口处的压力差；△P2为另一联设置前补偿器处可变节流口处的压力差；PLS为负载敏感泵的反馈油口的油压；spring2为阀前补偿器的弹簧力；spring3为另一联阀前补偿器的弹簧力；spring1为阀后补偿器的弹簧力；通常，不同工作联的阀后补偿器的弹簧力相同，因此，均用spring1表示。即只要设定补偿器的压力值就能精确控制工作联的输出压力。
实施例三：所述的阀前补偿器有一个，且阀前补偿器的出油口与不同工作联可变节流口的进油口相连通。具体的说，参看附图3，在系统中增加一个主的阀前补偿器，阀前补偿器的弹簧腔连接LS口，这样各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。而且只设置了一个阀前补偿器，使得系统结构简单，零部件少，零部件装配方便。此时，
△P1=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1；
△P2=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1；
△P1为可变节流口处的压力差；△P2为另一联可变节流口处的压力差；PLS为负载敏感泵的反馈油口的油压；spring2为阀前补偿器的弹簧力；spring1为阀后补偿器的弹簧力；通常，不同工作联的阀后补偿器的弹簧力相同，因此，均用spring1表示。即只要设定补偿器的压力值就能精确控制工作联的输出压力。
本发明还设有梭阀5，所述的梭阀选择不同工作联中阀后补偿器出油口处的压力油输出给负载敏感泵的反馈油口。梭阀的设置能选取不同工作联最高处的压力油进行负载反馈，保证系统可靠允许。
所述的负载敏感泵的出油口设有单向阀6和高压过滤阀7。这样使得系统更稳定，安全性能更高。
所述的负载敏感泵包括泵体11和变量调整机构12，所述泵体11与所述变量调整机构12连接，负载敏感泵的反馈油口LS与变量调整机构之间设有负载敏感控制组件，所述的负载敏感控制组件包括恒功率换向阀13和恒切断换向阀14，所述变量调整机构根据负载敏感泵的反馈油口的油压调整所述泵体的打开角度。具体的说，当工作联处于打开状态时，所述负载敏感泵的反馈油口与所述变量调整机构导通，从而控制出油量；当所述工作联处于关闭状态时，负载敏感泵支架从恒切断换向阀处泄油，避免压力损失。
本发明中，每个设置阀前补偿器的可变节流口进油口处的油压为克服该阀前补偿器弹簧腔弹簧的压力以及负载敏感泵的反馈油口压力油的压力和，可变节流口出油口处的压力为克服阀后补偿器弹簧腔弹簧的压力以及负载敏感泵的反馈油口压力油的压力和，因此设置阀前补偿器的可变节流口处的压力差为阀前补偿器弹簧腔弹簧的压力与阀后补偿器弹簧腔弹簧的压力之差。本发明可以根据阀前补偿器和阀后补偿器的弹簧力，各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制，便于系统精确控制。
具体的说，参看附图1，只在需要的工作联阀后补偿器前增加阀前补偿器，阀前补偿器弹簧腔连接LS口，实现对该联的精确控制，阀口压差恒定、流量可按比例分配。可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制，这样的结构使得系统结构简单，阀前补偿器不需要设置高压弹簧，零部件少，零部件装配方便。此时，
△P1=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1，
△P2=PLS+△P_LS-△PR-(PLS+spring1)=△P_LS-spring1-△PR；
△P1为设置阀前补偿器处可变节流口处的压力差；△P2为未设置前补偿器处可变节流口处的压力差；PLS为负载敏感泵的反馈油口的油压；spring2为阀前补偿器的弹簧力；spring1为阀后补偿器的弹簧力；
△P_LS为负载敏感泵的设定值；△PR为压力油经过单向阀和高压过滤器等后压力油产生的压力损失；通常，不同工作联的阀后补偿器的弹簧力相同，因此，均用spring1表示。即只要设定补偿器的压力值就能精确控制工作联的输出压力。通常来说负载敏感泵出油口处的压力为PLS+△P_LS；因此在工作联不打开，系统不工作时，系统中位卸荷。
参看附图2，在每片阀后补偿器前加阀前补偿器，阀前补偿器的弹簧腔连接LS口，这样各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。而且设置多个阀前补偿器，对应每个工作联中，使得系统稳定，且每个阀前补偿器不需要设置高压弹簧，零部件体积小。此时，
△P1=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1；
△P2=PLS+spring3-(PLS+spring1)=spring3-spring1；
△P1为设置阀前补偿器处可变节流口处的压力差；△P2为另一联设置前补偿器处可变节流口处的压力差；PLS为负载敏感泵的反馈油口的油压；spring2为阀前补偿器的弹簧力；spring3为另一联阀前补偿器的弹簧力；spring1为阀后补偿器的弹簧力；通常，不同工作联的阀后补偿器的弹簧力相同，因此，均用spring1表示。即只要设定补偿器的压力值就能精确控制工作联的输出压力。
参看附图3，在系统中增加一个主的阀前补偿器，阀前补偿器的弹簧腔连接LS口，这样各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；这种压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；可以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。而且只设置了一个阀前补偿器，使得系统结构简单，零部件少，零部件装配方便。此时，
△P1=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1；
△P2=PLS+spring2-(PLS+spring1)=spring2-spring1；
△P1为可变节流口处的压力差；△P2为另一联可变节流口处的压力差；PLS为负载敏感泵的反馈油口的油压；spring2为阀前补偿器的弹簧力；spring1为阀后补偿器的弹簧力；通常，不同工作联的阀后补偿器的弹簧力相同，因此，均用spring1表示。即只要设定补偿器的压力值就能精确控制工作联的输出压力。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (4)

1.一种压差恒定的阀后补偿系统，包括负载敏感泵和多个工作联，其特征在于:每一个工作联均包括可变节流口和阀后补偿器，所述的阀后补偿器设于可变节流口的下游，所述的负载敏感泵的出油口与可变节流口进油口相连通，可变节流口的出油口通过阀后补偿器与执行器相连接，阀后补偿器的控制腔与可变节流口的出油口相连通，阀后补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通，所述的负载敏感泵出油口的下游设有阀前补偿器，所述的阀前补偿器设于至少一个可变节流口的上游，阀前补偿器的控制腔与阀前补偿器的出油口相连通，阀前补偿器的弹簧腔与负载敏感泵的反馈油口相连通, 设有梭阀，所述的梭阀选择不同工作联中阀后补偿器出油口处的压力油输出给负载敏感泵的反馈油口,所述的可变节流口为换向阀,所述的负载敏感泵的出油口设有单向阀和高压过滤阀,所述的阀前补偿器和阀后补偿器均为二位二通换向阀,所述的负载敏感泵包括泵体和变量调整机构，所述泵体与所述变量调整机构连接，负载敏感泵的反馈油口与变量调整机构之间设有负载敏感控制组件，所述的负载敏感控制组件包括恒功率换向阀和恒切断换向阀，所述变量调整机构根据负载敏感泵的反馈油口的油压调整所述泵体的打开角度，所述的阀前补偿器设于阀后补偿器前，最大的负载压力反馈到所有的阀后压力补偿器和阀前压力补偿器及负载敏感泵反馈油口；各阀的流量只与阀前压力补偿器弹簧压力和阀后压力补偿器弹簧压力有关，是一个恒定值，与油泵△P_LS及回路中管路、单向阀、高压过滤阀的流量特性无关；压差恒定的阀后补偿技术具有阀前反馈和阀后反馈的特点，阀口压差恒定、流量可按比例分配；以减小在阀口小开度时的流量增益，更适合于小流量、执行机构的低速控制。
2.根据权利要求1所述的一种压差恒定的阀后补偿系统，其特征在于所述的阀前补偿器有多个，多个阀前补偿器设于需要阀前补偿的可变节流口上游。
3.根据权利要求1所述的一种压差恒定的阀后补偿系统，其特征在于所述的阀前补偿器的数量与工作联的数量相同，且每一个可变节流口的上游均对应的设有一个阀前补偿器。
4.根据权利要求1所述的一种压差恒定的阀后补偿系统，其特征在于所述的阀前补偿器有一个，且阀前补偿器的出油口与不同工作联可变节流口的进油口相连通。
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