CN111255757A - 一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及负载控制技术领域，尤其涉及一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，其包括液压油箱、变量液压泵、比例多路阀、多个变量马达、散热器及控制系统，变量液压泵输油口与比例多路阀高压口连通，比例多路阀高压油输出口与变量马达高压油口连接，变量马达回油口与比例多路阀回油口连接，比例多路阀回油口与散热器进油口连接，散热器出油口与液压油箱连接，控制系统的多个变量马达压力传感器、转速传感器、液压泵压力传感器及温度传感器分别与控制器的输入端通过线缆连接，控制器的输出端分别与比例多路阀的控制端口通过线缆连接。本发明提供的系统能够满足不同工况负载使用需求且运行成本低，设备寿命高。

Description

一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统
技术领域
本发明涉及负载控制技术领域，尤其涉及一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统。
背景技术
负载敏感液压系统是一种感受系统压力及流量需求，且仅提供负载所需求压力和流量的液压回路。目前负载敏感液压系统已经较多的在工程机械和洗消类车辆领域进行应用，现在的负载敏感液压系统已经解决了单泵对多个负载的拖动、多个负载同时工作、负载之间互相干扰等技术问题，负载敏感系统能根据负载需求自动匹配流量，因此系统不会有多余的流量经过溢流阀排出，节省了多余的流量造成的能量损失，同时相比于其他液压系统提高了液压系统的能源利用率。
现有负载敏感液压系统的缺点：
1.负载敏感液压系统的系统压力是由最高压力需求的负载决定的，由于设备对负载马达工况的不同需求，往往导致不同的负载马达所需流量及工作压力存在很大差异，设备所需工况要求多个负载马达同时工作，而且其中一个或几个负载马达工作在小流量高压力需求的工况，另外一个或几个负载马达工作在大流量低压力需求的工况时，就会导致在大流量低压力需求工作的负载马达上有很大的压力能的浪费，现有的负载敏感液压系统并不能避免这部分因为压力损失造成的能量损失。往往这种能量损失是很大的，会导致液压油温度急速上升，系统发热严重。
2.现有负载敏感系统的热平衡温度完全靠设备的初始设计来确定，参数固化，不能调节，不同环境温度下液压系统热平衡温度差异较大。
3.现有负载敏感系统在低温环境工作时，液压系统不能使液压油迅速升温，使液压油工作在最佳温度，导致负载控制精度下降、液压元器件寿命降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供能够满足不同工况负载使用需求且降低设备运行成本，提高设备使用寿命的一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，其包括液压油箱、变量液压泵、比例多路阀、多个变量马达、散热器及控制系统，所述变量压泵其吸油口通过吸油管路与液压油箱连接，输油口通过高压管路与比例多路阀的高压口连通，比例多路阀的高压油输出口与变量马达的高压油口连接，变量马达的回油口通过回油管路与比例多路阀的回油口连接，比例多路阀的回油口通过回油管路与散热器进油口连接，散热器出油口通过低压管路与液压油箱连接，所述控制系统包括控制器、安装于多个变量马达高压口处的变量马达压力传感器、安装于多个变量马达内的转速传感器、安装于液压泵高压口处的液压泵压力传感器及安装于散热器进油口处的温度传感器，多个变量马达压力传感器、转速传感器、液压泵压力传感器及温度传感器分别与控制器的输入端通过线缆连接，控制器的输出端分别与比例多路阀的控制端口通过线缆连接。
进一步，液压泵通过原动机驱动。
本发明的有益效果
一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，具有如下优点：
1.高效率的负载敏感液压系统能极大的满足复杂设备的使用需求，满足多个负载复合动作复杂的工况，同时能满足负载功率、转速需求多变的使用要求。
2.能极大限度的提高负载数量多且负载工况需求差异大的液压系统的效率，降低设备运行成本，同时起到节能减排的效果。
3.具备液压油温度检测和控制功能，能保证液压系统始终工作在最佳油温范围，提高液压系统使用寿命。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明液压原理结构示意图；
图3为本发明系统控制原理示意图；
图中：1.变量液压泵，2.比例多路阀，3.变量马达，4.变量马达压力传感器，5.转速传感器，6.散热器，7.液压油箱，8.控制器，9.液压泵压力传感器，10.温度传感器，11.原动机。
具体实施方式
一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，其包括液压油箱7、变量液压泵1、比例多路阀2、多个变量马达3、散热器6及控制系统，所述变量压泵其吸油口通过吸油管路与液压油箱连接，输油口通过高压管路与比例多路阀的高压口连通，比例多路阀的高压油输出口与变量马达的高压油口连接，变量马达的回油口通过回油管路与比例多路阀的回油口连接，比例多路阀的回油口通过回油管路与散热器进油口连接，散热器出油口通过低压管路与液压油箱连接，所述控制系统包括控制器8、安装于多个变量马达高压口处的变量马达压力传感器4、安装于多个变量马达内的转速传感器5、安装于液压泵高压口处的液压泵压力传感器9及安装于散热器进油口处的温度传感器10，多个变量马达压力传感器、转速传感器、液压泵压力传感器及温度传感器分别与控制器的输入端通过线缆连接，控制器的输出端分别与比例多路阀的控制端口通过线缆连接。
进一步，液压泵通过原动机11驱动。
本发明的工作原理是：原动机通过联轴器驱动变量液压泵，变量液压泵通过吸油管路从液压油箱吸油，变量液压泵吸收原动机的功率后通过高压管路将高压液压油输送到比例多路阀组的高压口。比例多路阀组根据工况需求将液压油分配给各个负载变量马达，从而驱动各个负载设备。各个负载变量马达将释放完压力能的液压油通过低压管路汇集到比例多路阀组的回油口。比例多路阀组的回油口通过回油管路将液压油输送到散热器对液压油进行散热。散热器通过低压管路将液压油输送回液压油箱，完成液压油的循环过程。
本发明的控制系统原理为：多个压力传感器用于分别读取相应的变量马达高压口压力，温度传感器用于读取液压油温度，多个转速传感器用于分别读取相应变量马达的转速，控制器按照工况需求向比例多路阀组的各个工作联的比例电磁阀输出控制信号，安装在各个负载变量马达处的转速传感器将转速信号反馈给控制器，控制器将反馈的转速信号与设定转速进行比较计算，从而调节向比例电磁阀输出的控制信号，从而形成闭环负反馈控制电路，使各个负载变量马达的转速得到精确的控制。
节能功能的实现原理为：安装在各个负载变量马达高压口处的压力传感器将变量马达工作时的压力信号反馈给控制器，控制器将反馈的压力信号与LS压力信号进行比较计算，当反馈的压力信号等于LS压力信号时，控制器不对变量马达的排量进行调节，当反馈的压力信号小于LS压力信号时，控制器将变量马达的排量向排量减小的方向调节，从而将负载变量马达高压口处的压力提高，直到负载变量马达高压口处的压力信号等于LS压力信号，同时利用转速传感器对负载转速进行实时检测，由于变量马达排量调节导致负载转速发生变化时，由控制器向比例阀发出控制信号使流经马达的流量减小，从而达到转速稳定的控制。从而既保证了负载稳态转速稳定无变化，同时又减小变量马达压力能的浪费，达到节能的目的。
系统液压油温度受控可调的控制原理为：安装在散热器处的温度传感器将液压油温度信号反馈给控制器，控制器将温度传感器反馈的温度信号与设定的液压油温度进行比较计算，当温度传感器反馈的温度信号小于设定的液压油温度时，控制器将对其中一个变量马达的排量向排量加大的方向调节，从而加大变量马达压力能的消耗，使液压油快速升温到设定温度值的。此项功能可以使系统在低温环境下的液压油温度快速提升，用户也可根据使用需求，在一定范围内任意设置系统液压油温度并使其保持恒定，使液压系统运行在最佳使用温度下。
综上所述，本申请所保护的一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，能够满足不同工况负载使用需求且降低设备运行成本，提高设备使用的寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，其特征在于，包括液压油箱、变量液压泵、比例多路阀、多个变量马达、散热器及控制系统，所述变量压泵其吸油口通过吸油管路与液压油箱连接，输油口通过高压管路与比例多路阀的高压口连通，比例多路阀的高压油输出口与变量马达的高压油口连接，变量马达的回油口通过回油管路与比例多路阀的回油口连接，比例多路阀的回油口通过回油管路与散热器进油口连接，散热器出油口通过低压管路与液压油箱连接，所述控制系统包括控制器、安装于多个变量马达高压口处的变量马达压力传感器、安装于多个变量马达内的转速传感器、安装于液压泵高压口处的液压泵压力传感器及安装于散热器进油口处的温度传感器，多个变量马达压力传感器、转速传感器、液压泵压力传感器及温度传感器分别与控制器的输入端通过线缆连接，控制器的输出端分别与比例多路阀的控制端口通过线缆连接。
2.根据权利要求1所述的一种通过变量马达实现高效节能的负载敏感液压系统，其特征在于，所述液压泵通过原动机驱动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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