CN111577697A - 负载敏感系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种负载敏感系统及控制方法，涉及液压控制技术领域，以在一定程度上优化负载敏感系统，提高系统响应。本发明提供的负载敏感系统，包括主泵、负载敏感阀、比例溢流阀、控制阀、控制器及压力传感器；比例溢流阀的进油口分别与负载敏感阀的第一油口相导通，与负载敏感阀的左位连接；控制器分别与压力传感器和比例溢流阀通讯连接，控制阀设有压力反馈口，压力传感器用于检测压力反馈口处的压力信号，并反馈至控制器，控制器根据压力信号控制比例溢流阀的输出压力；主泵与负载敏感阀的右位连接，且主泵还分别与比例溢流阀的进油口和负载敏感阀的第二油口相导通；主泵包括变量活塞，变量活塞一端与负载敏感阀的第三油口相导通。

Description

负载敏感系统及控制方法

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，尤其是涉及一种负载敏感系统及控制方法。

背景技术

由于负载敏感控制系统具有功率损耗较低，效率远高于常规液压系统等优势，在现有的液压控制系统中，越来越多地被应用。

而现有的负载敏感控制系统中，负载压力反馈油口大多通过油管将负载压力传递至供给流量的负载敏感变量泵，通过负载敏感变量泵的调节机构调节后才能输出供给流量，进而调节整个系统的流量和压力，导致系统响应速度偏慢且由于通过油管传递压力，导致传递过程存在不可避免的压损。

因此，急需提供一种负载敏感系统及控制方法以在一定程度上解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载敏感系统及控制方法，以在一定程度上优化负载敏感控制系统，提高系统响应速度，降低压力损耗。

本发明提供的一种负载敏感系统，包括主泵、负载敏感阀、比例溢流阀、控制阀、控制器及压力传感器；所述比例溢流阀的进油口与所述负载敏感阀的第一油口相导通，且所述比例溢流阀的进油口与所述负载敏感阀的左位连接；所述控制器分别与所述压力传感器和所述比例溢流阀通讯连接，所述控制阀设有压力反馈口，所述压力传感器用于检测所述压力反馈口处的压力信号，并将所述压力信号反馈至所述控制器，所述控制器能够根据所述压力信号控制所述比例溢流阀的输出压力；所述主泵与所述负载敏感阀的右位连接，且所述主泵还分别与所述比例溢流阀的进油口和所述负载敏感阀的第二油口相导通；所述主泵包括变量活塞，所述变量活塞的一端与所述负载敏感阀的第三油口相导通。

其中，所述控制阀为多路阀，所述多路阀用于与负载相连通，所述压力反馈口的压力为所述负载的压力，且所述压力传感器采集所述压力反馈口的最大负载压力，并将最大负载压力信号传递至所述控制器。

具体地，所述多路阀为电比例多路换向阀，所述控制器能够控制所述电比例多路换向阀的开度。

其中，本发明提供的负载敏感系统，还包括压力切断阀，所述压力切断阀的第一油口与所述负载敏感阀的第三油口相导通，所述压力切断阀的第三油口与所述变量活塞的一端相导通；所述比例溢流阀的出油口与所述压力切断阀的左位连接，所述主泵与所述压力切断阀的右位连接，且与所述压力切断阀的第二进油口相连通。

具体地，所述负载敏感阀和所述压力切断阀均为三位三通阀。

其中，所述主泵的出油口与所述比例溢流阀的进油口之间设有节流阀，所述节流阀用于限流降压。

具体地，所述比例溢流阀为正比例溢流阀或反比例溢流阀；当所述比例溢流阀为反比例溢流阀时，所述主泵与所述控制阀的进油口上连接有换向阀。

相对于现有技术，本发明提供的负载敏感系统具有以下优势：

本发明提供的负载敏感系统，包括主泵、负载敏感阀、比例溢流阀、控制阀、控制器及压力传感器；比例溢流阀的进油口与负载敏感阀的第一油口相导通，且比例溢流阀的进油口与负载敏感阀的左位连接；控制器分别与压力传感器和比例溢流阀通讯连接，控制阀设有压力反馈口，压力传感器用于检测压力反馈口处的压力信号，并将压力信号反馈至控制器，控制器能够根据压力信号控制比例溢流阀的输出压力；主泵与负载敏感阀的右位连接，且主泵还分别与比例溢流阀的进油口和负载敏感阀的第二油口相导通；主泵包括变量活塞，变量活塞的一端与负载敏感阀的第三油口相导通。

由此分析可知，由于本申请中压力反馈口设有压力传感器，因此，能够将压力反馈口的压力信号传递至控制器中，从而取代了通过油路反馈压力的方式。

并且，本申请中的控制器分别与压力传感器和比例溢流阀电连接，因此，控制器能够根据压力传感器传递的压力信号控制比例溢流阀的输出压力，从而能够将压力反馈口的负载压力还原至负载敏感阀左位，进而通过负载敏感阀控制主泵的变量活塞内压力油的流向，从而改变主泵的流量。

由于本申请中压力反馈口的压力通过信号传递，一方面，能够使压力信号快速的还原至负载敏感阀的左位，从而提高了负载敏感系统的响应速度，另一方面，省去油路的连接也能够在一定成上降低整体控制系统所受到的空间限制。

此外，本发明还提供一种控制方法，用于控制上述的负载敏感系统，包括以下步骤：步骤S100、通过压力传感器获取压力反馈口的最大负载压力信号，并传递至控制器；步骤S200、通过所述控制器控制比例溢流阀的输出压力和/或多路阀的开度，以改变负载敏感阀的左位压力；步骤S300、通过所述负载敏感阀的阀芯移动，调整变量活塞的压力油流向，改变主泵的输出流量。

其中，步骤S100和步骤S200中，当所述压力反馈口的压力变大时，所述控制器控制所述比例溢流阀的输出压力变大，使所述比例溢流阀的进油口处压力与所述压力反馈口的压力一致，以使所述负载敏感阀的左位压力与所述压力反馈口的压力一致。

具体地，步骤S300中，当所述负载敏感阀的左位压力和弹簧力的总和大于所述负载敏感阀的右位压力时，所述负载敏感阀的阀芯右移，使左位工作，所述变量活塞与油箱相连通，以使所述变量活塞内的压力油进入所述油箱，从而提升所述主泵的流量；当所述负载敏感阀的左位压力和弹簧力的总和小于所述负载敏感阀的右位压力时，所述负载敏感阀的阀芯左移，使右位工作，压力油进入所述变量活塞中，从而降低所述主泵的流量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的负载敏感系统中采用正比例溢流阀的整体示意图；

图2为本发明实施例提供的负载敏感系统中采用反比例溢流阀的整体示意图；

图3为本发明实施例提供的控制方法的流程图。

图中：1-主泵；101-变量活塞；2-负载敏感阀；3-比例溢流阀；4-多路阀；5-控制器；6-压力传感器；7-压力切断阀；8-压力反馈口；9-换向阀；10-节流阀。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“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。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能。另外，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，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为本发明实施例提供的负载敏感系统中采用正比例溢流阀的整体示意图；图2为本发明实施例提供的负载敏感系统中采用反比例溢流阀的整体示意图。

如图1结合图2所示，本发明提供一种负载敏感系统，包括主泵1、负载敏感阀2、比例溢流阀3、多路阀4、控制器5及压力传感器6；比例溢流阀3的进油口与负载敏感阀2的第一油口相导通，且比例溢流阀3的进油口与负载敏感阀2的左位连接，控制器5分别与压力传感器6和比例溢流阀3电连接，多路阀4设有压力反馈口，压力传感器6位于压力反馈口8处，用于向控制器5反馈压力信号，控制器5能够控制比例溢流阀3的输出压力；主泵1与负载敏感阀2的右位连接，且通过节流阀10与比例溢流阀3的进油口相连通，主泵1与负载敏感阀2的第二油口相导通；主泵1包括变量活塞101，变量活塞101的一端与负载敏感阀2的第三油口相导通。

相对于现有技术，本发明提供的负载敏感系统具有以下优势：

本发明提供的负载敏感系统中，由于压力反馈口8处设有压力传感器6，因此，能够将压力反馈口8的压力信号传递至控制器5中，从而取代了通过油路反馈压力的方式。

并且，本申请中的控制器5分别与压力传感器6和比例溢流阀3电连接，因此，控制器5能够根据压力传感器6传递的压力信号控制比例溢流阀3的输出压力，从而能够将压力反馈口8的负载压力还原至负载敏感阀2的左位，进而通过负载敏感阀2控制主泵1的变量活塞101内压力油的流向，从而改变主泵1的流量。

由于本申请中压力反馈口8的压力通过信号传递，一方面，能够使压力信号快速的通过比例溢流阀3反馈至负载敏感阀2的左位，从而提高了负载敏感系统的响应速度，另一方面，省去油路的连接也能够在一定成上降低整体控制系统所受到的空间限制。

此处需要补充说明的是，本申请中比例溢流阀3的进油口和负载敏感阀2的左位以及主泵1的出油口和负载敏感阀2的右位均通过油路连接，从而通过压力油对负载敏感阀2的左位和右位施加的压力，使阀芯进行移动。

其中，如图1结合图2所示，本发明提供的负载敏感系统，还包括压力切断阀7，压力切断阀7的第一油口与负载敏感阀2的第三油口相导通，压力切断阀7的第三油口与变量活塞101的一端相导通；比例溢流阀3的出油口与压力切断阀7的左位连接，主泵1与压力切断阀7的右位连接，且与压力切断阀7的第二进油口相连通。

多路阀4与负载相连通，压力反馈口8的压力为负载的压力，且压力传感器6采集压力反馈口8的最大负载压力，并将最大负载压力信号传递至控制器5。

本申请中与多路阀4相连通的负载可以为液压缸，当液压缸处于极限位置时，负载敏感阀2的左右位压力相同，多路阀4的进油口处的流量为0，从而使压力反馈口8的压力和主泵1出油口的压力之间的压降为0，因此，在负载敏感阀2弹簧力的作用下，负载敏感阀2的阀芯处于左位工作状态，变量活塞101中的压力油进入油箱中，使主泵1的排量增大。

由于主泵1的输出流量无处释放，致使压力切断阀7右位压力变大，当压力切断阀7右位压力大于压力切断阀7设定卸荷压力时，阀芯左移，压力切断阀7右位工作，从而使压力切断阀7的第一油口与负载敏感阀2的第三油口断开，进而使负载敏感阀2失去作用，压力油进入变量活塞101中，使主泵1的排量变小，从而实现整体负载敏感系统的稳定。

具体地，如图1结合图2所示，负载敏感阀2和压力切断阀7均为三位三通阀。

当压力反馈口8的负载压力和弹簧力大于负载敏感阀2的右位压力，即主泵1出油口压力时，负载敏感阀2的左位作业，变量活塞101中的压力油进入油箱，使主泵1流量变大，从而满足负载所需流量。

当压力反馈口8的负载压力和弹簧力小于负载敏感阀2的右位压力时，负载敏感阀2的右位作业，压力油进入变量活塞101，使主泵1流量变小。

当压力反馈口8的负载压力和弹簧力等于负载敏感阀2的右位压力时，负载敏感阀2的中位作业，此时，变量活塞101中的压力油保持不使，从而使主泵1的输出流量不变。

由于本申请通过压力传感器6，能够快速的将压力反馈口8的压力反馈并还原到负载敏感阀2的左位，因此，能够使整体的负载敏感系统快速响应，从而控制主泵1匹配负载所需流量。

本申请中压力切断阀7的左位和右位的连接方式与负载敏感阀2相同。当压力切断阀7的左位作业时，负载敏感阀2能够控制变量活塞101的压力油流向，从而控制主泵1的输出流量。当压力切断阀7的右位作业时，压力切断阀7将负载敏感阀2切断，压力油进入变量活塞101中，使主泵1的输出流量降至最低。

其中，如图1结合图2所示，多路阀4为电比例多路换向阀9，控制器5能够控制电比例多路换向阀9的开度。

当操作人员控制多路阀4的阀口开度变小时，多路阀4与主泵1相连通的阀口处的压力增大，从而使负载敏感阀2的右位压力大于弹簧力和左位压力的总和，使负载敏感阀2的右位工作，压力油进入变量活塞101中，主泵1的排量变小。

当多路阀4的阀口开度变大时，多路阀4与主泵1相连通的阀口处的压力变小，从而使负载敏感阀2的右位压力小于弹簧力和左位压力的总和，使负载敏感阀2的左位工作，变量活塞101中的压力油进入油箱，使主泵1的排量变大。

此处需要补充说明的是，本申请中的控制器5能够控制多路阀4的开度及比例溢流阀3的输出压力，从而实现对各个执行机构的遥控控制作业和手动控制作业。

当系统处于遥控控制作业时，控制器5同时控制多路阀4的开度和比例溢流阀3的输出压力，从而使主泵1的输出流量满足负载所需流量。当系统处于手动控制作业时，控制器5仅控制多路阀4的开度，负载敏感系统自动控制主泵1匹配负载所需流量。

具体地，如图1结合图2所示，主泵1的出油口与比例溢流阀3的进油口之间设有节流阀10，节流阀10用于限流降压。

比例溢流阀3为正比例溢流阀或反比例溢流阀；当比例溢流阀3为反比例溢流阀时，主泵1与多路阀4的进油口上连接有换向阀9。

图3为本发明实施例提供的控制方法的流程图。

此外，如图3所示，本发明还提供一种控制方法，用于控制上述的负载敏感系统，包括以下步骤：步骤S100、通过压力传感器6获取压力反馈口8的最大负载压力信号，并传递至控制器5；步骤S200、通过控制器5控制比例溢流阀3的输出压力和/或多路阀4的开度，以改变负载敏感阀2的左位压力；步骤S300、通过负载敏感阀2的阀芯移动，调整变量活塞101的压力油流向，改变主泵1的输出流量。

当压力反馈口8的压力变大时，控制器5控制比例溢流阀3的输出压力变大，使比例溢流阀3的进油口处压力与压力反馈口8的压力一致，以使负载敏感阀2的左位压力与压力反馈口8的压力一致。

当负载敏感阀2的左位压力和弹簧力的总和大于负载敏感阀2的右位压力时，负载敏感阀2的阀芯右移，使左位工作，变量活塞101中的压力油进入油箱，使变量活塞左移，从而提高主泵1的流量；当负载敏感阀2的左位压力和弹簧力的总和小于负载敏感阀2的右位压力时，负载敏感阀2的阀芯左移，使右位工作，压力油进入变量活塞101中，使变量活塞右移，从而降低主泵1的流量。

采用上述的控制方法控制本申请的负载敏感系统，能够实现主泵1的输出流量与负载所需流量的快速匹配。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种负载敏感系统，其特征在于，包括主泵、负载敏感阀、比例溢流阀、控制阀、控制器及压力传感器；

所述比例溢流阀的进油口与所述负载敏感阀的第一油口相导通，且所述比例溢流阀的进油口与所述负载敏感阀的左位连接；

所述控制器分别与所述压力传感器和所述比例溢流阀通讯连接，所述控制阀设有压力反馈口，所述压力传感器用于检测所述压力反馈口处的压力信号，并将所述压力信号反馈至所述控制器，所述控制器能够根据所述压力信号控制所述比例溢流阀的输出压力；

所述主泵与所述负载敏感阀的右位连接，且所述主泵还分别与所述比例溢流阀的进油口和所述负载敏感阀的第二油口相导通；

所述主泵包括变量活塞，所述变量活塞的一端与所述负载敏感阀的第三油口相导通。

2.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，所述控制阀为多路阀，所述多路阀用于与负载相连通，所述压力反馈口的压力为所述负载的压力，且所述压力传感器采集所述压力反馈口的最大负载压力，并将最大负载压力信号传递至所述控制器。

3.根据权利要求2所述的负载敏感系统，其特征在于，所述多路阀为电比例多路换向阀，所述控制器能够控制所述电比例多路换向阀的开度。

4.根据权利要求1所述的负载敏感系统，其特征在于，还包括压力切断阀，所述压力切断阀的第一油口与所述负载敏感阀的第三油口相导通，所述压力切断阀的第三油口与所述变量活塞的一端相导通；

所述比例溢流阀的出油口与所述压力切断阀的左位连接，所述主泵与所述压力切断阀的右位连接，且与所述压力切断阀的第二进油口相连通。

5.根据权利要求4所述的负载敏感系统，其特征在于，所述负载敏感阀和所述压力切断阀均为三位三通阀。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的负载敏感系统，其特征在于，所述主泵的出油口与所述比例溢流阀的进油口之间设有节流阀，所述节流阀用于限流降压。

7.根据权利要求6所述的负载敏感系统，其特征在于，所述比例溢流阀为正比例溢流阀或反比例溢流阀；

当所述比例溢流阀为反比例溢流阀时，所述主泵与所述控制阀的进油口上连接有换向阀。

8.一种控制方法，用于控制上述权利要求3-7中任一项所述的负载敏感系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、通过压力传感器获取压力反馈口的最大负载压力信号，并传递至控制器；

步骤S200、通过所述控制器控制比例溢流阀的输出压力和/或多路阀的开度，以改变负载敏感阀的左位压力；

步骤S300、通过所述负载敏感阀的阀芯移动，调整变量活塞的压力油流向，改变主泵的输出流量。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，步骤S100和步骤S200中，当所述压力反馈口的压力变大时，所述控制器控制所述比例溢流阀的输出压力变大，使所述比例溢流阀的进油口处压力与所述压力反馈口的压力一致，以使所述负载敏感阀的左位压力与所述压力反馈口的压力一致。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，步骤S300中，当所述负载敏感阀的左位压力和弹簧力的总和大于所述负载敏感阀的右位压力时，所述负载敏感阀的阀芯右移，使左位工作，所述变量活塞与油箱相连通，以使所述变量活塞内的压力油进入所述油箱，从而提升所述主泵的流量；

当所述负载敏感阀的左位压力和弹簧力的总和小于所述负载敏感阀的右位压力时，所述负载敏感阀的阀芯左移，使右位工作，压力油进入所述变量活塞中，从而降低所述主泵的流量。

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