CN112901568A - 一种调距桨变距液压系统及其使用方法 - Google Patents

一种调距桨变距液压系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种调距桨变距液压系统，包括伺服泵、伺服控制阀组与变距油缸，所述伺服控制阀组包括伺服单向阀、三通压力补偿器、伺服溢流阀、梭阀与伺服比例阀，其中，所述伺服泵与三通压力补偿器的先导口、伺服比例阀的P口连通，伺服比例阀的A、B口分别与变距油缸内的无、有杆腔对应连通，三通压力补偿器的出油口与伺服溢流阀的进油口相通，伺服溢流阀的出油口与梭阀相通，梭阀的A、B口分别与伺服比例阀的A、B口对应连通，此外，可增设加速泵、加速比例阀、外控顺序阀、方向阀以向变距油缸输出大流量液压油。本设计不会受负载影响而导致流量波动，桨叶变距时不发生抖动。

Description

一种调距桨变距液压系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种调距桨控制系统，属于液压控制技术领域，尤其涉及一种调距桨变距液压系统及其使用方法。
背景技术
目前，可调距桨能够在不改变螺旋桨和主机转向的情况下，仅用改变螺距的方法，就能得到从最大正值到最大负值的各种推力值，既可以省去换向装置，又可缩短船舶的换向航行时间。但现有技术在改变螺距时，会受负载影响而导致流量波动，使得桨叶变距时发生抖动。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的会受负载影响而导致流量波动、导致桨叶变距时发生抖动的缺陷与问题，提供一种不会受负载影响而导致流量波动、桨叶变距时不发生抖动的调距桨变距液压系统及其使用方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种调距桨变距液压系统，包括伺服泵、伺服控制阀组与变距油缸，所述伺服泵与伺服控制阀组的输入端油路相通，伺服控制阀组的输出端向变距油缸的无杆腔或有杆腔输出高压的液压油；
所述伺服控制阀组包括伺服单向阀、三通压力补偿器、伺服溢流阀、梭阀与伺服比例阀，所述伺服泵经伺服单向阀后分别与三通压力补偿器的先导口、伺服比例阀的P口连通，伺服比例阀的A口、B口分别与无杆腔、有杆腔对应连通，三通压力补偿器的溢流口与油箱相通，三通压力补偿器的出油口与伺服溢流阀的进油口相通，伺服溢流阀的出油口与梭阀的C相通，梭阀的A口、B口分别与伺服比例阀的A口、B口对应连通。
所述伺服比例阀的P口经伺服辅溢流阀与伺服比例阀的T口相通，且伺服比例阀的T口与油箱相通。
所述伺服控制阀组还包括伺服一平衡阀与伺服二平衡阀，所述伺服比例阀的A口与伺服一平衡阀的T口、伺服二平衡阀的R口相通，伺服一平衡阀的P口与无杆腔相通，所述伺服比例阀的B口与伺服二平衡阀的T口相通，伺服二平衡阀的P口与有杆腔相通。
所述调距桨变距液压系统还包括加速泵、加速控制阀组、外控顺序阀与方向阀，所述加速泵经加速单向阀后分别与外控顺序阀的先导口、加速控制阀组的进油口相通，加速控制阀组的输出端向变距油缸的无杆腔或有杆腔输出高压的液压油，外控顺序阀的溢流口与油箱相通，外控顺序阀的出油口经方向阀与油箱相通。
所述加速控制阀组包括加速比例阀，所述加速单向阀的出油口与加速比例阀的P口相通，加速比例阀的T口与油箱相通，加速比例阀的A口、B口分别与无杆腔、有杆腔对应连通。
所述加速控制阀组还包括加速一平衡阀与加速二平衡阀，所述加速比例阀的A口与加速一平衡阀的T口、加速二平衡阀的R口相通，加速一平衡阀的P口与无杆腔相通，所述加速比例阀的B口与加速二平衡阀的T口相通，加速二平衡阀的P口与有杆腔相通。
所述加速比例阀的P口经加速辅溢流阀与加速比例阀的T口相通。
一种上述调距桨变距液压系统的使用方法，所述使用方法包括甲工作模式，该甲工作模式是指：当伺服比例阀工作时，伺服比例阀的A口、B口的最大工作压力通过梭阀作用在伺服溢流阀的出油口，先导油通过三通压力补偿器作用在伺服溢流阀的进油口，此时，当伺服溢流阀的进油口压力克服V4-2出口的压力和弹簧压力时，伺服溢流阀打开，三通压力补偿器打开，伺服泵输出的多余油液被排入油箱。
所述使用方法还包括乙工作模式，该乙工作模式是指：当三通压力补偿器进口压力大于其内弹簧的设定压力时，先导油直接推开三通压力补偿器内的弹簧，伺服泵输出的多余油液被排入油箱。
所述使用方法还包括丙工作模式，该丙工作模式是指：当伺服比例阀处于中位时，梭阀直接与油箱连通，伺服溢流阀的出口压力为零，此时，先导油直接打开伺服溢流阀，推动三通压力补偿器的主阀芯以开启三通压力补偿器，从而使油液返回油箱，此时系统的工作压力为1.5MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种调距桨变距液压系统及其使用方法中，主要包括伺服单向阀、三通压力补偿器、伺服溢流阀、梭阀与伺服比例阀，其中，伺服泵与伺服比例阀的P口连通，伺服比例阀的A口、B口分别与无杆腔、有杆腔对应连通，三通压力补偿器的溢流口与油箱相通，三通压力补偿器的出油口与伺服溢流阀的进油口相通，伺服溢流阀的出油口与梭阀的C口相通，梭阀的A口、B口分别与伺服比例阀的A口、B口对应连通，应用时，先导油通过三通压力补偿器作用在伺服溢流阀的进油口，伺服比例阀的A口、B口通过梭阀作用在伺服溢流阀的出油口，当伺服溢流阀的进油口压力高于出油口压力一定范围时，伺服溢流阀打开，先导油通过伺服溢流阀和梭阀，从而进入伺服比例阀的A口、B口，三通压力补偿器也打开，因而，只需通过控制伺服溢流阀内设的弹簧压力，就能确保伺服比例阀两端压差（P口与A口或者B口之间的压差）的稳定，使伺服比例阀的流量保持稳定，防止受负载影响而造成流量波动，确保桨叶变距时不发生抖动。因此，本发明不会受负载影响而导致流量波动，桨叶变距时不发生抖动。
2、本发明一种调距桨变距液压系统及其使用方法中，还可增设加速泵、加速控制阀组、外控顺序阀、方向阀与加速比例阀，应用时，加速泵经加速控制阀组向变距油缸输入大流量液压油，同时，经外控顺序阀、方向阀、加速比例阀之间的油路来确保加速比例阀的流量保持稳定，也能防止受负载影响而造成流量波动，此外，伺服比例阀、加速比例阀所在的油路，既可以只运行一个，也可以同时运行，提高运行效率。因此，本发明不仅不会受负载影响而导致流量波动，桨叶变距时不发生抖动，而且运行效率较高，可调性较强。
3、本发明一种调距桨变距液压系统及其使用方法中，还可增设伺服一平衡阀、伺服二平衡阀的组合，或者加速一平衡阀、加速二平衡阀的组合，以确保当调距桨待机时，平衡阀的组合能控制变距油缸的油液不发生泄漏，桨叶的螺距处于恒定位置。因此，本发明能确保待机时，桨叶的螺距处于恒定位置。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中伺服控制阀组的油路连通示意图。
图3是图1中加速控制阀组的油路连通示意图。
图4是本发明中伺服单向阀V1-1、加速单向阀V1-2的油路连通示意图。
图中：伺服控制阀组1、变距油缸2、无杆腔21、有杆腔22、加速控制阀组3、油箱4、加速泵P1、伺服泵P2、伺服单向阀V1-1、加速单向阀V1-2、方向阀V2-1、伺服比例阀V2-2、加速比例阀V2-3、外控顺序阀V3-1、三通压力补偿器V3-2、伺服辅溢流阀V4-1、伺服溢流阀V4-2、加速辅溢流阀V4-3、梭阀V5、伺服一平衡阀V6-1、伺服二平衡阀V6-2、加速一平衡阀V6-3、加速二平衡阀V6-4。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1—图4，一种调距桨变距液压系统，包括伺服泵P2、伺服控制阀组1与变距油缸2，所述伺服泵P2与伺服控制阀组1的输入端油路相通，伺服控制阀组1的输出端向变距油缸2中的无杆腔21或有杆腔22输出高压的液压油；
所述伺服控制阀组1包括伺服单向阀V1-1、三通压力补偿器V3-2、伺服溢流阀V4-2、梭阀V5与伺服比例阀V2-2，所述伺服泵P2经伺服单向阀V1-1后分别与三通压力补偿器V3-2的先导口、伺服比例阀V2-2的P口连通，伺服比例阀V2-2的A口、B口分别与无杆腔21、有杆腔22对应连通，三通压力补偿器V3-2的溢流口与油箱4相通，三通压力补偿器V3-2的出油口与伺服溢流阀V4-2的进油口相通，伺服溢流阀V4-2的出油口与梭阀V5的C口相通，梭阀V5的A口、B口分别与伺服比例阀V2-2的A口、B口对应连通。
所述伺服比例阀V2-2的P口经伺服辅溢流阀V4-1与伺服比例阀V2-2的T口相通，且伺服比例阀V2-2的T口与油箱4相通。
所述伺服控制阀组1还包括伺服一平衡阀V6-1与伺服二平衡阀V6-2，所述伺服比例阀V2-2的A口与伺服一平衡阀V6-1的T口、伺服二平衡阀V6-2的R口均相通，伺服一平衡阀V6-1的P口与无杆腔21相通，所述伺服比例阀V2-2的B口与伺服二平衡阀V6-2的T口相通，伺服二平衡阀V6-2的P口与有杆腔22相通。
所述调距桨变距液压系统还包括加速泵P1、加速控制阀组3、外控顺序阀V3-1与方向阀V2-1，所述加速泵P1经加速单向阀V1-2后分别与外控顺序阀V3-1的先导口、加速控制阀组3的进油口相通，加速控制阀组3的输出端向变距油缸2的无杆腔21或有杆腔22输出高压的液压油，外控顺序阀V3-1的溢流口与油箱4相通，外控顺序阀V3-1的出油口经方向阀V2-1与油箱4相通。
所述加速控制阀组3还包括加速比例阀V2-3，所述加速单向阀V1-2的出油口与加速比例阀V2-3的P口相通，加速比例阀V2-3的T口与油箱4相通，加速比例阀V2-3的A口、B口分别与无杆腔21、有杆腔22对应连通。
所述加速控制阀组3还包括加速一平衡阀V6-3与加速二平衡阀V6-4，所述加速比例阀V2-3的A口与加速一平衡阀V6-3的T口、加速二平衡阀V6-4的R口均相通，加速一平衡阀V6-3的P口与无杆腔21相通，所述加速比例阀V2-3的B口与加速二平衡阀V6-4的T口相通，加速二平衡阀V6-4的P口与有杆腔22相通。
所述加速比例阀V2-3的P口经加速辅溢流阀V4-3与加速比例阀V2-3的T口相通。
一种上述调距桨变距液压系统的使用方法，所述使用方法包括甲工作模式，该甲工作模式是指：当伺服比例阀V2-2工作时，伺服比例阀V2-2的A口、B口的最大工作压力通过梭阀V5作用在伺服溢流阀V4-2的出油口，先导油通过三通压力补偿器V3-2作用在伺服溢流阀V4-2的进油口，此时，当伺服溢流阀V4-2的进油口压力克服伺服溢流阀V4-2的出油口压力和伺服溢流阀V4-2内设的弹簧压力（0-5MPa的任意值）时，伺服溢流阀V4-2打开，三通压力补偿器V3-2打开，伺服泵P2输出的多余油液被排入油箱4。
所述使用方法还包括乙工作模式，该乙工作模式是指：当三通压力补偿器V3-2进口压力大于其内设的弹簧的设定压力（5-21MPa任意值）时，先导油直接推开三通压力补偿器V3-2内的弹簧，伺服泵P2输出的多余油液被排入油箱4。
所述使用方法还包括丙工作模式，该丙工作模式是指：当伺服比例阀V2-2处于中位时，梭阀V5直接与油箱4连通，伺服溢流阀V4-2的出口压力为零，此时，先导油直接打开伺服溢流阀V4-2，推动三通压力补偿器V3-2的主阀芯以开启三通压力补偿器V3-2，从而使油液返回油箱4，此时系统的工作压力为1.5MPa。
本发明的原理说明如下：
本发明中当系统高压油进入无杆腔21时，活塞杆伸出，从而曲柄连杆机构控制桨叶倒车变距，而当系统高压油进入有杆腔22时，活塞杆缩回，从而曲柄连杆机构控制桨叶正车变距。
本发明中的加速泵P1输出的液压油通过加速单向阀V1-2进入加速比例阀V2-3，当方向阀V2-1失电时，加速控制阀组3失载，此时液压油通过外控顺序阀V3-1流回油箱4；当方向阀V2-1得电时，加速控制阀组3加载，液压油通过加速单向阀V1-2进入加速比例阀V2-3中，从而控制变矩油缸2移动。
实施例1：
参见图1—图4，一种调距桨变距液压系统，包括伺服泵P2、伺服控制阀组1与变距油缸2，所述伺服泵P2与伺服控制阀组1的输入端油路相通，伺服控制阀组1的输出端向变距油缸2中的无杆腔21或有杆腔22输出高压的液压油；所述伺服控制阀组1包括伺服单向阀V1-1、三通压力补偿器V3-2、伺服溢流阀V4-2、梭阀V5与伺服比例阀V2-2，所述伺服泵P2经伺服单向阀V1-1后分别与三通压力补偿器V3-2的先导口、伺服比例阀V2-2的P口连通，伺服比例阀V2-2的A口、B口分别与无杆腔21、有杆腔22对应连通，三通压力补偿器V3-2的溢流口与油箱4相通，三通压力补偿器V3-2的出油口与伺服溢流阀V4-2的进油口相通，伺服溢流阀V4-2的出油口与梭阀V5的C口相通，梭阀V5的A口、B口分别与伺服比例阀V2-2的A口、B口对应连通。
一种上述调距桨变距液压系统的使用方法，所述使用方法包括甲工作模式，该甲工作模式是指：当伺服比例阀V2-2工作时，伺服比例阀V2-2的A口、B口的最大工作压力通过梭阀V5作用在伺服溢流阀V4-2的出油口，先导油通过三通压力补偿器V3-2作用在伺服溢流阀V4-2的进油口，此时，当伺服溢流阀V4-2的进油口压力克服伺服溢流阀V4-2的出油口压力和伺服溢流阀V4-2内设的弹簧压力1.5MPa时，伺服溢流阀V4-2打开，三通压力补偿器V3-2打开，伺服泵P2输出的多余油液被排入油箱4。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述使用方法还包括乙工作模式，该乙工作模式是指：当三通压力补偿器V3-2进口压力大于其内设的弹簧的设定压力9MPa时，先导油直接推开三通压力补偿器V3-2内的弹簧，伺服泵P2输出的多余油液被排入油箱4。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述使用方法还包括丙工作模式，该丙工作模式是指：当伺服比例阀V2-2处于中位时，梭阀V5直接与油箱4连通，伺服溢流阀V4-2的出口压力为零，此时，先导油直接打开伺服溢流阀V4-2，推动三通压力补偿器V3-2的主阀芯以开启三通压力补偿器V3-2，从而使油液返回油箱4，此时系统的工作压力为1.5Mpa，能防止液压系统出现较低的压力，避免调距桨桨叶出现蠕动的问题。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述调距桨变距液压系统还包括加速泵P1、加速控制阀组3、外控顺序阀V3-1与方向阀V2-1，所述加速泵P1经加速单向阀V1-2后分别与外控顺序阀V3-1的先导口、加速控制阀组3的进油口相通，加速控制阀组3的输出端向变距油缸2的无杆腔21或有杆腔22输出高压的液压油，外控顺序阀V3-1的溢流口与油箱4相通，外控顺序阀V3-1的出油口经方向阀V2-1与油箱4相通。所述加速控制阀组3还包括加速比例阀V2-3，所述加速单向阀V1-2的出油口与加速比例阀V2-3的P口相通，加速比例阀V2-3的T口与油箱4相通，加速比例阀V2-3的A口、B口分别与无杆腔21、有杆腔22对应连通。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种调距桨变距液压系统，包括伺服泵（P2）、伺服控制阀组（1）与变距油缸（2），所述伺服泵（P2）与伺服控制阀组（1）的输入端油路相通，伺服控制阀组（1）的输出端向变距油缸（2）中的无杆腔（21）或有杆腔（22）输出高压的液压油，其特征在于：
所述伺服控制阀组（1）包括伺服单向阀（V1-1）、三通压力补偿器（V3-2）、伺服溢流阀（V4-2）、梭阀（V5）与伺服比例阀（V2-2），所述伺服泵（P2）经伺服单向阀（V1-1）后分别与三通压力补偿器（V3-2）的先导口、伺服比例阀（V2-2）的P口连通，伺服比例阀（V2-2）的A口、B口分别与无杆腔（21）、有杆腔（22）对应连通，三通压力补偿器（V3-2）的溢流口与油箱（4）相通，三通压力补偿器（V3-2）的出油口与伺服溢流阀（V4-2）的进油口相通，伺服溢流阀（V4-2）的出油口与梭阀（V5）的C口相通，梭阀（V5）的A口、B口分别与伺服比例阀（V2-2）的A口、B口对应连通。
2.根据权利要求1所述的一种调距桨变距液压系统，其特征在于：所述伺服比例阀（V2-2）的P口经伺服辅溢流阀（V4-1）与伺服比例阀（V2-2）的T口相通，且伺服比例阀（V2-2）的T口与油箱（4）相通。
3.根据权利要求1或2所述的一种调距桨变距液压系统，其特征在于：所述伺服控制阀组（1）还包括伺服一平衡阀（V6-1）与伺服二平衡阀（V6-2），所述伺服比例阀（V2-2）的A口与伺服一平衡阀（V6-1）的T口、伺服二平衡阀（V6-2）的R口均相通，伺服一平衡阀（V6-1）的P口与无杆腔（21）相通，所述伺服比例阀（V2-2）的B口与伺服二平衡阀（V6-2）的T口相通，伺服二平衡阀（V6-2）的P口与有杆腔（22）相通。
4.根据权利要求1或2所述的一种调距桨变距液压系统，其特征在于：所述调距桨变距液压系统还包括加速泵（P1）、加速控制阀组（3）、外控顺序阀（V3-1）与方向阀（V2-1），所述加速泵（P1）经加速单向阀（V1-2）后分别与外控顺序阀（V3-1）的先导口、加速控制阀组（3）的进油口相通，加速控制阀组（3）的输出端向变距油缸（2）的无杆腔（21）或有杆腔（22）输出高压的液压油，外控顺序阀（V3-1）的溢流口与油箱（4）相通，外控顺序阀（V3-1）的出油口经方向阀（V2-1）与油箱（4）相通。
5.根据权利要求4所述的一种调距桨变距液压系统，其特征在于：所述加速控制阀组（3）还包括加速比例阀（V2-3），所述加速单向阀（V1-2）的出油口与加速比例阀（V2-3）的P口相通，加速比例阀（V2-3）的T口与油箱（4）相通，加速比例阀（V2-3）的A口、B口分别与无杆腔（21）、有杆腔（22）对应连通。
6.根据权利要求5所述的一种调距桨变距液压系统，其特征在于：所述加速控制阀组（3）还包括加速一平衡阀（V6-3）与加速二平衡阀（V6-4），所述加速比例阀（V2-3）的A口与加速一平衡阀（V6-3）的T口、加速二平衡阀（V6-4）的R口均相通，加速一平衡阀（V6-3）的P口与无杆腔（21）相通，所述加速比例阀（V2-3）的B口与加速二平衡阀（V6-4）的T口相通，加速二平衡阀（V6-4）的P口与有杆腔（22）相通。
7.根据权利要求4所述的一种调距桨变距液压系统，其特征在于：所述加速比例阀（V2-3）的P口经加速辅溢流阀（V4-3）与加速比例阀（V2-3）的T口相通。
8.一种权利要求1或2所述的调距桨变距液压系统的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括甲工作模式，该甲工作模式是指：
当伺服比例阀（V2-2）工作时，伺服比例阀（V2-2）的A口、B口的最大工作压力通过梭阀（V5）作用在伺服溢流阀（V4-2）的出油口，先导油通过三通压力补偿器（V3-2）作用在伺服溢流阀（V4-2）的进油口，此时，当伺服溢流阀（V4-2）的进油口压力克服伺服溢流阀（V4-2）的出油口压力和伺服溢流阀（V4-2）内设的弹簧压力时，伺服溢流阀（V4-2）打开，三通压力补偿器（V3-2）打开，伺服泵（P2）输出的多余油液被排入油箱（4）。
9.根据权利要求8所述的一种调距桨变距液压系统的使用方法，其特征在于：所述使用方法还包括乙工作模式，该乙工作模式是指：
当三通压力补偿器（V3-2）进口压力大于其内设的弹簧的设定压力时，先导油直接推开三通压力补偿器（V3-2）内的弹簧，伺服泵（P2）输出的多余油液被排入油箱（4）。
10.根据权利要求8所述的一种调距桨变距液压系统的使用方法，其特征在于：所述使用方法还包括丙工作模式，该丙工作模式是指：
当伺服比例阀（V2-2）处于中位时，梭阀（V5）直接与油箱（4）连通，伺服溢流阀（V4-2）的出口压力为零，此时，先导油直接打开伺服溢流阀（V4-2），推动三通压力补偿器（V3-2）的主阀芯以开启三通压力补偿器（V3-2），从而使油液返回油箱（4），此时系统的工作压力为1.5MPa。
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