CN113898624A - 一种全变量化液压控制系统、装载机及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了工程机械技术领域的一种全变量化液压控制系统、装载机及控制方法，包括：闭中心多路阀，基于液压系统的工作状态向一变量控制阀和一梭阀反馈闭中心多路阀内的压力信号；变量控制阀，基于压力信号控制一齿轮泵的供油油路；梭阀，接收流量放大阀信号，基于压力信号和流量放大阀信号对一变量泵进行流量调节。本发明通过变量控制阀、闭中心多路阀将定变量系统全变量化，降低能耗损失，进一步优化整机功率分配。
Description
技术领域
本发明涉及一种全变量化液压控制系统、装载机及控制方法，属于工程机械技术领域。
背景技术
目前常见的装载机液压系统主要由定量系统、定变量系统、全变量系统；定量系统的特点其输出流量由发动机的转速决定，定量系统的节流、溢流损失影响整机液压系统的效率，能量损失大。现阶段装载机转向液压系统的齿轮泵改成负载敏感变量泵，通过变量泵容积调速控制流量的输出，根据负载的需求，提供相适用的流量，减少节流、溢流损失。装载机转向系统采用负载敏感变量泵，工作系统采用齿轮泵，液压系统由定量系统升级为定变量系统。定变量系统中转向系统采用的负载敏感变量泵，但是工作系统还采用的工作泵、开中心闭中心多路阀，工作系统还存在节流、中位损失。为了更好的控制工作系统的流量需求，将定变量系统中的工作泵通过变量控制阀形成变量控制。现负载敏感闭中心多路阀国产化的实现，为定变量系统全变量化的实现提供良好基础。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种全变量化液压控制系统、装载机及控制方法，通过变量控制阀、闭中心多路阀，将定变量系统全变量化，减少工作定量系统的节流、中位损失。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种全变量化液压控制系统，包括：
闭中心多路阀，基于液压系统的工作状态向一变量控制阀和一梭阀反馈闭中心多路阀内的压力信号；
变量控制阀，基于压力信号控制一齿轮泵的供油油路；
梭阀，接收流量放大阀信号，基于压力信号和流量放大阀信号对一变量泵进行流量调节。
进一步的，所述压力信号包括无压力信号、第一压力信号和第二压力信号；
所述变量控制阀基于无压力信号且齿轮泵泵出的液压油压力大于设定值后，导通齿轮泵至一液压油箱的回油油路；以及，基于第一压力信号，控制齿轮泵的液压油流向液压系统和液压油箱；以及，基于第二压力信号，控制齿轮泵的液压油全部流向液压系统。
进一步的，所述变量控制阀包括可基于齿轮泵液压压力移动调节位置的换向阀，且换向阀的一端设置有弹簧腔，所述压力信号反馈作用于弹簧腔；
所述换向阀响应于齿轮泵的液压油压力大于弹簧腔内弹簧的弹力形变阈值后，移动至第一位置且导通齿轮泵通过变量控制阀流向液压油箱的回油油路；
所述换向阀在第一压力信号、弹簧的弹簧力和齿轮泵的出口压力共同作用下，处于动态平衡状态且控制齿轮泵流量通过变量控制阀流向液压系统和液压油箱；
所述换向阀在第二压力信号、弹簧的弹簧力和齿轮泵的出口压力共同作用下，移动至第二位置且控制齿轮泵的液压油全部流向液压系统。
进一步的，所述梭阀输出压力信号和流量放大阀信号中相对较大的负载反馈压力信号至变量泵进行流量控制。
进一步的，所述齿轮泵的进油口与液压油箱连通，且齿轮泵的出油口通过变量控制阀与闭中心多路阀相连。
进一步的，所述变量控制阀与闭中心多路阀和液压油箱相连，所述换向阀的左端与变量控制阀相通，所述换向阀具有第一位置和第二位置，仅当换向阀处于第一位置时，所述变量控制阀能够通过换向阀与变量控制阀相通，所述变量控制阀的右端设有弹簧腔，且弹簧腔与变量控制阀相通，同时弹簧腔通过阻尼孔与变量控制阀相通；所述变量控制阀通过单向阀与变量控制阀相通。
进一步的，所述闭中心多路阀与梭阀相连，所述闭中心多路阀的工作油口分别连接有翻斗油缸和动臂油缸，所述闭中心多路阀通过散热器和回油滤芯与液压油箱相连。
进一步的，所述流量放大阀与闭中心多路阀和梭阀相连，且流量放大阀的工作油口连接一转向油缸的工作油口。
第二方面，本发明还提供了一种装载机，所述装载机配置有第一方面所述的全变量化液压控制系统。
第三方面，本发明还提供了一种全变量化液压控制方法，包括：
获取闭中心多路阀内的压力信号和流量放大阀信号；
基于压力信号控制一齿轮泵的供油油路；
基于压力信号和流量放大阀信号对一变量泵进行流量调节。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
一、本发明通过变量控制阀、闭中心多路阀将定变量系统全变量化，降低能耗损失，进一步优化整机功率分配；
二、本发明中系统较全变量系统简单、易懂维修方便，成本较全变量系统低；
三、本发明中齿轮泵的回油通过变量控制阀直接与液压油箱相连，减少定量系统的中沿程管路损失。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种全变量化液压系统的原理示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种全变量化液压系统的变量控制阀的原理示意图；
图中：1、液压油箱；2、齿轮泵；3、变量控制阀；4、闭中心多路阀；5、梭阀；6、先导油源阀；7、球阀；8、先导阀；9、翻斗油缸；10、动臂油缸；11、变量泵；12、压力控制阀；13、转向器；14、流量放大阀；15、转向油缸；16、散热器；17、回油滤芯；31、单向阀；32、换向阀；33、阻尼孔；34、弹簧；81、第一控制油口；82、第二控制油口；83、第三控制油口；84、第四控制油口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
一种全变量化液压控制系统，其包括液压油箱1、齿轮泵2、变量控制阀3、闭中心多路阀4、梭阀5、先导油源阀6、球阀7、先导阀8、翻斗油缸9、动臂油缸10、变量泵11、压力控制阀12、转向器13、流量放大阀14、转向油缸15、散热器16、回油滤芯17，其中：
齿轮泵2的进油口与液压油箱1连通，齿轮泵2的出油口通过变量控制阀3与闭中心多路阀4的P口相连，其中，齿轮泵2出口与变量控制阀3的P口相连，变量控制阀3的EF口与闭中心多路阀4的P口相连；
变量控制阀3的EF口与闭中心多路阀4的P口相连；变量控制阀3的L口和T口与液压油箱1相连，变量控制阀3的换向阀32的左端与变量控制阀3的P口的相通、变量控制阀3的换向阀32具有第一位置和第二位置，变量控制阀3的换向阀32处于第一位置时，变量控制阀3的P口能够通过换向阀32的第一位置与变量控制阀3的T口相通，变量控制阀3的换向阀32处于第二位置时，变量控制阀3的P口不能通过换向阀32的第二位置与变量控制阀3的T口相通；变量控制阀3的右端设有弹簧34，弹簧腔与变量控制阀3的LS2相通，同时通过变量控制阀3的阻尼孔33与变量控制阀3的L口相通；变量控制阀3的P口通过变量控制阀3的单向阀31与变量控制阀3的EF口相通。
闭中心多路阀4的LS口与梭阀5的P2口相连(闭中心多路阀4的LS口与梭阀5的P2口、变量控制阀3的LS口相连)，闭中心多路阀4的工作油口分别与翻斗油缸9、动臂油缸10相连，通过闭中心多路阀4的工作油口为翻斗油缸9、动臂油缸10提供流量；闭中心多路阀4的T口通过散热器16、回油滤芯17与液压油箱1相连；
梭阀5的P1口与流量放大阀14的LS1口相连，梭阀5的A口与变量泵11的X口、压力控制阀12的LS3相连；
先导油源阀6的P口与变量泵11的出口相连，先导油源阀6通过球阀7与先导阀8的P口相连；先导油源阀6的U口与转向器13的P口相连；
先导阀8的控制油口与闭中心多路阀4的控制口相连，其中，先导阀8的第一控制油口81与闭中心多路阀4的控制油口b1相连，先导阀8的第二控制油口82与闭中心多路阀4的控制油口a1相连，先导阀8的第三控制油口83与闭中心多路阀4的控制油口b2相连，先导阀8的第四控制油口84与闭中心多路阀4的控制油口a2相连，先导油源阀6的T口与液压油箱1相连；
变量泵11的进油口与液压油箱1连通，变量泵11的出口与流量放大阀14的P口相连，变量泵11的出口分别与压力控制阀12的P口、先导油源阀6的P口相连；
转向器13的控制油口L、R与流量放大阀14的控制油口L、R相连，转向器13的T口与液压油箱1相连；
流量放大阀14的E口与闭中心多路阀4的P口相连，流量放大阀14的LS1口与梭阀5的P1口相连，流量放大阀14的工作油口与转向油缸15的工作油口相连。
该全变量化液压系统工作流程如下：
整车无工作时，闭中心多路阀4的阀芯处在中位处于关闭状态，闭中心多路阀4的LS无反馈信号传递至变量控制阀3的LS2口，闭中心多路阀4的LS至变量控制阀3的LS2的油路通过变量控制阀3的阻尼孔33与液压油箱1相通；由于闭中心多路阀4为闭中心多路阀，齿轮泵2泵出的液压油不能通过闭中心多路阀4回到液压油箱1，使齿轮泵2的出口压力升高，当此压力大于变量控制阀3的换向阀32左端弹簧34的设定值后，变量控制阀3的换向阀32向右移动，使得换向阀32处于第一位置，此时齿轮泵2泵出的液压油通过变量控制阀3的P口、变量控制阀3的换向阀32的第一位置流向变量控制阀3的T口，然后流向液压油箱1，减少了液压回路中沿程损失；变量泵11处于待命状态，变量控制阀3的单向阀31阻止闭中心多路阀4的P口液压油流向变量控制阀3的T口。
当工作系统微动时，工作系统需要小流量，闭中心多路阀4的LS压力信号反馈至变量控制阀3的LS2口，并作用在换向阀32的弹簧腔，闭中心多路阀4的LS压力、变量控制阀3的弹簧34的弹簧力、齿轮泵2的出口的压力共同作用在变量控制阀3的换向阀32上，使换向阀32处于动态平衡状态，使得控制齿轮泵2的多余的流量通过变量控制阀3流回液压油箱1；同时，闭中心多路阀4的LS压力信号的反馈至梭阀5的P2口，梭阀5的P1接收流量放大阀14的LS1信号，梭阀5通过A口输出LS1与LS中相对较大的负载反馈压力信号至变量泵11的X口，控制变量泵11满足转向系统、工作系统所需的流量；
当工作系统快速工作时，工作系统需要大流量，闭中心多路阀4的LS压力信号反馈至变量控制阀3的LS2口，作用在换向阀32的弹簧腔，闭中心多路阀4的LS压力、变量控制阀3的弹簧34的弹簧力、齿轮泵2的出口压力共同作用在变量控制阀3的换向阀32上，使换向阀32处于第二位置，此时齿轮泵2的输出流量不能通过变量控制阀3的换向阀32流回油箱1，齿轮泵2的输出的流量通过变量控制阀至闭中心多路阀4后全部流向工作系统；同时，闭中心多路阀4的LS压力信号反馈至梭阀5的P2口，流量放大阀14的LS1信号反馈至梭阀5的P1口，梭阀5通过梭阀5的A口输出流量放大阀14的LS1与闭中心多路阀4的LS中较大的负载反馈压力信号至变量泵11的X口，控制变量泵11的输出满足转向系统、工作系统所需的流量。
实施例二：
基于实施例一所述的全变量化液压控制系统，本实施例提供一种装载机，所述装载机配置有实施例一所述的全变量化液压控制系统。
实施例三：
基于实施例一所述的全变量化液压控制系统，本实施例提供一种全变量化液压控制方法，包括：
获取闭中心多路阀内的压力信号和流量放大阀信号；
基于压力信号控制一齿轮泵的供油油路；
基于压力信号和流量放大阀信号对一变量泵进行流量调节。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种全变量化液压控制系统，其特征是，包括：
闭中心多路阀，基于液压系统的工作状态向一变量控制阀和一梭阀反馈闭中心多路阀内的压力信号；
变量控制阀，基于压力信号控制一齿轮泵的供油油路；
梭阀，接收流量放大阀信号，基于压力信号和流量放大阀信号对一变量泵进行流量调节。
2.根据权利要求1所述的全变量化液压控制系统，其特征是，
所述压力信号包括无压力信号、第一压力信号和第二压力信号；
所述变量控制阀基于无压力信号且齿轮泵泵出的液压油压力大于设定值后，导通齿轮泵至一液压油箱的回油油路；以及，基于第一压力信号，控制齿轮泵的液压油流向液压系统和液压油箱；以及，基于第二压力信号，控制齿轮泵的液压油全部流向液压系统。
3.根据权利要求2所述的全变量化液压控制系统，其特征是，
所述变量控制阀包括可基于齿轮泵液压压力移动调节位置的换向阀，且换向阀的一端设置有弹簧腔，所述压力信号反馈作用于弹簧腔；
所述换向阀响应于齿轮泵的液压油压力大于弹簧腔内弹簧的弹力形变阈值后，移动至第一位置且导通齿轮泵通过变量控制阀流向液压油箱的回油油路；
所述换向阀在第一压力信号、弹簧的弹簧力和齿轮泵的出口压力的共同作用下，处于动态平衡状态且控制齿轮泵流量通过变量控制阀流向液压系统和液压油箱；
所述换向阀在第二压力信号、弹簧的弹簧力和齿轮泵的出口压力的共同作用下，移动至第二位置且控制齿轮泵的液压油全部流向液压系统。
4.根据权利要求1所述的全变量化液压控制系统，其特征是，
所述梭阀输出压力信号和流量放大阀信号中相对较大的负载反馈压力信号至变量泵进行流量控制。
5.根据权利要求1所述的全变量化液压系统，其特征是，
所述齿轮泵的进油口与液压油箱连通，且齿轮泵的出油口通过变量控制阀与闭中心多路阀相连。
6.根据权利要求3所述的全变量化液压控制系统，其特征是，
所述变量控制阀与闭中心多路阀和液压油箱相连，所述换向阀的左端与变量控制阀相通，所述换向阀具有第一位置和第二位置，仅当换向阀处于第一位置时，所述变量控制阀能够通过换向阀与变量控制阀相通，所述变量控制阀的右端设有弹簧腔，且弹簧腔与变量控制阀相通，同时弹簧腔通过阻尼孔与变量控制阀相通；所述变量控制阀通过单向阀与变量控制阀相通。
7.根据权利要求1所述的全变量化液压控制系统，其特征是，
所述闭中心多路阀与梭阀相连，所述闭中心多路阀的工作油口分别连接有翻斗油缸和动臂油缸，所述闭中心多路阀通过散热器和回油滤芯与液压油箱相连。
8.根据权利要求1所述的全变量化液压控制系统，其特征是，
所述流量放大阀与闭中心多路阀和梭阀相连，且流量放大阀的工作油口连接一转向油缸的工作油口。
9.一种装载机，其特征在于，配置有权利要求1-8任一项所述的全变量化液压控制系统。
10.一种全变量化液压控制方法，其特征在于，包括：
获取闭中心多路阀内的压力信号和流量放大阀信号；
基于压力信号控制一齿轮泵的供油油路；
基于压力信号和流量放大阀信号对一变量泵进行流量调节。
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