CN115898976A - 一种液压系统控制方法及液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压系统控制方法，用于在液压系统中分配液压流量，所述液压系统包括多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀；所述液压系统控制方法包括以下步骤：S1，在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比；S2，确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量；S3，确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。本发明还提供一种相应的液压系统。

Description

一种液压系统控制方法及液压系统

技术领域

本申请涉及电液控制技术领域，特别是涉及一种液压系统控制方法及液压系统。

背景技术

旋挖钻机被广泛应用于城市高层建筑、铁路、公路、桥梁等桩基础工程的钻孔灌注桩成孔的施工，具有成桩速度快、施工效率高、环保节能等优点。

旋挖钻机在进行复合动作时，需要多个执行元件同时完成规定的动作，而在现有的技术中当执行复合动作时，各执行元件的负载会根据工况的变化而导致负载压力发生变化。如果在主泵总流量不变的情况下，各个执行元件会根据负载压力的大小分配流量，而负载的不确定则会引起负载压力波动，复合动作下的各执行元件分配到流量的也会发生波动，导致执行元件输入的流量不稳定。同时，由于主泵流量和主阀开度没有形成配合关系，通常会导致主泵输出流量大，主阀开度小而导致的浪费流量问题，或者主泵输出流量小而主阀开度大而导致流量不够的问题。

液压系统中，执行元件的流量决定执行元件的速度，因此，现有的复合动作下各执行元件的速度无法保持稳定速度，导致旋挖钻机操作者在进行复合动作操作时，操作者无法准确的通过操作手柄控制执行元件速度或各执行元件之间的速度比例，带来旋挖钻机操作不协调、操作体验差的问题。

发明内容

基于现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种液压系统控制方法，通过根据各元件分配的流量值确定对应的主阀开度，使在进行流量分配时，主泵和主阀之间形成配合关系，并解决了复合动作下的执行元件速度不稳定的问题。

本发明的一方面的实施方式提供一种液压系统控制方法，用于在液压系统中分配液压流量，所述液压系统包括多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀；所述液压系统控制方法包括以下步骤：

S1，在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比；

S2，确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量；

S3，确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。

在一实施方式中，所述液压系统还包括用于分别操作所述多个执行元件的多个操作手柄，所述步骤S1中的所述确定所述多个执行元件的转速比包括：

获取所述多个操作手柄的倾斜角度；

根据所述多个操作手柄的倾斜角度比确定所述多个执行元件的转速比。

在一实施方式中，所述液压系统还包括用于分别为所述多个主阀提供流量的多个主泵；所述步骤S2中的所述确定所述液压系统的总流量包括：

根据每个所述操作手柄的倾斜角度确定由所述操作手柄操作的所述执行元件对应的主泵排量；

根据每个所述执行元件对应的主泵排量确定每个所述执行元件的理想流量；

将所述多个执行元件的理想流量之和作为所述液压系统的总流量。

在一实施方式中，所述步骤S3中的所述确定所述多个主阀的前后压力差包括：

实时测量每个所述主阀的入口和出口的压力值，将每个所述主阀的入口和出口的压力值之差作为每个所述主阀的前后压力差。

在一实施方式中，所述步骤S3包括：

根据以下公式计算每个所述主阀的开度：

其中，A表示所述主阀的开度，Q表示所述执行元件分配到的执行流量，C_d表示预设的流量系数，ρ表示流量介质的密度，ΔP表示所述主阀的前后压力差。

本发明的另一方面的较佳实施方式提供一种液压系统，所述液压系统包括控制器、压力检测模块、多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀；

所述控制器用于在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比；

所述控制器还用于确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量；

所述控制器还用于通过所述压力检测模块确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。

在一实施方式中，所述液压系统还包括用于分别操作所述多个执行元件的多个操作手柄，所述控制器具体用于：

在通过所述多个执行元件执行复合动作时，获取所述多个操作手柄的倾斜角度；

根据所述多个操作手柄的倾斜角度比确定所述多个执行元件的转速比。

在一实施方式中，所述控制器具体还用于：

根据每个所述操作手柄的倾斜角度确定由所述操作手柄操作的所述执行元件对应的主泵排量；

根据每个所述执行元件对应的主泵排量确定每个所述执行元件的理想流量；

将所述多个执行元件的理想流量之和作为所述液压系统的总流量。

在一实施方式中，所述控制器还用于根据以下公式计算每个所述主阀的开度：

其中，A表示所述主阀的开度，Q表示所述执行元件分配到的执行流量，Cd表示预设的流量系数，ρ表示流量介质的密度，ΔP表示所述主阀的前后压力差。

在一实施方式中，每个所述主阀还包括用于将所述主阀的前后压力差维持在预设范围内的压力补偿模块。

相比于现有技术，本申请的上述实施方式提供的液压系统控制方法根据获取操作手柄的倾斜角度之间的比例关系确定多个执行元件的速度比值，以进行元件流量的分配，使流量输出的动力值与执行速度相对应，有助于旋挖钻机的操作更加协调，同时，根据每个元件分配的流量值确定对应的主阀开度，如此，将元件对应的主泵输出流量和主阀开度形成配合关系，解决了现有技术中的主泵流量和主阀开度不匹配问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明一个较佳实施例提供的一种液压系统控制方法的流程示意图；

图2是本发明一个较佳实施例提供的一种液压系统控制方法的具体流程示意图；

图3是本发明一个较佳实施例提供的一种液压系统控制方法中有关主泵排量与主泵控制信号的关系图；

图4是本发明一个较佳实施例提供的一种液压系统控制方法中有关主阀开度与主阀控制信号的关系图；

图5是本发明一个较佳实施例提供的一种液压系统的系统模块框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的描述，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，本发明的一个较佳实施方式提供一种液压系统的控制方法，用于在液压系统中分配液压流量，所述液压系统包括多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀，包括以下步骤：

S1，在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比。

S2，确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量。

S3，确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。

以下具体介绍上述步骤S1至S3的具体操作手段。

在本实施方式中，在通过所述多个执行元件执行复合动作时，2个或2个以上的执行元件需要进行同时操作时，通过操作手柄1的倾斜角度决定执行元件1的速度，主阀1的开度通过主泵1的流量，通过操作手柄2的倾斜的角度决定执行元件2的速度，主阀2的开度通过主泵2的流量，如此对操作手柄、元件、主阀和主泵的一一对应关系。

在所述步骤S1中获取所述多个操作手柄的倾斜角度，并根据所述操作手柄的倾斜角度确定所述多个操作手柄的倾斜角度比值，优选的，通过所述操作手柄与执行元件速度的正比例关系，根据所述确定的操作手柄的倾斜角度确定所述操作手柄对应的多个元件的转速比为操作手柄1与操作手柄2的倾斜角度的比值。

在所述步骤S2中，所述液压系统还包括用于分别为所述多个主阀提供流量的多个主泵，优选的，获取预设的图3所示的有关主泵排量与主泵控制信号关系图，根据所述关系图确定当前操作手柄的倾斜角度信息对应的主泵排量值，并通过所述主泵排量值乘以主泵转速计算各执行元件对应的主泵流量，所述主泵转速与发动机转速成比例关系，并将所述多个执行元件的主泵流量之和作为所述液压系统的总流量值。

在所述步骤S3中，实时测量每个所述主阀的入口和出口的压力值，将每个所述主阀的入口和出口的压力值只差作为主阀阀前阀后的压力差值，并根据所述压力差值和上述获取的每个元件分配的流量计算出每个元件对应的主阀的开度：

其中，A表示所述主阀的开度，Q表示所述执行元件分配到的执行流量，C_d表示预设的流量系数，ρ表示流量介质的密度，ΔP表示所述主阀的前后压力差。

优选的，获取预设的如图4所示的有关主阀开度与主阀控制信号的关系图，根据所述计算的主阀开度发出对应的主阀的控制信号，主阀通过所述开度控制信号调整开度。

在其他实施方式中，所述方法还可以包括在单动作下，被操作的执行元件受操作手柄的控制，多个主泵的流量大小都受操作手柄1的倾斜角度信号的影响，对应的，执行元件的主阀开度大小也根据主泵的流量大小受操作手柄1的倾斜角度信号的影响，所述多个主泵的流量值都分配给执行元件。

请参阅图2，为本申请实施例提供的另一种液压系统检测方法，这里，图2所述的方法是以两个执行元件进行的复合动作为例对图1所述的方法进行更加详细的具体描述，这里，图2中的步骤S201至步骤S205可以对应于图1中的步骤S1，图2中的步骤S206可以对应于图1中的步骤S2，图2中的步骤S207至步骤S208可以对应于图1中的步骤S3，依照上述对应关系，本实施例提供的液压系统检测方法具体包括以下步骤：

步骤S201，操作手柄1、操作手柄2分别发出倾斜角度信号。

步骤S202，控制器根据操作手柄信号计算主泵1、主泵2的流量值，并发出流量控制信号。其具体操作可以包括获取预设的图3所示的主泵排量与主泵控制信号关系图，根据所述关系图确定当前操作手柄1和操作搜并2的倾斜角度信息对应的主泵1和主泵2的排量值，并通过所述主泵1排量值乘以主泵1转速计算执行元件1对应的主泵流量1，通过所述主泵2排量值乘以主泵2转速计算执行元件2对应的主泵流量2，所述主泵转速与发动机转速成比例关系，并将所述主泵流量1和主泵流量2的和作为所述液压系统的总流量值，根据所述总流量值向主泵发出流量控制信息输出流量。

步骤S203，主泵1、主泵2分别按照流量控制信号输出对应的主泵流量。

步骤S204，控制器根据操作手柄1、操作手柄2的倾斜角度信号获取元件之间的倾斜角度比值。

步骤S205，控制器按照倾斜角度比值计算出对应的执行元件1和执行元件2的速度比值。其具体操作可以包括获取所述操作手柄与执行元件速度的正比例关系，根据所述确定的操作手柄1和操作手柄2的倾斜角度确定所述执行元件1和执行元件2的转速比为操作手柄1与操作手柄2的倾斜角度的比值。

步骤S206，控制器计算主泵总流量，并按照所述速度比值对执行元件1、执行元件2进行流量分配。

步骤S207，通过压力模块获取元件对应主阀1、主阀2的阀前阀后的压力差值。其具体操作可以包括实时测量所述主阀1和主阀2的入口和出口的压力值，将所述主阀的入口和出口的压力值之差作为主阀阀前阀后的压力差值。

步骤S208，控制器根据所述执行元件分配的流量和压力差值计算元件对应的主阀1、主阀2的开度值。其具体操作可以包括根据所述压力差值和上述获取的2个元件分配的流量计算出每个元件对应的主阀的开度：

其中，A表示所述主阀的开度，Q表示所述执行元件分配到的执行流量，C_d表示预设的流量系数，ρ表示流量介质的密度，ΔP表示所述主阀的前后压力差。

步骤S209，控制器对根据计算的主阀开度值对主阀发出对应的开度控制信号。

步骤S210，主阀根据所述开度控制信号，调整自身的主阀开度。

基于前述实施例相同的发明构思，下面通过一具体示例对前述实施例提供的方法进行详细说明。

请参阅图5，为本申请实施例提供的液压系统，所述液压系统包括操作手柄、控制器、压力检测模块、多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀，其中，

所述控制器用于在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比；所述控制器还用于确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量；所述控制器还用于通过所述压力检测模块确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。

根据每个所述操作手柄的倾斜角度确定由所述操作手柄操作的所述执行元件对应的主泵排量，根据每个所述执行元件对应的主泵排量确定每个所述执行元件的理想流量，将所述多个执行元件的理想流量之和作为所述液压系统的总流量。

在本实施方式中，所述压力检测模块具体用于实时测量每个所述主阀的入口和出口的压力值，将每个所述主阀的入口和出口的压力值只差作为主阀阀前阀后的压力差值。

在本实施方式中，所述主阀为电控阀，通过控制器发出的主阀开度控制信号进行阀开度的调整，优选的，所述主阀还包括用于将所述主阀的前后压力差维持在预设范围内的压力补偿模块。

相比于现有技术，本发明的上述实施方式提供的液压系统控制方法及其相对应的液压系统根据获取操作手柄的倾斜角度之间的比例关系确定多个执行元件的速度比值，以进行元件流量的分配，使流量输出的动力值与执行速度相对应，有助于旋挖钻机的操作更加协调，同时，根据每个元件分配的流量值确定对应的主阀开度，如此，将元件对应的主泵输出流量和主阀开度形成配合关系，解决了现有技术中的主泵流量和主阀开度不匹配问题。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液压系统控制方法，用于在液压系统中分配液压流量，所述液压系统包括多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀；其特征在于，所述液压系统控制方法包括以下步骤：

S1，在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比；

S2，确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量；

S3，确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。

2.如权利要求1所述的液压系统控制方法，其特征在于，所述液压系统还包括用于分别操作所述多个执行元件的多个操作手柄，所述步骤S1中的所述确定所述多个执行元件的转速比包括：

获取所述多个操作手柄的倾斜角度；

根据所述多个操作手柄的倾斜角度比确定所述多个执行元件的转速比。

3.如权利要求2所述的液压系统控制方法，其特征在于，所述液压系统还包括用于分别为所述多个主阀提供流量的多个主泵；所述步骤S2中的所述确定所述液压系统的总流量包括：

根据每个所述操作手柄的倾斜角度确定由所述操作手柄操作的所述执行元件对应的主泵排量；

根据每个所述执行元件对应的主泵排量确定每个所述执行元件的理想流量；

将所述多个执行元件的理想流量之和作为所述液压系统的总流量。

4.如权利要求1所述的液压系统控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的所述确定所述多个主阀的前后压力差包括：

实时测量每个所述主阀的入口和出口的压力值，将每个所述主阀的入口和出口的压力值之差作为每个所述主阀的前后压力差。

5.如权利要求1所述的液压系统控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

根据以下公式计算每个所述主阀的开度：

其中，A表示所述主阀的开度，Q表示所述执行元件分配到的执行流量，C_d表示预设的流量系数，ρ表示流量介质的密度，ΔP表示所述主阀的前后压力差。

6.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括控制器、压力检测模块、多个执行元件以及用于分别驱动所述多个执行元件的多个主阀；

所述控制器用于在通过所述多个执行元件执行复合动作时，确定所述多个执行元件的转速比；

所述控制器还用于确定所述液压系统的总流量，并根据所述总流量和所述所述多个执行元件的转速比确定所述多个执行元件分配到的执行流量；

所述控制器还用于通过所述压力检测模块确定所述多个主阀的前后压力差，并根据每个所述主阀的前后压力差和由所述主阀驱动的所述执行元件的执行流量确定每个所述主阀的开度。

7.如权利要求1，其特征在于，所述液压系统还包括用于分别操作所述多个执行元件的多个操作手柄，所述控制器具体用于：

在通过所述多个执行元件执行复合动作时，获取所述多个操作手柄的倾斜角度；

根据所述多个操作手柄的倾斜角度比确定所述多个执行元件的转速比。

8.如权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述控制器具体还用于：

根据每个所述操作手柄的倾斜角度确定由所述操作手柄操作的所述执行元件对应的主泵排量；

根据每个所述执行元件对应的主泵排量确定每个所述执行元件的理想流量；

将所述多个执行元件的理想流量之和作为所述液压系统的总流量。

9.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述控制器还用于根据以下公式计算每个所述主阀的开度：

其中，A表示所述主阀的开度，Q表示所述执行元件分配到的执行流量，C_d表示预设的流量系数，ρ表示流量介质的密度，ΔP表示所述主阀的前后压力差。

10.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，每个所述主阀还包括用于将所述主阀的前后压力差维持在预设范围内的压力补偿模块。

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