CN115899024A - 补油压力控制装置、方法及工程机械 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种补油压力控制装置、方法及工程机械，属于液压系统控制技术领域。本发明包括：系统油路、补油回路、冲洗回路和控制系统；补油回路包括补油泵和补油溢流阀，补油泵用于将油箱中的油泵送至系统油路；补油溢流阀用于调节补油泵从油箱中泵送出的油的压力；冲洗回路包括冲洗换向阀、冲洗溢流阀和电磁换向阀，冲洗换向阀中位机能为油口全连通，冲洗换向阀分别与系统油路和冲洗溢流阀连接，冲洗溢流阀连接到油箱；电磁换向阀与冲洗溢流阀连接，电磁换向阀用于根据控制系统发出的控制信号，控制冲洗溢流阀开启或是关闭。可以控制补油压力来减小整个工况周期的补油泵消耗功率，提高了系统工作效率。

Description

补油压力控制装置、方法及工程机械

技术领域

本申请涉及液压系统控制技术领域，具体涉及一种补油压力控制装置、一种补油压力控制方法以及一种工程机械。

背景技术

工程机械(例如，泵送设备)常用的两种液压系统为闭式液压系统及开式液压系统。在闭式液压系统中，油缸回油又回到油泵，油液在油缸与油泵之间油路里循环，不考虑泄漏和冲洗冷却的情况下，不需要外部补油。但实际上泄漏和冷却不可避免，因此，闭式液压系统通常设置补油泵对闭式回路进行补油。

然而，在泵送工况和全部待料工况下，补油泵消耗的功率均大幅高于系统实际需求功率，造成非必要燃油消耗，且多余消耗功率均转化为液压油热量，液压系统散热能力也需同步提高，造成了非必要的成本上升。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种补油压力控制装置、一种补油压力控制方法以及一种工程机械，以至少解决上述问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种补油压力控制装置，包括：

系统油路、补油回路、冲洗回路和控制系统；

所述补油回路包括补油泵和补油溢流阀，所述补油泵用于将所述油箱中的油泵送至所述系统油路；所述补油溢流阀用于调节所述补油泵从所述油箱中泵送出的油的压力；

所述冲洗回路包括冲洗换向阀、冲洗溢流阀和电磁换向阀，所述冲洗换向阀中位机能为油口全连通，所述冲洗换向阀分别与所述系统油路和所述冲洗溢流阀连接，所述冲洗溢流阀连接到油箱；所述电磁换向阀与所述冲洗溢流阀连接，所述电磁换向阀用于根据所述控制系统发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀开启或是关闭，以控制所述补油泵送出的油的压力。

在本申请实施例中，所述电磁换向阀用于根据所述控制系统发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀中弹簧先导腔中的压力，以控制开启或是关闭。

在本申请实施例中，所述电磁换向阀用于根据所述控制系统发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀中弹簧腔对面的先导腔中的压力，以控制开启或是关闭。

在本申请实施例中，还包括设置于所述冲洗溢流阀与所述油箱之间的冷却器。

在本申请实施例中，还包括：还包括油温传感器，

所述油温传感器用于获取所述油箱中的油温，并发送至所述控制系统；

所述控制器根据所述油箱中的油温生成控制信号，并发送至所述电磁换向阀。

在本申请实施例中，所述系统油路包括闭式主泵，所述补油回路还包括伺服阀，所述补油泵为所述伺服阀提供压力油源，所述伺服阀根据所述控制系统发送的控制信号，生成压力信号并发送至所述闭式主泵，以控制系统油路中油的方向。

在本申请实施例中，所述补油回路还包括多个多功能阀，各个所述多功能阀分别与所述补油泵和所述冲洗换向阀连接，所述多个多功能阀用于为所述冲洗溢流阀提供冲洗流量油源。

本申请第二方面提供一种补油压力控制方法，应用于实现第一方面中所述的补油压力控制装置，包括以下步骤：

控制系统发出控制信号到电磁换向阀；

所述电磁换向阀根据所述控制信号，控制冲洗溢流阀开启或是关闭。

在本申请实施例中，还包括以下步骤：

控制系统获取液压油温；

将所述液压油温与预置的温度阈值进行对比，得到对比结果；

根据所述对比结果生成控制信号，并发送至电磁换向阀。

在本实施例中，所述预置的温度阈值包括T1和T2，所述将所述液压油温与预置的温度阈值进行对比，得到对比结果；根据所述对比结果生成控制信号，并发送至电磁换向阀，包括以下步骤：

A1：判断所述液压油温是否低于T1，若是，则生成得电的控制信号，并发送至电磁换向阀；若否，则执行A2；

A2：判断所述液压油温是否小于等于T2，若是，则生成控制电磁换向阀得电的控制信号，并发送至电磁换向阀，并判断是否设置泵送启动，若是，则保持电磁换向阀得电状态，若否，则再次循环判断液压油温是否小于等于T2；若液压油温大于T2，则执行A3；

A3：判断是否设置泵送启动，若否，则生成控制电磁换向阀失电的控制信号，并发送至电磁换向阀；若是，则执行A4；

A4：判断是否有换向信号，若无，则生成控制电磁换向阀失电的控制信号，并发送至电磁换向阀；若有，则生成控制电磁换向阀得电的控制信号，并发送至电磁换向阀，并启动计时器t，循环判断计时器的值，直到t大于等于预设的值t1，则结束。

本申请第三方面提供一种工程机械，包括执行机构；以及根据第一方面所述的补油压力控制装置，所述系统油路用于驱动所述执行机构。

通过上述技术方案，通过由控制系统发出控制信号到电磁换向阀，然后所述电磁换向阀根据所述控制信号，控制冲洗溢流阀开启或是关闭，从而可以通过冲洗溢流阀对补油泵工作压力进行二次调节，实现补油泵消耗功率在待料工况下降65％，在泵送工况中泵送油缸运动阶段下降50-62％；通过将冲洗溢流阀先导腔与回油压力隔断，实现冲洗流量在泵车全生命周期内基本保持一致，避免由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障；通过电磁换向阀对冲洗溢流阀的开启和关闭做电控越权控制，实现泵送工况中泵送油缸换向阶段补油压力上升，避免主泵吸空损坏。只需要将冲洗换向阀变更中位机能，增加电磁换向阀给冲洗溢流阀提供控制油源，可控制冲洗溢流阀的开启与关闭，进而就可以控制补油压力来减小整个工况周期的补油泵消耗功率，从而减小闭式液压系统的功率损失，提高了系统工作效率，控制简单、方便。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种补油压力控制装置的原理图；

图2示意性示出了根据本申请实施例的一种冲洗溢流阀和电磁换向阀示意图；

图3示意性示出了根据本申请实施例的一种补油压力控制方法的步骤流程图；

图4示意性示出了根据本申请实施例的低温环境下油温控制逻辑图。

附图标记说明

1-补油泵；2-补油溢流阀；3-油箱；4-闭式主泵；5-伺服阀；6-多功能阀；7-冲洗换向阀；8-冲洗溢流阀；9-左泵送油缸；10-位移传感器；11-回油过滤器；12-右泵送油缸；13-系统油路；14-冷却器；15-油温传感器；16-控制系统；17-电磁换向阀；18-补油回路；19-冲洗回路。

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的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。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。

请参看图1，图1示意性示出了根据本申请实施例的一种补油压力控制装置的原理图。该补油压力控制装置，用于闭式液压系统，为了便于理解，在本实施例中，以泵送机械的一种，即混凝土泵车做技术说明。所述补油压力控制装置包括：系统油路13、补油回路18、冲洗回路19和控制系统16；

所述系统油路13包括闭式主泵4，用于控制所述系统油路13中油的方向；在本实施例中，所述系统油路13用于驱动工程机械中的执行机构，比如：在混凝土泵车中，执行机构可以是泵送油缸。所述闭式主泵4可以是可双向输出压力油。在混凝土泵车中，系统油路13主要是通过管路中的油压推动泵送油缸用于推动混凝土在管路内流动，包括左泵送油缸9和右泵送油缸12，两根泵送油缸配合运动，一根往外伸出时，另一根油缸同步往回缩。

所述补油回路18包括补油泵1和补油溢流阀2，所述补油泵1用于将所述油箱3中的油泵送至所述系统油路13；所述补油溢流阀2用于调节所述补油泵1从所述油箱3中泵送出的油的压力；在本实施例中，所述补油泵1可以是定量齿轮泵。所述补油泵1的进油口一端与油箱3连接，出油口一端连接到闭式主泵4，闭式主泵4是从系统油路13的低压侧吸油，并经过加压后再输出到系统油路13中。为了调节所述补油泵1出油的压力，可以将补油溢流阀2的一端连接到补油泵1的出油端，所述补油溢流阀2的另一端连接到油箱3，从而可以通过补油溢流阀2来调节补油泵1送出的油的压力。

其中，所述补油回路18还包括伺服阀5，所述补油泵1为所述伺服阀5提供压力油源，所述伺服阀5根据所述控制系统16发送的控制信号，生成压力信号并发送至所述闭式主泵4，以控制系统16油路中油的方向。在本实施例中，所述伺服阀5位于所述闭式主泵4与补油泵1之间，所述控制系统16与所述伺服阀5连接。所述补油泵1为伺服阀5提供压力油源。所述伺服阀5在接收到电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出，以便于控制闭式主泵4的方向转变。

在上述例子中，泵送油缸行程通常在1.5-2.5m之间，在工作时需要不停地换向(当前最最大换向次数可达30次/mim，混凝土泵车大数据工况显示泵送工况平均换向10-12次/min)，而在换向过程中，油缸无法对外做功，所以为了提升泵送效率，混凝土泵车要求油缸换向的时间要尽可能短(通常要求≤250ms)，而油缸换向的速度主要取决于闭式主泵4的压力油方向改变速度，而该速度又与进入伺服阀5的油源压力大小正相关，而该油源由补油泵1提供，通过补油溢流阀2进行压力调节。

同时，由于闭式主泵4换向时间短，但是泵送油缸存在惯性，其换向速度可能无法跟上主泵，导致可能出现以下情况：闭式主泵4已经完成换向，油液流动方向已经发生改变，但油缸由于惯性作用，尚未完成换向，即油缸内油液流动方向尚未改变，因此造成闭式主泵4两个工作油口中的一个中发生吸空，另一个油口则发生压力冲击。为避免吸空损坏闭式主泵4，通常也要将补油溢流压力提高，进而提高两个工作油口中低压侧工作压力来抵御吸空，闭式主泵4可靠性更好。例如，在混凝土泵车领域，为加快闭式主泵4换向速度并防止换向过程中工作油口处发生吸空并导致闭式主泵4损坏，补油溢流阀2的压力值(当前行业内为34bar)设定高于其他领域内的压力(比如盾构设备中通常为16-18bar)。

其中，所述补油回路18还包括多个多功能阀6，各个所述多功能阀6分别与所述补油泵1和所述冲洗换向阀7连接，所述多个多功能阀6用于为所述冲洗溢流阀8提供冲洗流量油源。在本实施例中，包括2个多功能阀6，分别为：集成高压溢流阀和低压补油单向阀。

需要说明的是，所述补油泵1还可以通过多功能阀6为系统提供油源补充泄漏和冲洗冷却油。

其中，在上述例子中，为了便于检测两根泵送油缸的行程，可以在左泵送油缸9和右泵送油缸12中分别设置泵送油缸位移传感器10，控制系统16通过位移传感器10检测两根泵送油缸的行程，在到达换向位置后，控制伺服阀5左右两侧的电磁铁切换得电状态，从而控制闭式主泵4的压力油流动方向改变，最终左右泵送油缸12运动方向发生改变，周而复始，持续工作。需要说明的是，上述位移传感器10还可以替换为接近开关，通过检测活塞位置来控制该伺服阀5失电。

所述冲洗回路19包括冲洗换向阀7、冲洗溢流阀8和电磁换向阀17，所述冲洗换向阀7中位机能为油口全连通，所述冲洗换向阀7分别与所述系统油路13和所述冲洗溢流阀8连接，所述冲洗溢流阀8连接到油箱3；所述电磁换向阀17与所述冲洗溢流阀8连接，所述电磁换向阀17用于根据所述控制系统16发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀8开启或是关闭。在本实施例中，所述冲洗回路19用于将系统油路13中的油进行置换。所述冲洗换向阀7位于所述系统油路13中的高压侧与低压侧之间，分别与高压侧和低压侧连接。

在本实施例中，所述冲洗换向阀7中位机能为油口全连通，使得所述冲洗换向阀7中的三个油口均连通，即系统油路13中的高压侧与所述冲洗溢流阀8连通，系统油路13中的低压侧与所述冲洗溢流阀8连通。

通过增加电磁换向阀17，可以给冲洗溢流阀8提供控制油源，可控制该冲洗溢流阀8的开启与关闭，可以是通过多种方式来控制冲洗溢流阀8的开启与关闭。在本实施例中，包括以下两种方式进行控制：

第一种，所述电磁换向阀17用于根据所述控制系统16发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀8中弹簧先导腔中的压力，以控制开启或是关闭。采用该种方式时，所述电磁换向阀17进油口的一端与油箱3连接，所述电磁换向阀17的控制端与所述控制系统16连接，所述电磁换向阀17的另一端连接到冲洗溢流阀8。通过控制压力进入弹簧先导腔，阀芯两侧液压力平衡，由弹簧力关闭所述冲洗溢流阀8的阀芯。

第二种，所述电磁换向阀17用于根据所述控制系统16发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀8中弹簧腔对面的先导腔中的压力，以控制开启或是关闭。请参看图2，图2示意性示出了根据本申请实施例的一种冲洗溢流阀和电磁换向阀示意图。采用该种方式时，所述电磁换向阀17进油口与系统油路13连通，控制压力进入弹簧腔对面的先导腔，如果压力无法进入这个先导腔，阀芯也会在弹簧的作用下关闭。

在本实施例中，由于冲洗溢流阀8的先导腔不再与回油相通，而是通过电磁换向阀17与阀前压力或者油箱3连通，回油压力变化不再会影响冲洗溢流阀8的设定压力，所以该压力不再随工程机械工作时长变化而改变，工程机械生命周期内冲洗流量基本保持一致，可避免由于由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障。

下面分别对各个工况下，该补油压力控制装置如何降低补油泵1中的非必要功率消耗进行说明，为了便于理解，以混凝土泵车为例进行说明。

在待料工况中，冲洗换向阀7处于中位，电磁换向阀17失电工作于上位，系统油路13中的油液均可通过换向阀中位作用于冲洗溢流阀8，将该阀溢流压力设定为P1，油液流过多功能阀6压力损失为ΔP1，流过冲洗换向阀7中位阀口的压力损失为ΔP2，只要P1+ΔP1+ΔP2值小于补油溢流阀2设定的压力值34bar，补油溢流阀2不再开启，补油泵1的流量(约65-70L/min)将会通过两个多功能阀6中的补油单向阀进入系统油路13，再通过冲洗换向阀7中位后打开冲洗溢流阀8流回液压油箱3，在本例中，P1优选为6bar，ΔP1优选为2bar，ΔP2优选为4bar。此时，补油泵1的工作压力将由34bar降低为12bar，功率消耗降低65％。

在泵送工况中，泵送油缸在行程中时，冲洗换向阀7将处于上侧或下侧的工作位置，电磁换向阀17失电工作于上位，系统油路13中低压侧的油液可通过换向阀工作位作用于冲洗溢流阀8，该阀溢流设定压力为P1，油液流过多功能阀6压力损失为ΔP3，流过冲洗换向阀7工作位阀口的压力损失为ΔP4。补油泵1的流量除去给伺服阀5提供压力油源并补充系统泄漏外，剩余的流量(90-130L/min)将会通过两个多功能阀6中的补油单向阀进入系统油路13，再通过冲洗换向阀7的工作位后打开冲洗溢流阀8流回液压油箱3。在本例中，P1优选为6-8bar(随流量变化，流量变化由柴油机转速变化导致，不同工作挡位情况下发动机的转速会发生变化)，ΔP3优选为2bar，ΔP4优选为5-7bar(随流量变化)。此时，补油泵1的工作压力将由34bar降低为13-17bar(随流量变化)，功率消耗降低50-62％。

在泵送油缸换向阶段，为了保证换向速度并防止吸空，此时需要保证补油压力，在本例中，控制系统16通过位移传感器10检测两根泵送油缸的行程，在到达换向位置后，控制系统16发出换向信号，此时电磁换向阀17电磁铁得电，该换向阀工作于下位，此时冲洗溢流阀8阀前压力通过电磁换向阀17作用于冲洗溢流阀8芯控制腔，阀芯两端液压力相等，在弹簧力作用下，冲洗溢流阀8关闭，此时补油泵1流量只能通过补油溢流阀2回油箱3，此时补油泵1工作压力由补油溢流阀2决定，为34bar。电磁换向阀17得电持续t1(可根据泵送挡位和泵送压力进行调整)后失电，冲洗溢流阀8重新开启，补油泵1工作压力重新等于P1+ΔP3+ΔP4，补油溢流阀2同步关闭。在本例中，t1优选400ms。

由此可以看出：

1、在待料工况下，补油泵1流量不再通过补油溢流阀2，而是通过冲洗换向阀7中位和冲洗溢流阀8流回油箱3，补油泵1工作压力可由34bar降低为12bar，功率消耗可降低约2.9kW，降低约65％。

2、在泵送工况下，泵送油缸正常运动阶段，补油泵1的流量通过冲洗换向阀7工作位和冲洗溢流阀8流回液压油箱3。补油泵1的工作压力可由34bar降低为13-17bar(随流量变化)，功率消耗最高可降低5.8-7.1kW，降低约50-62％。

3、在泵送工况下，泵送油缸换向阶段，冲洗溢流阀8电控关闭，补油泵1流量仍通过补油溢流阀2流回油箱3，补油泵1工作压力重新升高为34bar，闭式主泵4两个工作油口中低压侧工作压力同步升高，可有效避免主泵吸空损坏。

4、在泵车全生命周期内，冲洗溢流阀8的设定压力不再随泵车工作时长变化而改变，泵车泵送工况下冲洗流量基本保持一致，可避免由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障。

上述实现过程中，通过冲洗溢流阀8对补油泵1工作压力进行二次调节，实现补油泵1消耗功率在待料工况下降65％，在泵送工况中泵送油缸运动阶段下降50-62％；通过将冲洗溢流阀8先导腔与回油压力隔断，实现冲洗流量在泵车全生命周期内基本保持一致，避免由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障；通过电磁换向阀17对冲洗溢流阀8的开启和关闭做电控越权控制，实现泵送工况中泵送油缸换向阶段补油压力上升，避免主泵吸空损坏。只需要将冲洗换向阀7变更中位机能，增加电磁换向阀17给冲洗溢流阀8提供控制油源，可控制该冲洗溢流阀8的开启与关闭，进而就可以控制补油压力来减小整个工况周期的补油泵1消耗功率，从而减小闭式液压系统的功率损失，提高了系统工作效率，控制简单、方便。

其中，还可以对冲洗溢流阀8设置固定机械背压，由于冲洗溢流阀8设置了固定机械背压，即使该阀发生卡滞，通过背压(本例优选6bar)和冲洗换向阀7阀口压差(本例优选4bar)以及补油单向阀压差(本例优选2bar)，也可确保补油泵1会以高于12bar的压力进行工作，使得闭式主泵4工作油口压力不低于使用要求(10bar)，闭式主泵4可靠性好。

其中，还包括设置于所述冲洗溢流阀8与所述油箱3之间的冷却器14。

由于闭式液压系统中，油液长时间循环会导致油温过高，引起系统失效，因此闭式系统通常会配置冲洗阀，该冲洗阀作用为：将系统内循环的高温液压油置换出来进入冷却器14进行冷却，使系统内油温保持在合理区间。按照设计经验，可以将通过冲洗阀置换出来的油液流量通常设定为补油泵1流量的三分之二，通过对补油溢流阀2设定压力(当前泵送机械行业通常为34bar)和冲洗溢流阀8设定压力(当前行业通常为30bar)进行调节形成合理的压差来实现。

为进一步过滤油中的杂质，所述冷却器14与油箱3之间还设置有回油过滤器11。

其中，还包括油温传感器15，所述油温传感器15用于获取所述油箱3中的油温，并发送至所述控制系统16；在本实施例中，所述油温传感器15设置于所述油箱3中，并与所述控制系统16连接。

所述控制器根据所述油箱3中的油温生成控制信号，并发送至所述电磁换向阀17。所述控制系统16通过油温传感器15检测液压油温，并根据检测到的液压油温生成控制信号，电磁换向阀17根据控制信号进行得电或是失电，进而控制冲洗溢流阀8的开启或关闭，从而调节油温。

比如：请参看图4，图4示意性示出了根据本申请实施例的一种补油压力控制方法的步骤流程图。在冬季，泵车首次启动后，控制系统16通过油温传感器15检测液压油温，若起始油温低于T1，控制系统16控制电磁换向阀17得电，换向阀工作在下位，冲洗溢流阀8关闭，所有补油流量通过补油溢流阀2以34bar压力进行溢流发热，尽快提高系统油温，泵车不允许泵送。在系统油温上升到T1时，系统允许开始泵送作业，在油温未达到适宜温度T2时，电磁换向阀17保持得电状态，补油流量继续通过补油溢流阀2以34bar压力继续溢流阀发热，尽快将油温提高到适宜温度。本例中，T1为20℃，T2为40℃。

通过对液压系统油温进行检测并对冲洗溢流阀8做电控越权关闭，可以实现低气温环境下尽快将油温提高到适宜温度，提高工程机械施工效率。

基于同样的发明构思，本实施例还提供一种补油压力控制方法，应用于上述补油压力控制装置，请参看图3，图3示意性示出了根据本申请实施例的一种补油压力控制方法的步骤流程图。本实施例中提供了一种补油压力控制方法，包括以下步骤：

步骤210：控制系统16发出控制信号到电磁换向阀17；在本实施例中，所述控制系统16可以是控制器、单片机、FPGA等控制器件，上述控制信号可以是控制系统16根据实时获取的油温或是执行机构的位移信息生成的控制信号。

步骤220：所述电磁换向阀17根据所述控制信号，控制冲洗溢流阀8开启或是关闭。电磁换向阀17根据控制信号进行得电或是失电，进而控制冲洗溢流阀8开启或是关闭。

下面分别对各个工况下，该补油压力控制装置如何降低补油泵1中的非必要功率消耗进行说明，为了便于理解，以混凝土泵车为例进行说明。

在待料工况中，冲洗换向阀7处于中位，电磁换向阀17失电工作于上位，系统油路13中的油液均可通过换向阀中位作用于冲洗溢流阀8，将该阀溢流压力设定为P1，油液流过多功能阀6压力损失为ΔP1，流过冲洗换向阀7中位阀口的压力损失为ΔP2，只要P1+ΔP1+ΔP2值小于补油溢流阀2设定的压力值34bar，补油溢流阀2不再开启，补油泵1的流量(约65-70L/min)将会通过两个多功能阀6和中的补油单向阀进入系统油路13，再通过冲洗换向阀7中位后打开溢流阀流回液压油箱3，在本例中，P1优选为6bar，ΔP1优选为2bar，ΔP2优选为4bar。此时，补油泵1的工作压力将由34bar降低为12bar，功率消耗降低65％。

在泵送工况中，泵送油缸在行程中时，冲洗换向阀7将处于上侧或下侧的工作位置，电磁换向阀17失电工作于上位，系统油路13中低压侧的油液可通过换向阀工作位作用于冲洗溢流阀8，该阀溢流设定压力为P1，油液流过多功能阀6压力损失为ΔP3，流过冲洗换向阀7工作位阀口的压力损失为ΔP4。补油泵1的流量除去给伺服阀5提供压力油源并补充系统泄漏外，剩余的流量(90-130L/min)将会通过两个多功能阀6或中的补油单向阀进入系统油路13，再通过冲洗换向阀7的工作位后打开冲洗溢流阀8流回液压油箱3。在本例中，P1优选为6-8bar(随流量变化)，ΔP3优选为2bar，ΔP4优选为5-7bar(随流量变化)。此时，补油泵11的工作压力将由34bar降低为13-17bar(随流量变化)，功率消耗降低50-62％。

在泵送油缸换向阶段，为了保证换向速度并防止吸空，此时需要保证补油压力，在本例中，控制系统16通过位移传感器10检测两根泵送油缸的行程，在到达换向位置后，控制系统16发出换向信号，此时电磁换向阀17电磁铁得电，该换向阀工作于下位，此时冲洗溢流阀8阀前压力通过电磁换向阀17作用于冲洗溢流阀8芯控制腔，阀芯两端液压力相等，在弹簧力作用下，冲洗溢流阀8关闭，此时补油泵1流量只能通过补油溢流阀2回油箱3，此时补油泵1工作压力由补油溢流阀2决定，为34bar。电磁换向阀17得电持续t1(可根据泵送挡位和泵送压力进行调整)后失电，冲洗溢流阀8重新开启，补油泵1工作压力重新等于P1+ΔP3+ΔP4，补油溢流阀2同步关闭。在本例中，t1优选400ms。

由此可以看出：

1、在待料工况下，补油泵1流量不再通过补油溢流阀2，而是通过冲洗换向阀7中位和冲洗溢流阀8流回油箱3，补油泵1工作压力可由34bar降低为12bar，功率消耗可降低约2.9kW，降低约65％。

2、在泵送工况下，泵送油缸正常运动阶段，补油泵1的流量通过冲洗换向阀7工作位和冲洗溢流阀8流回液压油箱3。补油泵1的工作压力可由34bar降低为13-17bar(随流量变化)，功率消耗最高可降低5.8-7.1kW，降低约50-62％。

3、在泵送工况下，泵送油缸换向阶段，冲洗溢流阀8电控关闭，补油泵1流量仍通过补油溢流阀2流回油箱3，补油泵1工作压力重新升高为34bar，主泵两个工作油口中低压侧工作压力同步升高，可有效避免主泵吸空损坏。

4、在泵车全生命周期内，冲洗溢流阀8的设定压力不再随泵车工作时长变化而改变，泵车泵送工况下冲洗流量基本保持一致，可避免由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障。

上述实现过程中，通过由控制系统16发出控制信号到电磁换向阀17，然后所述电磁换向阀17根据所述控制信号，控制冲洗溢流阀8开启或是关闭，从而可以通过冲洗溢流阀8对补油泵1工作压力进行二次调节，实现补油泵1消耗功率在待料工况下降65％，在泵送工况中泵送油缸运动阶段下降50-62％；通过将冲洗溢流阀8先导腔与回油压力隔断，实现冲洗流量在泵车全生命周期内基本保持一致，避免由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障；通过电磁换向阀17对冲洗溢流阀8的开启和关闭做电控越权控制，实现泵送工况中泵送油缸换向阶段补油压力上升，避免主泵吸空损坏。只需要将冲洗换向阀7变更中位机能，增加电磁换向阀17给冲洗溢流阀8提供控制油源，可控制冲洗溢流阀8的开启与关闭，进而就可以控制补油压力来减小整个工况周期的补油泵1消耗功率，从而减小闭式液压系统的功率损失，提高了系统工作效率，控制简单、方便。

其中，还包括以下步骤：

首先：控制系统16获取液压油温；在本实施例中，所述控制系统16可以是通过获取安装于油箱3中的温度传感器获得液压油温。

然后：将所述液压油温与预置的温度阈值进行对比，得到对比结果；上述预置的温度阈值可以是多个，可以是根据实际情况进行设置。

最后：根据所述对比结果生成控制信号，并发送至电磁换向阀17。

其中，所述预置的温度阈值包括T1和T2，所述将所述液压油温与预置的温度阈值进行对比，得到对比结果；根据所述对比结果生成控制信号，并发送至电磁换向阀17，包括以下步骤：

A1：判断所述液压油温是否低于T1，若是，则生成得电的控制信号，并发送至电磁换向阀17；若否，则执行A2；

A2：判断所述液压油温是否小于等于T2，若是，则生成控制电磁换向阀17得电的控制信号，并发送至电磁换向阀17，并判断是否设置泵送启动，若是，则保持电磁换向阀17得电状态，若否，则再次循环判断液压油温是否小于等于T2；若液压油温大于T2，则执行A3；

A3：判断是否设置泵送启动，若否，则生成控制电磁换向阀17失电的控制信号，并发送至电磁换向阀17；若是，则执行A4；

A4：判断是否有换向信号，若无，则生成控制电磁换向阀17失电的控制信号，并发送至电磁换向阀17；若有，则生成控制电磁换向阀17得电的控制信号，并发送至电磁换向阀17，并启动计时器t，循环判断计时器的值，直到t大于等于预设的值t1，则结束。

比如：在上述例子中，温度阈值包括T1为20℃和T2为40℃，T1<T2，在冬季，泵车首次启动后，控制系统16通过油温传感器15检测液压油温，若起始油温低于T1，控制系统16控制电磁换向阀17得电，换向阀工作在下位，冲洗溢流阀8关闭，所有补油流量通过补油溢流阀2以34bar压力进行溢流发热，尽快提高系统油温，泵车不允许泵送。在系统油温上升到T1时，系统允许开始泵送作业，在油温未达到适宜温度T2时，电磁换向阀17保持得电状态，补油流量继续通过补油溢流阀2以34bar压力继续溢流阀发热，尽快将油温提高到适宜温度。具体逻辑框图如图4所示，首先判断液压油温是否小于等于T1，若是，则生成控制电磁换向阀17得电的控制信号，电磁换向阀17得电后，不允许启动泵送。若液压油温大于T1，则进一步判断液压油温是否小于等于T2，若是，则生成控制电磁换向阀17得电的控制信号，然后判断是否设置泵送启动，若是，则保持电磁换向阀17得电状态，若否，则再次循环判断液压油温是否小于等于T2；若液压油温大于T2，则判断是否设置泵送启动，若否，则生成控制电磁换向阀17失电的控制信号，若是，则进一步判断是否有换向信号，若无，则生成控制电磁换向阀17失电的控制信号，电磁换向阀17失电；若有，则生成控制电磁换向阀17得电的控制信号，电磁换向阀17得电，并启动计时器t，循环判断计时器的值，直到t大于等于预设的值t1，则结束。

通过对液压系统油温进行检测并对冲洗溢流阀8做电控越权关闭，可以实现低气温环境下尽快将油温提高到适宜温度，提高了工程机械施工效率。

基于同样的发明构思，本实施例还提供一种工程机械，包括执行机构；以及所述补油压力控制装置，所述系统油路13用于驱动所述执行机构。所述工程机械包括泵送设备。可理解地，泵送设备可以包括泵车、拖泵、车载泵等设备。

图3为一个实施例中一种补油压力控制方法的步骤流程图。应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

综上所述，本实施例提供的一种补油压力控制装置、方法及工程机械，在待料工况下，补油泵1流量不再通过补油溢流阀2，而是通过冲洗换向阀7中位和冲洗溢流阀8流回油箱3，补油泵1工作压力可由34bar降低为12bar，功率消耗可降低约2.9kW，降低约65％。在泵送工况下，泵送油缸正常运动阶段，补油泵1的流量通过冲洗换向阀7工作位和冲洗溢流阀8流回液压油箱3。补油泵1的工作压力可由34bar降低为13-17bar(随流量变化)，功率消耗最高可降低5.8-7.1kW，降低约50-62％。在泵送工况下，泵送油缸换向阶段，冲洗溢流阀8电控关闭，补油泵1流量仍通过补油溢流阀2流回油箱3，补油泵1工作压力重新升高为34bar，主泵两个工作油口中低压侧工作压力同步升高，可有效避免主泵吸空损坏。在泵车全生命周期内，冲洗溢流阀8的设定压力不再随泵车工作时长变化而改变，泵车泵送工况下冲洗流量基本保持一致，可避免由于冲洗流量异常导致的液压系统超温故障。在低温环境下，冲洗溢流阀8电控关闭，补油泵1流量通过补油溢流阀2以34bar压力持续溢流阀发热，尽快将油温提高到适宜温度，提高泵车施工效率。由于冲洗溢流阀8设置了固定机械背压，即使该阀发生卡滞，通过背压和冲洗换向阀7阀口压差以及补油单向阀压差，也可确保补油泵1会以高于12bar的压力进行工作，使得闭式主泵4工作油口压力不低于使用要求，闭式主泵4可靠性好。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种补油压力控制装置，用于闭式液压系统，其特征在于，所述补油压力控制装置包括：系统油路、补油回路、冲洗回路和控制系统；

所述补油回路包括补油泵和补油溢流阀，所述补油泵用于将油箱中的油泵送至所述系统油路；所述补油溢流阀用于调节所述补油泵从所述油箱中泵送出的油的压力；

所述冲洗回路包括冲洗换向阀、冲洗溢流阀和电磁换向阀，所述冲洗换向阀中位机能为油口全连通，所述冲洗换向阀分别与所述系统油路和所述冲洗溢流阀连接，所述冲洗溢流阀连接到油箱；所述电磁换向阀与所述冲洗溢流阀连接，所述电磁换向阀用于根据所述控制系统发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀开启或是关闭，以控制所述补油泵送出的油的压力。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁换向阀用于根据所述控制系统发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀中弹簧先导腔中的压力，以控制所述冲洗溢流阀开启或是关闭。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁换向阀用于根据所述控制系统发出的控制信号，控制所述冲洗溢流阀中弹簧腔对面的先导腔中的压力，以控制所述冲洗溢流阀开启或是关闭。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述冲洗溢流阀与所述油箱之间的冷却器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括油温传感器，

所述油温传感器用于获取所述油箱中的油温，并发送至所述控制系统；

所述控制系统用于根据所述油箱中的油温生成控制信号，并发送至所述电磁换向阀。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述系统油路包括闭式主泵，所述补油回路还包括伺服阀，所述补油泵用于为所述伺服阀提供压力油源，所述伺服阀用于根据所述控制系统发送的控制信号，生成压力信号并发送至所述闭式主泵，以控制系统油路中油的方向。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补油回路还包括多个多功能阀，各个所述多功能阀分别与所述补油泵和所述冲洗换向阀连接，所述多个多功能阀用于为所述冲洗溢流阀提供冲洗流量油源。

8.一种补油压力控制方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的补油压力控制装置，其特征在于，包括以下步骤：

控制系统发出控制信号到电磁换向阀；

所述电磁换向阀根据所述控制信号，控制冲洗溢流阀开启或是关闭，以控制补油压力。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

控制系统获取液压油温；

将所述液压油温与预置的温度阈值进行对比，得到对比结果；

根据所述对比结果生成控制信号，并发送至电磁换向阀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预置的温度阈值包括T1和T2，所述将所述液压油温与预置的温度阈值进行对比，得到对比结果；根据所述对比结果生成控制信号，并发送至电磁换向阀，包括以下步骤：

A1：判断所述液压油温是否低于T1，若是，则生成得电的控制信号，并发送至电磁换向阀；若否，则执行A2；

A2：判断所述液压油温是否小于等于T2，若是，则生成控制电磁换向阀得电的控制信号，并发送至电磁换向阀，并判断是否设置泵送启动，若是，则保持电磁换向阀得电状态，若否，则再次循环判断液压油温是否小于等于T2；若液压油温大于T2，则执行A3；

A3：判断是否设置泵送启动，若否，则生成控制电磁换向阀失电的控制信号，并发送至电磁换向阀；若是，则执行A4；

A4：判断是否有换向信号，若无，则生成控制电磁换向阀失电的控制信号，并发送至电磁换向阀；若有，则生成控制电磁换向阀得电的控制信号，并发送至电磁换向阀，并启动计时器t，循环判断计时器的值，直到t大于等于预设的值t1，则结束。

11.一种工程机械，其特征在于，包括执行机构以及权利要求1至7中任一项所述的补油压力控制装置，所述补油压力控制装置通过系统油路驱动所述执行机构。

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