CN205618461U - 转速匹配阀和变压差负载敏感控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转速匹配阀和变压差负载敏感控制系统，其中，转速匹配阀包括进油口、第一出油口和第二出油口，进油口用于与动力油源相通，进油口与第一出油口相通的油路上设有节流阻尼，进油口与第二出油口相通的油路上设有压力控制机构，压力控制机构能够使得第二出油口的输出压力等于节流阻尼两端的压差，第二出油口作为控制油源的出油口。通过在阀体内部设置节流阻尼，当流量流过该节流阻尼时会产生一定的压力损失，由于节流阻尼在工作过程中的节流面积固定，压力损失与流量一一对应，从而动态地控制操作系统的压差，提高了系统的调速性能，使系统获得更加优良的操控性能。

Description

转速匹配阀和变压差负载敏感控制系统

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种转速匹配阀和变压差负载敏感控制系统。

背景技术

目前国内外变量泵负载敏感控制系统普遍使用恒压差控制的方法来实现系统压力与负载压力自适应匹配，压差控制是指通过变量泵压差控制阀能够使得泵出口压力始终比负载压力高一ΔP值，该ΔP即为系统的压差。通过变量泵自带的压差控制阀设定系统的压差ΔP，当系统工作时，能够使得泵出口压力始终比负载压力高ΔP。采用恒压差控制的方法的变量泵负载敏感控制系统主要存在以下技术缺陷：

第一、扳动手柄在很大的一段范围内，系统流量仅在很小的范围内存在变量，超过该范围则出现饱和现象，使得手柄操纵范围窄，影响系统的调速性；

第二、为补偿最大流量产生的管路沿程损失，恒定压差一般设定值较高，这样使得在小流量工作场合，如进行微动作业时，产生较大的压力损失。

第三、系统压差较大，制约了微动性的进一步提升。

现有技术中使用转速传感器和控制器根据不同发动机转速来实现不同的压力输出，这样需要额外增加转速传感器和控制器，以及压力调节装置，成本高，环节较多，故障率高。

实用新型内容

为克服以上技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种转速匹配阀和变压差负载敏感控制系统，能够动态地控制操作系统的压差，使系统获得更加优良的操控性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种转速匹配阀，其包括进油口、第一出油口和第二出油口，进油口用于与动力油源相通，进油口与第一出油口相通的油路上设有节流阻尼，进油口与第二出油口相通的油路上设有压力控制机构，压力控制机构能够使得第二出油口的输出压力等于节流阻尼两端的压差，第二出油口作为控制油源的出油口。

进一步地，压力控制机构包括液控滑阀，液控滑阀的第一控制端与进油口连接，第二控制端与第一出油口和第二出油口均连接。

进一步地，节流阻尼的的节流面积可调。

进一步地，节流阻尼在不同规格的节流阻尼中进行选择。

进一步地，液控滑阀设有分别与进油口、第二出油口以及回油油路相通的多个油口，通过液控滑阀来切换第二出油口分别与进油口和回油油路的连通关系。

进一步地，液控滑阀包括阀芯和阀套，阀芯的一端作为第一控制端接收来自与进油口的控制压力，另一端作为第二控制端接收来自第一出油口和第二出油口的控制压力。

进一步地，阀芯的另一端设有台阶，以使接收来自第一出油口和第二出油口的油液的受力面积相等。

进一步地，还包括压力传感器，压力控制机构包括电控液控滑阀，电控液控滑阀能够根据压力传感器所获得的节流阻尼两端的压力的差值，使得第二出油口的输出压力等于节流阻尼两端的压差。

优选地，动力油源由定量泵供油，定量泵由发动机驱动。

本实用新型还提供了一种变压差负载敏感控制系统，其包括上述的转速匹配阀。

由此，基于上述技术方案，本实用新型通过在阀体内部设置节流阻尼，当流量流过该节流阻尼时会产生一定的压力损失，由于节流阻尼在工作过程中的节流面积固定，压力损失与流量一一对应，通过压力控制机构来保证作为控制油源的第二出油口的输出压力即为该压力损失，从而间接反映动力机构的转速，实现流量输出与动力机构的转速相关，从而动态地控制操作系统的压差，提高了系统的调速性能，使系统获得更加优良的操控性能。本实用新型提供的变压差负载敏感控制系统相应地也具有上述有益技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型转速匹配阀的结构示意图；

图2为利用本实用新型转速匹配阀的动力机构的转速与输出油压的比例关系曲线图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型的具体实施方式是为了便于对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所述的本实用新型的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

针对目前现有的采用恒压差控制的方法的变量泵负载敏感控制系统存在诸多技术缺陷，本实用新型设计了一种转速匹配阀，该转速匹配阀通过在阀体内部设置节流阻尼，当流量流过该节流阻尼时会产生一定的压力损失，由于节流阻尼在工作过程中的节流面积固定，因此压力损失与流量一一对应，通过压力控制机构来保证作为控制油源的第二出油口的输出压力即为该压力损失，从而间接反映动力机构的转速，实现流量输出与动力机构的转速相关，实现动态地控制操作系统的压差，提高了系统的调速性能，使系统获得更加优良的操控性能。

在本实用新型转速匹配阀一个示意性的实施例中，如图1所示，转速匹配阀100包括进油口P1、第一出油口P2和第二出油口P3，进油口P1用于与动力油源相通，进油口P1与第一出油口P2相通的油路上设有节流阻尼3，进油口P1与第二出油口P3相通的油路上设有压力控制机构，压力控制机构能够使得第二出油口P3的输出压力等于节流阻尼3两端的压差，第二出油口P3作为控制油源的出油口。

在该示意性的实施例中，本转速匹配阀通过在阀体内部的进油口P1与第一出油口P2相通的油路上设置节流阻尼3，当流量流过节流阻尼时会产生一定的压力损失，该压力损失为节流阻尼3两端的压差，由于节流阻尼3在工作过程中的节流面积固定，因此压力损失与进油口P1内的流量一一对应，通过设置压力控制机构来保证作为控制油源的第二出油口P3的输出压力即为该压力损失，从而间接反映动力机构的转速，实现流量输出与动力机构的转速相关，实现动态地控制操作系统的压差，提高了系统的调速性能，使系统获得更加优良的操控性能。在一个可选的实施例中，动力油源由定量泵200供油，定量泵200由发动机驱动，图1中带有箭头的曲线为发动机转速输入。

作为压力控制机构的一种优选实施方式，压力控制机构包括液控滑阀，液控滑阀的第一控制端与进油口P1连接，第二控制端与第一出油口P2和第二出油口P3均连接。通过阀芯力平衡阀的方法，当液控滑阀达到力平衡时，进油口P1的压力P₁与第一出油口P2压力P₂的和第二出油口P3的压力P₃的关系为：P₁＝P₂+P₃，亦即作为控制油源的第二出油口P3的压力P₃＝P₁-P₂，即为节流阻尼3两端的压差△P，因此液控滑阀充当压差运算控制器，直接实现压力输出。相较于现有技术中使用转速传感器和控制器根据不同发动机转速来实现不同的压力输出，液控滑阀使用液压方法实现压力输出与发动机转速匹配，无需额外增加转速传感器和控制器等结构部件，具有结构简单可靠，成本低的优点。

在一个具体或优选的实施例中，液控滑阀包括阀芯1和阀套2，阀芯1的一端作为第一控制端接收来自与进油口P1的控制压力，另一端作为第二控制端接收来自第一出油口P2和第二出油口P3的控制压力，阀芯1在阀套2内振动调节，最终实现阀芯1的力平衡稳定，使得P₃＝P₁-P₂，结构简单可靠，易于实施。进一步优选地，阀芯1的另一端设有台阶，以使接收来自第一出油口P2和第二出油口P3的油液的受力面积相等，受力面积相等能够保证第二控制端有效地来自第一出油口P2和第二出油口P3的油液的压力，可靠地确保△P＝P₃＝P₁-P₂。

图2示出了利用本实用新型转速匹配阀的动力机构的转速与输出油压的比例关系曲线关系，由此可见，随着转速n的增大，P3的输出压力也相应地增大。

为了提高转速匹配阀的适用范围，在一个优选的实施例中，节流阻尼3的的节流面积可调，通过改变节流阻尼3的的节流面积一获得不同阻尼可以得到不同的压力输出曲线，具有调节方便的优点。当然也可以在另一个优选的实施例中，节流阻尼3在不同规格的节流阻尼中进行选择，通过更换转速匹配阀内的不同规格的节流阻尼，也可以得到不同的压力输出曲线。

具体地，如图1所示，液控滑阀设有分别与进油口P1、第二出油口P3以及回油油路相通的多个油口，通过液控滑阀来切换第二出油口P3分别与进油口P1和回油油路的连通关系，通过液控方式来切换第二出油口P3分别与进油口P1和回油油路的连通关系具有较高的切换稳定性，可实施性较高。

作为压力控制机构的一种优选实施方式，转速匹配阀还包括压力传感器，压力控制机构包括电控液控滑阀，电控液控滑阀能够根据压力传感器所获得的节流阻尼3两端的压力的差值，使得第二出油口P3的输出压力等于节流阻尼3两端的压差。利用电控方式也能够实现压力输出与发动机转速匹配。

本实用新型还提供了一种变压差负载敏感控制系统，其包括上述的转速匹配阀。由于本实用新型转速匹配阀能够动态地控制操作系统的压差，使系统获得更加优良的操控性能，相应地，本实用新型变压差负载敏感控制系统也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。

下面以动力油源由定量泵200供油，定量泵200由发动机驱动为例来说明变压差负载敏感控制系统的转速匹配阀的工作过程，如下：

发动机以一定的工作转速带动定量泵200旋转，定量输出流量为Q，该流量Q＝n×V×η(n为发动机转速，V为定量泵200的排量，η为油泵的容积效率)。流量Q流经转速匹配阀内的节流阻尼3时会产生一定的压力损失ΔP，根据流体基本理论，ΔP与流量Q和节流阻尼有关，当节流阻尼3在工作过程中的节流面积固定时，ΔP仅与流量Q有关，且Q越大ΔP越大。由于使用定量泵200，因此流量Q仅与发动机转速有关系。

综上所述，通过转速匹配阀建立了输出压力P₃与发动机转速的关系。转速越高，输出压力P₃越大，使得负载敏感系统的压差越大，用于补偿管路压力损失。当发动机转速低时，相应管路压力损失小无需补偿，通过转速匹配阀自动降低压差，提高系统性能。

以上结合的实施例对于本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转速匹配阀(100)，其特征在于，包括进油口(P1)、第一出油口(P2)和第二出油口(P3)，所述进油口(P1)用于与动力油源相通，所述进油口(P1)与所述第一出油口(P2)相通的油路上设有节流阻尼(3)，所述进油口(P1)与所述第二出油口(P3)相通的油路上设有压力控制机构，所述压力控制机构能够使得所述第二出油口(P3)的输出压力等于所述节流阻尼(3)两端的压差，所述第二出油口(P3)作为控制油源的出油口。

2.根据权利要求1所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述压力控制机构包括液控滑阀，所述液控滑阀的第一控制端与所述进油口(P1)连接，第二控制端与所述第一出油口(P2)和所述第二出油口(P3)均连接。

3.根据权利要求2所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述节流阻尼(3)的的节流面积可调。

4.根据权利要求2所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述节流阻尼(3)在不同规格的节流阻尼中进行选择。

5.根据权利要求2所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述液控滑阀设有分别与所述进油口(P1)、所述第二出油口(P3)以及回油油路相通的多个油口，通过所述液控滑阀来切换所述第二出油口(P3)分别与所述进油口(P1)和所述回油油路的连通关系。

6.根据权利要求2所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述液控滑阀包括阀芯(1)和阀套(2)，所述阀芯(1)的一端作为所述第一控制端接收来自与所述进油口(P1)的控制压力，另一端作为所述第二控制端接收来自所述第一出油口(P2)和所述第二出油口(P3)的控制压力。

7.根据权利要求6所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述阀芯(1)的另一端设有台阶，以使接收来自所述第一出油口(P2)和所述第二出油口(P3)的油液的受力面积相等。

8.根据权利要求1所述的转速匹配阀，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力控制机构包括电控液控滑阀，所述电控液控滑阀能够根据所述压力传感器所获得的所述节流阻尼(3)两端的压力的差值，使得所述第二出油口(P3)的输出压力等于所述节流阻尼(3)两端的压差。

9.根据权利要求1所述的转速匹配阀(100)，其特征在于，所述动力油源由定量泵(200)供油，所述定量泵(200)由发动机驱动。

10.一种变压差负载敏感控制系统，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的转速匹配阀。