CN208185091U - 正控制负载敏感系统 - Google Patents

Abstract

一种正控制负载敏感系统，变量泵的进油口通过管路与油箱连接，其出油口分别与第一比例换向阀和第二比例换向阀的进油口连接，第一比例换向阀、第二比例换向阀分别通过第一压力补偿阀、第二压力补偿阀与第一油缸和第二油缸的无杆腔连接；第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的出油口分别通过管路与梭阀的两个输入口连接，梭阀的输出口分别通过管路与第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的控制口连接；控制器分别与电控手柄、变量泵、第一比例换向阀和第二比例换向阀连接。该系统动态特性好、稳定性高、响应速度快、不易产生振荡，能有利于提高工程机构操作的舒适性和执行机构的协调性，能有效提高工程机械的工作效率。

Description

正控制负载敏感系统

技术领域

本实用新型涉及一种正控制负载敏感系统，特别是一种用于汽车起重机、挖掘机、旋挖钻机、混凝土泵车等工程机械用正控制负载敏感系统，属于液压技术领域。

背景技术

液压系统是影响汽车起重机、挖掘机、旋挖钻机、混凝土泵车等工程机械产品性能的重要组成部分，由于这些工程机械产品中一般都有两个以上的执行机构，且各执行机构负载各不相同，要保证两个以上执行机构复合动作时，不会出现负载大的速度慢，负载小的速度快这种现象，广泛采用了负载敏感液压系统。

负载敏感系统分为阀前压力补偿系统（LS系统）和阀后压力补偿系统（LUDV系统），负载敏感系统多通过梭阀来对执行机构的最大负载压力信号进行比较，并自动地将较大的一个负载压力信号通过反馈油路传递至负载敏感泵的负载敏感腔,进而控制变量泵的摆角,使液压泵只提供执行机构所需要的流量，以减小系统的能量损失；由于负载敏感系统中的压力补偿阀能使换向阀前后压差保持为一恒定值，因此，执行机构的速度只跟换向阀的开口度有关，而与执行机构的负载无关，保证了执行机构复合动作时的协调性。

由于负载敏感系统需要检测负载压力和泵出口压力的压差来调节泵的流量以保证这一压差为恒定值，这种闭环控制中由于负载感知机构和负载之间的相互作用，其动态特性容易发生振荡，稳定性较差；由于负载敏感泵的压差要大于管路的损失和压力补偿阀的压差之和，这部分能量的损失会完全被浪费掉，使得系统效率降低；在负载敏感系统中，负载压力由梭阀选择最高负载压力，通过液压管道作用于泵的变量机构，进而控制器输出压力与负载相适应，由于管道的损失，导致负载反馈信号延迟量较大，另外，由于工程机械中的变量泵的排量通常较大，其反应速度亦较慢，所以现有的负载敏感系统的响应速度滞后较为严重。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种正控制负载敏感系统，该系统动态特性好、稳定性高、响应速度快、不易产生振荡，能有利于提高工程机构操作的舒适性和执行机构的协调性，能有效提高工程机械的工作效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种正控制负载敏感系统，包括电控手柄、控制器、变量泵、至少两个液压执行机构、第一比例换向阀和第二比例换向阀，两个液压执行机构分别为第一油缸和第二油缸，所述变量泵的进油口通过管路与油箱连接，其出油口分别与第一比例换向阀和第二比例换向阀的进油口连接，第一比例换向阀通过第一压力补偿阀与第一油缸的无杆腔连接；第二比例换向阀通过第二压力补偿阀与第二油缸的无杆腔连接；

第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的出油口分别通过管路与梭阀的两个输入口连接，所述梭阀的输出口分别通过管路与第一压力补偿阀和第二压力补偿阀的控制口连接；

所述控制器分别与电控手柄、变量泵、第一比例换向阀和第二比例换向阀连接。

在该技术方案中，通过梭阀将第一、二压力补偿阀的阀后压力中较大的一个负载压力信号取出并送至第一、二压力补偿阀的控制口，从而使第一、二压力补偿阀的阀前压力相等，即能保证第一比例换向阀、第二比例换向阀的阀后压力相等，而第一比例换向阀、第二比例换向阀的阀前压力均与变量泵输出压力相同，所以能始终保证第一比例换向阀、第二比例换向阀阀前阀后的压差相等并且为一恒定值，这样能通过开环的方式对负载执行单元的动作进行快速控制，而不需要负载敏感泵感知负载压力的变化情况，因而该系统的响应速度只跟电控手柄的角度有关，而与负载压力的变化无关，这不仅大大提高了设备操作的舒适性和执行机构的协调性，提高了设备的工作效率，而且还避免了因负载反馈延迟而导致的负载敏感泵反应速度滞后的情况发生，显著提高了系统的响应速；同时，该系统流量控制采用开环形式提供流量，因而不需要通过压差来判断所需流量，该系统所产生的压差比传统负载敏感系统的压差更小，减少了不必要的能量损失，同时，各执行机构独立运作而不受负载反馈压力影响，系统稳定性高。再者，由于采用了电液比例变量泵和电液比例阀，使得变量泵和电磁比例阀的控制几乎是同步的，进一步地提高了系统的响应速度，有效地减少了系统振荡的情况的发生。

进一步，为了保证稳定的输出，同时，也为了保护系统内压力不超过设定值，所述电比例变量泵的出油管路上还串接有单向阀，电比例变量泵的出油口还通过溢流阀与油箱连接。

进一步，变量泵的泄油口通过管路与油箱连接。

本实用新型采用电比例变量泵的调节流量，避免了过剩的压差；采用电液比例技术，还大大减少了系统复杂程度，降低了系统的故障点，提高了系统可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的液压原理图。

图中： 1、电控手柄；2、控制器；3、电比例变量泵；4、单向阀，5、溢流阀，6、第一比例换向阀；7、第二比例换向阀；8、第一压力补偿阀；9、第二压力补偿阀；10、梭阀；11、第一油缸；12、第二油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种正控制负载敏感系统，包括电控手柄1、控制器2、电比例变量泵3、至少两个液压执行机构、第一比例换向阀6和第二比例换向阀7，两个液压执行机构分别为第一油缸11和第二油缸12，所述电比例变量泵3的进油口通过管路与油箱连接，其出油口分别与第一比例换向阀6和第二比例换向阀7的进油口连接，第一比例换向阀6通过第一压力补偿阀8与第一油缸11的无杆腔连接；第二比例换向阀7通过第二压力补偿阀9与第二油缸12的无杆腔连接；具体在连接过程中，第一比例换向阀6、第二比例换向阀7均至少具有两个工作油口一和二，第一比例换向阀6、第二比例换向阀7的工作油口一分别用于通过第一压力补偿阀8、第二压力补偿阀9与第一油缸11、第二油缸12的无杆腔连接；而第一油缸11、第二油缸12的有杆腔分别通过管路与第一比例换向阀6、第二比例换向阀7的工作油口二连接。

第一压力补偿阀8和第二压力补偿阀9的出油口分别通过管路与梭阀10的两个输入口连接，所述梭阀10的输出口分别通过管路与第一压力补偿阀8和第二压力补偿阀9的控制口连接；

所述控制器2分别与电控手柄1、电比例变量泵3、第一比例换向阀6和第二比例换向阀7连接。

为了保证稳定的输出，同时，也为了保护系统内压力不超过设定值，所述电比例变量泵3的出油管路上还串接有单向阀4，电比例变量泵3的出油口还通过溢流阀5与油箱连接。

电比例变量泵3的泄油口通过管路与油箱连接。

工作原理：当推动电控手柄1时，电控手柄1输出电信号至控制器2，控制器2信号输出电信号控制电比例变量泵3、第一比例换向阀6、第二比例换向阀7，电比例变量泵3输出的液压油一路经过第一比例换向阀6、第一压力补偿阀8至第一油缸11的无杆腔，电比例变量泵3输出的液压油另一路经过第二比例换向阀7、第二压力补偿阀9至第二油缸12的无杆腔；第一油缸11和第二油缸12中最大压力通过梭阀10选择并反馈至第一压力补偿阀8和第二压力补偿阀9的控制口，以使第一压力补偿阀8和第二压力补偿阀9的阀前压力相等，即能保证第一比例换向阀6、第二比例换向阀7的阀后压力相等，而第一比例换向阀6、第二比例换向阀7的进油均由电比例变量泵3进行供应，因此，第一比例换向阀6和第二比例换向阀7的阀前压力相等，这样既能始终保证第一比例换向阀6、第二比例换向阀7阀前阀后的压差相等并且为一恒定值，这样能通过开环的方式对负载执行单元的动作进行快速控制，而不需要负载敏感泵感知负载压力的变化情况，因而该系统的响应速度只跟电控手柄的角度有关，而与负载压力的变化无关。

工作过程：当电控手柄1逐渐换向时，电控手柄1输出信号给控制器2，控制器2输出电比例信号给电比例变量泵3、第一比例换向阀6、第二比例换向阀7，当电控手柄1转动角度越大时，控制器2控制电比例变量泵3的摆角逐渐增大，电比例变量泵3的输出流量逐渐增大，同时控制器2控制第一比例换向阀6、第二比例换向阀7开始逐渐换向，系统流量逐渐增大，控制第一油缸11和第二油缸12逐渐开始运动，因此整个系统调速过程只与电控手柄1的角度有关，电控手柄1的角度越大，供给执行机构的流量就越大，执行机构的速度就越快；电控手柄1角度越小，供给执行机构的流量就越少，执行机构的速度就越慢。第一压力补偿阀8、第二压力补偿阀9使第一比例换向阀6、第二比例换向阀7前后的压差为一恒定值，保证了通过比例换向阀的流量只与比例换向阀的开口有关，而与负载无关。

本发明还适用于阀前压力补偿的LS系统，当系统流量不足时，通过控制器降低先导比例电磁铁的电流来保证两个以上复合动作的协调性。

Claims (3)

1.一种正控制负载敏感系统，包括电控手柄（1）、控制器（2）、电比例变量泵（3）和至少两个液压执行机构，两个液压执行机构分别为第一油缸（11）和第二油缸（12），其特征在于，还包括第一比例换向阀（6）和第二比例换向阀（7），所述电比例变量泵（3）的进油口通过管路与油箱连接，其出油口分别与第一比例换向阀（6）和第二比例换向阀（7）的进油口连接，第一比例换向阀（6）通过第一压力补偿阀（8）与第一油缸（11）的无杆腔连接；第二比例换向阀（7）通过第二压力补偿阀（9）与第二油缸（12）的无杆腔连接；

第一压力补偿阀（8）和第二压力补偿阀（9）的出油口分别通过管路与梭阀（10）的两个输入口连接，所述梭阀（10）的输出口分别通过管路与第一压力补偿阀（8）和第二压力补偿阀（9）的控制口连接；

所述控制器（2）分别与电控手柄（1）、电比例变量泵（3）、第一比例换向阀（6）和第二比例换向阀（7）连接。

2.根据权利要求 1所述的一种正控制负载敏感系统，其特征在于，所述电比例变量泵（3）的出油管路上还串接有单向阀（4），电比例变量泵（3）的出油口还通过溢流阀（5）与油箱连接。

3.根据权利要求 1或2所述的一种正控制负载敏感系统，其特征在于，电比例变量泵（3）的泄油口通过管路与油箱连接。