CN212717429U - 一种双向恒张力液压控制系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种双向恒张力液压控制系统及工程机械，双向恒张力液压控制系统包括双向变量泵、控制输出单元、补油单元以及调压单元，双向变量泵的两出油口分别连通于第一高压溢流阀的入口和第二高压溢流阀的入口；调压单元包括顺序阀、背压阀和换向阀，顺序阀的进油口与双向变量泵的两出油口连通，顺序阀的出油口经换向阀与第一变量缸的左侧腔室或右侧腔室连通，换向阀的先导腔与控制输出单元的控制油路连通；顺序阀的出油口还与背压阀的进油口连通；顺序阀的压力设定值小于第一高压溢流阀和第二高压溢流阀的压力设定值。通过设置调压单元，使得液压系统的压力不超过某一设定值，且能够调整系统压力保持在动态稳定状态。

Description

一种双向恒张力液压控制系统及工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种双向恒张力液压控制系统及工程机械。

背景技术

现有的HPV闭式柱塞泵，当系统压力升高到某一特定值后，系统压力还会不断的升高，直至高压溢流阀打开进行高压溢流，此过程中泵会一直有排量输出。当系统压力升高到某一特定值后，执行元件还会继续运动。例如，此结构构成的液压系统用作石油管道输送机械时，当系统压力超过某一限制后，执行元件继续动作，管路会被拉断或挤压损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双向恒张力液压控制系统及工程机械，用于保证液压系统的压力不超过某一设定值，且能够调整系统压力保持在动态稳定状态。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种双向恒张力液压控制系统，包括：

双向变量泵，所述双向变量泵的两出油口分别连通于第一高压溢流阀的入口和第二高压溢流阀的入口，所述第一高压溢流阀的出口和所述第二高压溢流阀的出口均连通于油箱；

控制输出单元，包括第一变量缸和调控组件，所述调控组件连通于所述第一变量缸的两侧腔室，用于控制所述第一变量缸的两侧腔室的压力，所述第一变量缸的活塞与所述双向变量泵的斜盘机械连接；

补油单元，用于向所述控制输出单元提供先导油；

调压单元，其包括顺序阀、背压阀和换向阀，所述顺序阀的进油口与所述双向变量泵的两出油口连通，所述顺序阀的出油口经所述换向阀与所述第一变量缸的左侧腔室或右侧腔室连通，所述换向阀的先导腔与所述控制输出单元的控制油路连通；所述顺序阀的出油口还与所述背压阀的进油口连通，所述背压阀的出油口连通于所述油箱和所述补油单元的输出端；

所述顺序阀的压力设定值小于所述第一高压溢流阀和所述第二高压溢流阀的压力设定值。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述调压单元还包括梭阀，所述双向变量泵的两出油口分别与所述梭阀的两个进油口连通，所述梭阀的出油口与所述顺序阀的进油口连通。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述调压单元还包括节流阀，所述节流阀设置于所述顺序阀的进油口和所述梭阀的出油口之间。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述换向阀为两位两通换向阀，所述两位两通换向阀的进油口与所述顺序阀的出油口连通，所述两位两通换向阀的出油口与所述第一变量缸的左侧腔室或右侧腔室连通。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述调控组件包括：

伺服阀，其为三位四通换向阀，所述伺服阀包括第一阀工作油口、第二阀工作油口、与所述补油单元连接的进油口、与油箱连接的回油口，所述第一变量缸的活塞两侧的腔室分别与所述第一阀工作油口和所述第二阀工作油口连通；

第二变量缸，所述第二变量缸的活塞两侧的腔室分别连接第一控制油路和第二控制油路，所述换向阀的先导腔与所述第一控制油路或所述第二控制油路连通，所述第一变量缸的活塞与所述伺服阀的阀芯机械连接。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述双向变量泵连通于执行单元，用于为所述执行单元提供动力；所述执行单元包括液压马达，所述液压马达与所述双向变量泵并联设置，所述双向变量泵的第一出油口连通于所述液压马达的一端的进油口，所述双向变量泵的第二出油口连通于所述液压马达的另一端的进油口。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述执行单元还包括三位三通阀和第二溢流阀，所述三位三通阀与所述液压马达并联设置，所述双向变量泵的所述第一出油口同时连通于所述三位三通阀的其中一先导腔和进油口A，所述第二出油口同时连通于所述三位三通阀的另一先导腔和另一进油口B，所述三位三通阀的出油口通过所述第二溢流阀连通于所述油箱。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述补油单元包括液压泵以及与所述液压泵并联设置的第一溢流阀，所述液压泵连通于所述双向变量泵，所述液压泵的出口连通于所述伺服阀的进油口。

作为双向恒张力液压控制系统的优选技术方案，所述补油单元还包括连通于所述液压泵的过滤器。

一种工程机械，包括以上任一方案中所述的双向恒张力液压控制系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的双向恒张力液压控制系统，当系统高压侧压力达到顺序阀的设定压力值时，系统高压油推动顺序阀的阀芯打开，通过向第一控制油路或第二控制油路通先导油使得换向阀接入相应工作位，系统高压油通过换向阀进入第一变量缸的高压侧腔室，此时第一变量缸内的压力由背压阀来限定，多余的高压油接回补油回路。当顺序阀打开，高压油通过背压阀的限制后进入第一变量缸的高压侧腔室，此时第一变量缸高压侧腔室的压力比低压侧腔室的压力(即补油压力)要大，此时双向变量泵的排量会通过调压单元越权正比例控制，将第一变量缸的活塞推回，使双向变量泵的斜盘摆角变小，此时泵的排量减小，排量减小至使马达的转速降低从而系统压力降低，当压力降低到低于顺序阀的设定压力值时，顺序阀关闭，此时调压单元不再参与控制，直至系统压力再次达到顺序阀的设定压力值时，调压单元再次越权正比例控制。

通过设置调压单元，使得双向恒张力液压控制系统的压力不超过某一设定值，且能够调整系统压力保持在动态稳定状态；另外通过在调压单元中设置换向阀，可以实现双向控制的要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的双向恒张力液压控制系统的原理图。

图中：

1、双向变量泵；

2、执行单元；21、液压马达；22、三位三通阀；23、第二溢流阀；

31、第一变量缸；32、伺服阀；33、第二变量缸；

41、液压泵；42、过滤器；43、第一溢流阀；

5、调压单元；51、梭阀；52、节流阀；53-顺序阀；54-背压阀；55-换向阀；

6、油箱；7、第一高压溢流阀；8、第二高压溢流阀；

100、第一控制油路；200、第二控制油路。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实用新型提供一种双向恒张力液压控制系统，包括双向变量泵1、执行单元2、控制输出单元、补油单元和调压单元5。双向变量泵1的出油口连通于执行单元2，用于为执行单元2供给液压油，提供动力，供执行单元2动作。控制输出单元连接于双向变量泵1的斜盘，通过控制双向变量泵1的斜盘的摆角从而控制双向变量泵1的输出排量。补油单元用于向控制输出单元提供液压油，作为控制输出单元的先导油。调压单元5用于调控系统压力。

执行单元2包括液压马达21、三位三通阀22和第二溢流阀23，液压马达21与双向变量泵1并联设置，双向变量泵1的第一出油口连通于液压马达21的一端的进油口，双向变量泵1的第二出油口连通于液压马达21的另一端的进油口。三位三通阀22与液压马达21并联设置，双向变量泵1的第一出油口同时连通于三位三通阀22的其中一先导腔和进油口A，双向变量泵1的第二出油口同时连通于三位三通阀22的另一先导腔和进油口B，三位三通阀22的出油口P经第二溢流阀23连通于油箱6。双向变量泵1供给液压油至液压马达21，液压马达21工作。液压马达21工作时，双向变量泵1供给至执行单元2的液压油，一部分供给液压马达21工作，一部分液压油经三位三通阀22回流至油箱6，使液压油降温，在液压系统中循环冷却。

控制输出单元包括第一变量缸31、第二变量缸33和伺服阀32，伺服阀32可选为三位四通换向阀，伺服阀32包括第一阀工作油口、第二阀工作油口、与补油单元连接的进油口、与油箱6连接的回油口；第二变量缸33活塞两侧的腔室分别连接第一控制油路100和第二控制油路200，第二变量缸33的活塞移动能带动伺服阀32阀芯的移动；第一变量缸31的活塞两侧的腔室分别与第一阀工作油口和第二阀工作油口连通，第一变量缸31的活塞移动能带动双向变量泵1斜盘摆角改变和伺服阀32阀套的移动。具体地，第二变量缸33的活塞可通过第一连接杆与伺服阀32阀芯连接，第一变量缸31的活塞可通过第二连接杆与双向变量泵1的斜盘连接，第二连接杆连接有反馈杆，反馈杆连接伺服阀32阀套。具体工作时，通过第一控制油路100和第二控制油路200作用在第二变量缸33活塞两侧的压力推动其移动，进而带动伺服阀32阀芯移动，并使第一变量缸31、双向变量泵1的斜盘摆角以及伺服阀32阀套进行相应运动。

假设，第二变量缸33活塞在第一控制油路100和第二控制油路200压力差的作用下带动伺服阀32阀芯向左移动，来自补油单元的油液经伺服阀32进入第一变量缸31的右腔，进入第一变量缸31的油液推动第一变量缸31活塞向左移动，双向变量泵1的斜盘位置改变从而改变双向变量泵1的排量。第一变量缸31活塞动作的同时带动与反馈杆连接的伺服阀32阀套向左移动，关闭伺服阀32，使双向变量泵1的排量稳定。本实施例中伺服阀32选择中位机能为H型的换向阀，以使换向阀处于中位时伺服阀32处于关闭状态。

补油单元包括液压泵41以及与液压泵41并联设置的第一溢流阀43，液压泵41连通于双向变量泵1，液压泵41的出口连通于伺服阀32的进油口。优选地，补油单元还包括连通于液压泵41的过滤器42。

调压单元5包括梭阀51、节流阀52、顺序阀53、背压阀54和换向阀55，梭阀51的两进油口分别与双向变量泵1的两出油口连通，梭阀51的出油口与顺序阀53的进油口连通，且梭阀51的出油口与顺序阀53的进油口的连通管路上设置有上述节流阀52，顺序阀53的出油口经换向阀55与第一变量缸31的左侧腔室或右侧腔室连通，换向阀55的先导腔与第一控制油路100或第二控制油路200连通；顺序阀53的出油口还与背压阀54的进油口连通，背压阀54的出油口连通于油箱6和补油单元的输出端。此外，双向变量泵1的两出油口分别连通于第一高压溢流阀7的入口和第二高压溢流阀8的入口，第一高压溢流阀7的出口和第二高压溢流阀8的出口均连通于油箱6；顺序阀53的压力设定值小于第一高压溢流阀7和第二高压溢流阀8的压力设定值。

在本实施例中，换向阀55为两位两通换向阀55，两位两通换向阀55的进油口与顺序阀53的出油口连通，两位两通换向阀55的出油口与第一变量缸31的左侧腔室或右侧腔室连通。在本实施例中，换向阀55的先导腔与第一控制油路100连通，当第二控制油路200通入先导油时，换向阀55位于右位，换向阀55的出油口与第一变量缸31的右侧腔室连通；当第一控制油路100通入先导油时，先导油推动换向阀55的阀芯移动，使换向阀55的左位接入，从而使换向阀55的出油口与第一变量缸31的左侧腔室连通。或者在其他实施例中，换向阀55的先导腔还可以与第二控制油路200连通，那么相应的，当第一控制油路100通入先导油时，换向阀55位于左位，换向阀55的出油口与第一变量缸31的左侧腔室连通；当第二控制油路200通入先导油时，先导油推动换向阀55的阀芯移动，使换向阀55的右位接入，从而使换向阀55的出油口与第一变量缸31的右侧腔室连通。即，可通过控制油来控制换向阀55动作，从而控制经顺序阀53流出的油液进入第一变量缸31的左侧腔室或右侧腔室。

当系统高压侧压力达到顺序阀53的设定压力值时，系统高压油推动顺序阀53的阀芯打开，通过向第一控制油路100或第二控制油路200通先导油使得换向阀55接入相应工作位，系统高压油通过换向阀55进入第一变量缸31的高压侧腔室，此时第一变量缸31内的压力由背压阀54来限定，多余的高压油接回补油回路。当顺序阀53打开，高压油通过背压阀54的限制后进入第一变量缸31的高压侧腔室，此时第一变量缸31高压侧腔室的压力比低压侧腔室的压力(即补油压力)要大，此时双向变量泵1的排量会通过调压单元5越权正比例控制，将第一变量缸31的活塞推回，使双向变量泵1的斜盘摆角变小，此时双向变量泵1的排量减小(极限工况可至0排量)，排量减小使液压马达21的转速降低从而系统压力降低，当压力降低到低于顺序阀53的设定压力值时，顺序阀53关闭，此时调压单元5不再参与控制，直至系统压力再次达到顺序阀53的设定压力值时，调压单元5再次越权正比例控制。

通过设置调压单元5，使得双向恒张力液压控制系统的压力不超过某一设定值，且能够调整系统压力保持在动态稳定状态；另外通过在调压单元中设置换向阀，可以实现双向控制的要求。

本实施例还提供一种工程机械，包括上述方案中的双向恒张力液压控制系统，以用于保证液压系统的压力不超过某一设定值，且保持在动态稳定状态。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向恒张力液压控制系统，其特征在于，包括：

双向变量泵(1)，所述双向变量泵(1)的两出油口分别连通于第一高压溢流阀(7)的入口和第二高压溢流阀(8)的入口，所述第一高压溢流阀(7)的出口和所述第二高压溢流阀(8)的出口均连通于油箱(6)；

控制输出单元，包括第一变量缸(31)和调控组件，所述调控组件连通于所述第一变量缸(31)的两侧腔室，用于控制所述第一变量缸(31)的两侧腔室的压力，所述第一变量缸(31)的活塞与所述双向变量泵(1)的斜盘机械连接；

补油单元，用于向所述控制输出单元提供先导油；

调压单元(5)，其包括顺序阀(53)、背压阀(54)和换向阀(55)，所述顺序阀(53)的进油口与所述双向变量泵(1)的两出油口连通，所述顺序阀(53)的出油口经所述换向阀(55)与所述第一变量缸(31)的左侧腔室或右侧腔室连通，所述换向阀(55)的先导腔与所述控制输出单元的控制油路连通；所述顺序阀(53)的出油口还与所述背压阀(54)的进油口连通，所述背压阀(54)的出油口连通于所述油箱(6)和所述补油单元的输出端；

所述顺序阀(53)的压力设定值小于所述第一高压溢流阀(7)和所述第二高压溢流阀(8)的压力设定值。

2.根据权利要求1所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述调压单元(5)还包括梭阀(51)，所述双向变量泵(1)的两出油口分别与所述梭阀(51)的两个进油口连通，所述梭阀(51)的出油口与所述顺序阀(53)的进油口连通。

3.根据权利要求2所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述调压单元(5)还包括节流阀(52)，所述节流阀(52)设置于所述顺序阀(53)的进油口和所述梭阀(51)的出油口之间。

4.根据权利要求1所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述换向阀(55)为两位两通换向阀，所述两位两通换向阀的进油口与所述顺序阀(53)的出油口连通，所述两位两通换向阀的出油口与所述第一变量缸(31)的左侧腔室或右侧腔室连通。

5.根据权利要求1-4任一项所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述调控组件包括：

伺服阀(32)，其为三位四通换向阀，所述伺服阀(32)包括第一阀工作油口、第二阀工作油口、与所述补油单元连接的进油口、与油箱(6)连接的回油口，所述第一变量缸(31)的活塞两侧的腔室分别与所述第一阀工作油口和所述第二阀工作油口连通；

第二变量缸(33)，所述第二变量缸(33)的活塞两侧的腔室分别连接第一控制油路(100)和第二控制油路(200)，所述换向阀(55)的先导腔与所述第一控制油路(100)或所述第二控制油路(200)连通，所述第一变量缸(31)的活塞与所述伺服阀(32)的阀芯机械连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述双向变量泵(1)连通于执行单元(2)，用于为所述执行单元(2)提供动力；所述执行单元(2)包括液压马达(21)，所述液压马达(21)与所述双向变量泵(1)并联设置，所述双向变量泵(1)的第一出油口连通于所述液压马达(21)的一端的进油口，所述双向变量泵(1)的第二出油口连通于所述液压马达(21)的另一端的进油口。

7.根据权利要求6所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述执行单元(2)还包括三位三通阀(22)和第二溢流阀(23)，所述三位三通阀(22)与所述液压马达(21)并联设置，所述双向变量泵(1)的所述第一出油口同时连通于所述三位三通阀(22)的其中一先导腔和进油口A，所述第二出油口同时连通于所述三位三通阀(22)的另一先导腔和另一进油口B，所述三位三通阀(22)的出油口通过所述第二溢流阀(23)连通于所述油箱(6)。

8.根据权利要求5所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述补油单元包括液压泵(41)以及与所述液压泵(41)并联设置的第一溢流阀(43)，所述液压泵(41)连通于所述双向变量泵(1)，所述液压泵(41)的出口连通于所述伺服阀(32)的进油口。

9.根据权利要求8所述的双向恒张力液压控制系统，其特征在于，所述补油单元还包括连通于所述液压泵(41)的过滤器(42)。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的双向恒张力液压控制系统。

Images