CN85103931A - 动力传动装置 - Google Patents

Abstract

液压控制系统包括：一液压致动器，一带负载感应控制装置的向致动器供油的变量泵，一先导压力操纵的能确定致动器运动方向及速度的压力管路液压控制阀，一先导压力操纵的控制致动器排油的回流管液压控制阀，一与每条油管相连的弹簧负载提升阀，至少从一个提升阀引出一段油路至回流管控制阀，当回流管控制阀在开启后再次关闭时，该油路工作以降低维持弹簧负载提升阀关闭的压力，以便在与该回流管路液压控制阀连通的油管之一中仅出现极低压力时，该弹簧负载提升阀能够开启，从而使回流管路液压控制阀能够开启。

Description

本发明涉及的是行走式设备如挖掘机和移动式吊车内液压系统的动力传动装置。

作为参考，在这里先介绍一下美国NO4，201，052专利。这是一种直接装在被控制的致动器（例如液压缸或液压马达）上的阀体内的由先导压力操纵的高压负荷传感阀门系统。这种阀门系统可以准确地控制致动器的工作状态和速度。

概括地说，上述专利所述的阀门系统包括：一个独立的先导系统控制的压力管路液压控制元件;一对负载跌落止回阀;一对独立控制的常闭回流管路液压控制元件;一对负载压力感应阀;和一对防空穴阀。压力管路液压控制元件的作用是引导液体流入致动器的这个或那个油流口。常闭的回流管路液压控制元件与致动器的各个油流口联接，控制油流从那些与压力管路液压控制元件引导液体流入的油流口处于相反方向的油流口的流出。回流管路液压控制元件是用作可调的阻尼孔，限制致动器相应油流口与低压区如储油箱之间的流量。各回流管路的液压控制元件同时与负载压力感应阀联通在一起，这些阀将感应到的负载压力作用于回流管路液压控制元件，使其还能够提供卸压保护。防空穴阀与致动器的各油流口联在一起，在适当的时候使某一相应油流口与油箱连通。

阀门系统直接安装在致动器的油流口管路上，并且通过一条全流高压油路，一对先导压力油路，一条负载传感油路（向传动器）供应液油。阀门系统的操作是通过手动液压摇控阀经先导油路控制的，当没有得到液压摇控阀的指令信号时，压力管路的液压控制元件处于中间或中立位置，止回阀、回流管路液压控制元件，压力感应阀以及防空穴阀全处于关闭位置。在中立位置，阀门系统可防止负载失控降低。在负荷超载时，防止高压油流入致动器，造成油管破裂。由于此阀门是一种负载传感系统，油泵的输出功率与负载的需要是匹配的。而相反地，对于非负载传感系统，油泵的输出功率可能超出负载的需要，导致过量动力变成热量消耗掉。

在某种情况下，阀门系统不可能很理想地直接安装在致动器上，如受到致动器空间的限制，或需要限制供油，先导油管数量，比如在伸缩臂的最高部位或者在卷扬机中，致动器与阀门系统中间需要刹车装置等情况。遇上这些情况，阀门系统便安装在远离该致动器的设备上，通过一对流向致动器油流口歧管的管路来进行摇控。或者在其中一种情况下也可以在致动器的油流口管路之一和阀门系统之间插入一个背压阀。该背压阀的作用是控制致动器油流口的管路负荷的降低使其保持一定压力。

当需要负荷保持稳定时，也可以在致动器油流口和阀门系统之间插入一个由先导油路操纵的止回阀。这一止回阀的作用是提供可靠的恒定负荷，也就是使负荷保持稳定的零位漂移。

在许多使用状态下，也还会有这种情况，轴向运动的液压缸需要处于浮动状态或旋转的液压马达需要自由摆动或处于滑移状态，这两种使用状态的任一种情况，在系统内摩擦力的作用下，油缸端部机件或吊臂的摆动操纵在滑移过程中都应该能够及时刹车。

上述专利的阀门系统则不适于在上面所谈到的液压回路中使用，也就是说，在使用背压阀，液压控制止回阀，刹车和致动器自由浮动或摆动时这套系统便不合用了。这主要是因为回流管路的液压控制阀门元件是常闭的。

因此，本发明的目标便是使上述阀门系统能够使用背压阀，先导油路操纵的止回阀，刹车和自由浮动或摆动致动器。

按照这种发明，上面所讲述的阀门控制系统在油箱出入口和致动器油流口之间安装了一对常开排放阀，这样一来，当压力管路的阀门处于中立位置时，致动器的两个油流口通过常开的回流管路的阀门与油箱出入口连通，致动器便可自由动作。例如：当吊臂自由滑移时。不过，当先导信号作用于压力管路液压控制阀门使致动器向某一方向运动时，先导压力便也会使相应的排放阀关闭，在其它排放阀仍保持对油箱出入口开放的情况下，防止了油泵泵出的油流返回油箱。当致动器的一个开口与背压阀连通以便控制负荷降低，维持稳定时，在致动器开口和油箱通路之间装有一个常开排放阀。当装有一个外部的刹车以便控制负荷时，在致动器开口和油箱的通路之间也装有一个常开排放阀。

按照本发明的另一个方面，在以上对照美国第4201052号专利描述的控制阀门系统中使用了一对常闭回流管路的液压控制阀。当需要自由滑动功能时，压力管路的液压控制阀的出口有一条油路当先导信号作用于压力管路液压控制阀，对致动器一个出入口提供压力使其向某一方向运动，而另一个致动器出入口的排放压力通过这段管子作用于与致动器另一个开口相连的回流管路液压控制阀使其打开，保证了自由滑移状态。

图1，发明实施例液压回路的示意图。

图2，另一种型式的液压回路示意图。

图3，另一种型式的液压回路示意图。

图4，另一种型式的液压回路示意图。

图5，用于本系统的回流管路液压控制阀的局部剖视图。

图6，另一种型式的液压回路示意图。

图7，另一种型式的液压回路示意图。

图8，另一种型式的液压回路示意图。

图9，图6实施例液压回路中液压阀的剖视图。

参照图1，本发明实施例的液压系统包括一个致动器20，图中所示的是一个线性液压缸，该液压缸具有反向运动的输出轴21，该轴21由变量泵系统22供给的油液驱动，其负载感应控制装置为传统结构。液压系统还包括手动操作控制元件（图中未画出），它将先导压力传给阀门系统24，以便控制致动器的运动方向。泵22泵出的油沿油管25和26流至压力管路液压控制阀27，阀27控制压力油打入致动器20的左端或右端，从而达到操纵致动器运动方向的目的。如图中所示，阀27经控制元件（图中未画）受到先导压力的操纵，通过油管28、29和30，31与致动器的相反的两端联通。根据该阀门的移动方位，压力油经管32或33打入致动器的左端或右端。

液压系统还包括常开排放阀34、35，它们处于通向致动器两端的油管32、33和油箱回油管36之间。如图所示，该排放阀控制致动器和油箱回油管36之间油液的流动。

液压系统还包括分别与油管32、33相连的弹簧负载提升阀37、38，以及弹簧负载防空穴阀39、40，它们是用来将油管32、33与油箱回油管36接通。此外，弹簧负载提升阀（未画出）还分别与阀34、35连接在一起，使它们成为由先导油路操纵的溢流阀。油管47与回流管路压力控制阀33相接，阀33又与先导控制油管28连通;油管48与阀34相接，阀34又与先导控制油管29连通，这样，当先导压力作用于压力油管的液压控制阀27的一侧时，适当的阀34或35便被关闭。

本系统内还有一个反压阀44，它与回油管路或油管路连接在一起。反压阀44的作用是当超载或负载过低使致动器停车时，将空穴现象限制在最低程度，供给泵溢流阀44是用来接收超过泵22输入需要量的油流的，把它用到反压阀44上以增大致动器的流量。

压力管路液压控制阀27中有一个阀膛，该阀膛中有一阀槽可以变换位置，先导油压为零时，该阀槽在弹簧的作用下，保持中间位置，该阀槽平常挡住油流使其不能从压力油管26流向油管32、33。当先导压力作用于阀槽的任一端时，阀槽移动直至先导压力、弹簧张力和油流压力取得平衡。阀槽移动的方向决定来自压力管路26的油流是流经管路32还是33。

当先导压力作用于油管28或29时，便使排放阀34或35动作，阻止油流从压力油管32或33流回油箱油路36。

因此，可以看出，用一条控制油路的压力即能决定压力管路液压控制阀的接通方向，因而致动器的运动方向，又能决定哪个排放阀关闭使油流流入致动器，当一个排放阀动作时，另一个排放阀是不会受到先导压力的作用的。因此它保持与油箱油路连通的位置，使油流从致动器的另一端流回油箱。

在多路阀门的系统24中有一路是保护系统，它传感最大负载压力，控制若干致动器，向负载感应泵22提供较高的压力。各阀门系统24，都包括有一条油管81，它与梭动阀（shuttle    valve）80相连，该阀通过油管79接受来自临近致动器的负载压力。梭动阀80对于压力的大小有着灵敏的辨别力，并把较高的压力提供给泵22。这样每个阀门系统依次插入梭动阀80、82，它们将那一点的负载压力与临近阀门系统的负载压力进行比较，连续地将更高些的压力传递给临近的阀门系统，直至最终向泵22供给最高负载压力。

如1980年2月4日提交的№117936共同未决专利申请所示，单一的压力管路液压控制阀27可以用两个压力管路液压控制阀代替，该专利与本专利有着共同的受让人。

另一种液压回路元件推荐构造的详细情况在上面讲到的美国№4201052专利中有着更专门的描述。

根据本发明，阀34、35中的一个或者两个都是常开的排放阀而不象上面所说的美国专利哪样是常闭的回流管路液压控制阀。如图1和图2所示当两个排放阀都是常开阀时，就像现在图中所示的，排放阀与排油管47a或48a是接通的。当只有一个排放阀是常开阀的时候，如图3和图4所示，排放阀35b或35c和常闭回油管路液压控制阀34b或34c通过一条共同的排油管29a连通在一起。

因此，如图1所示，排放阀34、35都是常开的，以便当压力管路的液压控制阀处于中间位置时，比如在吊车摆动吊臂上，致动器便可以自由运动。不过，当先导信号发出，使致动器以某一方向运动时，先导压力通过管路47、48，关闭适当的排放阀。

因此当先导信号作用于压力管路液压控制阀使致动器以某一方向运动时，与致动器的进油口连接的排放阀便被先导信号切断。当压力管路液压控制阀回到中间位置，该排放阀又处于其常开状态，在使用液压油缸时致动器便可以处于浮动状态，或者在使用旋转液压马达时，致动器可自由摆动或处于滑移状态。

虽然本发明一直按图1的油流控制的压力管路液压控制阀门系统进行讲述，它也可以采用图2所示的压力控制的压力管路液压控制阀门系统。如图2所示，压力控制的压力管路液压控制阀系统具有与31产生的先导压力反向的油管38的反馈压力和与30产生的先导压力反向的油管84的反馈压力，这使得负荷的停载和加载变的比较平稳，并获得采用油流控制的压力管路液压控制阀系统所得不到的负载的准确定位。

当本系统处于在致动器的一个油流口和一个排放阀35b之间需要加背压阀（如图3所示）的使用状态时，只有一个排放阀35b是常开的，与致动器另一个油流口相连的回流管路液压控制阀34b是常闭的。这样，背压阀85通过限制流过阀门的油流量便可控制负荷超载的现象出现。当压力管路液压控制阀由先导信号驱动以便使致动器工作时，油流可通过背压阀85的止回阀流向致动器。与此同时，先导信号通过油管87关闭了排放阀35b，回流管路的液压控制阀34b按传统方式动作使油从致动器的另一个油流口排出。

如图4所示，当使用外部刹车装置88控制负荷超载时，同样，只有一个排放阀35c是常开的，它与旋转液压致动器的一个油流口相连，而一个常闭的回流管路液压控制阀34c与致动器的另一个油流口相连。油管89从刹车装置88引至与致动器另一油流口相连的压力油管。

参看图5，各常开排放阀34，35，36b，35c的构造完全一样，为了清楚起见，仅对阀门35进行讲述。

排放阀35有两个截面积不同的阀膛66和72，在这两个阀膛中，提升阀61装在供油管32和油箱回油管36之间。阀35还有一段油管62，这段油管上有一个阻尼孔62a，它从供油路33一直通到提升阀后边的腔室63，提升阀61内形成一个或若干油路64，它从腔室63延至油箱回油管36。阀芯65在先导压力活塞66的作用下切断腔室63和油路64之间的联系。该活塞66位于腔室69和71之间。在系统内没有任何压力时，弹簧67使阀芯65处于开启位置，并且在自身收缩力的作用下使提升阀61处于如图5所示的闭合位置。不过，在使用中这个阀门是作为常开阀的，为此，选择了阻尼孔62a、弹簧67的弹力，以及提升阀61的不同截面积-也就是阀膛60的面积小于阀膛72的面积，所以只要油管33内有一个相当微小的压力，便会使提升阀61打开，将油路33和回油箱油路36沟通。油管68向腔室69传递先导油管28内的先导压力。腔室69的压力作用于活塞66的一端。腔室71位于活塞66的另一端，通过油路70（前边已讲过）与适当的排油管48a或29a连通，如图1-4所示。

根据如图6-9所示的本发明的另一个方面，液压控制系统是这样布置的：回流管路的两个液压控制阀的闭合方式与美国№4201052专利所述方式相同，但是其特征在于压力管路的液压控制阀27却是可以交替地提供先导压力以便控制压力油路液压控制阀的方向，位移和运动以及致动器的方向和速度。从压力油路液压控制阀27引出一对油管32、33，分别通过致动器的出入口A、B、回流管路液压控制阀34、35与致动器的各油管连在一起，当通往致动器的该油管没有来自供油泵的压力油时，控制致动器内油流的排出。回流管路液压控制阀是由先导油路操纵的，油管32、33上装有弹簧负载提升阀37、38、弹簧负载防空穴阀39、40将油管32、33与油箱油管36接通。此外，弹簧负载提升阀41、42分别与回流管路液压控制阀34、35连在一起，与它们一起动作成为溢流阀，油管47将回油管路液压控制阀34与先导操纵油管28连接在一起，油管48将回流管路液压控制阀35与先导控制油管29连接在一起。

根据本发明，如图9所示，油管32引出一段油路90，通至储油室，再从储油室通向先导溢流阀41的弹簧室。当压力管路液压控制阀27处于中间位置，即先导压力为零时，油道90的作用是降低使先导溢流阀关闭的压力，并且，当出入口A出现极低的压力（约200磅/吋²）时，便可使先导溢流阀41开启。而先导溢流阀41的开启又减少了维持回流管路液压控制阀34a关闭的压力，这样出入口A处的压力即将回油管路控制阀34a开启，油流便从口A流回油箱。

图6、7和8是上述所讲形式的简单示意图，先导溢流阀41没有画出。

图8所示的排列中，两个回流管路液压控制阀34a、35d都有类似的油道90、92，其作用是在先导压力成为零时，减少维持提升阀闭合的压力，因此，在出入口A或B出现很低压力时，就使提升阀开启。

Claims (10)

1、一种液压控制系统包括：一个液压致动器，它的相反两端各有一个出入口，交替作为进油口和出油口，使致动器零件可以两个相反的方向运动。

一个向该致动器供油的油泵。

一个使油流回储油罐的油箱油路。

压力管路液压控制阀装置，该装置由该油泵供油。

该压力管路液压控制阀装置由先导压力控制，先导压力使油流交替变化地供给该压力管路液压控制阀装置，控制来自该油泵的油液流向，从而控制致动器运动的方向。

一对从该压力管路液压控制阀装置引出的液压油管，分别与该致动器两出入口相连。

先导压力控制阀装置分别与致动器两出入口相连，并位于该油箱油路和通往致动器各出入口的液压油管之间，以便控制油流在其间的流动方向。

回流管路液压控制阀装置，其中至少有一个阀与该致动器出入口之一的连接方式保证：当先导压力作用于该压力管路液压控制阀装置使油流入该制动器的另一个出入口时，该回流管路液压控制阀便开启。

2、在权利要求1中所述的一种液压控制系统，其特征是：该回流管路液压控制阀装置是常开的。

该常开阀装置受先导压力控制，此先导压力与控制该压力管路液压控制阀的是同一压力，因此，当先导压力作用于该压力管路液压控制阀装置，使致动器朝某一方向运动时，在同一先导压力的作用下，这一与致动器进油口连在一起的常开阀装置便关闭了，当先导压力消失后，该常开阀装置又恢复到它的常开状态，致动器又可自由运动。

3、在权利要求1中所述的一种液压控制系统，其特征是：刚才提到的这两个阀装置都是常开的，并受先导压力控制。

4、在权利要求1中所述的一种液压控制系统，其特征是：在常开排放阀装置和与其相通的出入口之间装有一个与该致动器相连的背压阀，以便使该背压阀通过限制流经该常开阀装置的流量，从而控制超负荷现象的出现，该背压阀包括一个止回阀，通过该止回阀，当压力管路液压控制阀装置被控制而引导油流流向与该常开阀装置相连的致动器出入口时，油液可以流向该致动器，上述的另一个先导压力控制的阀门装置是常闭的。

5、在权利要求1中所述的一种液压控制系统，其特征是：装有一个液压刹车装置，它连在致动器所带动的载荷上，并接收从连接该致动器另一个出入口的液压油管流出的油流，从而控制超负荷现象的出现。

6、在权利要求1中所述的一种液压控制系统，其特征是：该回流管路液压控制阀装置是常闭的，从压力管路液压控制阀装置引出的一条油管一直延至该致动器出入口，当该压力管路液压控制阀动作向该致动器的另一出入口供油时，该回油管路液压控制阀装置便开启。

7、在权利要求1中所述的一种液压控制系统，其特征是：上述压力管路液压控制阀装置，回流管路液压控制阀装置一对液压油管以及油路都布置在一个阀体内。

8、一种液压控制系统包括：

一个液压致动器，它装有一个可动元件，其相反的两端各有一个出入口，交替作为进油口和出油口，以便使该可动元件能够以两个相反的方向运动。

一个向该致动器供油的油泵。

一个使油流回储油罐的油箱油路。

压力管路液压控制阀装置，该装置由该油泵供油。

该压力管路液压控制阀装置由先导压力控制，先导压力使油流交替变化地供给该压力管路液压控制阀装置，以控制变换操纵下，设定油泵泵出的压力油的供油方来自该油泵的油液流向，从而控制致动器的运动方向。

一对从该压力管路液压控制阀装置引出的液压油管，它们分别与该致动器的两出入口相连。

先导压力操纵的回流管路液压控制阀装置，它与致动器的每个出入口连在一起，位于该油箱油路和与致动器各出入口相接的液压油管之间，以控制其间的油流。

一对从该压力管路液压控制阀装置引出直至致动器各出入口的油管。当该压力管路液压控制阀装置在先导压力操纵下通过上述两油管中的一条向该致动器的一个出入口供油时，先导压力也控制与致动器另一个出入口相连的另一个回流管路液压控制阀装置的开启。

上述的各回流管路液压控制阀装置都有一个常闭的弹簧负载提升阀，与从该压力管路液压控制阀装置和上述各回流管路液压控制阀装置引出的各油路相连。

从该弹簧负载提升阀之一和与回流管路液压控制阀装置相连的该油管之一引出的一条油路，当该回流管路液压控制阀装置在开启后再次关闭时工作，以便减小维持弹簧负载提升阀闭合的压力，从而使弹簧负载提升阀在上述与回流管路液压控制阀装置之一相连的一油路中仅出现极低的压力时便可开启，从而使该回流管路液压控制阀装置能够开启。

9、在权利要求8中所述的一种液压控制系统，其特征是：装有一个从另一个弹簧负载提升阀引出的第二条油路，该油路中与另一个回流管路液压控制阀装置及另一条油管相连。该第二油路当该回流管路液压控制阀装置开启后再次闭合时工作，减小维持该弹簧负载提升阀关闭的压力，因而在与上述的另一个回流管路液压控制阀相连的上述那条油路中仅出现极低的压力时，便使该弹簧负载提升阀能够开启，从而令上述的另一个回流管路液压控制阀装置开启。

10、在权利要求8中所述的一种液压控制系统，其特征是：上述压力管路液压控制阀装置、回流管路液压控制阀装置、一对液压油管、弹簧负载提升阀和油路都是布置在一个阀体内的。

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