液压控制系统和工程机械 |
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| 申请号 | CN201710251979.3 | 申请日 | 2017-04-17 | 公开(公告)号 | CN107061400A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 北汽福田汽车股份有限公司; | 发明人 | 杨学锋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种液压控制系统和 工程机械 ，液压控制系统包括：主 泵 ，主泵为负载敏感 变量泵 ；主 阀 装置，主泵的输出 接口 与主阀装置的输入接口连接，主阀装置包括压 力 反馈接口，压 力反馈 接口与主泵的压力控制接口连接，主泵根据压力反馈接口的输出压力调整输出功率；压力反馈路，连接压力反馈接口与压力控制接口；副泵，副泵的输出接口与压力反馈路连接，用于向压力反馈路提供压力。液压控制系统的副泵为压力反馈路提供压力，使得压力反馈路能够提前主阀装置的反馈而建立压力，并保持着一定的压力，从而缩短压力反馈路建立压力的时间，即缩短从主阀装置开始动作到主泵进行变量的这段时间，减少液压控制系统的延迟感，提高液压控制系统的响应速度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种液压控制系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 液压控制系统和工程机械技术领域[0001] 本发明涉及机械领域，具体而言，涉及一种液压控制系统和工程机械。 背景技术[0002] 现有技术中，类似起重机的工程机械上的液压系统多采用负载敏感变量泵作为动力源，负载敏感变量泵相比定量泵具有节能环保的优点，但也存在操作相应速度慢的缺陷，尤其是在液压油温度较低时，操作的延迟感更加明显。 发明内容[0003] 本发明的主要目的在于提供一种液压控制系统和工程机械，以解决现有技术中的采用负载敏感变量泵的液压系统响应速度慢的问题。 [0004] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液压控制系统，包括：主泵，主泵为负载敏感变量泵；主阀装置，主泵的输出接口与主阀装置的输入接口连接，主阀装置包括压力反馈接口，压力反馈接口与主泵的压力控制接口连接，主泵根据压力反馈接口的输出压力调整输出功率；压力反馈路，连接压力反馈接口与压力控制接口；副泵，副泵的输出接口与压力反馈路连接，用于向压力反馈路提供压力。 [0005] 进一步地，液压控制系统还包括控制阀装置，副泵的输出接口通过控制阀装置与压力反馈路连接，控制阀装置包括用于控制管路压力的溢流阀。 [0006] 进一步地，液压控制系统还包括控制阀装置，副泵的输出接口通过控制阀装置与压力反馈路连接，控制阀装置包括用于阻止液流从压力反馈路流向副泵的单向阀。 [0007] 进一步地，液压控制系统还包括控制阀装置，副泵的输出接口通过控制阀装置与压力反馈路连接，控制阀装置包括用于截断液流的截断阀。 [0008] 进一步地，液压控制系统还包括压力检测装置，压力检测装置连接在压力反馈路上并用于检测压力反馈路中的压力，截断阀根据压力检测装置检测到的压力打开或关闭，当压力反馈路中的压力达到预设值时，截断阀处于关闭状态。 [0009] 进一步地，压力检测装置包括压力继电器，截断阀为电磁阀，当压力检测装置检测到的压力大于预设值时，压力继电器控制截断阀处于关闭状态。 [0010] 进一步地，控制阀装置包括用于控制管路压力的溢流阀，压力反馈路中的压力的预设值小于或等于溢流阀的额定压力。 [0011] 进一步地，液压控制系统还包括控制阀装置，副泵的输出接口通过控制阀装置与压力反馈路连接，控制阀装置包括阻尼装置。 [0012] 进一步地，液压控制系统还包括操作装置，操作装置的输出接口与主阀装置的控制接口连接并用于控制主阀装置的工作状态，副泵的输出接口与操作装置的输入接口连接并向操作装置提供压力。 [0013] 根据本发明的另一方面，提供了一种工程机械，包括液压输出系统和液压负载系统，液压输出系统包括上述的液压控制系统，液压控制系统的主泵通过主阀装置向液压负载系统提供动力。 [0014] 应用本发明的技术方案，本申请的液压控制系统的副泵为压力反馈路提供压力，使得压力反馈路能够提前主阀装置的反馈而建立压力，并保持着一定的压力，从而缩短压力反馈路建立压力的时间，即缩短从主阀装置开始动作到主泵进行变量的这段时间，减少液压控制系统的延迟感，提高液压控制系统的响应速度。附图说明 [0016] 图1示出了根据本发明的液压控制系统的实施例的结构示意图。 [0017] 其中，上述附图包括以下附图标记： [0018] 10、主泵；20、主阀装置；30、压力反馈路；40、副泵；50、控制阀装置；51、溢流阀；52、单向阀；53、截断阀；54、阻尼装置；60、压力检测装置；70、操作装置；100、液压负载系统。 具体实施方式[0019] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0020] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。 [0021] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。 [0022] 根据本申请的一个方面，提供了一种液压控制系统，如图1所示，该液压控制系统包括：主泵10，主泵10为负载敏感变量泵；主阀装置20，主泵10的输出接口与主阀装置20的输入接口连接，主阀装置20包括压力反馈接口，压力反馈接口与主泵10的压力控制接口连接，主泵10根据压力反馈接口的输出压力调整输出功率；压力反馈路30，连接压力反馈接口与压力控制接口；副泵40，副泵40的输出接口与压力反馈路30连接，用于维持压力反馈路中的压力。 [0023] 本申请的液压控制系统以主泵10作为动力源，主泵10为负载敏感变量阀，其输出压力或输出流量随着主阀装置20的开口的增大而增大。具体地，主泵10的输出接口与主阀装置20的输入接口通过压力反馈路30连接，即主泵10的A口接入主阀装置20的P口，并经过主阀装置20的换向接入负载并驱动负载运动。主泵10的压力控制接口与主阀装置20的压力反馈接口连接，从而接收主阀装置20发出的LS反馈信号，若主泵10接收到LS反馈信号，则其斜盘向大排量偏摆。而在上述过程中，从主阀装置20开始动作到主泵10进行变量，这之间会存在0.4s左右的延迟，而主泵10变量后反应到负载上的相应时间约为0.9s至1.2s，因此操作人员会感到明显的延迟。 [0024] 而本申请的液压控制系统设置有副泵40，副泵40为压力反馈路30提供压力，使得压力反馈路30能够提前主阀装置20的反馈而建立压力，并保持着一定的压力，从而缩短压力反馈路30建立压力的时间，即缩短从主阀装置20开始动作到主泵10进行变量的这段时间，减少液压控制系统的延迟感，提高液压控制系统的响应速度。 [0025] 优选地，液压控制系统还包括控制阀装置50，副泵40的输出接口通过控制阀装置50与压力反馈路30连接。 [0026] 优选地，控制阀装置50包括用于控制管路压力的溢流阀51。溢流阀51用于调定压力反馈路30中的压力，即溢流阀51的额定压力限定了压力反馈路30的最大压力，若压力反馈路30中的压力超过了溢流阀51的额定压力，则溢流阀51打开并进行泄压。溢流阀51的额定压力小于或等于副泵40的输出压力。 [0027] 优选地，控制阀装置50包括用于阻止液流从压力反馈路30流向副泵40的单向阀52。单向阀52能够阻止液流从压力反馈路30流向副泵40。当主阀装置20的压力反馈接口的输出压力大于副泵40的输出压力时，液流拥有从压力反馈路30流向副泵40的趋势，这会造成压力反馈路30中的亚降，导致反馈回主泵10的压力不准确，而在副泵40与压力反馈路30之间设置单向阀52，可以阻止液流从压力反馈路30流向副泵40，避免上述反馈压力丧失的缺陷，提高液压控制系统的运行准确性。 [0028] 优选地，单向阀52是控制阀装置50中最靠近压力反馈路30的元件。例如在同时拥有单向阀52和溢流阀51的控制阀装置50中，单向阀52更加靠近压力反馈路30，溢流阀51更加靠近副泵40。 [0029] 优选地，控制阀装置50包括用于截断液流的截断阀53。截断阀53的作用是截断副泵40与压力反馈路30，使得副泵40不再为压力反馈路30补油建压。在一些实施例中，副泵40不仅用于向压力反馈路30供油，还负责其他回路的供油，若其他回路负载过大，则可以通过控制截断阀53关闭使得副泵40不再向压力反馈路30供油，优先保持其他回路的压力。 [0030] 优选地，截断阀53是控制阀装置50中最靠近副泵40的元件。例如在同时拥有截断阀53和溢流阀51的控制阀装置50中，截断阀53更加靠近副泵40，溢流阀51更加靠近压力反馈路30。 [0031] 更优选地，液压控制系统还包括压力检测装置60，压力检测装置60连接在压力反馈路30上并用于检测压力反馈路30中的压力，截断阀53根据压力检测装置60检测到的压力打开或关闭，当压力反馈路30中的压力达到预设值时，截断阀53处于关闭状态。 [0032] 在同时拥有截断阀53和溢流阀51的控制阀装置50中，压力的预设值小于或等于溢流阀51的额定压力，即控制截断阀53关闭的压力小于等于溢流阀51的额定压力。当压力反馈路30中的压力大于溢流阀51的额定压力时，溢流阀51就会打开进行泄压，若此时压力反馈路30依然与溢流阀51连通，则压力反馈路30中的压力也会降低，导致主泵10接收到的反馈压力不准确，因此在溢流阀51泄压前，利用截断阀53截断溢流阀51与压力反馈路30间的连接，从而使得压力反馈路30中的压力得以保持，准确地反馈给主泵10。 [0033] 优选地，压力检测装置60包括压力继电器，截断阀53为电磁阀，当压力检测装置60检测到的压力大于预设值时，压力继电器控制截断阀53处于关闭状态。截断阀53采用反应迅速的电磁阀，并采用压力继电器驱动，使得截断阀53获得对于压力更敏感、迅速的反应，提高液压控制系统的运行准确性。 [0034] 优选地，控制阀装置50包括阻尼装置54。阻尼装置54可以采用毛细管或其他能够产生阻尼的元件，其作用是为了防止在补油建压过程中对副泵40回路压力产生影响，例如在一些实施例中，副泵40还为液压控制系统的其他回路供油，而其为压力反馈路30供油建压的油液会通过阻尼装置54后进入压力反馈路30，从而减弱副泵40为压力反馈路供油的动作对副泵40还为液压控制系统的其他回路供油的压力产生的冲击，使得与副泵40连接的各个回路中的压力保持相对稳定。此外，阻尼装置54还能够起到当控制阀装置50的部件运动时避免因压力突变而对控制阀装置50的各个元件和副泵40产生冲击的作用，起到保护作用。例如当压力反馈路30的压力大于副泵40的输出压力时，单向阀52关闭，此时阻尼装置54可以缓解由于单向阀52关闭而造成的压力突变，减弱因单向阀52关闭产生的冲击，提高控制阀装置50的使用寿命。 [0035] 优选地，液压控制系统还包括操作装置70，操作装置70的输出接口与主阀装置20的控制接口连接并用于控制主阀装置20的工作状态，副泵40的输出接口与操作装置70的输入接口连接并向操作装置70提供压力。操作装置70的主要作用是控制主阀装置20的阀体切换工作位置，即控制主阀装置20的工作状态，因此操作装置70需要泵体供油以产生驱动力，采用副泵40为操作装置70，不再单独设置泵体，因此简化了液压控制系统的结构。 [0036] 在图1示出的一种液压系统的实施例中，该液压系统包括上述的液压控制系统和液压负载系统100，其中液压控制系统的主泵10为负载敏感变量泵，其通过主阀装置20为液压负载系统100供油，即主泵10的A口与主阀装置20的P口连接，主泵10提供的油液驱动液压负载系统100运动，而主阀装置20则用于控制。主阀装置20上具有压力反馈接口，即LS接口，并通过压力反馈路30与主泵10上的压力控制接口连接，用于向主泵10反馈负载回路的压力，主泵10根据反馈的压力信号调节斜盘的开度，即压力越大主泵10的排量越大，输出功率越大。液压控制系统还包括操作装置70，即图1中示出的先导手柄，操作人员可以通过控制先导手柄来调节主阀装置20的工作状态，实现开闭、换向等操作，先导手柄由副泵40供油，副泵40优选地为齿轮泵。此外，液压控制系统还包括控制阀装置50，副泵40通过控制阀装置50与压力反馈路30连接，用于为压力反馈路30供油以保持一定的压力。控制阀装置50与副泵40配合以使压力反馈路30保持一定的压力，例如1MPa，从而当液压系统开始运行时，缩短压力反馈路30从0MPa到1MPa的建压时间，具体能缩短约0.4秒，从而提高主泵10进行变量的响应速度，减少液压系统的操作延迟感。 [0037] 具体地，控制阀装置50包括截断阀53、阻尼装置54、溢流阀51和单向阀52，上述各部件按照从副泵40到压力反馈路30的顺序依次设置。 [0038] 截断阀53通过设置在压力反馈路30上的压力检测装置60控制开闭，压力检测装置60检测主阀装置20的压力反馈接口的输出压力，当压力超过预设值时，控制截断阀53关闭以断开副泵40与压力反馈路30。截断阀53为电磁阀，压力检测装置60为压力继电器。 [0039] 阻尼装置54可以为毛细管，具体地可以设置为0.8mm，其用于平衡副泵40向压力反馈路30供油过程中的压力与流量。 [0040] 溢流阀51的额定压力限定了副泵40向压力反馈路30供油的最大压力，例如1MPa。 [0041] 单向阀52设置在最靠近压力反馈路30的一端，防止压力反馈路30中的压力大于副泵40的输出压力时油液回流，或当截断阀关闭且压力反馈路30中的压力大于溢流阀51的额定压力时油液回流，从而使得压力反馈路30的压力可以超过副泵40的最大输出压力，避免压力反馈路30中产生压降。 [0043] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种工程机械，包括液压输出系统和液压负载系统100，液压输出系统包括上述的液压控制系统，液压控制系统的主泵10通过主阀装置20向液压负载系统100提供动力。 [0044] 该工程机械可以为起重机，也可以为其他工程机械。可以为车载工程机械，也可以为固定地基的工程机械。当工程机械为起重机时，液压负载系统100可以为控制起重索收放的卷扬机中的液压马达，也可以为控制起重臂伸缩的活塞缸。 [0045] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。 [0046] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0047] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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