一種復(fù)合變量泵及運(yùn)用復(fù)合變量泵的液壓控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種融合負(fù)載敏感節(jié)流控制和容積控制功能的變量栗，以及一種運(yùn)用了此變量栗的運(yùn)用復(fù)合變量栗的液壓控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著裝備制造技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)在輕量化、能量利用效率、多執(zhí)行元件復(fù)合操作等方面的要求越來(lái)越高。在當(dāng)前的液壓系統(tǒng)中，變量栗容積控制系統(tǒng)和負(fù)載敏感節(jié)流控制系統(tǒng)由于自身各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]典型的變量栗容積控制系統(tǒng)原理如圖1所示。電比例排量栗20從油箱10中吸油，供給電磁換向閥30。電磁換向閥30受控制器50的控制信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。液壓缸40不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，控制器I 50將電磁換向閥30關(guān)閉，同時(shí)將電比例排量栗20的排量變?yōu)榱恪Ｒ簤焊?0需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，控制器I 50將電磁換向閥30打開(kāi)，同時(shí)按系統(tǒng)需要將電比例排量栗20的排量調(diào)整至合適大小。電比例排量栗20的排量變化就控制了液壓缸的速度大小。因?yàn)殡姶艙Q向閥30僅起到控制運(yùn)動(dòng)與否和方向，沒(méi)有節(jié)流作用，所以，容積控制系統(tǒng)中從栗的出口到執(zhí)行元件的壓力損失較小，系統(tǒng)的能量利用效率較高。
[0004]但是，變量栗容積控制系統(tǒng)存在一個(gè)缺點(diǎn)，任一時(shí)刻，一個(gè)栗只能對(duì)應(yīng)一個(gè)工作的執(zhí)行元件，換言之，對(duì)于多個(gè)執(zhí)行元件復(fù)合動(dòng)作，每一個(gè)執(zhí)行元件都需要一個(gè)單獨(dú)的栗進(jìn)行控制。當(dāng)存在多個(gè)執(zhí)行元件時(shí)，需要多個(gè)液壓栗，增加了設(shè)計(jì)和制造成本。
[0005]典型的負(fù)載敏感節(jié)流控制系統(tǒng)原理如圖2所示。負(fù)載敏感栗200從油箱100內(nèi)吸油，將高壓油分別送給負(fù)載敏感閥I 300和負(fù)載敏感閥II 400。負(fù)載敏感閥I 300和負(fù)載敏感閥II 400分別控制液壓缸I 600和液壓缸II 700 (執(zhí)行元件)。梭閥500的作用是將兩個(gè)液壓缸的最大負(fù)載壓力信號(hào)進(jìn)行比較，并將較大的一個(gè)信號(hào)傳遞給負(fù)載敏感200栗。控制器II 800用于根據(jù)系統(tǒng)需要控制負(fù)載敏感閥的開(kāi)度和方向。負(fù)載敏感栗200內(nèi)置有流量控制閥。流量控制閥可以調(diào)節(jié)栗的壓力僅比負(fù)載高出一個(gè)設(shè)定好的恒定值。由此，相對(duì)常規(guī)定量栗溢流閥回路而言，負(fù)載敏感系統(tǒng)可以減少能量浪費(fèi)。負(fù)載敏感系統(tǒng)中使用的負(fù)載敏感閥，可以像常規(guī)的比例閥一樣根據(jù)控制器的電信號(hào)控制油液方向和閥口的開(kāi)度。同時(shí)，負(fù)載敏感閥內(nèi)部集成了用于使對(duì)應(yīng)的閥口前后壓差恒定的壓力補(bǔ)償閥。此恒定的壓差用于保證閥口的通流量只和閥口通流面積成正比，且此壓差要小于栗內(nèi)部的流量控制閥設(shè)定的壓差。這樣，負(fù)載敏感系統(tǒng)就具備了各個(gè)執(zhí)行元件的動(dòng)作不受各自不同負(fù)載大小的影響。
[0006]事實(shí)上，液壓系統(tǒng)并不是一直工作在多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)工作的情況下。很多時(shí)候，液壓系統(tǒng)僅有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作。當(dāng)系統(tǒng)中只存在一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就不存在多個(gè)執(zhí)行元件相互影響速度的問(wèn)題。然而，此時(shí)壓力補(bǔ)償閥仍然起作用，保持換向閥前后的壓差為一恒定值。這時(shí)，負(fù)載敏感栗200內(nèi)置的流量控制閥也使栗出口的壓力和負(fù)載保持一個(gè)恒定值。在這種情況下，壓力補(bǔ)償閥和栗內(nèi)置的流量控制閥就構(gòu)成了雙重補(bǔ)償，換言之，壓力補(bǔ)償閥成了多余的浪費(fèi)能量的元件。
[0007]設(shè)計(jì)融合負(fù)載敏感節(jié)流控制和容積控制優(yōu)點(diǎn)的液壓栗是一個(gè)值得研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種復(fù)合變量栗及運(yùn)用復(fù)合變量栗的液壓控制系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種復(fù)合變量栗，包括殼體，位于殼體內(nèi)的栗本體、與栗本體連接的變量控制油缸和與變量控制油缸連接的二位三通的電磁比例閥；所述殼體上設(shè)有連接栗本體出油口的B油口，連接栗本體進(jìn)油口的S油口，連接外部反饋油路的負(fù)載反饋油口 X ;所述電磁比例閥油口 P連接至栗本體出油口，電磁比例閥油口 A連接至變量控制油缸油腔；
所述的電磁比例閥油口 P和電磁比例閥油口 A之間連接有二位二通的排量閥；
所述的栗本體出油口 B和電磁比例閥油口 T之間連接有二位二通的恒壓控制閥；所述的栗本體出油口 B和恒壓控制閥之間連接有二位二通的流量控制閥；所述的流量控制閥一控制側(cè)連接負(fù)載反饋油口 X。
[0010]其進(jìn)一步是:所述栗本體上安裝有斜盤(pán)；所述斜盤(pán)一端連接至變量控制油缸的活塞桿端；所述變量控制油缸上設(shè)有反饋桿，反饋桿的另一端與所述的電磁比例閥的閥套相連接；變量控制油缸活塞桿上套有控制活塞桿縮回的復(fù)位彈簧。
[0011 ] 所述殼體上開(kāi)有泄漏油口 L。
[0012]—種運(yùn)用所述復(fù)合變量栗的運(yùn)用復(fù)合變量栗的液壓控制系統(tǒng)，包括控制器、復(fù)合變量栗、多個(gè)液壓執(zhí)行元件和多個(gè)負(fù)載敏感閥；所述控制器控制連接復(fù)合變量栗中電磁比例閥和排量閥，以及負(fù)載敏感閥；所述的負(fù)載敏感閥個(gè)數(shù)與液壓執(zhí)行元件個(gè)數(shù)相同，負(fù)載敏感閥連接在液壓執(zhí)行元件和復(fù)合變量栗中油口 B之間；所述多個(gè)負(fù)載敏感閥出油口壓力通過(guò)多個(gè)梭閥比較后連接至復(fù)合變量栗中負(fù)載反饋油口 X ;所述的復(fù)合變量栗中油口 S和油口 L連接至油箱。
[0013]本發(fā)明原理是:當(dāng)液壓系統(tǒng)中只有一個(gè)液壓執(zhí)行元件工作時(shí)，將液壓系統(tǒng)中的負(fù)載敏感閥開(kāi)至最大開(kāi)口，復(fù)合變量栗處于比例變量工作模式，即系統(tǒng)為容積控制模式。通過(guò)控制栗的排量來(lái)控制系統(tǒng)的流量，進(jìn)而控制液壓執(zhí)行元件的工作速度。當(dāng)液壓系統(tǒng)中有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作時(shí)，復(fù)合變量栗處于負(fù)載敏感工作模式，即系統(tǒng)為負(fù)載敏感節(jié)流控制模式。不論幾個(gè)液壓執(zhí)行元件在工作，復(fù)合變量栗的工作壓力超過(guò)一定壓力時(shí)，復(fù)合變量栗在恒壓控制閥的作用下將排量減小，避免溢流損失。同時(shí)，上述的所有切換是自動(dòng)進(jìn)行的。
[0014]另外的，在需要的情況下，可以通過(guò)排量閥的作用，使復(fù)合變量栗的排量以最快的速度變成最小排量。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:對(duì)于多執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)，在僅有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，復(fù)合液壓栗可以使系統(tǒng)工作在容積控制模式，可以使系統(tǒng)效率更高，更加節(jié)能。當(dāng)有多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)工作時(shí)，復(fù)合液壓栗使液壓系統(tǒng)變成負(fù)載敏感節(jié)流控制模式，保證多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)作互不干擾。同時(shí)，在需要的情況下，或者復(fù)合液壓栗的工作壓力超過(guò)一定值時(shí)，可以將復(fù)合液壓栗的排量變成最小，保證系統(tǒng)的安全。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為【背景技術(shù)】中所述的典型的變量栗容積控制系統(tǒng)液壓原理圖；
圖2為【背景技術(shù)】中所述的典型的負(fù)載敏感節(jié)流控制系統(tǒng)液壓原理圖；
圖3為本發(fā)明一種復(fù)合變量栗液壓原理圖；
圖4為本發(fā)明運(yùn)用復(fù)合變量栗的液壓控制系統(tǒng)在只有一個(gè)液壓執(zhí)行元件工作時(shí)的工作原理圖；圖中無(wú)工作的液壓執(zhí)行元件省略；
圖5為本發(fā)明中的電磁比例閥在平衡位置時(shí)的詳細(xì)原理圖；
圖6為本發(fā)明運(yùn)用復(fù)合變量栗的液壓控制系統(tǒng)在多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)工作時(shí)的工作原理圖；圖中僅畫(huà)出兩個(gè)液壓執(zhí)行元件作為示意；
圖7為本發(fā)明在容積控制模式下增大排量時(shí)進(jìn)入恒壓控制的工作原理圖；
圖8為本發(fā)明在容積控制模式下穩(wěn)定在某一排量時(shí)進(jìn)入恒壓控制的工作原理圖；
圖9為本發(fā)明在容積控制模式下減小排量時(shí)進(jìn)入恒壓控制的工作原理圖；
圖10為本發(fā)明在負(fù)載敏感節(jié)流控制模式下進(jìn)入恒壓控制的工作原理圖；
圖11為本發(fā)明在任意需要的情況下使用排量閥控制栗排量變成最小時(shí)的工作原理圖。
[0017]圖3至圖11中:1、栗本體；2、斜盤(pán)；3、復(fù)位彈簧；4、變量控制油缸；5、反饋桿；6、電磁比例閥；7、恒壓控制閥；8、流量控制閥；9、排量閥；101、殼體；11、負(fù)載敏感閥II ;12、梭閥；13、液壓執(zhí)行元件II ;14、液壓執(zhí)行元件I ;15、控制器；16、負(fù)載敏感閥I。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖3所示，一種復(fù)合變量栗，包括栗本體1、變量控制油缸4、電磁比例閥6、排量閥9、恒壓控制閥7和流量控制閥8 ;二位三通的電磁比例閥6油口 P連接至栗本體I出油口，電磁比例閥6油口 A連接至變量控制油缸4油腔；二位二通的排量閥9油口 P連接至栗本體I出油口，排量閥9油口 A連接至變量控制油缸4油腔；二位二通的恒壓控制閥7油口P連接至栗本體I出油口，恒壓控制閥7油口 A連接至電磁比例閥6油口 T，恒壓控制閥7左控制側(cè)連接至栗本體I出油口 ；二位二通的流量控制閥8油口 P和左控制側(cè)至栗本體I出油口，流量控制閥8油口 A連接至恒壓控制閥7油口 T，流量控制閥8右控制側(cè)連接至負(fù)載反饋油口 X。栗本體I上安裝有斜盤(pán)2，斜盤(pán)2 —端連接至變量控制油缸4的活塞桿端，變量控制油缸4左右運(yùn)動(dòng)推動(dòng)斜盤(pán)2擺動(dòng)；變量控制油缸4上設(shè)有反饋桿5，反饋桿5的另一端與電磁比例閥6的閥套相連接，這實(shí)現(xiàn)了電磁比例閥6的閥套與變量控制油缸4的運(yùn)動(dòng)一致；變量控制油缸4活塞桿上套有控制活塞桿縮回的復(fù)位彈簧3。上述部件均設(shè)置在殼體101，殼體101上設(shè)有連接栗本體I出油口的B油口，連接栗本體I進(jìn)油口的S油口，連接外部反饋油路的負(fù)載反饋油口 X和泄漏油口 L。
[0020]栗本體I可以從油口 S吸油，并由出油B 口排出，同時(shí)完成機(jī)械能向壓力能的轉(zhuǎn)化。油口 S與液壓油箱連接，其作用是液壓栗可以通過(guò)此油口將油液吸入栗體內(nèi)。斜盤(pán)2可以繞自身軸線旋轉(zhuǎn)一定角度。斜盤(pán)2角度的大小與栗的排量的大小一一對(duì)應(yīng)。復(fù)位彈簧3可以在栗不工作時(shí)，變量控制油缸4中活塞停在最右端，即對(duì)應(yīng)栗的排量的最大位置。
[0021]如圖6所示，一種運(yùn)用復(fù)合變量栗的運(yùn)用復(fù)合變量栗的液壓控制系統(tǒng)，包括控制器15、復(fù)合變量栗、多個(gè)液壓執(zhí)行元件和多個(gè)負(fù)載敏感閥；控制器15控制連接復(fù)合變量栗中電磁比例閥6和排量閥9，以及負(fù)載敏感閥；負(fù)載敏感閥個(gè)數(shù)與液壓執(zhí)行元件個(gè)數(shù)相同，負(fù)載敏感閥連接在液壓執(zhí)行元件和復(fù)合變量栗中油口 B之間；多個(gè)負(fù)載敏感閥出油口壓力通過(guò)多個(gè)梭閥12比較后連接至