專利名稱：基于合流控制方式的液壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種實(shí)現(xiàn)定流量節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)與負(fù)荷 傳感控制液壓系統(tǒng)合流控制的液壓裝置。
背景技術(shù)：
定流量節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)早期廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，它具有系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，元 件響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，但它的調(diào)速特性受到負(fù)載影響，流體總是優(yōu)先向低負(fù)載執(zhí)行供油，為克服 這一缺點(diǎn)，US95195425. 3A發(fā)明創(chuàng)造了與負(fù)載無(wú)關(guān)的流量分配控制(LUDV)方式——負(fù)荷傳 感液壓系統(tǒng)，這種系統(tǒng)使得各執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)論負(fù)載大小怎么不相等，流入各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流體 流量都可以按各“需要”比例地分配。同時(shí)，一般的液壓機(jī)械工作都只需要“低壓大流量，高 壓小流量”，加之其動(dòng)力源一般都是有限的，因此，在負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)中采用“恒功率”控 制可以充分利用動(dòng)力源的功率。
但是，這種“恒功率”控制的負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)，在執(zhí)行元件中有一個(gè)帶動(dòng)大質(zhì)量 轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓馬達(dá)，開(kāi)始工作時(shí)，執(zhí)行元件需要克服大慣量，動(dòng)作很緩慢，所需油液流量很小， 液壓馬達(dá)由于帶著大質(zhì)量的外負(fù)載，開(kāi)始時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的比較慢，液壓馬達(dá)的負(fù)載壓力會(huì)急劇升 高到很高值，而變量泵依據(jù)最高負(fù)載壓力來(lái)控制調(diào)節(jié)油路管道中的壓力，該壓力比最高負(fù) 載高出若干值，油路管道中的壓力直接作用在恒功率控制閥上，使得變量柱塞泵排量變小， 造成所有執(zhí)行元件動(dòng)作緩慢，生產(chǎn)效率低，動(dòng)力源的能量損失較大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種效率高、能耗少、 實(shí)現(xiàn)對(duì)定流量節(jié)流調(diào)速液壓系統(tǒng)與負(fù)荷傳感控制液壓系統(tǒng)進(jìn)行合流控制的液壓裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種基于合流控制方式的液壓裝 置，包括負(fù)荷傳感單元、節(jié)流調(diào)速單元，負(fù)荷傳感單元具有第一換向閥和第二換向閥，節(jié)流 調(diào)速單元具有第四換向閥，在與第四換向閥并聯(lián)設(shè)置的并聯(lián)油路上，設(shè)有連通負(fù)荷傳感單 元與節(jié)流調(diào)速單元的合流閥和單向閥，所述合流閥具有控制并聯(lián)油路通斷而向負(fù)荷傳感單 元分流節(jié)流調(diào)速單元流體的合流通道，第四換向閥連接有在動(dòng)作時(shí)實(shí)現(xiàn)合流閥換向的第四 執(zhí)行元件，在第一換向閥受其第一先導(dǎo)壓力、第二換向閥受其第二先導(dǎo)壓力、第四換向閥受 其第四先導(dǎo)壓力作用而換向時(shí)，所述第一先導(dǎo)壓力和第二先導(dǎo)壓力還單獨(dú)或同時(shí)作用在合 流閥上使合流通道位置變化而實(shí)現(xiàn)合流閥換向。
所述的負(fù)荷傳感單元還包括恒功率控制閥、可變排量機(jī)構(gòu)以及變量柱塞泵，第一 換向閥分別連接有第一補(bǔ)償閥和第一執(zhí)行元件，第二換向閥分別連接有第二補(bǔ)償閥和第二 執(zhí)行元件；節(jié)流調(diào)速單元還包括與變量柱塞泵同軸的齒輪泵。
具體說(shuō)，所述的合流通道包括控制并聯(lián)油路通斷的斷路通道、大液阻通道以及小 液阻通道，合流閥一端具有同步接受第一先導(dǎo)壓力控制的大端面、同步接受第二先導(dǎo)壓力 控制的小端面，合流閥另一端設(shè)有復(fù)位彈簧，第四換向閥接受第四先導(dǎo)壓力控制并與合流閥并聯(lián)連接。
進(jìn)一步地，所述的斷路通道的通道面積為零，大液阻通道和小液阻通道的通道面 積不為零，且大液阻通道的通道面積大于小液阻通道的通道面積。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)設(shè)置合流閥連通負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單 元，使得流過(guò)合流閥的合流通道所形成的流體阻尼與負(fù)荷傳感單元內(nèi)的執(zhí)行元件的最高外 負(fù)載相匹配，這樣既不影響節(jié)流調(diào)速單元內(nèi)的執(zhí)行元件工作，又可以及時(shí)向負(fù)荷傳感單元 分流節(jié)流調(diào)速單元的流量，避免單獨(dú)應(yīng)用負(fù)荷傳感單元開(kāi)始工作時(shí)，由于需克服大質(zhì)量的 外負(fù)載慣性而出現(xiàn)壓力急劇升高，負(fù)荷傳感單元內(nèi)的執(zhí)行元件動(dòng)作慢，效率低及損耗液壓 電機(jī)能量的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效率，低能耗的工作。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是圖1中B處顯示的合流閥的放大結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1.第一換向閥 2.第二換向閥3.第四換向閥 4.并聯(lián)油路5.合流 閥50.合流通道51.斷路通道52大液阻通道53.小液阻通道54.大端面55.小 端面56.復(fù)位彈簧6.單向閥7.第四執(zhí)行元件8.恒功率控制閥9.可變排量機(jī) 構(gòu)10.變量柱塞泵11.第一補(bǔ)償閥12.第一執(zhí)行元件13.第二補(bǔ)償閥14.第二執(zhí) 行元件15.齒輪泵16.發(fā)動(dòng)機(jī)17.第五換向閥18.第五補(bǔ)償閥19.第五執(zhí)行元件 20.溢流閥21.第六換向閥22.第六執(zhí)行元件Pl.第一先導(dǎo)壓力 P2.第二先導(dǎo)壓力 P3.第三先導(dǎo)壓力P4.第四先導(dǎo)壓力P5.第五先導(dǎo)壓力P6.第六先導(dǎo)壓力具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意 圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
如圖1、圖2所示的一種基于合流控制方式的液壓裝置，使用在液壓挖掘機(jī)上的實(shí) 施例。該液壓裝置包括一個(gè)具有壓力補(bǔ)償?shù)呢?fù)荷傳感單元、一個(gè)具有旁通口定流量的節(jié)流 調(diào)速單元、以及連通負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單元的合流閥5和單向閥5。
負(fù)荷傳感單元,包括恒功率控制閥8、可變排量機(jī)構(gòu)9、連接有發(fā)動(dòng)機(jī)16的變量柱 塞泵10、第一換向閥1、第二換向閥2以及第五換向閥17，第一換向閥1、第二換向閥2和第 五換向閥17各自連接有對(duì)應(yīng)的第一補(bǔ)償閥11、第一執(zhí)行元件12、第二補(bǔ)償閥13、第二執(zhí)行 元件14、第五補(bǔ)償閥18、第五執(zhí)行元件19，第一換向閥I接收外界提供的第一先導(dǎo)壓力Pl 作用而換向，第二換向閥2接收外界提供的第二先導(dǎo)壓力P2作用而換向，第五換向閥17接 收外界提供的第五先導(dǎo)壓力P5作用而換向，在恒功率控制閥8的前端油路上設(shè)有溢流閥 20。
節(jié)流調(diào)速單元，包括第四換向閥3、第六換向閥21、與變量柱塞泵10同軸的齒輪泵 15，第四換向閥3連接有對(duì)應(yīng)的第四執(zhí)行元件7，第六換向閥21連接有對(duì)應(yīng)的第六執(zhí)行元件 22。第四換向閥3接收外界提供的第四先導(dǎo)壓力P4作用而換向，第六換向閥21接收外界 提供的第六先導(dǎo)壓力P6作用而換向，
所述的合流閥5設(shè)置在與第四換向閥3并聯(lián)的并聯(lián)油路4上并與變量柱塞泵10的 出口相通，合流閥5具有控制并聯(lián)油路4通斷而向負(fù)荷傳感單元分流節(jié)流調(diào)速單元流體的 合流通道50，該合流通道50包括斷路通道51、大液阻通道52以及小液阻通道53，其中，斷 路通道51的通道面積為零，大液阻通道52和小液阻通道53的通道面積不為零，且大液阻 通道52的通道面積大于小液阻通道53的通道面積。合流閥5采用先導(dǎo)壓力控制方式，在 合流閥5 —端具有兩個(gè)先導(dǎo)控制端面即與第一換向閥I 一端的第一先導(dǎo)壓力Pl相通的大 端面54、與第二換向閥2 —端的第二先導(dǎo)壓力P4相通的小端面55，合流閥5另一端設(shè)有復(fù) 位彈簧56，合流閥5與第四換向閥3連接。當(dāng)合流閥5的大端面54存在液壓力后可以使合 流閥5在大液阻通道52位置，合流閥5的小端面55存在液壓力后可以使合流閥5在小液 阻通道53位置，大、小端面54、55都存在液壓力后可以使合流閥5在大液阻通道52位置， 若大、小端面54、55都不存在液壓力可以使合流閥5在斷路通道51位置。在節(jié)流調(diào)速單元 中的第四執(zhí)行元件7動(dòng)作的前提下，合流閥5受第一先導(dǎo)壓力Pl和第二先導(dǎo)壓力P2的共 同或單獨(dú)作用實(shí)現(xiàn)在斷路通道51、大液阻通道52以及小液阻通道53之間換位，從而連通 負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單元，將節(jié)流調(diào)速單元的大部分流體分流后通過(guò)合流閥5、單向閥 6輸入到負(fù)荷傳感單元，及時(shí)把第四執(zhí)行元件7的流體分流，在保證第四執(zhí)行元件7的壓力 與外負(fù)載一致、第四執(zhí)行元件7可以正常工作前提下，負(fù)荷傳感單元和節(jié)流調(diào)速單元內(nèi)的 油壓不會(huì)急劇升高到極大值，避免了因油壓升高導(dǎo)致恒功率控制閥8控制變量柱塞泵10排 量變小，最終造成系統(tǒng)內(nèi)所有執(zhí)行元件動(dòng)作緩慢，生產(chǎn)效率低，動(dòng)力源能量損失大的現(xiàn)象。
該裝置在液壓控制系統(tǒng)的布置方面，是通過(guò)定流量的節(jié)流調(diào)速單元與負(fù)荷傳感單 元的合流控制工作方式來(lái)完成的。在節(jié)流調(diào)速單元的第四執(zhí)行元件7動(dòng)作的前提下，負(fù)荷 傳感單元的第一換向閥I受到第一先導(dǎo)壓力PU第二換向閥2受到第二先導(dǎo)壓力P2 (任意 一個(gè)或兩個(gè)同時(shí))位置工作時(shí)，合流閥5換向，把節(jié)流調(diào)速單元的流體大部分分流后通過(guò)合 流閥5、單向閥6，輸入到負(fù)荷傳感單元，具體體現(xiàn)在以下三種形式
(I)、同時(shí)在第一換向閥I上輸入第一先導(dǎo)壓力P1、第四換向閥3上輸入第四先導(dǎo) 壓力P4，使第一換向閥1、第四換向閥3換向，此時(shí)，第一先導(dǎo)壓力Pl還同時(shí)作用在合流閥5 的大端面54上，由于大端面54的作用面積比較大，因此在合流閥5的大端面54上的作用 力也比較大，該作用力可以克服復(fù)位彈簧56力，使合流閥5的合流通道50由斷路通道51 換向到通道面積較大的大液阻通道52，合流閥5位于復(fù)位彈簧56那端面的流體自由排回到 油箱，節(jié)流調(diào)速單元的流體通過(guò)合流閥5的大液阻通道52、單向閥6，輸入到負(fù)荷傳感單元。 同時(shí)在大液阻通道52形成的流體阻力與第一執(zhí)行元件12上的外負(fù)載相匹配，從而及時(shí)把 第四執(zhí)行元件7上的流體分流出去。
(2)、同時(shí)在第二換向閥2上輸入第二先導(dǎo)壓力P2、第四換向閥3上輸入第四先導(dǎo) 壓力P4，使第二換向閥2、第四換向閥換向3，第二先導(dǎo)壓力P2還同時(shí)作用在合流閥5的小 端面55上，小端面55作用面積比較小，作用在小端面55上作用力也比較小，但還是可以克 服復(fù)位彈簧56力，使合流閥5的合流通道50由斷路通道51換向到通道面積較小的小液阻 通道53，合流閥5位于復(fù)位彈簧56那端面的流體自由排回到油箱，節(jié)流調(diào)速單元的流體通 過(guò)合流閥5的小液阻通道53、單向閥6，輸入到負(fù)荷傳感單元。同時(shí)在小液阻通道53形成 的流體阻力與第二執(zhí)行元件14上的外負(fù)載相匹配，從而及時(shí)把第四執(zhí)行元件7的流體分流 出去。
(3)、同時(shí)在第一換向閥I上輸入第一先導(dǎo)壓力P1、第二換向閥2上輸入第二先導(dǎo) 壓力P2、第四換向閥3上輸入第四先導(dǎo)壓力P3，使第一換向閥1、第二換向閥2、第四換向閥 3換向，第一先導(dǎo)壓力Pl與第二先導(dǎo)壓力P2還同時(shí)分別作用在合流閥5的大、小端面54、 55上，作用在大、小端面54、55上的作用力可以克服復(fù)位彈簧56力，使合流閥5的合流通道 50由斷路通道51換向到通道面積較大的大液阻通道52，合流閥5位于復(fù)位彈簧56那端面 的流體自由排回到油箱，節(jié)流調(diào)速單元的流體通過(guò)合流閥5的大液阻通道52、單向閥6，輸 入到負(fù)荷傳感單元。由于第一執(zhí)行元件12上的外負(fù)載比第二執(zhí)行元件14上的外負(fù)載大， 此時(shí)負(fù)荷傳感單元中的壓力與第一執(zhí)行元件12上的外負(fù)載相對(duì)應(yīng)，因此只需合流閥5的大 液阻通道52形成的流體阻力與第一執(zhí)行元件12上的外負(fù)載相匹配，就能及時(shí)把第四執(zhí)行 元件7上的流體分流出去。
當(dāng)負(fù)荷傳感單元內(nèi)相應(yīng)的執(zhí)行元件工作而節(jié)流調(diào)速單元上的所有執(zhí)行元件均不 工作時(shí)，節(jié)流調(diào)速單元可以直接零壓泄荷，不造成能量損失，負(fù)荷傳感單元的執(zhí)行元件還是 可以避免因壓力升高，導(dǎo)致恒功率控制閥8使變量柱塞泵10排量變小而系統(tǒng)內(nèi)造成所有執(zhí) 行元件動(dòng)作緩慢，生產(chǎn)效率低，動(dòng)力源的能量被損失的現(xiàn)象。
當(dāng)節(jié)流調(diào)速單元的執(zhí)行元件工作而負(fù)荷傳感單元上的所有執(zhí)行元件均不工作時(shí)， 節(jié)流調(diào)速單元的壓力雖然能升高到很大值，但此時(shí)動(dòng)力源只給齒輪泵15提供能量，不會(huì)造 成生產(chǎn)效率低。
本發(fā)明通過(guò)設(shè)置連通負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單元的合流閥5，使得流過(guò)合流閥 5的合流通道50所形成的流體阻尼與負(fù)荷傳感單元內(nèi)的執(zhí)行元件的最高外負(fù)載相匹配，這 樣既不影響節(jié)流調(diào)速單元內(nèi)的第四執(zhí)行元件7工作，又可以及時(shí)向負(fù)荷傳感單元分流節(jié)流 調(diào)速單元的流量，避免單獨(dú)應(yīng)用負(fù)荷傳感單元開(kāi)始工作時(shí)，由于需克服大質(zhì)量的外負(fù)載慣 性而出現(xiàn)壓力急劇升高，負(fù)荷傳感單元內(nèi)的執(zhí)行元件動(dòng)作慢，效率低及損耗發(fā)動(dòng)機(jī)16能量 的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效率，低能耗的工作。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于合流控制方式的液壓裝置，包括負(fù)荷傳感單元、節(jié)流調(diào)速單元，負(fù)荷傳感單元具有第一換向閥(I)和第二換向閥(2)，節(jié)流調(diào)速單元具有第四換向閥(3)，其特征是在與第四換向閥(3)并聯(lián)設(shè)置的并聯(lián)油路(4)上，設(shè)有連通負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單元的合流閥(5)和單向閥(6)，所述合流閥(5)具有控制并聯(lián)油路通斷而向負(fù)荷傳感單元分流節(jié)流調(diào)速單元流體的合流通道(50)，第四換向閥(3)連接有在動(dòng)作時(shí)實(shí)現(xiàn)合流閥(5)換向的第四執(zhí)行元件(7)，在第一換向閥(I)受其第一先導(dǎo)壓力(P1)、第二換向閥(2)受其第二先導(dǎo)壓力(P2)、第四換向閥(3)受其第四先導(dǎo)壓力(P4)作用而換向時(shí)，所述第一先導(dǎo)壓力 (Pl)和第二先導(dǎo)壓力(P2)還單獨(dú)或同時(shí)作用在合流閥(5)上使合流通道(50)位置變化而實(shí)現(xiàn)合流閥(5)換向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合流控制方式的液壓裝置，其特征是所述的負(fù)荷傳感單元還包括恒功率控制閥(8)、可變排量機(jī)構(gòu)(9)以及變量柱塞泵(10)，第一換向閥(I)分別連接有第一補(bǔ)償閥(11)和第一執(zhí)行元件(12)，第二換向閥(2)分別連接有第二補(bǔ)償閥(13)和第二執(zhí)行元件(14);節(jié)流調(diào)速單元還包括與變量柱塞泵(10)同軸的齒輪泵(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合流控制方式的液壓裝置，其特征是所述的合流通道(50)包括控制并聯(lián)油路(4)通斷的斷路通道(51)、大液阻通道(52)以及小液阻通道(53)， 合流閥(5)—端具有同步接受第一先導(dǎo)壓力(Pl)控制的大端面(54)、同步接受第二先導(dǎo)壓力(P2)控制的小端面(55)，合流閥(5)另一端設(shè)有復(fù)位彈簧(56)，第四換向閥(3)接受第四先導(dǎo)壓力(P4)控制并與合流閥(5)并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于合流控制方式的液壓裝置，其特征是所述的斷路通道(51)的通道面積為零，大液阻通道(52)和小液阻通道(53)的通道面積不為零，且大液阻通道(52)的通道面積大于小液阻通道(53)的通道面積。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于合流控制方式的液壓裝置，包括具有第一、第二換向閥的負(fù)荷傳感單元、具有第四換向閥的節(jié)流調(diào)速單元，在與第四換向閥并聯(lián)設(shè)置的并聯(lián)油路上，設(shè)有連通負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單元的合流閥，合流閥具有控制并聯(lián)油路通斷而向負(fù)荷傳感單元分流節(jié)流調(diào)速單元流體的合流通道，第一換向閥所受第一先導(dǎo)壓力和第二換向閥所受第二先導(dǎo)壓力，單獨(dú)或同時(shí)作用在合流閥上使合流通道位置變化而實(shí)現(xiàn)合流閥換向。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置合流閥連通負(fù)荷傳感單元與節(jié)流調(diào)速單元，可以及時(shí)向負(fù)荷傳感單元分流節(jié)流調(diào)速單元的流量，避免了系統(tǒng)內(nèi)的執(zhí)行元件動(dòng)作慢，效率低及損耗液壓電機(jī)能量的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效率，低能耗的工作。
文檔編號(hào)F15B11/04GK103062140SQ20131001790
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者汪立平 申請(qǐng)人:江蘇恒立高壓油缸股份有限公司