负荷传感液压控制系统与工程机械的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种负荷传感液压控制系统与工程机械，该系统包括负载敏感变量泵、工作负载系统和负载主油路控制阀（4、5、6），该负载主油路控制阀的进油口通过进油油路（JY）连接负载敏感变量泵，回油口连接系统回油油路（HY），工作油口连接工作负载系统以提供工作液压油，反馈压力油口通过反馈压力油路（FK）将负载压力反馈至负载敏感变量泵的控制模块，其中反馈压力油路与系统回油油路之间连接有第一连接油路（K1），其中设有通断控制阀（2），能够控制在工作负载系统处于工作状态时截止第一连接油路，并且在工作负载系统处于非工作状态时导通第一连接油路以实现卸荷。该负荷传感液压控制系统工作稳定，可靠性高并且更为节能。
【专利说明】负荷传感液压控制系统与工程机械
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械的液压控制系统，具体地，涉及一种负荷传感液压控制系统及具有该负荷传感液压控制系统的工程机械。
【背景技术】
[0002]在工程机械领域中对液压系统的安全可靠性和节能降耗要求较高。负荷传感液压控制系统具有良好的负载自适应能力，其压力、流量损失小，节能效果好，因而得以广泛应用。
[0003]附图1为现有的工程起重机液压系统中应用的负荷传感液压控制系统。其中，工作负载系统的负载压力信号通过反馈压力油路FK的控制模块连接口(LS 口)反馈至负载敏感变量泵的控制模块，从而使系统的输出压力和流量与负载相适应，以达到节能的目的。具体地说，其中的反馈溢流阀I起溢流作用，确保反馈压力油路FK的最高压力不超过设定值，安全溢流阀3对液压系统起到安全保护的作用，保证系统的压力(进油油路JY中的油液压力)不超过最高安全设定值。反馈溢流阀I与安全溢流阀3联动可控制系统的最高工作压力。流量稳定器2由定差减压阀和节流孔串联构成，其作用一是保证液压系统的反馈压力油路FK的压力稳定，系统建压过程平稳，二是保证在工作负载系统没有工作时，反馈压力油路FK的压力能够通过设有该流量稳定器2的第一连接油路Kl向系统回油油路HY快速卸荷。
[0004]以工程起重机为例，其工作负载系统可包括臂伸缩系统、变幅系统和卷扬系统等。各个工作负载系统相应地由其主油路控制阀(即臂伸缩系统主油路控制阀4、变幅系统主油路控制阀5和卷扬系统主油路控制阀6)控制通入该负载系统的液压油进油、回油和油液流向。当臂伸缩系统主油路控制阀4中的控制口 al接通控制油，控制口 bl接通回油时，则其阀芯处于上位，进油油路JY中的高压液压油从连接油口 Al进入臂伸缩系统(未显示)，并从连接油口 BI通过臂伸缩系统主油路控制阀4回油，此时臂伸缩系统控制吊臂缩回。当控制口 bl接通控制油，控制口 al接通回油时，伸缩联阀芯处于下位，高压液压油从连接油口 BI进入臂伸缩系统并从连接油口 Al回油，此时臂伸缩系统控制吊臂伸出。同样地，变幅系统和卷扬系统具有类似控制。当系统中的各个主油路控制阀都处于中位时，系统输出很小的压力和流量以满足系统自身润滑的需要。
[0005]上述负荷传感液压控制系统中，负载反馈压力通过反馈压力油路FK中的流量稳定器2来保证系统工作正常。但在实际应用中容易产生如下问题:
[0006](I)、流量稳定器2是由定差减压阀和节流孔串联构成的，当负载压力发生突变时，由于定差减压阀的调压弹簧响应滞后，导致反馈压力将产生波动，进而造成工作不正常；
[0007](2)、在系统建压过程中，由于流量稳定器2的结构特性，会造成非完全截流，反馈压力油路FK中的小部分液压油通过流量稳定器2回油，从而始终存在一定的能量损失，反馈压力不精准。负载的压力越高，通过流量稳定器2产生的能量损失也就越大。实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种负荷传感液压控制系统，以及具有该负荷传感液压控制系统的工程机械，该系统工作稳定，可靠性高并且更为节能。
[0009]为实现上述目的，本实用新型提供了一种负荷传感液压控制系统，该液压控制系统包括负载敏感变量泵、工作负载系统和负载主油路控制阀，该负载主油路控制阀具有进油口、回油口、工作油口和反馈压力油口，所述进油口通过进油油路连接所述负载敏感变量泵，所述回油口连接系统回油油路，所述工作油口连接所述工作负载系统以提供工作液压油，所述反馈压力油口通过反馈压力油路将负载压力反馈至所述负载敏感变量泵的控制模块的负载压力反馈油口，其中，所述反馈压力油路与所述系统回油油路之间连接有第一连接油路，该第一连接油路中设有通断控制阀，该通断控制阀能够控制在所述工作负载系统处于工作状态时截止所述第一连接油路，并且在所述工作负载系统处于非工作状态时导通所述第一连接油路以实现卸荷。
[0010]优选地，所述通断控制阀为电磁换向阀。
[0011 ] 优选地，所述通断控制阀为液控换向阀，所述液控换向阀的液控端连接至所述反馈压力油路。
[0012]优选地，所述通断控制阀为具有远程控制口的先导溢流阀。
[0013]优选地，该液压控制系统还包括反馈溢流阀，该反馈溢流阀的进油口和出油口分别液压连接所述反馈压力油路和回油油路。
[0014]优选地，该液压控制系统还包括安全溢流阀，该安全溢流阀的进油口和出油口分别液压连接所述进油油路和回油油路。
[0015]优选地，所述安全溢流阀的溢流压力值大于所述反馈溢流阀的溢流压力值。
[0016]优选地，该液压控制系统还包括与所述第一连接油路并联连接在所述反馈压力油路与回油油路之间的第二连接油路，所述第二连接油路中设有开关控制阀，所述开关控制阀与对应的所述负载主油路控制阀联动，以使得在所述负载主油路控制阀控制该负载主油路控制阀对应的所述工作负载系统处于工作状态时截止所述第二连接油路，并且在所述第二连接油路中的一个或各个所述负载主油路控制阀控制各自对应的所述工作负载系统均处于非工作状态时导通所述第二连接油路以实现卸荷。
[0017]优选地，所述负载主油路控制阀为多个，各个所述负载主油路控制阀对应地用于控制一个所述工作负载系统，并且对应地设置有一个所述开关控制阀，多个所述开关控制阀依次设置在所述第二连接油路上。
[0018]此外，本实用新型还提供了一种工程机械，该工程机械包括根据本实用新型上述的负荷传感液压控制系统。
[0019]根据上述技术方案，本实用新型的负荷传感液压控制系统中以电磁换向阀等形式的通断控制阀取代原有的流量稳定器，避免了流量稳定器带来的响应滞后，进而反馈压力波动的问题，以及流量稳定器的结构特性造成的非完全截流，进而造成能耗损失、反馈压力不精准的问题。采用通断控制阀可在需要建压时完全断开第一连接油路，不存在液压能量损失，而在需要卸荷时则能及时导通第一连接油路，使得反馈压力油路中的液压油及时向系统回油油路回油，因而该系统易于控制，可靠性高，工作稳定并且更为节能。[0020]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0022]图1为现有技术的工程起重机中的负荷传感液压控制系统；
[0023]图2为根据本实用新型的一种优选实施方式的负荷传感液压控制系统的液压原理图；
[0024]图3为根据本实用新型的另一种优选实施方式的负荷传感液压控制系统的液压原理图；
[0025]图4为根据本实用新型的还一种优选实施方式的负荷传感液压控制系统的液压原理图；以及
[0026]图5为一种具有远程控制口的先导溢流阀块的液压结构图。
[0027]本实用新型的附图标记说明
[0028]1 反馈溢流阀2 通断控制阀
[0029]3 安全溢流阀4 臂伸缩系统主油路控制阀
[0030]5 变幅系统主油路控制阀 6 卷扬系统主油路控制阀
[0031]7 第一开关控制阀8 第二开关控制阀
[0032]9 第三开关控制阀10 先导溢流阀
[0033]JY 进油油路HY 系统回油油路
[0034]FK 反馈压力油路LS 控制模块连接口
[0035]Kl 第一连接油路K2 第二连接油路
[0036]al, a2, a3, bl, b2, b3控制口
[0037]A1，B1，A2，B2，A3，B3工作负载系统的连接油口
【具体实施方式】
[0038]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0039]如图2至图4所示，本实用新型提供了一种负荷传感液压控制系统，该液压控制系统包括负载敏感变量泵、工作负载系统和负载主油路控制阀4、5、6，该负载主油路控制阀4、5、6具有进油口、回油口、工作油口和反馈压力油口，进油口通过进油油路JY连接负载敏感变量泵，回油口连接系统回油油路HY，工作油口连接工作负载系统以提供工作液压油，反馈压力油口通过反馈压力油路FK将负载压力反馈至负载敏感变量泵的控制模块的负载压力反馈油口。其中，反馈压力油路FK与系统回油油路HY之间连接有第一连接油路Kl，该第一连接油路Kl中设有通断控制阀2，该通断控制阀2能够控制在工作负载系统处于工作状态时截止第一连接油路K1，并且在工作负载系统处于非工作状态时导通第一连接油路Kl以实现卸荷。本实用新型中通过在第一连接油路Kl中取消流量稳定器，更换为通断控制阀
2。通断控制阀2起安全保护的作用。如图2所示，当系统正常工作时，首先使通断控制阀2得电，负载的反馈压力油路FK与系统回油油路HY断开，反馈压力油路FK获得建立反馈压力的前提条件，反馈压力通过LS 口反馈到负载敏感变量泵的控制模块，系统正常工作。当通断控制阀2没有获得电控信号时，即使操作手存在误操作，系统也不会产生任何误动作，大大提高了系统的安全可靠性能。由于取消了图1中的流量稳定器2，减少了能量损失元件，减少系统发热量，更为节能，更消除了流量稳定器的自身结构原因所带来的不稳定性和不可靠性。能根据需要有效实现反馈压力油路FK与回油油路HY之间的通断，起到安全保护和卸荷作用，操作较为方便。
[0040]具体地，该通断控制阀2优选为如图2中所示的电磁换向阀，通过操纵电磁换向阀的电磁开关以导通或截止第一连接油路K1。可选择地，通断控制阀2也可采用如图3所示的液控换向阀。图3中的液控换向阀的控制油口可液压连接到反馈压力油路FK、进油油路JY或其它控制油路中，在控制油口作用有高压液压油时，液控换向阀的进油口和出油口之间形成油路截止，系统反馈压力才能建立，反之则与系统回油油路HY相通，无法建立反馈压力。可选择地，通断控制阀2还可采用如图4所示的具有远程控制口的先导溢流阀10。图5为一种具有远程控制口的先导溢流阀块的液压结构图，该具有远程控制口的先导溢流阀块为本领域技术人员公知的一种先导溢流阀。参见图5，该先导溢流阀的远程控制口由两位换向阀(图5中的右边电磁阀)构成，两位换向阀控制先导油路(图中虚线表示的油路)的通断，不得电时先导油口为低压油(连接回油箱T)，因此先导溢流阀处于完全溢流即卸载状态。当两位换向阀得电后，先导油路切断，先导溢流阀按普通模式工作，达到设置溢流压力后溢流。此外，此先导溢流阀的远程控制口既可以实现反馈压力油路FK的泄压，还可根据需要调节溢流压力值，即调节反馈压力的最高设定值，控制形式更为灵活。
[0041]另外，该液压控制系统还包括反馈溢流阀1，该反馈溢流阀I的进油口和出油口分别液压连接反馈压力油路FK和系统回油油路HY。反馈溢流阀I起溢流作用，确保反馈压力油路FK中的最高压力不超过设定值。并且，该液压控制系统还可包括安全溢流阀3，该安全溢流阀3的进油口和出油口分别液压连接进油油路JY和系统回油油路HY，从源头上保证了系统最高压力不超过设定值。反馈溢流阀I和安全溢流阀3可联合控制系统的最高工作压力。其中，安全溢流阀3的溢流压力值(系统最高压力)应设置为大于反馈溢流阀I的溢流压力值(最大反馈压力)。
[0042]在通过上述的设置通断控制阀2和第一连接油路Kl来控制反馈压力油路FK的反馈压力建立或卸荷的同时，本实用新型还设计了与第一连接油路Kl并联连接在反馈压力油路FK与回油油路HY之间的第二连接油路K2，第二连接油路K2中设有开关控制阀7、8、9，开关控制阀7、8、9与对应的负载主油路控制阀4、5、6联动，以使得在负载主油路控制阀
4、5、6控制该负载主油路控制阀4、5、6对应的工作负载系统处于工作状态时截止第二连接油路K2，并且在第二连接油路K2中的一个或各个负载主油路控制阀4、5、6控制各自对应的工作负载系统均处于非工作状态时导通第二连接油路K2以实现卸荷。具体地，如图2所示，负载主油路控制阀4、5、6为多个，各个负载主油路控制阀4、5、6对应地用于控制一个工作负载系统，并且对应地设置有一个开关控制阀7、8、9，多个开关控制阀7、8、9依次设置在第二连接油路K2上。这样，通过设计第二连接油路K2和开关控制阀7、8、9，与第一连接油路Kl及通断控制阀2结合形成双保险，实现反馈压力油路FK在工作负载系统非工作状态下的快速卸荷，而在多个工作负载系统中的任一个正常工作时，则第二连接油路K2截止，可建立反馈压力。[0043]以下仍然以工程起重机为例来具体说明第二连接油路K2和开关控制阀7的控制操作。其工作负载系统包括臂伸缩系统、变幅系统和卷扬系统。如图2、图3或图4所示，各个工作负载系统相应地由其主油路控制阀(即臂伸缩系统主油路控制阀4、变幅系统主油路控制阀5和卷扬系统主油路控制阀6)控制通入该负载系统的液压油进油、回油和油液流向，这种控制方式既可以采用液控方式，也可以采用手动控制方式或电液比例控制方式等其它方式。此处所描述的主油路控制阀采用液控方式，如图所示，该主油路控制阀由两个换向阀构成。当臂伸缩系统王油路控制阀4中的控制Dal接通控制油，控制口 bl接通回油时，则其阀芯处于上位，进油油路JY中的高压液压油从连接油口 Al进入臂伸缩系统(未显示)，并从连接油口 BI通过臂伸缩系统主油路控制阀4回油，此时臂伸缩系统控制吊臂缩回。当控制口 bl接通控制油，控制口 al接通回油时，阀芯处于下位，高压液压油从连接油口 BI进入臂伸缩系统并从连接油口 Al回油，此时臂伸缩系统控制吊臂伸出。当变幅系统主油路控制阀5中的控制口 a2接通控制油，控制口 b2接通回油时，则其阀芯处于上位，进油油路JY中的高压液压油从连接油口 A2进入变幅系统，并从连接油口 B2通过变幅系统主油路控制阀5回油，此时变幅系统进行变幅起升操作。当控制口 b2接通控制油，控制口 a2接通回油时，阀芯处于下位，高压液压油从连接油口 B2进入变幅系统并从连接油口 A2回油，此时变幅系统进行变幅回落操作。当卷扬系统主油路控制阀6中的控制口 a3接通控制油，控制口 b3接通回油时，则其阀芯处于上位，进油油路JY中的高压液压油从连接油口 A3进入卷扬系统，并从连接油口 B3通过卷扬系统主油路控制阀6回油，此时卷扬系统进行卷扬起升操作。当控制口 b3接通控制油，控制口 a3接通回油时，阀芯处于下位，高压液压油从连接油口 B3进入卷扬系统并从连接油口 A2回油，此时卷扬系统进行卷扬下放操作。当系统中的各个主油路控制阀4、5、6均处于中位时，系统输出很小的压力和流量以满足系统自身润滑的需要。
[0044]相应地，开关控制阀7、8、9分别与主油路控制阀4、5、6的主阀芯串联。当各主油路控制阀的主阀芯都处于中位时，各开关控制阀7、8、9也恰好处于中位，反馈压力油路FK中的反馈压力油通过第二连接油路K2和开关控制阀7、8、9与系统回油油路HY相通，反馈压力油路实现泄压，通过LS 口反馈到变量泵的控制模块的反馈压力为零，变量泵仅输出很小的流量以满足系统本身的润滑和泄漏之需。当各个负载工作系统中的任何一个或多个正常工作时，反馈压力油路FK中的反馈压力为连接到各个开关控制阀7、8、9的反馈压力油口中的油液压力的最大值。此时，由于至少一个主油路控制阀的主阀芯产生动作以为正常工作的负载工作系统供油，因而图中相应的开关控制阀偏移至其端部的截止位，导致第二连接油路K2与系统回油油路HY断开。此时，在电磁换向阀类型的通断换向阀2得电的情况下，反馈压力油路FK建立起负载反馈压力油信号，并通过LS 口反馈到变量泵的控制模块，液压系统输出相应的压力、流量以满足系统正常工作的需要。
[0045]此外，在上述基础上，本实用新型还相应提供了一种工程机械，该工程机械包括根据本实用新型上述的负荷传感液压控制系统，该系统同样具有如上所述的各种优点。
[0046]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0047]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0048]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种负荷传感液压控制系统，该液压控制系统包括负载敏感变量泵、工作负载系统和负载主油路控制阀(4、5、6)，该负载主油路控制阀(4、5、6)具有进油口、回油口、工作油口和反馈压力油口，所述进油口通过进油油路(JY)连接所述负载敏感变量泵，所述回油口连接系统回油油路(HY)，所述工作油口连接所述工作负载系统以提供工作液压油，所述反馈压力油口通过反馈压力油路(FK)将负载压力反馈至所述负载敏感变量泵的控制模块的负载压力反馈油口，其特征在于，所述反馈压力油路(FK)与所述系统回油油路(HY)之间连接有第一连接油路(Kl )，该第一连接油路(Kl)中设有通断控制阀(2)，该通断控制阀(2)能够控制在所述工作负载系统处于工作状态时截止所述第一连接油路(Kl )，并且在所述工作负载系统处于非工作状态时导通所述第一连接油路(Kl)以实现卸荷。
2.根据权利要求1所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，所述通断控制阀(2)为电磁换向阀。
3.根据权利要求1所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，所述通断控制阀(2)为液控换向阀，所述液控换向阀的液控端连接至所述反馈压力油路(FK)。
4.根据权利要求1所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，所述通断控制阀(2)为具有远程控制口的先导溢流阀(10)。
5.根据权利要求1所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，该液压控制系统还包括反馈溢流阀(1)，该反馈溢流阀(I)的进油口和出油口分别液压连接所述反馈压力油路(FK)和回油油路(HY)。
6.根据权利要求5所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，该液压控制系统还包括安全溢流阀(3)，该安全溢流阀(3)的进油口和出油口分别液压连接所述进油油路(JY)和回油油路(HY)。
7.根据权利要求6所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，所述安全溢流阀(3)的溢流压力值大于所述反馈溢流阀(I)的溢流压力值。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，该液压控制系统还包括与所述第一连接油路(Kl)并联连接在所述反馈压力油路(FK)与回油油路(HY)之间的第二连接油路(K2)，所述第二连接油路(K2)中设有开关控制阀(7、8、9)，所述开关控制阀(7、8、9)与对应的所述负载主油路控制阀(4、5、6)联动，以使得在所述负载主油路控制阀(4、5、6)控制该负载主油路控制阀(4、5、6)对应的所述工作负载系统处于工作状态时截止所述第二连接油路(K2)，并且在所述第二连接油路(K2)中的一个或各个所述负载主油路控制阀(4、5、6)控制各自对应的所述工作负载系统均处于非工作状态时导通所述第二连接油路(K2)以实现卸荷。
9.根据权利要求8所述的负荷传感液压控制系统，其特征在于，所述负载主油路控制阀(4、5、6)为多个，各个所述负载主油路控制阀(4、5、6)对应地用于控制一个所述工作负载系统，并且对应地设置有一个所述开关控制阀(7、8、9)，多个所述开关控制阀(7、8、9)依次设置在所述第二连接油路(K2)上。
10.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求1-9中任意一项所述的负荷传感液压控制系统。
【文档编号】F15B11/00GK203570713SQ201320772253
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】苗增, 宋建清, 李永星, 黄珍, 何伟 申请人:中联重科股份有限公司