单泵单多路阀系统，智能液压流量分配系统及工程机械的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种单泵单多路阀系统，智能液压流量分配系统及其工程机械，单泵单多路阀系统包括多路阀，控制器，电手柄，变量泵，液压油箱，致动器，第一压力传感器，第二压力传感器和第三压力传感器，变量泵连接液压油箱、多路阀以及控制器，多路阀分别连接控制器和致动器，电手柄连接控制器，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器均分别连接多路阀和控制器。智能液压流量分配系统则由多个如上述单泵单多路阀系统相互级联而成。本实用新型有效利用系统功率，复合动作时按照系统总流量、总功率智能化分配；实现并联多路阀节流调速回路的负载自适应与特定轨迹的机构复合动作；液压系统连接关系简单，无外围限制，系统硬件通用化率高。
【专利说明】
单泵单多路阀系统，智能液压流量分配系统及工程机械
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种单泵单多路阀系统，智能液压流量分配系统及工程机械。
【背景技术】
[0002]目前，工程机械的执行机构具有单独动作、复合动作控制需求的液压系统主要有四种形式，分别为负载敏感液压系统、多泵多阀节流控制液压系统、多泵多阀开关控制液压系统或闭式系统。挖掘机作为典型的多机构复合动作装置，其液压系统多采用上述第一、第二种系统形式。
[0003]现有技术中一种液压挖掘机液压系统，该系统通过串并联多路阀以及外围的动作限制先导、节流元件实现各机构的单独动作和复合动作的油路转换，其原理如图1所示，该系统存在以下缺点:
[0004]I)驱动的执行机构数量较多，复合动作实现控制逻辑复杂；
[0005]2)主阀以外逻辑控制相关的先导、节流元件较多，需要大量调试时间进行开启压力、节流孔开度的调试；
[0006]3)复合动作时各泵分别驱动单一执行机构，功率、流量利用不充分，造成配置成本提闻;
[0007]4)三个主阀各不相同，元件的通用性差，仅能用于特定机型。
实用新型内容
[0008]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种单泵单多路阀系统，智能液压流量分配系统及工程机械，以解决现有技术中的不足。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的:
[0010]一方面，提供一种单泵单多路阀系统，其中，包括多路阀，控制器，电手柄，变量泵，液压油箱，致动器，第一压力传感器，第二压力传感器和第三压力传感器，所述变量泵连接所述液压油箱、所述多路阀以及所述控制器，所述多路阀分别连接所述控制器和所述致动器，所述电手柄连接所述控制器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器均分别连接所述多路阀和所述控制器。
[0011]上述单泵单多路阀系统，其中，所述多路阀为多级级联。
[0012]另一方面，提供一种智能液压流量分配系统，其中，由多个如上述单泵单多路阀系统相互级联而成，各个所述单泵单多路阀系统中的所述第一压力传感器，所述第二压力传感器和所述第三压力传感器分别接入所述控制器，所述多路阀的工作油口相互连接。
[0013]上述智能液压流量分配系统，其中，由一个、两个或三个如上述单泵单多路阀系统相互级联而成。
[0014]上述智能液压流量分配系统，其中，所述多路阀为多级级联。
[0015]再一方面，提供一种工程机械，其中，包括如上述任意一项所述的智能液压流量分配系统。
[0016]与已有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0017]一满足多个机构单独动作与复合动作，单独动作时可合流提速，有效利用系统功率；复合动作时按照系统总流量、总功率智能化分配，且系统无冗余设计；
[0018]-通过检测多路阀进出口压差，实时调节多路阀开度，完成流量的准确分配，实现并联多路阀节流调速回路的负载自适应；
[0019]-智能化系统流量分配，便于实现特定轨迹的机构复合动作；
[0020]一运用相同功能的主泵、主阀，元器件种类少；液压系统连接关系简单，无外围限制、调节元件；泵、多路阀等系统硬件通用化率高，且均为常规元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0022]图1示出了现有技术中典型液压挖掘机液压主系统的系统原理示意图；
[0023]图2示出了本实用新型单泵单多路阀系统的系统原理示意图；
[0024]图3示出了由两个单泵单多路阀系统组成的智能液压流量分配系统的系统原理示意图；
[0025]图4示出了由三个单泵单多路阀系统组成的智能液压流量分配系统的系统原理示意图。
[0026]附图中:1、多路阀；2、控制器；3、电手柄；4、变量泵；5、液压油箱；6、致动器;7、第一压力传感器；8、第二压力传感器；9、第三压力传感器。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]参看图2所示，本实用新型单泵单多路阀系统，包括多路阀1，控制器2，电手柄3，变量泵4，液压油箱5，致动器6，第一压力传感器7，第二压力传感器8和第三压力传感器9，变量泵4分别连接液压油箱5、控制器2和多路阀1，多路阀I分别连接控制器2和致动器6，电手柄3连接控制器2，第一压力传感器7、第二压力传感器8、第三压力传感器9均分别连接多路阀I和控制器2。
[0030]在本实用新型的优选实施例中，多路阀I为多级级联，多路阀I的联数可以根据实际需要进行调整。
[0031]本实用新型还提供一种智能液压流量分配系统，由多个如上述单泵单多路阀系统相互级联而成，各个单泵单多路阀系统中的第一压力传感器7，第二压力传感器8和第三压力传感器9分别接入控制器2，多路阀I的工作油口之间相互连接。
[0032]参看图3和图4所示，本实用新型的另一个优选实施例中，由两个或三个如上述单泵单多路阀系统相互级联而成，且多路阀I优选为多级级联，同上，多路阀I的联数可以根据实际需要进行调整。
[0033]现以图4示出的由三个单泵单多路阀系统相互级联而成的智能液压流量分配系统来对本系统的工作流程作出具体说明。
[0034]执行单独动作时，又具体分为两种情况:
[0035]一种是非合流单独动作，控制电手柄3操作角度较小时，控制器2通过手柄角度信号运算执行机构所要求的运动速度，被要求速度较小时，控制器2控制单泵单阀供油即可满足动作需求，即图中只有左边位置的单泵单多路阀系统工作。此时例如操作电手柄3至正、反角度，对应致动器6的伸出、缩回动作，当电手柄3操作角度较小时,控制系统输出电信号驱动变量泵4及多路阀I的对应联参与控制，其中多路阀I的对应联直接换向至最大开度，变量泵4与电手柄3的角度成正比地增大排量，实现致动器6的单独动作及速度控制。
[0036]还有一种是合流单独工作，控制电手柄3操作角度较大时，执行机构被要求以较大速度动作，需要多泵多阀供油满足动作需求。例如操作电手柄3至最大角度，图中位于中间位置的致动器被要求以最大速度动作，此时位于中间位置的多路阀对应联换向至最大开度，同时位于中间位置的变量泵与电手柄3角度成正比地变量至最大排量，随后多路阀I对应联换向至最大开度且变量泵4变量至最大排量，最后位于图中右边位置的多路阀对应联换向至最大开度，位于右边位置的变量泵变量至最大排量，最终三泵、三阀均供给流量驱动致动器6动作。
[0037]执行复合动作时也分为两种情况:
[0038]一种是系统流量足够的复合动作，同时操作多个执行机构的电手柄3时，各执行机构被要求同时动作，即复合动作。当各电手柄3的操作角度较小时，系统总流量满足各机构动作速度的需求，各泵与各多路阀需同时为多个机构供油，此时各泵优先供给与之连接多路阀第一联控制的执行机构，多余的流量为其他机构补油。由于各执行机构负载压力不一致，多路阀中各联需按照进出油口压差实时调节开度的大小，完成流量的按需分配。例如三个致动器被操作进行复合动作，其中位于左边位置的致动器6和位于中间位置的致动器被要求速度较快，单泵无法满足流量供给，而位于右边位置的致动器被要求速度较慢，单泵满足流量供给，且三泵的总流量满足控制的速度需求，那么变量泵4优先且仅为致动器6供油，位于中间位置的变量泵优先且仅为位于中间位置的致动器供油，位于右边位置的变量泵优先为位于右边位置的致动器供油，多余的流量补充给其他两个致动器。其中分别位于左边位置和位于中间位置的多路阀中与位于左边位置和位于中间位置的致动器对应的联换向至最大开度，位于右边位置的多路阀与三个致动器对应的各联按照致动器6的需求流量以及分别位于中间位置和右边位置的致动器的补充流量实时调节开度。位于右边位置的变量泵与位于右边位置的多路阀驱动的三个致动器的工作压力不一致，控制系统(即控制器2及其控制电路)根据检测到的多路阀对应联进出口压差实时调节各联的开度，输出流量大于运算分配的目标流量时减小阀的开度，反之增大阀的开度。
[0039]还有一种情况是系统流量不够时的复合动作，同时操作多个机构进行复合动作，且总流量需求超过系统能力时，控制系统根据各机构控制手柄角度等比地分配系统总流量，实现各机构速度的等比增快与减慢。
[0040]最后，本实用新型提供一种工程机械，其中，包括如上述智能液压流量分配系统，其中除了上述智能液压流量分配系统部分包含本 申请人:的创造性付出外，其他部分均为本领域技术人员所熟悉，在此不再赘述。
[0041]本实用新型采用电控主泵，控制电流与泵排量成正比，同时采用电控并联主阀，控制电流与阀的开度成正比。在各主阀的进油口(泵的出口)以及出油口(执行机构端)分别配置压力传感器，通过各泵排量分配、多路阀开度的实时调节实现流量的智能分配。
[0042]以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
【权利要求】
1.一种单泵单多路阀系统，其特征在于，包括多路阀(1)，控制器(2)，电手柄(3)，变量泵(4)，液压油箱(5)，致动器￠)，第一压力传感器(7)，第二压力传感器(8)和第三压力传感器(9)，所述变量泵(4)分别连接所述液压油箱(5)、所述多路阀(I)以及所述控制器(2)，所述多路阀(I)分别连接所述控制器(2)和所述致动器￠)，所述电手柄(3)连接所述控制器(2)，所述第一压力传感器(7)、所述第二压力传感器(8)、所述第三压力传感器(9)均分别连接所述多路阀(I)和所述控制器(2)。
2.根据权利要求1所述单泵单多路阀系统，其特征在于，所述多路阀(I)为多级级联。
3.一种智能液压流量分配系统，其特征在于，由多个如权利要求1或2所述单泵单多路阀系统相互级联而成，各个所述单泵单多路阀系统中的所述第一压力传感器(7)、所述第二压力传感器(8)和所述第三压力传感器(9)分别接入所述控制器(2)，所述多路阀(I)的工作油口相互连接。
4.根据权利要求3所述智能液压流量分配系统，其特征在于，由一个、两个或三个如权利要求I或2所述单泵单多路阀系统相互级联而成。
5.根据权利要求3或4所述智能液压流量分配系统，其特征在于，所述多路阀(I)为多级级联。
6.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求3或4或5中任意一项所述的智能液压流量分配系统。
【文档编号】F15B11/08GK203926181SQ201420317934
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】汪云峰, 赵俊敏, 汪洋 申请人:昆山三一数字科技有限公司