液压系统及其控制方法、以及作业机械与流程

本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种液压系统及其控制方法、以及作业机械。

背景技术：

随着技术的发展和工业的需求，如何提高作业机械中液压系统的工作效率，降低作业机械的能量消耗，已成为当前的一个重要课题。降低作业机械的能源消耗，从液压系统来看，主要是通过提高传递效率，降低作业时的背压来实现；从控制方法上来看，主要是避免减少能量损失、尽量不发生溢流。

近年来，随着电控技术的发展，将电控应用在液压系统中的技术也日趋成熟，与传统的液控液压系统相比，电控液压系统能够更精确地控制作业机械的动作，同时还能减少压损，降低油耗，提高效率，更加节能环保。

在传统作业机械的液压系统中，通常采用单泵体分路的驱动方式，当液压系统进行复合动作时，由于同一个泵供油的多个执行机构中的负载存在差别，就会出现负载较低的发生溢流，而高负载的执行机构的部分驱动力也被消耗，造成能量损失，使用效果不佳。

因此，有必要针对现有的液压系统进行改进，以改变现状。

技术实现要素：

本发明提供一种液压系统及其控制方法、以及作业机械，用于解决传统的液压系统中，由于多个执行机构负载不同，而导致出现溢流从而造成能量损失的问题。

本发明提供一种液压系统，包括：

动力装置，用于提供液压动力；

执行装置，包括主控制阀和执行机构，所述主控制阀分别连接于所述执行机构和所述动力装置，所述主控制阀用于控制所述执行机构的运动方向；其中，所述执行装置的数量为多组，且多组所述执行装置并联设置；

感应组件，用于感应所述液压系统中的液体压力；以及

控制模块，信号连接于所述感应组件和所述动力装置，所述控制模块用于控制所述动力装置的液压动力输出。

根据本发明的一个实施例，所述主控制阀具有至少两个驱动端口，且两个所述驱动端口分别连接于所述执行机构的多个连接端口；所述感应组件包括多个压力传感器，多个所述压力传感器均信号连接于所述控制模块；每一组所述驱动端口和所述连接端口之间均至少设置有一个所述压力传感器。

根据本发明的一个实施例，所述动力装置包括分路组件和液压油箱，所述分路组件分别连接于所述液压油箱和所述主控制阀，所述分路组件信号连接于所述控制模块，所述分路组件用于控制所述液压油箱与所述主控制阀之间的流量大小。

根据本发明的一个实施例，所述分路组件包括液压主泵和比例阀，所述液压主泵分别连接于所述比例阀的一端和所述液压油箱，所述比例阀的另一端连接于所述主控制阀的输入端口，所述比例阀用于控制所述主控制阀与所述液压油泵之间的流量大小。

根据本发明的一个实施例，所述比例阀为电液比例阀。

根据本发明的一个实施例，所述液压油箱包括主油箱和回流油箱，所述液压油泵连接于所述主油箱，所述主控制阀的回流端口连接于所述回流油箱。

根据本发明的一个实施例，所述比例阀的数量为多个，且多个所述比例阀并联设置，并一同连接于所述主控制阀的输入端口。

根据本发明的一个实施例，所述执行机构为液压油缸或回转油缸。

本发明还提供了一种作业机械，包括机体以及上述任意一项所述的液压系统，所述液压系统设于所述机体上。

本发明还提供了一种液压系统的控制方法，采用如上述任意一项所述的液压系统，包括如下步骤：

获取多个执行装置的负载信号；

将多个所述负载信号进行比较；

根据比较结果，动力装置同时驱动多个所述负载信号的数值相近的执行机构启动。

使用本实施例的液压系统时，通过设置的感应组件对液压系统中的液体压力进行感应，从而可以获取多个动力装置的负载信号，控制模块对多个负载信号进行判断，并同时驱动负载相近的多个执行机构进行作业，从而避免由于负载不同而导致的溢流损失。

在本实施例的液压系统中，通过设置感应组件与多个执行装置的配合，可以根据多个执行装置的负载信号对相应的执行机构进行驱动，从而避免由于执行机构之间存在较大的负载差，而导致的溢流损失，使用效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施例中液压系统的结构示意图；

图2是本发明的另一实施例中液压系统的结构示意图；

图3是本发明的实施例中主控制阀和比例阀的组合示意图；

图4是本发明的实施例中液压系统的控制示意图；

图5是本发明的实施例中控制方法的流程示意图；

附图标记：

10、液压系统；100、执行装置；110、执行机构；

120、主控制阀；200、感应组件；210、第一压力传感器；

220、第二压力传感器；300、动力装置；310、分路组件；

311、液压主泵；311a、第一液压主泵；311b、第二液压主泵；

3111、主泵驱动件；312、比例阀；312a、第一比例阀；

312b、第二比例阀；320、液压油箱；321、主油箱；

322、回流油箱；400、控制模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参阅图1所示，本发明实施例提供了一种液压系统10，其包括执行装置100、感应组件200、动力装置300和控制模块400，动力装置300作为动力源以用于驱动执行装置100，感应组件200用于感应本液压系统10的油液压力，控制模块400用于控制动力装置300的中的液压动力输出；

具体地，执行装置100包括主控制阀120和执行机构110，主控制阀120分别连接于执行机构110和动力装置300，主控制阀120用于控制执行机构110的运动方向；其中，执行装置100的数量为多组，且多组执行装置100并联设置；感应组件200用于感应液压系统10中的液体压力；控制模块400信号连接于感应组件200和动力装置300，并用于控制动力装置300的液压动力输出。

使用本实施例的液压系统10时，通过设置的感应组件200对液压系统10中的液体压力进行感应，从而可以获取多个动力装置300的负载信号，控制模块400对多个负载信号进行判断，并同时驱动负载相近的多个执行机构110进行作业，从而避免由于负载不同而导致的溢流损失。

在本实施例的液压系统10中，通过设置感应组件200与多个执行装置100的配合，可以根据多个执行装置100的负载信号对相应的执行机构110进行驱动，从而避免由于执行机构110之间存在较大的负载差，而导致的溢流损失，使用效果好。

具体地，主控制阀120具有至少两个驱动端口，且两个驱动端口分别连接于执行机构110的多个连接端口；感应组件200包括多个压力传感器，多个压力传感器均信号连接于控制模块400；每一组驱动端口和连接端口之间均至少设置有一个压力传感器。

参阅图2和图3所示，在本实施例中，主控制阀120具有第一驱动端口c1和第二驱动端口c2，c1连接于执行机构110的第一连接端口，c2连接于执行机构110的第二连接端口，且第一连接端口和第二连接端口分别连通于执行机构110的两个液压腔体，并且压力传感器的数量为两个，且分别为第一压力传感器210和第二压力传感器220，第一压力传感器210用于感应c1与第一连接端口之间的油液压力，第二压力传感器220用于感应c2与第二连接端口之间的油液压力；

需要说明的是，在驱动执行机构110进行动作时，c1和c2两者中的一个可以向执行机构110的液压腔体内输入液压油，另一个用于回流执行机构110的另一个液压腔体内的液压油；在另一实施例中，主控制阀120也可以具有一个驱动端口，并且执行机构110设置有一个与该驱动端口相连接段连接端口，此时压力传感器的数量为一个，并用于感应两者之间的油液压力；在其他实施例中，主控制阀120也可以设置有三个或三个以上的驱动端口，并且执行机构110设置有与驱动端口相对应数量的连接端口，每一个驱动端口和连接端口之间均设置有一个压力传感器用于感应其压力，在此不作赘述。

在一实施例中，沿驱动端口至连接端口之间的管路上，还可以间隔设置多个压力传感器，由此设置，多个压力传感器可以对管路上不同位置的压力信号进行检测，通过控制模块400进行分析计算，可以提高感应组件200的感应精度，使用效果好。

具体地，参阅图1和图2所示，动力装置300包括分路组件310和液压油箱320，分路组件310分别连接于液压油箱320和主控制阀120，分路组件310信号连接于控制模块400，分路组件310用于控制液压油箱320与主控制阀120之间的流量大小。

在本实施例中，液压油箱320用于储存液压油，启动动力装置300之后，分路组件310可以将液压油箱320泵取至执行机构110，以驱动执行机构110进行动作，分路组件310可以与控制模块400信号连接，并通过控制模块400对分路组件310中的液压油的流量进行调节，当分路组件310连接于多个执行装置100时，可以对液压油的流量进行分配。

参阅图1所示，在本实施例中，分路组件310包括液压主泵311和比例阀312，液压主泵311分别连接于比例阀312的一端和液压油箱320，比例阀312的另一端连接于主控制阀120的输入端口a，比例阀312用于控制主控制阀120与液压油泵之间的流量大小。

可以理解的是，采用本实施例的动力装置300时，液压主泵311连接于外部的动力源，并将液压油箱320内的液压油泵取至比例阀312，通过调节比例阀312中阀芯的位置即可对比例阀312的开度进行调节，以实现调节比例阀312输出的液压油的流量大小，

在本实施例中，比例阀312为电液比例阀，并且电液比例阀信号连接于控制模块400，并能够通过控制模块400对其的开度进行信号控制。

在其他实施例中，比例阀312也可以是机械结构或液/气压结构控制的比例阀，当采用机械结构时，比例阀312需要连接外部动力源，以实现对阀芯的位置进行控制，从而实现对比例阀312的开度进行控制；当采用液压结构时，比例阀312的一端连接于外部的液压油或气压动力源，从而实现驱动阀芯移动的功能，在此不做唯一限定。

参阅图1和图2所示，在本实施例中，动力装置300还包括主泵驱动件3111，主泵驱动件3111动力连接于液压主泵311，并用于驱动液压主泵311；具体地，在本实施例中，主泵驱动件3111可以为作业机械中的主动力源，例如发动机等，也可以是单独的驱动电机或驱动发动机，并单独为液压主泵311提供驱动力，在此不做唯一限定。

具体地，在本实施例中，液压油箱320包括主油箱321和回流油箱322，液压油泵连接于主油箱321，主控制阀120的回流端口(b1、b2)连接于回流油箱322。

在本实施例中，主油箱321、主控制阀120、执行机构110和回流油箱322沿液压系统10的油路依次设置，即主油箱321内的液压油经由主控制阀120输送至执行机构110，并驱动执行机构110进行动作，执行机构110输出的液压油再经由主控制阀120输送至回流油箱322，以实现回流

在其他实施例中，主控制阀120的回流端口b1和b2也可以连接于主油箱321，并且取消设置的回流油箱322，此时主油箱321也可以实现接收回流液压油的功能。

在一实施例中，主控制阀120为三位五通电磁阀，并且具有两个工作位和一个封闭位；如图3所示的状态，此时三位五通电磁阀处于封闭位，三位五通阀的驱动端口c与输入端口a和回流端口b之间断开，主控制阀120通过在两个工作位之间切换，可以实现主控制阀120的换向功能；

需要说明的是，当主控制阀120在其中一个工作位，c1连通于a，c2连通于b2，比例阀312输出的液压油可经由a和c1进入执行机构110中，并驱动执行机构110进行动作，执行机构110回流的液压油可以经由c2和b2输送至回流油箱322中；

当主控制阀120在另一个工作位是，c1连通于b1，c2连通于a，比例阀312输出的液压油可经由a和c2进入执行机构110，并驱动执行机构110进行动作，执行机构110回流的液压油可以经由c1和b1输送至回流油箱322。

在本实施例中，主控制阀120具体为三位五通中间封闭位电磁阀，该电磁阀的阀芯通过沿直线方向的正向或反向移动即可实现主控制阀120的换向切换，主控制阀120整体结构紧凑，便于安装与布置。在其他实施例中，主控制阀120也可以根据实际的设计需求选用对应型号的三位五通电磁阀，在此不做赘述。

进一步地，比例阀312的数量为多个，且多个比例阀312并联设置，并一同连接于主控制阀120的输入端口a。

参阅图1和图2所示，在本实施例中，液压主泵311的数量为两个，分别为第一液压主泵311a和第二液压主泵311b，第一液压主泵311a和第二液压主泵311b均连接于主油箱321，并输出第一油路和第二油路；在一组分路组件310中，比例阀312的数量为两个，分别为第一比例阀312a和第二比例阀312b，第一油路连接于第一比例阀312a，第二油路连接于第二比例阀312b，且第一比例阀312a的输出端和第二比例阀312b的输出端相连并与主控制阀120的输入端口a连接；第一油路连接于多个执行装置100中主控制阀120对应的第一比例阀312a，第二油路连接于多个执行装置100中主控制阀120对应的第二比例阀312b；

本实施例的液压系统10在运行过程中，控制模块400可以根据感应组件200获取的负载信号进行计算，例如当连接于第一油路的第一组中多个执行机构110的负载信号数值相近或相同时，控制模块400控制多个执行装置100的第一比例阀312a开启，液压油便可以通过第一油路驱动第一组中的多个执行机构110进行作业，另外的第二组的多个执行机构110的负载信号数值相近或相同时，并且与第一组中的执行机构110的负载信号数值之间存在较大的差值时，控制模块400可以控制第二组的多个执行装置100的第二比例阀312b开启，液压油便可以通过第二油路驱动第二组的多个执行机构110进行作业，第一组和第二组中的执行机构110可以进行单独作业，并且互不影响，从而可以避免由于多组执行机构110之间存在负载差值而导致的溢流现象的发生，使用效果好。

具体地，执行机构110为液压油缸或回转油缸。

参阅图2所示，在本实施例中，执行机构110的数量为四个，且其中三个为液压油缸，另一个为回转油缸，在其他实施例中，执行机构110可以根据需求选用液压油缸或回转油缸，或是其他类型的执行机构110，在此不做唯一限定。

进一步地，本发明还提供了一种作业机械，其包括机体以及上述任意一项实施例中所述的液压系统10，液压系统10设于机体上。

可以理解的是，在本实施例的作业机械中，通过在机体上设置上述液压系统10，液压系统10通过设置感应组件200与多个执行装置100的配合，可以根据多个执行装置100的负载信号对相应的执行机构110进行驱动，从而避免由于执行机构110之间存在较大的负载差，而导致的溢流损失，使用效果好。具体地，作业机械包括但不限于挖掘机、举升机、压路机等。

本发明还提供了一种液压系统的控制方法，采用如上述任意一项实施例中的液压系统10，该控制方法包括如下步骤：

s100、获取多个执行装置100的负载信号；

具体地，每一组执行装置100均设置有至少一个感应组件200，感应组件200可以获取输入执行装置100中执行机构110的压力信号数值，并将信号传输至控制模块400；

s200、将多个负载信号进行比较；

控制模块400接收负载信号之后，对多个负载信号进行判断，将数值相同或相近的负载信号进行分组，每一组多个负载信号对应的多个执行装置100经由一个分路组件310进行驱动。

s300、根据比较结果，动力装置300同时驱动多个负载信号的数值相近的执行机构110启动。

在一实施例中，当多个执行机构110分别为斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸以及回转马达，当做复合动作(动臂下降、斗杆卸载和回转)时，若动臂油缸的压力与斗杆油缸的压力相近时，控制模块400控制第一油路与斗杆油缸和动臂油缸对应的比例阀312启动，并使第一油路的液压油驱动斗杆油缸和动臂油缸启动进行作业，控制模块400并同时控制第二油路与回转马达对应的比例阀312启动，并使第二油路的液压油驱动回转马达旋转，从而实现减少溢流损失的效果。

通过采用上述控制方法对液压系统10进行控制，液压系统10可以实现根据获取的负载信号实现对动力装置300进行分路输送，每一路对应一类的负载类型，从而避免由于负载不同而导致液压系统10出现溢流的问题，使用效果好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。