一种负载敏感阀及负载敏感液压系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液压系统控制技术领域，具体涉及一种负载敏感阀及负载敏感液压系 统。
【背景技术】
[0002] 常规的负载敏感阀主要由一个比例换向阀和压力补偿阀组成。比例换向阀可以根 据控制器的电信号控制油液方向和阀口的开度大小。压力补偿阀的本质是一个定差减压 阀。压力补偿阀左侧有弹簧，还作用有通过油路比例换向阀的主工作油路反馈回来的比例 换向阀的阀后的负载压力信号P2,右侧作用有通过负载反馈油路反馈回来比例换向阀的阀 前的压力信号P1。当压力补偿阀处于平衡位置工作时，使比例换向阀前后的压力差ΛP= Ρ1-Ρ2与弹簧力平衡，即该压力差基本恒定。根据液压阀口的流量公式0 Q是 通过阀口的流量，C是常数，Α是阀口的开度大小，ΛΡ是阀口前后的压力差。因此，通过比 例换向阀的流量就仅取决于其阀口开度的大小，而与其对应执行元件的负载大小无关。通 过压力补偿阀的作用，使得负载敏感系统解决了多个执行机构在同时工作时的互相干扰问 题。
[0003] 但是，液压系统并不是一直工作在多个执行机构同时工作的情况下。很多工况下， 液压系统仅有一个执行机构在工作。这时，负载敏感阀中的压力补偿阀与栗上的流量控制 阀在功能上就重复了。这是因为这时只需要一个流量控制阀起作用，通过阀口的流量仍然 正比于阀口开度的大小。这样，压力补偿阀的存在就造成了能量的浪费。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种负载敏感阀、单负载敏感液压系 统及多负载敏感液压系统，该单负载敏感阀具较强的通用性，其在单负载液压系统或多负 载液压系统中均能有效地减少能量的损失，该单负载敏感液压系统能在只有一个执行机构 工作的工况下有效地减少能量的损失，该多负载敏感液压系统能在多个执行机构共同工作 时或仅有一个执行机构单独工作时均具有良好的节能效果。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种负载敏感阀，负载敏感阀包括比例换向阀、压 力补偿阀、使能换向阀，
[0006] 所述比例换向阀为电磁比例换向阀，其上设有阀后压加，比例换向阀工作在左 位或右位时，其进油口均与其阀后压加连通，比例换向阀工作中位时，其阀后压加与其 回油口连通；所述比例换向阀的两个工作油口作为负载敏感阀的两个工作油口；比例换向 阀的阀后压加作为负载敏感阀的压力检测口；所述比例换向阀的左位电控口、右位电控 口分别作为负载敏感阀的第一电控口、第二电控口；
[0007] 所述压力补偿阀的出油口与比例换向阀的进油口连通，其弹簧腔通过阀后压力检 测油路与比例换向阀的阀后压加连通，其负载反馈油路上设有节流子；压力补偿阀的进 油口作为负载敏感阀的进油口；
[0008] 所述使能换向阀为电磁换向阀，其进油口与压力补偿阀的负载反馈油路连通；所 述使能换向阀的电控口作为负载敏感阀的第三电控口。
[0009] -种单负载敏感液压系统，包括油箱、负载敏感栗、负载执行单元、控制器，所述负 载执行单元包括一个负载敏感阀和一个液压缸，所述负载敏感阀的两个工作油口分别与液 压缸的两个工作油口连通，所述负载敏感阀的进油口通过负载敏感栗与油箱连通，所述负 载敏感阀的第一电控口、第二电控口和第三电控口均与所述控制器电连接，所述负载敏感 栗中内置有流量控制阀，该流量控制阀的控制口与负载敏感阀的压力检测口连通。
[0010] 一种多负载敏感液压系统，包括油箱、负载敏感栗、至少两个负载执行单元、控制 器，每个负载执行单元包括一个负载敏感阀和一个液压缸，所述负载敏感阀的两个工作油 口分别与液压缸的两个工作油口连通；每个负载执行单元中的负载敏感阀的进油口均通过 负载敏感栗与油箱连通，每个负载执行单元中的负载敏感阀的第一电控口、第二电控口和 第三电控口均与所述控制器电连接，各个负载执行单元中的负载敏感阀的压力检测口通过 梭阀连通，所述负载敏感栗中内置有流量控制阀，该流量控制阀的控制口与梭阀的输出口 连通。
[0011] 本发明中的负载敏感阀通用性较强，不仅能应用于单个执行机构的液压系统中， 也能应用于多个执行机构的液压系统中，且都能达到良好的节能效果；在有多个执行机构 同时工作时，采用本发明中的负载敏感阀的系统为多负载敏感系统，该系统能够保证各个 执行机构互不干扰的完成指定动作，避免了不同负载的影响；在仅有一个执行机构动作时， 采用本发明中的负载敏感阀的系统为单负载敏感系统，该系统中因为减少了组成负载敏感 阀的压力补偿阀的节流损失，因此提升了节能效果。同时，对于同样开度大小的比例换向 阀，使用流量控制阀进行压力补偿要比使用压力补偿阀进行补偿通过更多的流量。
【附图说明】
[0012] 图1是负载敏感阀的液压原理图；
[0013] 图2是单负载敏感液压系统的原理图；
[0014] 图3是多负载敏感液压系统的原理图。
[0015] 图中：1、比例换向阀，2、压力补偿阀，3、使能换向阀，4、阀后压加，5、阀后压力检 测油路，6、节流子，7、负载反馈油路，8、控制器，9、液压缸，10、负载敏感栗，11、梭阀，12、负 载敏感阀，13、流量控制阀，14、变量控制油缸。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017] 如图1所示，一种负载敏感阀12,负载敏感阀12包括比例换向阀1、压力补偿阀2、 使能换向阀3，
[0018] 所述比例换向阀1为电磁比例换向阀，其上设有阀后压加 4，比例换向阀1工作 在左位或右位时，其进油口均与其阀后压加 4连通，比例换向阀1工作中位时，其阀后压 加 4与其回油口连通；所述比例换向阀1的两个工作油口作为负载敏感阀12的两个工作 油口；比例换向阀1的阀后压加 4作为负载敏感阀12的压力检测口；所述比例换向阀1 的左位电控口、右位电控口分别作为负载敏感阀的第一电控口、第二电控口；
[0019] 所述压力补偿阀2的出油口与比例换向阀1的进油口连通，其弹簧腔通过阀后压 力检测油路5与比例换向阀1的阀后压加 4连通，其负载反馈油路7上设有节流子6 ;压 力补偿阀2的进油口作为负载敏感阀12的进油口；
[0020] 所述使能换向阀3为电磁换向阀，其进油口与压力补偿阀2的负载反馈油路连通； 所述使能换向阀3的电控口作为负载敏感阀12的第三电控口。使能换向阀3为二位二通 电磁换向阀，其左工作位时，进油口与出油口连通，其右工作位时，进油口与出油口断开。
[0021] 如图2所示，一种单负载敏感液压系统，包括油箱、负载敏感栗10、负载执行单元、 控制器8,所述负载执行单元包括一个负载敏感阀12和一个液压缸9,所述负载敏感阀12 的两个工作油口分别与液压缸9的两个工作油口连通，所述负载敏感阀12的进油口通过负 载敏感栗10与油箱连通，所述负载敏感阀12的第一电控口、第二电控口和第三电控口均与 所述控制器8电连接，控制器8可以控制与其连接的负载敏感阀12的供油方向和供油流 量，进而控制与负载敏感阀12连接的液压缸9的运动方向和速度，所述负载敏感栗10中内 置有流量控制阀13,该流量控制阀13的控制口与负载敏感阀12的压力检测口连通，流量控 制阀13的就可以根据负载敏感阀12的压力检测口的压力的不同来调节负载敏感栗10的 工作状态，其中梭阀11将两个负载敏感阀12的负载压力信号进行比较，将其中较大的压力 信号传递到负载敏感栗2中内置的流量控制阀控制口。
[0022] 单负载敏感阀液压系统工作原理：控制器8控制负载敏感阀12中的比例换向阀1 打开合适的开口度，同时，控制器8给负载敏感阀12中的使能换向阀3发送控制信号，使其 工作在左位。此时，负载压力信号通过阀后压力检测油路5作用在压力补偿阀2的左侧（弹 簧腔），比例换向阀1的进油油路压力信号通过负载反馈油路7经节流子6作用在压力补偿 阀的右侧，由于此时使能换向阀3打开，所以使能换向阀3将压力补偿阀2的右侧卸荷，即 将经过节流子6的负载反馈压力卸荷，压力补偿阀2在左侧的压力信号和弹簧的作用下一 直处于左位工作，即无节流作用，此时，只有比例换向阀1起节流作用。节流子6可以使由比 例换向阀1的进油油路上的油液只有一个很小的流量分流出，因此可保证比例换向阀1的 正常工作。同时，负载压力信号也通过油路反馈至负载敏感栗10中流量控制阀13的控制 口（该流量控制阀13的控制口位于流量控制阀13的右侧弹簧腔，该流量控制阀13的左侧 还具有左侧控制口，该左侧控制口分别与流量控制阀13的进油口P、油栗的出油油路、控制 油栗输出油量多少的变量控制油缸14的有杆腔连通，该流量控制阀13的的工作油口A与 变量控制油缸14的无杆腔连通，此时，负载压力信号和弹簧腔中的弹簧同时作用在流量控 制阀13的右侧，流量控制阀13的左侧作用有油栗的出油油路的油液压力，当流量控制阀13 左侧的压力和右侧的压力平衡时，流量控制阀13工作在平衡位置。此时，油栗出油油路的 压力刚好比负载压力高出一个定值，这个定值由弹簧的弹力设定。流量控制阀13稳定工作 在某一位置下，油栗的排量大小与系统中的负载敏感阀12的开口总面积成正比，流量控制 阀13设定的压差完全作用在比例换向阀1内的节流阀口上，根据液压阀口的流量公式，通 过比例换向阀13的流量就仅取决于其阀口开度的大小，也就是控制器8给出的信号大小， 而与包括其执行元件的负载大小在内的其他因素无关。当比例换向阀1的阀口受控制器8 的信号控制发生变化时，油栗的排量也会做出相应的调整。具体的变量过程如下：
[0023] A、排量变大的变化过程。当系统中负载敏感阀12的控制信号变大时，其开口面积 增大。此时负载并未发生变化，故流量控制阀13右侧的作用力没有发生改变。负载敏感阀 12的开口面积增大而油栗的流量没有发生变化，故其压力损失变小，故油栗出口的压力降 低。流量控制阀13的阀芯在右侧负载压力和弹簧弹力的合力的作用下向左运动，其进油口 P与工作油口A之间油路逐渐关闭，其工作油口A与回油口T逐渐打开。变量控制油缸14 右侧的无杆腔中的部分油液通过流量控制阀13的工作油口A到回油口T，流入油栗的壳体， 最后，经泄露油口L回油箱。变量控制油缸14在其左侧复位弹簧的作用下向右移动，油栗 的排量逐渐变大。与此同时，油栗输出的流量增大，通过比例换向阀1的流量增大，其阀口 的压力损失也增大，故油栗出口的压力逐渐升高。流量控制阀13的阀芯受力逐渐