专利名称：一种应用于液压开式回路的控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液压开式回路，具体地，涉及一种应用于液压开式回路的控制系 统。
背景技术：
近年来，随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，大中型工程机械需 求量和保有量连续快速增长。在众多的工程机械中，特别是进口设备中，采用液压传动和全液压驱动十分普遍， 如隧道掘进机、盾构、大吨的运梁车、吊车、升降台车，以及摊铺机、挖掘机、推土机等。但是， 由于工程机械工作环境的因素，要求无级调速节能且要求过载保护等问题是各类工程机械 必须解决的。一般地，工程机械中采用的控制方式包括负载敏感控制、恒功率控制与液比例控 制等，但这些控制方式均不能同时解决无级调速、节能且在负载变化大的情况下实现过载 保护的问题。例如，负载敏感控制方式，在执行机构快速动作时突然遇到大负载时，很容易 导致驱动机熄火；恒功率控制方式，输出功率一定，在节能方面有很大的欠缺；液比例控制 方式，跟负载敏感控制方式一样，在快速动作时遇到大负载会导致驱动机熄火。综上所述，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺 陷⑴过载保护能力弱负载敏感控制方式，在执行机构快速动作时突然遇到大负载 时，很容易导致驱动机熄火；液比例控制方式，跟负载敏感控制方式一样，在快速动作时遇 到大负载会导致驱动机熄火；⑵节能性差恒功率控制方式，输出功率一定，在节能方面有很大的欠缺；⑶功能单一负载敏感控制方式、恒功率控制方式与液比例控制方式等，均不能同 时解决无级调速与节能的问题，也不能解决在负载变化大的情况下实现过载保护的问题。
发明内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种应用于液压开式回路的控制系 统，以实现过载保护能力强、节能性好与功能多的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种应用于液压开式回路的控 制系统，该系统包括外部供油件、变量泵组件、减压手柄、方向阀与执行元件，其中所述外 部供油件，通过减压手柄与变量泵组件连接；所述执行元件，通过方向阀与变量泵组件连 接。进一步地，所述变量泵组件包括依次配合设置的控制单元与变量泵，其中所述控 制单元与减压手柄连接，所述变量泵与方向阀配合连接。进一步地，所述控制单元包括恒压控制模块、液比例控制模块与恒功率控制模块， 所述恒压控制模块、液比例控制模块与恒功率控制模块依次配合设置在减压手柄与变量泵之间。进一步地，所述系统还包括溢流阀，所述溢流阀设置在变量泵与方向阀之间。进一步地，所述执行元件包括执行油缸。本实用新型各实施例的应用于液压开式回路的控制系统，由于包括外部供油件、 变量泵组件、减压手柄、方向阀与执行元件，其中外部供油件通过减压手柄与变量泵组件 连接；执行元件通过方向阀与变量泵组件连接；适合任何负载变化大的情况下要求无级调 速、过载保护且节能的液压开式回路，可以解决实际工作中负载变化大、要求无级变速且节 能的难题；从而可以克服现有技术中过载保护能力弱、节能性差与功能单一的缺陷，以实现 过载保护能力强、节能性好与功能多的优点。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过 在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图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，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1为根据本实用新型应用于液压开式回路的控制系统的流量-压力特性曲线示 意图；图2为根据本实用新型应用于液压开式回路的控制系统中减压手柄输出压力与 变量泵的输出排量之间的特性曲线示意图；图3为根据本实用新型应用于液压开式回路的控制系统的结构示意图。结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下1-控制单元；2-减压手柄；3-方向阀；4-执行油缸；5-变量泵；6_溢流阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。根据本实用新型实施例，提供了一种应用于液压开式回路的控制系统。如图1-图 3所示，本实施例包括外部供油件、变量泵5组件、减压手柄2、方向阀3与执行元件，其中 外部供油，通过减压手柄2与变量泵5组件连接；执行元件，通过方向阀3与变量泵5组件 连接。这里，执行元件包括执行油缸4。进一步地，在上述实施例中，上述变量泵5组件包括依次配合设置的控制单元1与 变量泵5，控制单元1与减压手柄2连接，变量泵5与方向阀3配合连接。其中，控制单元1 包括恒压控制模块、液比例控制模块与恒功率控制模块，恒压控制模块、液比例控制模块与 恒功率控制模块依次配合设置在减压手柄2与变量泵5之间。进一步地，在上述实施例中，应用于液压开式回路的控制系统还包括溢流阀6，溢 流阀6设置在变量泵5与方向阀3之间。在上述实施例中，恒功率控制模块给该应用于液压开式回路的控制系统提供高压油液、以限制功率，恒压控制模块用来限制该应用于液压开式回路的控制系统的最大工作 压力，减压手柄2可以用来手动无级调节执行元件(如执行油缸4)的运动速度。在图1中，当该应用于液压开式回路的控制系统的压力低于a MPa (即该应用于 液压开式回路的控制系统的负载比较小)时，变量泵5的输出排量由减压手柄2控制，可以 在0到最大排量之间任何一个排量工作，即执行元件的速度在0到最大之间可以实现无级 调速；当该应用于液压开式回路的控制系统的压力在a飞MI^之间工作时，随着压力的升 高，该应用于液压开式回路的控制系统的最大流量减小(即负载的增大，执行元件最大速度 降低)，该应用于液压开式回路的控制系统的压力与最大流量乘积为一定值，即驱动机额定 输出功率值，所以，在实际工作中驱动机不会由于负载的变化而导致熄火。在此工作压力状 态，仍然可以通过调节减压手柄2改变变量泵5的输出排量来无级调节执行元件的运动速 度，并可以达到节能的目的，如图1中a_b之间的虚线部分所示。当负载继续增大，导致该 应用于液压开式回路的控制系统的压力上升至b MPa时，由于恒压控制模块的作用，将变 量泵5的输出排量调节至0，限制压力继续上升，保护该应用于液压开式回路的控制系统中 的各个元件。减压手柄2输出压力与变量泵5的输出排量之间的特性曲线，可参见图2，变量泵 5的输出排量与减压手柄2的输出压力成正比例关系，即通过减压手柄2可以比例调节执行 元件的运行速度。具体地，如图3所示，变量泵5的最大工作压力为23MPa，减压手柄2由外部供油件 供油，外部供油压力为40-60bar，溢流阀6的设定压力为24MPa，方向阀3用于控制执行油 缸4的动作方向。使用该应用于液压开式回路的控制系统时，当方向阀3左位工作时，执行油缸4往 回拉；当负载较小(即该应用于液压开式回路的控制系统的压力低于IOMPa)时，调整减压 手柄2，液比例控制模块工作，执行油缸4的运动速度可在0-12m/min之间实现无级调速； 当负载较大(即该应用于液压开式回路的控制系统的压力在10MPa-23MPa之间)时，恒功率 控制模块工作，变量泵5的排量随压力增加而减少，该应用于液压开式回路的控制系统的 功率维持在22KW，如需要更低速度，可调节减压手柄2，以进一步减小泵排量，该应用于液 压开式回路的控制系统的功率随之减少，达到节能的目的；当负载继续增大(即该应用于液 压开式回路的控制系统的压力达到23MPa)，恒压控制模块工作，改变变量泵5的斜盘角度， 将变量泵5的输出排量调节至零，控制该应用于液压开式回路的控制系统的压力不再上 升，保护该应用于液压开式回路的控制系统的元件不受损坏。上述实施例的应用于液压开式回路的控制系统，利用“恒功率-液比例-恒压”的 控制方式，适合任何负载变化大、要求无级调速过载保护且节能的液压开式回路，可以很好 地解决实际工作中负载变化大、要求无级变速且节能的难题，在非开挖水平钻机上已得到 成功应用。综上所述，本实用新型各实施例的应用于液压开式回路的控制系统，由于包括外 部供油件、变量泵组件、减压手柄、方向阀与执行元件，其中外部供油件通过减压手柄与变 量泵组件连接；执行元件通过方向阀与变量泵组件连接；适合任何负载变化大的情况下要 求无级调速、过载保护且节能的液压开式回路，可以解决实际工作中负载变化大、要求无级 变速且节能的难题；从而可以克服现有技术中过载保护能力弱、节能性差与功能单一的缺陷，以实现过载保护能力强、节能性好与功能多的优点。 最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本 实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员 来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种应用于液压开式回路的控制系统，其特征在于，该系统包括外部供油件、变量泵 组件、减压手柄、方向阀与执行元件，其中所述外部供油件，通过减压手柄与变量泵组件连接；所述执行元件，通过方向阀与变量 泵组件连接。
2.根据权利要求1所述的应用于液压开式回路的控制系统，其特征在于，所述变量泵 组件包括依次配合设置的控制单元与变量泵，其中所述控制单元与减压手柄连接，所述变量泵与方向阀配合连接。
3.根据权利要求2所述的应用于液压开式回路的控制系统，其特征在于，所述控制单 元包括恒压控制模块、液比例控制模块与恒功率控制模块，所述恒压控制模块、液比例控制 模块与恒功率控制模块依次配合设置在减压手柄与变量泵之间。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的应用于液压开式回路的控制系统，其特征在于， 所述系统还包括溢流阀，所述溢流阀设置在变量泵与方向阀之间。
5.根据权利要求1所述的应用于液压开式回路的控制系统，其特征在于，所述执行元 件包括执行油缸。
专利摘要本实用新型公开了一种应用于液压开式回路的控制系统，该系统包括外部供油件、变量泵组件、减压手柄、方向阀与执行元件，其中所述外部供油件，通过减压手柄与变量泵组件连接；所述执行元件，通过方向阀与变量泵组件连接。本实用新型所述应用于液压开式回路的控制系统，可以克服现有技术中过载保护能力弱、节能性差与功能单一等缺陷，以实现过载保护能力强、节能性好与功能多的优点。
文档编号F15B11/02GK201865998SQ201020583689
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者齐长缨 申请人:无锡市钻通工程机械有限公司