采用双压力补偿器独立调速的液压系统的制作方法

专利名称：采用双压力补偿器独立调速的液压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种采用双压力补偿器独立调速液压系统。
背景技术：
液压控制技术在工程机械领域有着广泛的应用，比如汽车起重机，挖掘机等。采用压力补偿器与比例方向阀的组合，从而实现液压执行元件速度的控制已经得到了很好的应用。按压力补偿器的位置，压力补偿方案分为阀前压力补偿，阀后压力补偿，一般系统中一个负载对应一个压力补偿器。大惯性负负载速度平稳性控制问题由来已久，尤其在汽车起重机领域，液压绞车领域，为了克服负负载在出口腔产生高背压来防止执行器失速，传统的液压系统采用在执行器出油口设置平衡阀的方案提供背压，防止执行器失速。为了兼顾调速性能，通常需要在进口处加压力补偿器进行补偿，但是压力补偿器与平衡阀的参数匹配不当，系统容易失稳。本设计提出了一种新型采用双压力补偿器独立调速的液压系统，通过压力补偿器为大惯性负负载提供被压，同时兼顾调速功能。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用双压力补偿器独立调速的液压系统，本发明属于在双向马达的进油和出油回路分别设置压力补偿器的液压调速系统，通过压力补偿器与比例方向阀来完成双向速度控制，同时提供负负载工况下所需被压；从而解决了大惯性负负载双向速度控制问题。为了解决上述技术问题，本发明提供一种采用双压力补偿器独立调速的液压系统，该液压系统包括滤油器、溢流阀、定量泵、压力补偿器I、压力补偿器II、比例换向阀、梭阀、单向阀和双向马达；在比例方向阀的进油口 P2前设置压力补偿器I，在比例方向阀出油口 B4后设置压力补偿器II ；滤油器的进油口 Al通油箱，滤油器的出油口 BI通定量泵的进油口 A2 ;定量泵的出油口 B2分别与溢流阀的进油口 P1、压力补偿器I的进油口 A3相连通；溢流阀的出油口TI与油箱相通，压力补偿器I的出油口 B3通比例方向阀的进油口 P2，比例方向阀的回油口T2通油箱；比例方向阀的出油口 A4分别与梭阀的进油口 A5和双向马达的进油口 A8相通，比例方向阀的出油口 B4分别与梭阀的进油口 B5、单向阀的进油口 A7和压力补偿器II的出油口 B6相通，梭阀的出油口 C2与压力补偿器I的控制油口 Cl相通，双向马达的出油口 B8分别与单向阀的出油口 B7、压力补偿器II的进油口 A6相通，压力补偿器II的控制油口 C3通油箱。作为本发明的采用双压力补偿器独立调速的液压系统的改进采用梭阀反馈比例方向阀的出油口 A4和出油口 B4中压力较高的压力油至压力补偿器I的控制压力油口 Cl。作为本发明的采用双压力补偿器独立调速的液压系统的进一步改进压力补偿器I的调定压力值大于压力补偿器II的调定压力；从而保证在不同的工控下分别有不同的压力补偿器起作用。即，在工控一(如图2所述的工控A)时，压力补偿器I起作用；在工况二(如图2所述的工控B)时，压力补偿器II起作用。在本发明中，务必不能设定压力补偿器I的调定压力值小于压力补偿器II的调定压力值，否则，在工况A和工况B均只会有压力补偿器I起作用。在本发明中，所有的零部件(滤油器、溢流阀、定量泵、压力补偿器I、压力补偿器
II、比例换向阀、梭阀、单向阀和双向马达)均为常规产品，均能通过市购的形式获得。本发明的液压系统由两个压力补偿器分别布置为阀前阀后(所述阀为比例方向阀)实现执行器速度调节。本发明与技术背景相比，具有如下有益效果
I)、采用在油路中设置两个压力补偿器的速度控制技术，如图2的两个不同工况下，起作用的压力补偿器也不同，实现了大惯性负负载执行器双向调速的稳定性，增强对负载的适应能力。2)、采用在压力补偿器II旁路添加通流方向相反的单向阀的方案，从而使压力补偿器II在图2所示的工况B下，一方面实现执行器调速，另一方面为系统提供背压。执行器工作在工况A时，单向阀起作用，此时压力补偿器II不起作用。3)、采用在比例方向阀进油口前增加压力补偿器I的方案，控制油压力取自梭阀反馈的比例方向阀的两个出油口 A4、B4的最高压力。从而在实现执行器负载与运动方向相同时的速度控制。4)、压力补偿器I的调定压力值大于压力补偿器II的调定压力值，从而使压力补偿器II在工况B下起作用，依靠压力补偿器II提供背压，且调速过程中，压力补偿器I的阀口打开不起调速作用。


下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。图I是本发明的结构原理图；图I中1、滤油器，2、溢流阀，3、定量泵，4、压力补偿器I，5、比例换向阀，6、梭阀，7、压力补偿器11，8、单向阀，9、双向马达；图2是本发明针对的工况示意图，负载为大惯性负载，负载的方向始终不变，工况A表不负载方向与双向马达的旋转方向相反，工况B表不负载方向与双向马达的旋转方向相同。
具体实施例方式实施例I、一种采用双压力补偿器独立调速的液压系统，如图I所述，包括滤油器I、溢流阀2、定量泵3、压力补偿器I 4、压力补偿器II 7、比例换向阀5、梭阀6、单向阀8和双向马达9。滤油器I的进油口 Al通油箱，滤油器I的出油口 BI通定量泵3的进油口 A2，定量泵3的出油口 B2分别通溢流阀2的进油口 Pl以及压力补偿器4 I的进油口 A3，溢流阀2的出油口 Tl与油箱相通。压力补偿器I 4的出油口 B3通比例方向阀5的进油口 P2，比例方向阀5的回油口 T2通油箱，比例方向阀5的出油口 A4分别与梭阀6的进油口 A5、双向马达9的进油口 A8相通，比例方向阀5的出油口 B4分别与梭阀6的进油口 B5、单向阀8的进油口 A7、压力补偿器II 7的出油口 B6相通，梭阀6的出油口 C2与压力补偿器I 4的控制油口 Cl相通，双向马达9的出油口 B8分别与单向阀8的出油口 B7、压力补偿器7 II的进油口 A6相通，压力补偿器II 7的控制油口 C3通油箱。备注说明上述油箱均指同一个油箱，在图I中显示有2个油箱，仅仅是因为绘图的方便。本发明的工作过程如下工控一、在系统为大惯性负载下，比例方向阀5左边电磁铁得电时，比例方向阀5工作在左 位，此时液压系统工作的工况为图2所示的工况A。液压油从油箱通过滤油器I的进油口Al进入滤油器I进行过滤，过滤后的液压油依次通过滤油器I的出油口 BI、定量泵3的进油口 A2进入定量泵3内，定量泵3的出油口 B2输出高压液压油。从定量泵3的出油口 B2流出的高压液压油分成两部分一部分通过压力补偿器I 4的进油口 A3进入压力补偿器I 4内，压力补偿器I 4根据其出油口 B3与控制油口 Cl的压差提供对应补偿压力。另一部分通过溢流阀2的进油口 Pl进入至溢流阀2，起到安全溢流的作用，溢流阀
2内的液压油通过溢流阀2的出油口 Tl返回至油箱。压力补偿器I 4内的液压油从压力补偿器4 I的出油口 B3流出后，通过比例方向阀5的进油口 P2进入比例方向阀5内；此时，比例方向阀5的进油口 P2与出油口 B4相通，比例方向阀5的回油口 T2和出油口 A4相通。使双向马达9工作在工况A。同时由于比例方向阀5的出油口 B4为高压，梭阀6的进油口 B5与出油口 C2相通，压力补偿器I 4的控制油口 Cl与梭阀6的出油口 C2相通，在压力补偿器I 4的作用下，保证比例方向阀5的进油口 P2与出油口 B4的压差为压力补偿器I 4的压力调定值(即，使比例方向阀5的进油口P2与出油口 B4的压差=压力补偿器I 4出油口 B3与控制油口 Cl的压差)。比例方向阀5通过的流量只与比例方向阀5的阀口开度有关。从比例方向阀5的出油口 B4输出稳定流量，从而实现工况A的速度平稳控制。从比例方向阀5的出油口 B4流出的液压油分为2部分第一部分如上段描述通过梭阀6至压力补偿器I 4的控制油口 Cl，从而实现压力补偿器I 4的补偿压力控制。另一部分通压力补偿器II 7的出油口 B6和单向阀8的进油口 A7，由于比例方向阀5的出油口 B4输出为高压油，而且在压力补偿器II 7内液压油是不能通过出油口 B6流动至进油口 A6的；因此，液压油只能从单向阀8的进油口 A7进入单向阀8内然后从出油口B7流出，起到单向导通作用。从单向阀8的出油口 B7流出的高压液压油进入双向马达9的出油口 B8，驱动双向马达9旋转。低压液压油从双向马达9的进油口 A8流出经过比例方向阀5的出油口 A4和回油口 T2回流油箱。在此工控下，负载的旋转方向与双向马达9的旋转方向相反；从而实现工况一的速度稳定控制(如图2中的工况A所示)。工控二、
在系统为大惯性负载下，比例方向阀5右边电磁铁得电时，比例方向阀5工作在右位，此时液压系统工作的工况为图2所示的工况B。液压油从油箱通过滤油器I的进油口Al进入滤油器I进行过滤，过滤后的液压油依次通过滤油器I的出油口 BI、定量泵3的进油口 A2进入定量泵3内，定量泵3的出油口 B2输出高压液压油。从定量泵3的出油口 B2流出的高压液压油分成两部分一部分通过压力补偿器I 4的进油口 A3进入压力补偿器I 4内，压力补偿器I 4根据其出油口 B3与控制油口 Cl的压差提供对应补偿压力。另一部分通过溢流阀2的进油口 Pl进入至溢流阀2，起到安全溢流的作用，溢流阀2内的液压油通过溢流阀2的出油口 Tl返回至油箱。压力补偿器I 4内的液压油从压力补偿器I 4的出油口 B3流出后，通过比例方向阀5的进油口 P2进入比例方向阀5内；此时，比例方向阀5的进油口 P2与出油口 A4相通， 比例方向阀5的回油口 T2和出油口 B4相通。使双向马达9工作在工况B。同时由于比例方向阀5的出油口 A4为高压，梭阀6的进油口 A5与出油口 C2相通，压力补偿器I 4的控制油口 Cl与梭阀6的出油口 C2相通，在压力补偿器I 4的作用下，保证比例方向阀5的进油口 P2与出油口 A4的压差不超过压力补偿器I 4的压力调定值(即，使比例方向阀5的进油口 P2与出油口 A4的压差=压力补偿器I 4出油口 B3与控制油口 Cl的压差彡压力补偿器I 4的调定压力值)。从比例方向阀5的出油口 A4流出的高压液压油从双向马达9的进油口 A8进入双向马达9内，从而驱动液压马达完成工况B的动作。在此工控下，负载的旋转方向与双向马达9的旋转方向相同；从而实现大惯性负负载的控制。从双向马达9的出油口 B8流出的液压油流向单向阀8的出油口 B7和压力补偿器
II7的进油口 A6。单向阀8的单向导通作用决定液压油不能通过单向阀8，因此全部液压油从压力补偿器II 7的进油口 A6进入压力补偿器II 7内。压力补偿器II 7根据出油口 B6的压力和比例方向阀5的回油口 T2的压力差提供补偿压力，此补偿压力同时也提供了大惯性负负载工况B所需的背压。从压力补偿器II 7流出的液压油从比例方向阀5的出油口 B4流入比例方向阀5内，由于此时比例方向阀5的出油口 B4和回油口 T2相通，压力补偿器II 7保证这两个油口之间压差不大于其调定压力值(即，使比例方向阀5的出油口 B4与回油口 T2的压差=压力补偿器II 7出油口 B6与控制油口 C3的压差<压力补偿器II 7的调定压力值)。由于系统中可近似认为从比例方向阀5流入的流量等于比例流量阀5流出的流量，比例方向阀5的阀口近似为对称阀口，阀的任意开口量所对应的流量只与两个压力补偿器(压力补偿器I 4、压力补偿器II 7)的调定压力有关。此时设定压力补偿器II 7的调定压力值小于压力补偿器I 4的调定压力值，系统流量就由压力补偿器II 7和比例方向阀5共同作用决定。实现工况B下的稳定调速，同时为大惯性负负载提供被压。由比例方向阀5的回油口 T2流出的液压油回流油箱。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.采用双压力补偿器独立调速的液压系统，其特征在于所述液压系统包括滤油器(I)、溢流阀(2)、定量泵(3)、压力补偿器I (4)、压力补偿器II (7)、比例换向阀(5)、梭阀(6)、单向阀(8)和双向马达(9)；在比例方向阀(5)的进油口 P2前设置压力补偿器I (4)，在比例方向阀(5)出油口 B4后设置压力补偿器II (7);滤油器(I)的进油口 Al通油箱，滤油器(I)的出油口 BI通定量泵(3)的进油口 A2 ;定量泵(3)的出油口 B2分别与溢流阀(2)的进油口 P1、压力补偿器I (4)的进油口 A3相连通；溢流阀(2)的出油口 Tl与油箱相通，压力补偿器I (4)的出油口 B3通比例方向阀(5)的进油口 P2，比例方向阀(5)的回油口 T2通油箱；比例方向阀(5)的出油口 A4分别与梭阀(6)的进油口 A5和双向马达(9)的进油口 A8相通，比例方向阀(5)的出油口 B4分别与梭阀(6)的进油口 B5、单向阀(7)的进油口 A7和压力补偿器II (7)的出油口 B6相通，梭阀(6)的出油口 C2与压力补偿器I (4)的控制油口 Cl相通，双向马达(9)的出油口 B8分别与单向阀(8)的出油口 B7、压力补偿器II (7)的进油口 A6相通，压力补偿器II (7)的控制油口 C3通油箱。
2.根据权利要求I所述的采用双压力补偿器独立调速的液压系统，其特征在于采用梭阀(6)反馈比例方向阀(5)的出油口 A4和出油口 B4中压力较高的压力油至压力补偿器I(4)的控制压力油口 Cl。
3.根据权利要求2所述的采用双压力补偿器独立调速的液压系统，其特征在于压力补偿器I (4)的调定压力值大于压力补偿器II (7)的调定压力；从而保证在不同的工控下分别有不同的压力补偿器起作用。
全文摘要
本发明公开了一种采用双压力补偿器独立调速的液压系统，包括滤油器(1)、溢流阀(2)、定量泵(3)、压力补偿器Ⅰ(4)、压力补偿器Ⅱ(7)、比例换向阀(5)、梭阀(6)、单向阀(8)和双向马达(9)；在比例方向阀(5)的进油口P2前设置压力补偿器Ⅰ(4)，在比例方向阀(5)出油口B4后设置压力补偿器Ⅱ(7)；压力补偿器Ⅰ(4)的出油口B3通比例方向阀(5)的进油口P2，比例方向阀(5)的出油口A4分别与梭阀(6)的进油口A5和双向马达(9)的进油口A8相通，比例方向阀(5)的出油口B4分别与梭阀(6)的进油口B5、单向阀(7)的进油口A7和压力补偿器Ⅱ(7)的出油口B6相通。
文档编号F15B11/05GK102913493SQ201210328168
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者聂勇, 胡少鹏 申请人:浙江大学