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专利号: 2019109394389
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 流体压力执行机构;一般液压技术和气动技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种工程机械负载敏感-进出口独立液压系统,适用于具有多个液压执行器的工程机械上,其特征在于:它包括负载敏感变量泵(1)、负载敏感多路阀(2)、与液压执行器连接的进出口独立控制单元和控制器(5),其中负载敏感变量泵(1)的出油口与负载敏感多路阀(2)的入口相连接,负载敏感多路阀(2)的出口通过管路与进出口独立控制单元相连接,进出口独立控制单元和负载敏感多路阀(2)的电气接口分别通过电线与控制器(5)相连接;

所述负载敏感多路阀(2)的联数与液压执行器的个数相等,所述进出口独立控制单元的数量同样与液压执行器的个数相等。

2.根据权利要求1所述的工程机械负载敏感-进出口独立液压系统,其特征在于:所述负载敏感多路阀(2)包括3组,分别为负载敏感多路阀Ⅰ(2.1)、负载敏感多路阀Ⅱ(2.2)和负载敏感多路阀Ⅲ(2.3);进出口独立控制单元包括3组,分别为进出口独立控制单元Ⅰ(3.1)、进出口独立控制单元Ⅱ(3.2)和进出口独立控制单元Ⅲ(3.3),所述的液压执行器包括有杆腔和无杆腔,同样包括3组,分别为液压执行器Ⅰ(4.1)、液压执行器Ⅱ(4.2)和液压执行器Ⅲ(4.3)。

3.根据权利要求2所述的工程机械负载敏感-进出口独立液压系统,其特征在于:所述的进出口独立控制单元Ⅰ(3.1)与负载敏感多路阀Ⅰ(2.1)相连接,包括并排设置的第一比例方向阀(6)和第二比例方向阀(7),其中第一比例方向阀(6)上包括出油口A1、出油口B1,进油口P1和回油口T1,第二比例方向阀(7)上包括出油口A2、出油口B2,进油口P2和回油口T2,其中第一比例方向阀(6)的进油口P1和第二比例方向阀(7)的进油口P2均与负载敏感多路阀的输出口管路连接,第一比例方向阀(6)的出油口A1和第二比例方向阀(7)的出油口A2分别通过管路与匹配的液压执行器的两腔分别连接,其中第一比例方向阀(6)的出油口A1通过管路与液压执行器Ⅰ(4.1)的无杆腔连接,第二比例方向阀(7)的出油口A2通过管路与液压执行器Ⅰ(4.1)的有杆腔连接,第一比例方向阀(6)的出油口B1和第二比例方向阀(7)的出油口B2口均截止,第一比例方向阀(6)的回油口T1口和第二比例方向阀(7)的回油口T2相连并接回油箱;所述负载敏感多路阀Ⅱ(2.2)、进出口独立控制单元Ⅱ(3.2)及液压执行器Ⅱ(4.2)之间、负载敏感多路阀Ⅲ(2.3)、进出口独立控制单元Ⅲ(3.3)及液压执行器Ⅲ(4.3)连接结构与上述内容相同。

4.根据权利要求3所述的工程机械负载敏感-进出口独立液压系统,其特征在于:所述进出口独立控制单元Ⅰ(3.1)、进出口独立控制单元Ⅱ(3.2)和进出口独立控制单元Ⅲ(3.3)中使用的第一比例方向阀(6)和第二比例方向阀(7)型号为DHZO-A,负载敏感多路阀(2)的型号为PSV-4,控制器(5)型号为PLC1200。

5.一种使用权利要求3或4所述工程机械负载敏感-进出口独立液压系统的控制方法,其特征在于步骤为:

控制器(5)通过负载敏感多路阀(2)中的进出口独立控制单元改变油路,使与出口独立控制单元连接的各液压执行器分别进行协同阻抗伸出模式控制方法、阻抗缩回模式控制方法、高压再生伸出模式控制方法、低压再生缩回模式控制方法;

液压执行器Ⅰ(4.1)、液压执行器Ⅱ(4.2)或液压执行器Ⅲ(4.3)根据实际需要分别实施不同的控制方法;

具体工作模式的控制方法为:

协同阻抗伸出模式控制方法:对应的进出口独立控制单元的第一比例方向阀(6)切换至左位,其出油口A1全开,此时第一比例方向阀(6)只起联通作用,以减少进油节流损失,而第二比例方向阀(7)切换至右位,其出油口A2节流以产生背压,从而提高所有执行器的平稳性;

阻抗缩回模式控制方法,第一比例方向阀(6)切换至右位,其出油口A1节流并产生背压,而第二比例方向阀(7)切换至左位,其出油口A2全开,此时第二比例方向阀只起联通作用;

高压再生伸出模式控制方法:第一比例方向阀(6)和第二比例方向阀(7)均切换至左位,液压执行器的有杆腔与无杆腔联通,液压回路构成差动连接,以减少液压泵的供油量,此时第一比例方向阀(6)的出油口A1和第二比例方向阀(7)的出油口A2阀口均全开;在低压再生缩回模式下,第一比例方向阀(6)和第二比例方向阀(7)均切换至右位,液压执行器的有杆腔和无杆腔联通,液压回路构成差动连接,此时第一比例方向阀(6)的出油口A1节流产生背压,第二比例方向阀(7)的出油口A2全开;

低压再生缩回模式控制方法:负载敏感多路阀(2)的任意一联处于中位,负载敏感泵无需供油,调节上述负载敏感多路阀(2)对应的进出口独立控制单元的第一比例方向阀(6)的开度来控制液压执行器的运行速度;

负载敏感控制方法:负载敏感多路阀的LS口检测各执行器的最高压力,反馈到负载敏感变量泵,使负载敏感变量泵输出与负载需求相适应的压力和流量。

6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于:在协同阻抗伸出模式、阻抗缩回模式、高压再生伸出模式下,负载敏感多路阀(2)的负载敏感多路阀Ⅰ(2.1)负载敏感多路阀Ⅱ(2.2)和负载敏感多路阀Ⅲ(2.3)中的任意一联控制阀处于左位,通过调节负载敏感多路阀(2)的开度来控制进入相应液压执行器的油液流量,从而控制与之对应的液压执行器的运行速度。

7.根据权利要求5或6所述的控制方法,其特征在于:控制器(5)向负载敏感多路阀(2)和进出口独立单元输出控制信号,控制负载敏感多路阀(2)中的各联的开度,控制进出口独立控制单元中第一比例方向阀(6)和第二比例方向阀(7)的开度,进而控制液压执行器的运动速度和背压,每组进出口独立控制单元根据需要实现被控制器(5)控制不同的开度以实现多液压执行器的复合动作。

8.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于:负载敏感多路阀的LS口检测到的最高压力,可通过电信号或液压信号反馈到负载敏感变量泵。