CN108035921A - 一种泵控单出杆活塞缸的液压回路 - Google Patents

一种泵控单出杆活塞缸的液压回路 Download PDF

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Abstract

一种泵控单出杆活塞缸的液压回路，属于液压传动技术领域，包括原动机、主泵、补油泵、第一、第二液控单向阀、梭阀、工作缸、液压变压器、高压换向阀、油箱、控制器，特征是高压换向阀是两位四通电磁换向阀，换向阀的右工作位为M形滑阀机能，工作缸的第一、第二工作腔分别与主泵Pa口、换向阀的P口连通，换向阀的T口与主泵的Pb口连通，换向阀的A口、B口分别与液压变压器的A口、B口连通。优点是工作缸在重载和负载稳定工况时，采用两个液控单向阀补偿不对称流量，能量效率高，在交变负载工况时，采用液压变压器补偿不对称流量，避免工作缸速度突变。

Description

一种泵控单出杆活塞缸的液压回路
技术领域
本发明属于液压传动技术领域，具体涉及一种泵控单出杆活塞缸的液压回路。
背景技术
泵控***是通过变量泵直接控制执行单元（液压马达或液压缸）工作速度的液压***，取消了多路阀，避免了节流损失，***能效高。泵控缸回路分为泵控对称缸和泵控单出杆活塞缸。泵控对称缸技术研究起步较早，已日趋完善。然而，泵控单出杆活塞缸技术仍不成熟，主要是由于单出杆活塞缸的活塞腔和活塞杆腔的工作面积不同，双腔流量不一致。
德国Aachen工业大学的LODEWYKS提出采用液压变压器或通轴驱动两台变排量比例液压泵补偿单出杆活塞缸的双腔面积差。Hamburg工业大学的RAHMFELD博士等对单台液压泵配合液控单向阀补油的闭式泵控单出杆活塞缸回路进行研究。太原理工大学权龙提出了一种三配流口的轴向柱塞泵，直接控制单出杆活塞缸。日本日立建机申请了泵控单出杆液压缸***用于挖掘机斗杆的专利，通过检测负载力方向变化位置，改变伺服电动机转速或柱塞泵斜盘摆角，以消除负载方向变化时斗杆速度突变。
目前，泵控单出杆活塞缸回路中需要采用两个高压液压泵，或者在高压回路设置液压变压器、或者采用两个液控单向阀来补偿不对称流量，存在成本较高、节能效果不理想、交变负载时缸速度突变等问题。
发明内容
本发明目的是提供一种泵控单出杆活塞缸的液压回路，可有效地克服现有技术中存在的问题。
本发明的目的是这样实现的，如图1所示，它包括原动机1、主泵2、补油泵3、第一、第二低压溢流阀4、10、第一、第二液控单向阀5、6、第一、第二安全阀7、8、梭阀9、工作缸11、高压换向阀12、液压变压器13、油箱、控制器，其连接关系是原动机1、主泵2和补油泵3的主轴相联接，主泵2的Pa口与第一液控单向阀5的出油口、第二液控单向阀6的液控口、第一安全阀7的出油口、第二安全阀8的进油口、梭阀9的第一油口和第一控制口连通，主泵2的Pb口与第二液控单向阀6的出油口、第一液控单向阀5的液控口、第一安全阀7的进油口、第二安全阀8的出油口、梭阀9的第二油口和第二控制口连通，补油泵3的出油口与第一低压溢流阀4的进油口、第一、第二液控单向阀5、6的进油口连通，梭阀9的第三油口与第二低压溢流阀10的进油口连通，补油泵3的进油口、第一、第二低压溢流阀4、10的出油口与油箱连通，其特征是：
所述的工作缸11的第一、第二工作腔分别与主泵Pa口、高压换向阀12的P口连通，高压换向阀12的T口与主泵2的Pb口连通，高压换向阀12的A口、B口分别与液压变压器13的A口、B口连通。
所述工作缸11为单出杆活塞缸，工作缸11的第一、第二工作腔的有效工作面积的比值记为K1，K1≠1。
所述的高压换向阀12是四通换向阀，至少具有两个工作位，第一工作位为M形滑阀机能，第二工作位的P口与A口连通、T口与B口连通。
所述的液压变压器13为单出杆活塞缸或由两个主轴相连接的泵马达组成。
所述的液压变压器13的变压比记为K2，K2与K1的比值范围为0.9～1.1。
本发明优点及积极效果是：
工作缸在重载和负载稳定工况时，采用两个液控单向阀补偿不对称流量，能量效率高；在交变负载时，采用液压变压器补偿不对称流量，使主泵的出油口流量和进油口流量一致，工作缸运行稳定性好，避免发生速度突变。该技术方案成熟、成本较低，可靠性高、抗交变负载特性好。
附图说明
图1是泵控单出杆活塞缸的液压回路图示意图。
图2是泵控单出杆活塞缸的实施例1的液压回路图示意图。
图3是泵控单出杆活塞缸的实施例2的液压回路图示意图。
图中：1-原动机，2-主泵，3-补油泵，4-第一低压溢流阀，5-第一液控单向阀，6-第二液控单向阀，7-第一安全阀，8-第二安全阀，9-梭阀，10-第二低压溢流阀，11-工作缸，12-高压换向阀，13-液压变压器。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，包括有原动机1、主泵2、补油泵3、第一、第二低压溢流阀4、10、第一、第二液控单向阀5、6、第一、第二安全阀7、8、梭阀9、工作缸11、高压换向阀12、液压变压器13、油箱、控制器，；
原动机1、主泵2、补油泵3、第一、第二低压溢流阀4、10、第一、第二液控单向阀5、6、第一、第二安全阀7、8、梭阀9、工作缸11、高压换向阀12、液压变压器13、油箱、控制器，其连接关系是原动机1、主泵2和补油泵3的主轴相联接，主泵2的Pa口与第一液控单向阀5的出油口、第二液控单向阀6的液控口、第一安全阀7的出油口、第二安全阀8的进油口、梭阀9的第一油口和第一控制口连通，主泵2的Pb口与第二液控单向阀6的出油口、第一液控单向阀5的液控口、第一安全阀7的进油口、第二安全阀8的出油口、梭阀9的第二油口和第二控制口连通，补油泵3的出油口与第一低压溢流阀4的进油口、第一、第二液控单向阀5、6的进油口连通，梭阀9的第三油口与第二低压溢流阀10的进油口连通，补油泵3的进油口、第一、第二低压溢流阀4、10的出油口与油箱连通；
工作缸11的第一、第二工作腔分别与主泵Pa口、高压换向阀12的P口连通，高压换向阀12的T口与主泵2的Pb口连通，高压换向阀12的A口、B口分别与液压变压器13的A口、B口连通；
原动机1是不含转速控制装置的普通电动机；
主泵2是电子控制的双向变排量泵马达；
工作缸11的第一、第二工作腔分别为活塞腔和活塞杆腔，活塞腔和活塞杆腔的有效工作面积的比值记为K1，K1=2；
高压换向阀12为两位四通电磁换向阀，高压换向阀12的右工作位为M形滑阀机能，左工作位的P口与A口连通、T口与B口连通；
液压变压器13为单出杆活塞缸，液压变压器13的变压比记为K2，K2等于2；
挖掘机动臂工作缸等执行机构，具有较稳定的负载工况，仅仅在启动或制动较短的时间段内，工作缸的活塞腔、活塞杆腔内会出现交变负载，适合采用实施例1中的技术方案，当挖掘机动臂缸处于重载和负载稳定工况时，高压换向阀12处于右工作位，此时整个回路依靠第一、第二液控单向阀5、6补偿不对称流量，具有能量效率高的优点；当挖掘机动臂缸处于启动或制动较短时间段时，工作缸11的活塞腔、活塞杆腔如果出现交变负载，高压换向阀12处于左工作位，液压变压器13的活塞腔、活塞杆腔分别与主泵2的Pb口、工作缸11的活塞杆腔与连通，依靠液压变压器13补偿不对称流量，响应速度快，工作缸11运行稳定性好，避免发生速度突变；
实施例2
如图3所示，包括有原动机1、主泵2、补油泵3、第一、第二低压溢流阀4、10、第一、第二液控单向阀5、6、第一、第二安全阀7、8、梭阀9、工作缸11、高压换向阀12、液压变压器13、油箱、控制器，；
原动机1、主泵2、补油泵3、第一、第二低压溢流阀4、10、第一、第二液控单向阀5、6、第一、第二安全阀7、8、梭阀9、工作缸11、高压换向阀12、液压变压器13、油箱、控制器，其连接关系是原动机1、主泵2和补油泵3的主轴相联接，主泵2的Pa口与第一液控单向阀5的出油口、第二液控单向阀6的液控口、第一安全阀7的出油口、第二安全阀8的进油口、梭阀9的第一油口和第一控制口连通，主泵2的Pb口与第二液控单向阀6的出油口、第一液控单向阀5的液控口、第一安全阀7的进油口、第二安全阀8的出油口、梭阀9的第二油口和第二控制口连通，补油泵3的出油口与第一低压溢流阀4的进油口、第一、第二液控单向阀5、6的进油口连通，梭阀9的第三油口与第二低压溢流阀10的进油口连通，补油泵3的进油口、第一、第二低压溢流阀4、10的出油口与油箱连通；
工作缸11的活塞腔和活塞杆腔分别与主泵Pa口、高压换向阀12的P口连通，高压换向阀12的T口与主泵2的Pb口连通，高压换向阀12的A口、B口分别与液压变压器13的A口、B口连通，液压变压器13的T口与油箱连通；
原动机1是不含转速控制装置的普通电动机；
主泵2是电子控制的双向变排量泵马达；
工作缸11的第一、第二工作腔分别为活塞腔和活塞杆腔，活塞腔和活塞杆腔的有效工作面积的比值记为K1，K1=2；
高压换向阀12为两位四通电磁换向阀，高压换向阀12的右工作位为M形滑阀机能，左工作位的P口与A口连通、T口与B口连通；
液压变压器13由两个主轴相联接的定排量泵马达组成，液压变压器13的变压比记为K2，K2等于1.9；
挖掘机斗杆、铲斗工作缸等执行机构，轻载工作时交变负载工况很多，适合采用实施例2中的技术方案，当挖掘机斗杆缸处于重载和负载稳定工况时，高压换向阀12处于右工作位，此时整个回路依靠第一、第二液控单向阀5、6补偿不对称流量，具有能量效率高的优点；当挖掘机斗杆缸处于频繁交变负载时，高压换向阀12处于左工作位，采用液压变压器13补偿不对称流量，可靠性高，避免发生速度突变。

Claims (5)

1.一种泵控单出杆活塞缸的液压回路，它包括原动机（1）、主泵（2）、补油泵（3）、第一、第二低压溢流阀（4、10）、第一、第二液控单向阀（5、6）、第一、第二安全阀（7、8）、梭阀（9）、工作缸（11）、高压换向阀（12）、液压变压器（13）、油箱、控制器，其连接关系是原动机（1）、主泵（2）和补油泵（3）的主轴相联接，主泵（2）的Pa口与第一液控单向阀（5）的出油口、第二液控单向阀（6）的液控口、第一安全阀（7）的出油口、第二安全阀（8）的进油口、梭阀（9）的第一油口和第一控制口连通，主泵（2）的Pb口与第二液控单向阀（6）的出油口、第一液控单向阀（5）的液控口、第一安全阀（7）的进油口、第二安全阀（8）的出油口、梭阀（9）的第二油口和第二控制口连通，补油泵（3）的出油口与第一低压溢流阀（4）的进油口、第一、第二液控单向阀（5）、（6）的进油口连通，梭阀（9）的第三油口与第二低压溢流阀（10）的进油口连通，补油泵（3）的进油口、第一、第二低压溢流阀（4）、（10）的出油口与油箱连通，其特征是：所述的工作缸（11）的第一、第二工作腔分别与主泵Pa口、高压换向阀（12）的P口连通，高压换向阀（12）的T口与主泵（2）的Pb口连通，高压换向阀（12）的A口、B口分别与液压变压器（13）的A口、B口连通。
2.如权利要求1所述的泵控单出杆活塞缸的液压回路，其特征是所述工作缸（11）为单出杆活塞缸，工作缸（11）的第一、第二工作腔的有效工作面积的比值记为K1，K1≠1。
3.如权利要求1所述的泵控单出杆活塞缸的液压回路，其特征是所述的高压换向阀（12）是四通换向阀，至少具有两个工作位，第一工作位为M形滑阀机能，第二工作位的P口与A口连通、T口与B口连通。
4.如权利要求1所述的泵控单出杆活塞缸的液压回路，其特征是所述的液压变压器（13）为单出杆活塞缸或由两个主轴相连接的泵马达组成。
5.如权利要求1或2或4所述的泵控单出杆活塞缸的液压回路，其特征是所述的液压变压器（13）的变压比记为K2，K2与K1的比值范围为0.9～1.1。
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