CN113757200B - 一种液压***、工程机械及其控制方法 - Google Patents

一种液压***、工程机械及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种液压***、工程机械及其控制方法，包括：液压油箱、电比例泵、多路阀组件、主供油管路、旁路溢流管路、检测装置和控制器；检测装置其用于检测三通流量阀溢出的单位流量或者位于三通流量阀之后的旁路溢流管路上压力；控制器分别与电比例泵、多路工作联和检测装置电连，控制器根据检测装置的检测结果控制电比例泵。本发明提供的液压***，三通流量阀引入反馈机制，实时检测流经旁路溢流管路的油液状态，根据检测结果控制电比例泵的流量，以满足***需求值并有少量的富余，以最少发热量将流量与***的需求匹配。并且这种控制方式，液压***中各机构随时处于有压力待命状态，有效提高液压***的响应速度。

Description

一种液压***、工程机械及其控制方法
技术领域
本发明涉及液压领域，尤其涉及一种液压***、工程机械及其控制方法。
背景技术
目前，混凝土泵车臂架多路阀有PSL与PSV两种类型。PSV多路阀要匹配负载敏感变量泵，一般用于长臂架泵车。PSL多路阀一般匹配定量泵，用于短臂架泵车。因为PSV多路阀与负载敏感变量泵流量调节响应特性没有电比例泵响应快，现在在长臂架泵车上已经在推广电比例泵匹配PSL多路阀配置。
电比例泵匹配PSL多路阀需要调节电比例泵的排量，随时满足臂架多路阀的需求。若油泵供油过少，会导致臂架收展速度慢，若油泵供油过多，又会导致***溢流，发热。
现有调节方法主要是根据臂架多路阀每一联电比例阀的电流值(遥控器给定)换算成每一联阀芯的流量需求。将每联的流量需求反馈给控制器，进行求和，得出臂架多路阀需要的总流量。再根据电比例油泵的控制电流值与排量对应关系，由控制器输出合适的电流给电比例油泵，让油泵供给臂架多路阀合适的流量。但这种方法臂架多路阀的电流值与阀芯开度一致性不好，电流值与流量并不能一一对应。这会导致臂架多路阀实际需求流量与计算流量误差比较大。而且电比例油泵的电流值与油泵排量也不完全是线性关系，通过给定油泵电流值，油泵输出的流量误差也会比较大，导致油泵流量过大而***发热，或油泵流量过小臂架动作缓慢。
发明内容
本发明实施例提供一种液压***、工程机械及其控制方法，用以解决现有液压***臂架多路阀实际需求流量、计算流量以及输出流量误差较大，导致油泵流量过大而***发热，或油泵流量过小臂架动作缓慢的问题。
本发明实施例提供一种液压***，包括：
液压油箱；
电比例泵，所述电比例泵的进油口与所述液压油箱连通；
主供油管路和旁路溢流管路，其进油口分别与所述电比例泵的出油口连接，所述旁路溢流管路的出油口连接所述液压油箱；
多路阀组件，其包括多路工作联和三通流量阀，所述多路工作联分别与所述主供油管路连通，所述三通流量阀串联在旁路溢流管路上；
检测装置，其用于检测所述三通流量阀溢出的单位流量或者位于所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上压力；
控制器，其分别与所述电比例泵、所述多路工作联和所述检测装置电连接，所述控制器根据所述检测装置的检测结果控制所述电比例泵。
根据本发明一个实施例的液压***，所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上设有阻尼孔，所述检测装置为压力检测装置，所述压力检测装置用于检测所述阻尼孔与所述三通流量阀之间管路上的压力。
根据本发明一个实施例的液压***，所述检测装置为流量检测装置，所述流量检测装置用于检测所述三通流量阀的单位流量。
根据本发明一个实施例的液压***，所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上设有阻尼孔，所述阻尼孔的两端并联旁通溢流阀。
根据本发明一个实施例的液压***，所述旁路溢流管路中设有旁通电磁阀，所述三通流量阀的弹簧腔通过所述旁通电磁阀与所述各工作联的回油弹簧腔连通，以与所述液压油箱连通。
根据本发明一个实施例的液压***，所述液压***还包括：主溢流阀、先导过滤器和先导减压阀；
所述主溢流阀的进油口与所述电比例泵的出油口连通，所述主溢流阀的出油口与所述液压油箱连通；所述先导减压阀的进油口通过所述先导过滤器连接在所述主溢流阀的进油口与所述电比例泵的出油口之间的管路上，所述先导减压阀的出油口与所述多路工作联的进油弹簧腔连通，所述先导减压阀的回油口与所述液压油箱连通。
根据本发明一个实施例的液压***，所述液压***还包括：吸油过滤器和高压过滤器；所述电比例泵的进油口通过所述吸油过滤器与所述液压油箱连接；所述电比例泵的出油口与所述高压过滤器连接。
本发明实施例还提供一种液压***的控制方法，包括如下步骤：
根据各工作联电流大小预测所有工作联所需的总流量需求，并根据所述总流量需求控制所述电比例泵的开度；
检测所述旁路溢流管路的三通流量阀溢出的单位流量或者位于所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上压力值；
根据单位流量或者压力值调整所述电比例泵的开度。
根据本发明一个实施例的液压***的控制方法，所述根据单位流量或者压力值调整所述电比例泵的开度的具体步骤包括：
判断单位流量或者压力值是否在预设范围内；
若判断获知所述单位流量或者压力值达到阈值上限，则控制减小所述电比例泵的开度；若判断获知所述单位流量或者压力值达到阈值下限，则控制增加所述电比例泵的开度。
本发明实施例提供的液压***、工程机械及其控制方法，设有液压油箱、电比例泵、多路阀组件、主供油管路、旁路溢流管路、检测装置和控制器，利用三通流量阀引入反馈机制，实时检测流经旁路溢流管路的油液状态，并根据检测结果控制电比例泵的流量，以满足***需求值并有少量的富余，以最少的发热量将流量与***的需求相匹配。并且这种控制方式，液压***中各机构随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的液压***的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的液压***的控制方法的流程图；
附图标记：
1、液压油箱； 11、高压过滤器； 12、电比例泵；
13、吸油过滤器； 2、主供油管路； 21、主溢流阀；
22、先导过滤器； 23、先导减压阀； 3、旁路溢流管路；
31、三通流量阀； 32、压力检测装置； 33、阻尼孔；
34、旁通溢流阀； 35、旁通电磁阀； 4、第一工作联；
5、第二工作联； 6、背压阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提出一种液压***，如图1所示，该液压***包括：液压油箱1、电比例泵12、主供油管路2、旁路溢流管路3、多路阀组件、检测装置和控制器。
其中，液压油箱1用于给液压***供油，设有出油口和回油口。电比例泵12的进油口与液压油箱1连通；主供油管路2和旁路溢流管路3的进油口分别与电比例泵12的出油口连接，旁路溢流管路3的出油口连接液压油箱1；多路阀组件其包括多路工作联和三通流量阀31，多路工作联分别与主供油管路2连通，三通流量阀31串联在旁路溢流管路3上；检测装置其用于检测所述三通流量阀31溢出的单位流量或者位于所述三通流量阀31之后的旁路溢流管路3上压力。三通流量阀31用于在油路中流量超过多路工作联实际需求流量时，将多余油液导回液压油箱1。控制器其分别与电比例泵12、多路工作联和检测装置电连接，控制器根据检测装置的检测结果控制电比例泵12。
本实施例中，如图1所示，该液压***在工作时，控制器根据各工作联电流大小预测所有工作联所需的总流量需求，根据总流量需求控制电比例泵12，给电比例泵12初步的电流值，使电比例泵12提供的流量能快速匹配到液压***的需求值附近。然后再检测流经旁路溢流管路3的油液，根据检测的单位流量或者压力值去微调电比例泵12。
例如，若检测装置检测到背压值为0或小于预设范围的下限，则认为电比例泵12没有多余的流量从三通流量阀31溢出，此时控制器将电比例泵12电流调大，增加油液的输出，直至三通流量阀31有一定的富余流量(检测三通流量阀溢出流量产生的背压值来判断)。若检测到三通流量阀31富余流量产生的背压值过高，超出预设范围的上限，则认为电比例泵12供出的流量过多，超出了***需求，此时控制器将电比例泵12电流调小，减小电比例泵12流量输出。以此控制电比例泵12流量满足***的需求值并有少量的富余，以最少的发热量将电比例泵12与***的需求相匹配。并且这种控制方式，电比例泵12随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
本发明实施例提供的液压***，设有液压油箱、电比例泵、多路阀组件、主供油管路、旁路溢流管路、检测装置和控制器，利用三通流量阀引入反馈机制，实时检测流经旁路溢流管路3的油液状态，并根据检测结果控制电比例泵12的流量，以满足***需求值并有少量的富余，以最少的发热量将流量与***的需求相匹配。并且这种控制方式，液压***中各机构随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
如图1所示，三通流量阀31之后的旁路溢流管路3上设有阻尼孔33，检测装置为压力检测装置32，压力检测装置32用于检测阻尼孔33与三通流量阀31之间管路上的压力。
此时，压力检测装置32实时监测阻尼孔前端压力，若压力检测装置32检测到背压值为0或小于预设范围的下限，则认为电比例泵12没有多余的流量从三通流量阀31溢出，此时将电比例泵12电流调大，增加油液的输出，直至三通流量阀31有一定的富余流量(检测三通流量阀溢出流量产生的背压值来判断)。若检测到三通流量阀31富余流量产生的背压值过高，超出预设范围的上限，则认为电比例泵12供出的流量过多，超出了***需求，此时将电比例泵12电流调小，减小电比例泵12流量输出。以此控制电比例泵12流量满足***的需求值并有少量的富余，以最少的发热量将电比例泵12与***的需求相匹配。
或者，在本申请的其他实施例中，检测装置为流量检测装置，流量检测装置用于检测三通流量阀31的单位流量。利用单位流量的变化来控制液压***的工作。
同时，还可在阻尼孔33的两端并联旁通溢流阀34。利用旁通溢流阀34用于限定阻尼孔33前端的最高压力，确保在检测装置或***失效时三通流量阀31也能正常泄荷。
为方便安装，实际安装时检测装置和阻尼孔33均可嵌入三通流量阀31。
如图1所示，旁路溢流管路3中设有旁通电磁阀35，三通流量阀31的弹簧腔通过旁通电磁阀35与各工作联的回油弹簧腔连通，进而与液压油箱1连通。
例如，本实施例中，设有第一工作联4和第二工作联5。第一工作联4和第二工作联5均用于控制臂架动作。三通流量阀31的弹簧腔通过旁通电磁阀35同时与第一工作联4的回油弹簧腔和第二工作联5的回油弹簧腔连通，进而与液压油箱1连通。
操作第一工作联4和第二工作联5时，先获取每一联的电比例与流量特性，大致估算工作联需要的总流量，再根据电电比例泵12的电比例流量特性，给电比例泵12一个初步的电流值，使电比例泵12提供的流量能快速匹配到***的需求值附近，再根据三通流量阀回油路上阻尼孔33前端的压力值大小去微调电比例泵12的电流，对电比例泵12流量进行校正，避免电比例泵12有过多的富余流量导致***发热，或者油泵提供的流量过少，导致臂架动作过慢。流经第一工作联4和第二工作联5的油液最后由各工作联的回油端，经过背压阀6回流至液压油箱1。
本实施例中，液压***还包括：主溢流阀21、先导过滤器22和先导减压阀23。
其中，主溢流阀21的进油口与电比例泵11的出油口连通，主溢流阀21的出油口与液压油箱1连通，主溢流阀21用于在油路中压力超过预设值时，例如压力超过37MPA时，将油液导回液压油箱1。先导减压阀23的进油口通过先导过滤器22连接在主溢流阀21的进油口与电比例泵11的出油口之间的管路上，先导减压阀23的出油口与多路工作联的进油弹簧腔连通，先导减压阀23的回油口与液压油箱1连通。先导过滤器22用于过滤油液，先导减压阀23用于调节过滤后的油液压力，避免控制油路中的压力过高。
工作过程中，电比例泵12将液压油箱1中的油液通过先导过滤器22和先导减压阀23导入多路工作联的进油弹簧腔，由此调节所有工作联的阀芯开度，使得进入多路工作联的油液能够进入臂架油缸，进而调整臂架的动作。
如图1所示，过滤器设有两个，分别为吸油过滤器13和高压过滤器11。电比例泵12的进油口通过吸油过滤器13与液压油箱1连接；电比例泵12的出油口与高压过滤器11连接。
吸油过滤器13用于保护电比例泵12及其他液压元件，以避免吸入污染杂质，有效地控制液压***的清洁度。高压过滤器11用于过滤高压环境下的杂质。
工作过程中，电比例泵12将液压油箱1中的油液通过出油口导入吸油过滤器13再进入油泵，经油泵升压后的油液再通过高压过滤器进行过滤进入***。
本发明还提供一种工程机械，例如泵车或起重机等工程车辆。如图1所示，该工程机械包括上述液压***。具体结构可参阅上述图1相关描述，在此不再赘述。
工程机械在工作时，控制器根据各工作联电流大小预测所有工作联所需的总流量需求，根据总流量需求控制电比例泵12，给电比例泵12初步的电流值，使电比例泵12提供的流量能快速匹配到液压***的需求值附近。然后再检测流经旁路溢流管路3的油液，根据检测的单位流量或者压力值去微调电比例泵12。若检测装置检测到背压值为0或小于预设范围的下限，则认为电比例泵12没有多余的流量从三通流量阀31溢出，此时将电比例泵12电流调大，增加油液的输出，直至三通流量阀31有一定的富余流量(检测三通流量阀溢出流量产生的背压值来判断)。若检测到三通流量阀31富余流量产生的背压值过高，超出预设范围的上限，则认为电比例泵12供出的流量过多，超出了***需求，此时将电比例泵12电流调小，减小电比例泵12流量输出。以此控制电比例泵12流量满足***的需求值并有少量的富余，以最少的发热量将电比例泵12与***的需求相匹配。并且这种控制方式，电比例泵12随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
本发明实施例提供的工程机械，设有上述液压***，利用三通流量阀引入反馈机制，实时检测流经旁路溢流管路3的油液状态，并根据检测结果控制电比例泵12的流量，以满足***需求值并有少量的富余，以最少的发热量将流量与***的需求相匹配。并且这种控制方式，液压***中各机构随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
本发明还提供一种液压***的控制方法，该控制方法用于控制上述液压***。
如图2所示，该液压***的控制方法包括如下步骤：
步骤S201：根据各工作联电流大小预测所有工作联所需的总流量需求，并根据总流量需求控制电比例泵的开度；
步骤S202：检测旁路溢流管路的三通流量阀溢出的单位流量或者位于三通流量阀之后的旁路溢流管路上压力值；
步骤S203：根据单位流量或者压力值调整电比例泵的开度。
液压***在工作时，控制器先根据各工作联电流大小预测所有工作联所需的总流量需求，根据总流量需求控制电比例泵12，给电比例泵12初步的电流值，使电比例泵12提供的流量能快速匹配到液压***的需求值附近。然后再检测流经旁路溢流管路3的油液，根据检测的单位流量或者压力值去微调电比例泵12。
控制过程中，控制器判断单位流量或者压力值是否在预设范围内；若判断获知单位流量或者压力值达到阈值上限，则控制减小电比例泵12的开度；若判断获知单位流量或者压力值达到阈值下限，则控制增加电比例泵12的开度。
例如，若检测装置检测到背压值为0或小于预设范围的下限，则认为电比例泵12没有多余的流量从三通流量阀31溢出，此时控制器将电比例泵12电流调大，增加油液的输出，直至三通流量阀31有一定的富余流量(检测三通流量阀溢出流量产生的背压值来判断)。若检测到三通流量阀31富余流量产生的背压值过高，超出预设范围的上限，则认为电比例泵12供出的流量过多，超出了***需求，此时控制器将电比例泵12电流调小，减小电比例泵12流量输出。以此控制电比例泵12流量满足***的需求值并有少量的富余，以最少的发热量将电比例泵12与***的需求相匹配。并且这种控制方式，电比例泵12随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
本发明实施例提供的液压***的控制方法，利用三通流量阀31引入反馈机制，实时检测流经旁路溢流管路3的油液状态，并根据检测结果控制电比例泵12的流量，以满足***需求值并有少量的富余，以最少的发热量将流量与***的需求相匹配。并且这种控制方式，液压***中各机构随时处于有压力待命状态，可以有效提高液压***的响应速度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液压***，其特征在于，包括：
液压油箱；
电比例泵，所述电比例泵的进油口与所述液压油箱连通；
主供油管路和旁路溢流管路，其进油口分别与所述电比例泵的出油口连接，所述旁路溢流管路的出油口连接所述液压油箱；
多路阀组件，其包括多路工作联和三通流量阀，所述多路工作联分别与所述主供油管路连通，所述三通流量阀串联在旁路溢流管路上；
检测装置，其用于检测所述三通流量阀溢出的单位流量或者位于所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上压力；
控制器，其分别与所述电比例泵、所述多路工作联和所述检测装置电连接，所述控制器根据所述检测装置的检测结果控制所述电比例泵。
2.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上设有阻尼孔，所述检测装置为压力检测装置，所述压力检测装置用于检测所述阻尼孔与所述三通流量阀之间管路上的压力。
3.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述检测装置为流量检测装置，所述流量检测装置用于检测所述三通流量阀的单位流量。
4.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上设有阻尼孔，所述阻尼孔的两端并联旁通溢流阀。
5.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述旁路溢流管路中设有旁通电磁阀，所述三通流量阀的弹簧腔通过所述旁通电磁阀与所述多路工作联的回油弹簧腔连通，以与所述液压油箱连通。
6.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述液压***还包括：主溢流阀、先导过滤器和先导减压阀；
所述主溢流阀的进油口与所述电比例泵的出油口连通，所述主溢流阀的出油口与所述液压油箱连通；所述先导减压阀的进油口通过所述先导过滤器连接在所述主溢流阀的进油口与所述电比例泵的出油口之间的管路上，所述先导减压阀的出油口与所述多路工作联的进油弹簧腔连通，所述先导减压阀的回油口与所述液压油箱连通。
7.根据权利要求1所述的液压***，其特征在于，所述液压***还包括：吸油过滤器和高压过滤器；所述电比例泵的进油口通过所述吸油过滤器与所述液压油箱连接；所述电比例泵的出油口与所述高压过滤器连接。
8.一种工程机械，其特征在于，包括：根据权利要求1-7中任一项所述的液压***。
9.一种如权利要求1-7中任一项所述的液压***的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据各工作联电流大小预测所有工作联所需的总流量需求，并根据所述总流量需求控制所述电比例泵的开度；
检测所述旁路溢流管路的三通流量阀溢出的单位流量或者位于所述三通流量阀之后的所述旁路溢流管路上压力值；
根据所述单位流量或者所述压力值调整所述电比例泵的开度。
10.根据权利要求9所述的液压***的控制方法，其特征在于，所述根据单位流量或者压力值调整所述电比例泵的开度的具体步骤包括：
判断所述单位流量或所述压力值是否在预设范围内；
若判断获知所述单位流量或者所述压力值达到阈值上限，则控制减小所述电比例泵的开度；若判断获知所述单位流量或者所述压力值达到阈值下限，则控制增加所述电比例泵的开度。
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