CN115992841B - 一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，包括原动机、电控变量泵、流量控制阀、液压执行器、梭阀、电控手柄、旁通控制阀、两压力传感器、旁路节流阀、控制***，梭阀出油口连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，旁路控制阀的左腔和进油口与电控变量泵出油口连通，旁路节流阀进出油口与旁通控制阀出油口和油箱连通，旁路节流阀进出油口两端装有第一压力传感器和第二压力传感器，电控手柄连接流量控制阀的控制端和控制***，控制***通过接收电控手柄的控制信号以及两压力传感器的压力信号产生电控变量泵控制信号，电控变量泵控制信号传输至比例方向阀。本发明可解决因过流匹配而带来压力冲击和能量损失的问题。本发明还公开了一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的控制方法。

Description

一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***及控制方法
技术领域
本发明属于液压传动与控制技术领域，具体涉及一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***及控制方法。
背景技术
负载敏感技术是施工、农林、环卫等装备液压控制***应用最广泛的节能方式之一，该技术采用压力反馈原理，将负载压力通过长管道反馈至变量泵控制阀腔，从而通过压力裕度(***压力与最大负载压力之差)闭环控制实现***流量供需平衡，减少了能量损失和***发热。
然而，传统负载敏感***采用“机械—液压”反馈控制原理，存在两方面缺点：一方面，其预设的压力裕度需要考虑不同流量、不同温度下的局部压力损失，设置值非常保守(一般为2.0MPa～2.8MPa)，从而严重影响能量利用效率；另一方面，最大负载的压力油通过复杂梭阀网络和长液压管道反馈至液压泵负载敏感阀的弹簧腔，存在稳定裕度低、响应滞后、容易振荡等缺点，严重制约***操控性能和作业效率。
现有解决方案是采用泵阀同步控制的电液流量匹配***，可以基本消除传统负载敏感***控制中泵滞后阀的现象，同时兼顾了节能性与操控性能，但是该***的问题在于，当泵输出流量大于负载需求流量的时候，***就会因为过流匹配而带来压力冲击和能量损失，导致***能量利用效率降低。因此，如何避免***过流匹配，精确控制液压泵的排量以更好地匹配液压执行器所需流量，提升***能量利用效率是本发明需要解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，提供一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***及控制方法，以解决上述背景技术中提出的***因过流匹配而带来压力冲击和能量损失的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，包括原动机、电控变量泵、流量控制阀、液压执行器，所述原动机用于驱动电控变量泵，所述电控变量泵的出油口与流量控制阀的进油口连通，所述流量控制阀的出油口与液压执行器的进油口连通，所述液压执行器的出油口与油箱连通，该***还包括节流阀、阻尼阀、梭阀、电控手柄、旁通控制阀、第一压力传感器、第二压力传感器、旁路节流阀及控制***，所述节流阀的进油口与液压执行器连通，所述节流阀的出油口和油箱连通，所述节流阀的控制端与电控手柄连接，所述梭阀用于筛选出液压执行器的最大负载压力，所述梭阀的出油口通过阻尼阀连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔通过阻尼阀与电控变量泵的出油口连通，所述旁路控制阀的左腔和进油口均与电控变量泵的出油口连通，所述旁通控制阀的出油口与旁路节流阀的进油口连通，所述旁路节流阀的出油口与油箱连通，所述旁路节流阀的进油口和出油口对应安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述电控手柄连接流量控制阀的控制端和控制***，所述控制***通过接收电控手柄的控制信号以及第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号传输至比例方向阀。
进一步的，所述流量控制阀为压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀或通过算法控制的电子式流量控制阀。
进一步的，所述控制***包含手柄控制信号-前馈流量的映射模块、旁通节流阀压差-过流流量的映射模块、低通滤波器、闭环反馈控制器、流量-泵控制信号映射模块。
进一步的，所述原动机为电动机或发动机。
进一步的，所述液压执行器为液压直线油缸或液压旋转马达。
本发明还提供了一种应用上述流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的控制方法，包括：
步骤一：电控手柄将控制信号传输至控制***，控制***计算得到液压***的流量前馈需求信号；
步骤二：旁路节流阀两端的第一压力传感器和第二压力传感器将采集到的压力信号传输至控制***，控制***通过压力信号计算得到旁路节流阀两端压差，并由压差信号计算得到流经旁路节流阀的流量反馈补偿信号，该流量反馈补偿信号依次经过控制***处理后输出；
步骤三：液压***的流量前馈需求信号与流量反馈补偿信号作差后作为液压***实际流量的需求信号传输至控制***，所述控制***将液压***实际流量的需求信号转化为电控变量泵的排量控制信号；
步骤四：电控变量泵的排量控制信号通过流量控制阀调整变量活塞位置，进而调解斜盘摆角，实现对电控变量泵的精确控制。
本发明还提供了另外一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，包括原动机、电控变量泵、N个流量控制阀、N个液压执行器，所述原动机用于驱动电控变量泵，所述电控变量泵的出油口与N个流量控制阀的进油口均连通，每一流量控制阀的出油口与一个液压执行器的进油口连通，所述N个液压执行器的出油口均与油箱连通，该控制***还包括梭阀组、N个电控手柄、旁通控制阀、第一压力传感器、第二压力传感器、旁路节流阀及控制***，所述梭阀组包括(N-1)个梭阀，第一个梭阀与相邻的第一个液压执行器和第二个液压执行器均相连，以筛选出第一个液压执行器和第二个液压执行器中的最大负载压力，第一个梭阀通过出油口将第一个液压执行器和第二个液压执行器中的最大负载压力输出到第二个梭阀的进油口一端，第二个梭阀的进油口另一端与第三个液压执行器的进油口连接，筛选出三个液压执行器中的最大负载压力，以此类推，所述梭阀组筛选出N个液压执行器中的最大负载压力，所述(N-1)个梭阀的出油口均连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔和进油口均与电控变量泵的出油口连通，所述旁通控制阀的出油口与旁路节流阀的进油口连通，所述旁路节流阀的出油口与油箱连通，所述旁路节流阀的进油口和出油口对应安装有第一压力传感器和第二压力传感器，每一电控手柄对应连接一流量控制阀的控制端，所述N个电控手柄还均与控制***相连，所述控制***通过接收N个电控手柄的控制信号以及第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号传输至比例方向阀。
进一步的，该控制***还包括节流阀及阻尼阀，所述节流阀的进油口与液压执行器连通，所述节流阀的出油口和油箱连通，所述节流阀的控制端与电控手柄连接，所述(N-1)个梭阀的出油口通过阻尼阀连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔通过阻尼阀与电控变量泵的出油口连通。
进一步的，所述流量控制阀为压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明将电控手柄的流量前馈需求信号与经过旁路控制阀的流量反馈控制信号之差作为***的实际需求流量信号，进而经过泵流量模块转换为电控变量泵的控制信号，较好解决液压泵的排量与液压执行器所需流量的精确匹配问题，减少整个***的压力飞升与能量损失，降低***压力裕度和响应时间，提高压力可控性和阻尼性能，同时还能使***的负载震荡速度减小，提高***的能量效率和操控性能。
2.本发明通过控制***中的低通滤波器滤除高频干扰产生的压力信号噪声，从而避免旁路控制阀因泵出口压力的波动而自动开启。
3.本发明通过旁路节流阀两端的压力传感器采集的压力信号，通过软件***计算出***过流匹配时通过旁路控制阀泄流的流量，相比于采用流量计检测流量的方式，大大降低了成本。
附图说明
图1为本发明一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的实施例1的***原理示意图。
图2是图1中控制***的方框示意图。
图3为压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀。
图4为电子算法控制的流量控制阀。
图5为传统负载敏感***的能耗特性图。
图6为本发明在手柄前馈计算流量正好满足或者不足以满足负载所需流量时的能耗特性图。
图7为本发明在手柄前馈计算流量超过负载所需流量时的能耗特性图。
图8是本发明一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的控制方法的较佳实施方式的流程示意图。
图9为本发明一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的实施2的***原理示意图。
图10为本发明一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的实施例3的***原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请特定的具体实例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例一：
参见图1，一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，包括原动机1、电控变量泵2、第一流量控制阀3-1、第二流量控制阀3-2、第一液压执行器4-1、第二液压执行器4-2、第一节流阀5-1、第二节流阀5-2、梭阀6、两个电控手柄7、第一阻尼阀8-1、第二阻尼阀8-2、旁路控制阀9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、旁路节流阀12、控制***13、油箱14及比例方向阀15。所述电控变量泵2的出油口与第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2的入油口连接，第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2的出油口对应与第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2连接，所述电控变量泵2通过第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2分别向第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2供应液压油。
所述第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2的出油口对应与第一节流阀5-1和第二节流阀5-2的入油口连接，第一节流阀5-1和第二节流阀5-2的出油口均与油箱14连接。所述梭阀6的左右两端对应连接第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2的进油口，所述梭阀6用于筛选出第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2中的最大负载压力并通过第一阻尼阀8-1反馈到旁路控制阀9的右侧弹簧腔，旁路控制阀9的左腔通过第二阻尼阀8-2连接电控变量泵2的出油口。
所述旁通控制阀9的出油口与旁路节流阀12的进油口连通，所述旁路节流阀12的出油口与油箱14连通，所述旁路节流阀9的进油口及出油口对应安装有第一压力传感器10和第二压力传感器11，所述两个电控手柄7中的一个电控手柄连接第一流量控制阀3-1、第一节流阀5-1的控制端和控制***13，所述两个电控手柄7中的另一个电控手柄连接第二流量控制阀3-2及第二节流阀5-2的控制端和控制***13，所述控制***13通过接收两个电控手柄7的控制信号以及第一压力传感器10和第二压力传感器11的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号通过比例方向阀15来调整变量活塞位置，进而调节斜盘摆角，实现对电控变量泵2排量的精确控制。
在本实施例中，所述原动机2可以采用电动机或发动机中的一种，第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2既可以是由压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀，也可以是通过电子算法控制的流量控制阀，第一液压执行器4-1及第二液压执行器4-2可为液压直线油缸或液压旋转马达，控制***13为工业计算机或单片机。
具体的，如图2所示，所述控制***15中包含手柄信号-前馈流量的映射模块、节流阀压差-过流流量的映射模块、低通滤波器、闭环反馈控制器以及流量-泵控制信号映射模块。通过控制***15中的低通滤波器和闭环反馈控制器对经过旁路控制阀11泄流的流量信号进行处理，不仅可以滤除高频干扰产生的压力信号噪声，避免旁路控制阀因泵出口流量的波动自动开启，还可以提高***的响应性与稳定性。
请进一步参见图3，为本发明流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***中的第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2的示意图，第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2均为由压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀。在第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2中，对应的电控手柄7提供给比例方向阀一个期望信号，通过控制比例方向阀的开度来控制***流量，当比例方向阀的阀后压力因负载变化而变化时，安装在比例方向阀阀前的压力补偿阀可以通过改变其阀芯的位置，控制经过压力补偿阀的流量。通过压力补偿阀和比例方向阀的共同作用，即可控制电控变量泵2供给第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2的流量。
参见图4，为本发明流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***中电子算法控制的第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2的示意图。在第一流量控制阀3-1和第二流量控制阀3-2中，比例方向阀的阀前和阀后分别安装两个压力传感器，通过压力传感器计算得到比例方向阀前后的压差信号，该压差信号经过流量映射曲线计算之后得到经过比例方向阀的流量信号，该流量信号与期望流量信号经过闭环反馈控制器处理后输出，调节比例方向阀的控制信号，从而控制电控变量泵2供给第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2的流量。
图5为传统负载敏感***的能耗特性图。传统负载敏感***因没有旁路流量检测***进行调整，所以其压力裕度无论在任何工况下都不会发生改变。图6为本发明在手柄前馈流量不足时的能耗特性图。当液压泵供应流量不能满足液压执行器需求流量时，***压力裕度将会自动适应管路、接头等处的局部压降，该值比负载敏感***预设相对保守的压降值要低得多，因此***的压力裕度明显降低(即Δpl′s<Δpls)，其能耗也显著降低。图7为本发明在手柄前馈流量过多时的能耗特性图。当电控变量泵2供应流量大于第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2中的最大需求流量时，通过图1实施例中的控制***13对液压泵的排量进行调整，这样可以使经过旁路控制阀9的流量基本降到零，所以当电控手柄7前馈流量过多时，流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的压力裕度可以认为基本跟传统负载敏感***的压力裕度一致(即Δpl′s′≈Δpls)。从图5、图6及图7可以明确得出，本发明所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***中，其压力裕度会低于现有***的压力裕度。
为了通过控制电控变量泵2的排量来得到第一液压执行器4-1和第二液压执行器4-2的期望速度，电控变量泵2需提供确定的液压油体积流量，但液压***存在转速、温度、泄漏等参数不确定因素，使得泵阀流量精确动态匹配困难，所以仅仅依靠电控手柄7调节的期望信号并不能很好的解决流量匹配问题。而在本实施例中，控制***13将电控手柄7产生的前馈流量期望信号与经过旁路控制阀11进行泄流的流量反馈补偿信号之差经过电控变量泵流量映射模块转换之后作为电控变量泵2的控制信号，较好的解决单泵多执行器的供需流量精确匹配问题，减少整个***的压力飞升与能量损失，降低了***压力裕度和响应时间，提高压力可控性和阻尼性能，同时还能使***的负载震荡速度减小，提高***的能量效率和操控性能。
如图8所示，本发明还提及一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的控制方法，包括：
步骤S1：电控手柄7将控制信号传输至控制***13，控制***13通过手柄控制信号-前馈流量的映射模块计算得到液压***的流量前馈需求信号；
步骤S2：旁路节流阀12两端的第一压力传感器10和第二压力传感器11将采集到的压力信号传输至控制***13，控制***13的旁通节流阀压差-过流流量的映射模块通过压力信号计算得到旁路节流阀12两端压差，并由压差信号计算得到流经旁路节流阀12的流量反馈补偿信号，该流量反馈补偿信号依次经过控制***13中的低通滤波器和闭环反馈控制器处理后输出；
步骤S3：液压***的流量前馈需求信号与流量反馈补偿信号作差后作为液压***实际流量的需求信号传输至控制***的流量-泵控制信号映射模块，所述流量-泵控制信号映射模块将液压***实际流量的需求信号转化为电控变量泵2的排量控制信号；
步骤S4：电控变量泵2的排量控制信号通过比例方向阀调整变量活塞位置，进而调解斜盘摆角，实现对电控变量泵2的精确控制。
实施例二：
参见图9，其为一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的第二实施方式的示意图，其包括原动机1、电控变量泵2、流量控制阀3、液压执行器4、节流阀5、梭阀6、电控手柄7、阻尼阀8、旁路控制阀9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、旁路节流阀12、控制***13、油箱14及比例方向阀15。所述电控变量泵2的出油口与流量控制阀3的入油口连接，流量控制阀3的出油口与液压执行器4连接，电控变量泵2通过流量控制阀3向液压执行器4供应液压油，液压执行器4的出油口与节流阀5的入油口连接，节流阀5的出油口与油箱14连接。所述梭阀6的一端连接液压执行器4的进油口，另一端连接至液压执行器4的出油口，梭阀6将液压执行器中的最大负载压力通过阻尼阀8反馈到旁路控制阀9的右侧弹簧腔，旁路控制阀9的左腔通过阻尼阀8连接电控变量泵2的出油口，所述旁通控制阀9的出油口与旁路节流阀12的进油口连通，所述旁路节流阀12的出油口与油箱14连通，所述旁路节流阀9的进油口及出油口对应安装有第一压力传感器10和第二压力传感器11，所述电控手柄7连接流量控制阀3、节流阀5的控制端和控制***13，所述控制***13通过接收电控手柄7的控制信号以及第一压力传感器10和第二压力传感器11的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号通过比例方向阀15来调整变量活塞位置，进而调节斜盘摆角，实现对电控变量泵2排量的精确控制。
与图1所示实施例不同的是，图9所示实施例中只有一个液压执行器4。在图9所示实施例中，梭阀6筛选出液压执行器4的出入口两端的最大负载压力，经过阻尼阀8将其反馈到旁路控制阀9的弹簧腔，通过***压力裕度与弹簧预设值之间的关系，控制旁路控制阀9阀芯的移动，进而控制***通过旁路控制阀9进行泄流的流量。
图9所示实施例中的控制方法与图1及图8所示实施例的控制方法相同。
实施例三：
参见图10，其为一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的第三实施方式的示意图，其包括原动机1、电控变量泵2、若干流量控制阀30(图10示出了N个流量控制阀30)、若干液压执行器40(图10示出了N个液压执行器30)、若干节流阀50(图10示出了N个节流阀50)、梭阀组60、若干电控手柄70、第一阻尼阀8-1、第二阻尼阀8-2、旁路控制阀9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、旁路节流阀12、控制***13、油箱14和比例控制阀15，所述电控变量泵2的出油口与流量控制阀30的入油口连接，流量控制阀30的出油口与液压执行器40连接，电控变量泵2通过流量控制阀30向液压执行器40供应液压油，液压执行器40的出油口与节流阀50的入油口连接，节流阀50的出油口与油箱14连接。
具体的，所述梭阀组60包括若干梭阀(图10示出了N-1个梭阀)，其中第一个梭阀连接液压执行器40中初始相邻的两个液压执行器(即第一液压执行器与第二液压执行器)的进油口，筛选出两个液压执行器中的最大负载压力，第一个梭阀通过出油口将两个液压执行器中的最大负载压力输出到第二梭阀的进油口一端，第二梭阀的进油口另一端与第三个液压执行器的进油口连接，筛选出三个液压执行器中的最大负载压力，如此往复，所述梭阀组60筛选出多个液压执行器中的最大负载压力并通过第一阻尼阀8-1反馈到旁路控制阀9的右侧弹簧腔，旁路控制阀9的左腔通过第二阻尼阀8-2连接电控变量泵2的出油口，所述旁通控制阀9的出油口与旁路节流阀12的进油口连通，所述旁路节流阀12的出油口与油箱14连通，所述旁路节流阀9的进油口及出油口对应装有第一压力传感器10和第二压力传感器11，所述电控手柄70连接流量控制阀30、节流阀50的控制端和控制***13，所述控制***13通过接收电控手柄70的控制信号以及第一压力传感器10和第二压力传感器11的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号通过比例方向阀15来调整变量活塞位置，进而调节斜盘摆角，实现对电控变量泵2排量的精确控制。
与图1和图9所示实施例不同的是，图10所示实施例中有多于三个液压执行器(图10中示出了n个液压执行器)，且对应新增了多个梭阀，该多个梭阀组成梭阀组60。在图10所示实施例中，与旁路控制阀9弹簧腔连接的梭阀将各梭阀筛选出的多个液压执行器的最大负载压力通过第一阻尼阀8-1将其反馈到旁路控制阀11的弹簧腔，通过***压力裕度与弹簧预设值之间的关系，控制旁路控制阀9阀芯的移动，进而控制***通过旁路控制阀9进行泄流的流量。
图10所示实施例中的控制方法与图1及图8所示实施例的控制方法相同。
通过实施例1及实施例3可以看出，本发明中，若假设包括N个流量控制阀，则液压执行器的数量对应为N个，节流阀的数量对应为N个，梭阀的数量对应为(N-1)个，电控手柄的数量对应为N个，其中所述电控变量泵的出油口与N个流量控制阀的进油口均连通，每一流量控制阀的出油口与一个液压执行器的进油口连通，所述N个液压执行器的出油口均与油箱连通，第一个梭阀与相邻的第一个液压执行器和第二个液压执行器均相连，以筛选出第一个液压执行器和第二个液压执行器中的最大负载压力，第一个梭阀通过出油口将第一个液压执行器和第二个液压执行器中的最大负载压力输出到第二个梭阀的进油口一端，第二个梭阀的进油口另一端与第三个液压执行器的进油口连接，筛选出三个液压执行器中的最大负载压力，以此类推，所述梭阀组筛选出N个液压执行器中的最大负载压力，所述(N-1)个梭阀的出油口均连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔和进油口均与电控变量泵的出油口连通，所述旁通控制阀的出油口与旁路节流阀的进油口连通，所述旁路节流阀的出油口与油箱连通，所述旁路节流阀的进油口和出油口对应安装有第一压力传感器和第二压力传感器，每一电控手柄对应连接一流量控制阀的控制端，所述N个电控手柄还均与控制***相连，所述控制***通过接收N个电控手柄的控制信号以及第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号传输至比例方向阀。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，包括原动机、电控变量泵、流量控制阀、液压执行器，所述原动机用于驱动电控变量泵，所述电控变量泵的出油口与流量控制阀的进油口连通，所述流量控制阀的出油口与液压执行器的进油口连通，所述液压执行器的出油口与油箱连通，其特征在于：还包括节流阀、阻尼阀、梭阀、电控手柄、旁通控制阀、第一压力传感器、第二压力传感器、旁路节流阀及控制***，所述节流阀的进油口与液压执行器连通，所述节流阀的出油口和油箱连通，所述节流阀的控制端与电控手柄连接，所述梭阀用于筛选出液压执行器的最大负载压力，所述梭阀的出油口通过阻尼阀连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔通过阻尼阀与电控变量泵的出油口连通，所述旁路控制阀的左腔和进油口均与电控变量泵的出油口连通，所述旁通控制阀的出油口与旁路节流阀的进油口连通，所述旁路节流阀的出油口与油箱连通，所述旁路节流阀的进油口和出油口对应安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述电控手柄连接流量控制阀的控制端和控制***，所述控制***通过接收电控手柄的控制信号以及第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号传输至比例方向阀。
2.根据权利要求1所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，其特征在于：所述流量控制阀为压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀或通过算法控制的电子式流量控制阀。
3.根据权利要求1所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，其特征在于：所述控制***包含手柄控制信号-前馈流量的映射模块、旁通节流阀压差-过流流量的映射模块、低通滤波器、闭环反馈控制器、流量-泵控制信号映射模块。
4.根据权利要求1所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，其特征在于：所述原动机为电动机或发动机。
5.根据权利要求1所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，其特征在于：所述液压执行器为液压直线油缸或液压旋转马达。
6.一种应用权利要求1所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：电控手柄将控制信号传输至控制***，控制***计算得到液压***的流量前馈需求信号；
步骤二：旁路节流阀两端的第一压力传感器和第二压力传感器将采集到的压力信号传输至控制***，控制***通过压力信号计算得到旁路节流阀两端压差，并由压差信号计算得到流经旁路节流阀的流量反馈补偿信号，该流量反馈补偿信号经过控制***处理后输出；
步骤三：液压***的流量前馈需求信号与流量反馈补偿信号作差后作为液压***实际流量的需求信号传输至控制***，所述控制***将液压***实际流量的需求信号转化为电控变量泵的排量控制信号；
步骤四：电控变量泵的排量控制信号通过流量控制阀调整变量活塞位置，进而调解斜盘摆角，实现对电控变量泵的精确控制。
7.一种流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，包括原动机、电控变量泵、N个流量控制阀、N个液压执行器，所述原动机用于驱动电控变量泵，所述电控变量泵的出油口与N个流量控制阀的进油口均连通，每一流量控制阀的出油口与一个液压执行器的进油口连通，所述N个液压执行器的出油口均与油箱连通，其特征在于：还包括梭阀组、N个电控手柄、旁通控制阀、第一压力传感器、第二压力传感器、旁路节流阀及控制***，所述梭阀组包括(N-1)个梭阀，第一个梭阀与相邻的第一个液压执行器和第二个液压执行器均相连，以筛选出第一个液压执行器和第二个液压执行器中的最大负载压力，第一个梭阀通过出油口将第一个液压执行器和第二个液压执行器中的最大负载压力输出到第二个梭阀的进油口一端，第二个梭阀的进油口另一端与第三个液压执行器的进油口连接，筛选出三个液压执行器中的最大负载压力，以此类推，所述梭阀组筛选出N个液压执行器中的最大负载压力，所述(N-1)个梭阀的出油口均连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔和进油口均与电控变量泵的出油口连通，所述旁通控制阀的出油口与旁路节流阀的进油口连通，所述旁路节流阀的出油口与油箱连通，所述旁路节流阀的进油口和出油口对应安装有第一压力传感器和第二压力传感器，每一电控手柄对应连接一流量控制阀的控制端，所述N个电控手柄还均与控制***相连，所述控制***通过接收N个电控手柄的控制信号以及第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号产生电控变量泵控制信号，所述电控变量泵控制信号传输至比例方向阀。
8.如权利要求7所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，其特征在于：还包括节流阀及阻尼阀，所述节流阀的进油口与液压执行器连通，所述节流阀的出油口和油箱连通，所述节流阀的控制端与电控手柄连接，所述(N-1)个梭阀的出油口通过阻尼阀连通旁路控制阀的右侧弹簧腔，所述旁路控制阀的左腔通过阻尼阀与电控变量泵的出油口连通。
9.根据权利要求7所述的流量自补偿负载敏感泵阀协调电液***，其特征在于：所述流量控制阀为压力补偿阀和比例方向阀组成的机液式流量控制阀。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112648244A (zh) * 2021-02-19 2021-04-13 太原理工大学 泵阀协同多执行器电液***及其控制方法
CN113202833A (zh) * 2021-05-24 2021-08-03 华东交通大学 电液流量匹配的负载口独立控制***

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2604554Y (zh) * 2002-10-29 2004-02-25 浙江大学 用于六通型多路阀的负荷传感液压装置
CN101413522A (zh) * 2008-11-14 2009-04-22 浙江大学 工程机械负载口独立电液负载敏感能量再生液压***
DE102011108256A1 (de) * 2011-07-22 2013-01-24 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Hydraulische Antriebsvorrichtung und Austauschvorrichtung für hydraulische Antriebe
CN102720711B (zh) * 2012-06-29 2015-05-20 武汉船用机械有限责任公司 一种自动切换型负载敏感液压***
CN105221506B (zh) * 2015-09-18 2017-08-25 徐州工业职业技术学院 一种负载敏感阀及负载敏感液压***
CN208185091U (zh) * 2017-11-27 2018-12-04 徐州工程学院 正控制负载敏感***
CN207762060U (zh) * 2017-12-26 2018-08-24 长沙天盾重工有限责任公司 一种高空作业车液压***
CN111577680B (zh) * 2020-05-22 2021-08-27 中国矿业大学 一种负载敏感分流阀、变速同步驱动***及工作方法
CN113775603A (zh) * 2021-02-19 2021-12-10 太原理工大学 一种电液多执行器流量控制***及方法
CN115076162B (zh) * 2022-06-21 2023-04-07 重庆大学 阀口独立控制的双泵双回路电液负载敏感***及控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112648244A (zh) * 2021-02-19 2021-04-13 太原理工大学 泵阀协同多执行器电液***及其控制方法
CN113202833A (zh) * 2021-05-24 2021-08-03 华东交通大学 电液流量匹配的负载口独立控制***

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