專利名稱：由定流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)液壓源組成的液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體壓力執(zhí)行系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩大類節(jié)流傳動(dòng)系統(tǒng)和容積傳動(dòng)系統(tǒng)。前者響應(yīng)快，可進(jìn)行微流量調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，但效率低，只能用于小功率的場(chǎng)合。容積傳動(dòng)系統(tǒng)具有效率高的優(yōu)點(diǎn)，盡管響應(yīng)速度較慢，但已能滿足大部分工業(yè)應(yīng)用的要求，因此成為中、大功率液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主角。
容積傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段閉式容積傳動(dòng)系統(tǒng)、功率適應(yīng)系統(tǒng)和定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
閉式容積傳動(dòng)系統(tǒng)在主管路無節(jié)流損失，效率很高，且通過補(bǔ)油泵、安全閥、換油閥的使用，可以允許較高的泵轉(zhuǎn)速，油箱體積小，很容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和油溫控制。但這類系統(tǒng)不適用于單泵多執(zhí)行器系統(tǒng)。
功率適應(yīng)系統(tǒng)通過一個(gè)功率泵來控制。通過保持負(fù)載敏感閥的壓力恒定為原則來調(diào)節(jié)恒壓泵的排量，達(dá)到恒流量調(diào)節(jié)的目的。不僅避免了溢流損失，而且適用于多負(fù)載并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的工況。但這類系統(tǒng)在主管道仍然有附加節(jié)流損失，且泵的輸出壓力只與最大負(fù)載相適應(yīng)，在多個(gè)變化較大的負(fù)載并聯(lián)的工況下，效率大幅降低。
定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)是80年代初德國學(xué)者提出的，該系統(tǒng)由多個(gè)接在定壓網(wǎng)絡(luò)中的變量液壓馬達(dá)及蓄能器組成，在主管路上基本上沒有節(jié)流損失，可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收，有較高的能量利用率，發(fā)熱很少。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。但這類系統(tǒng)要求泵和馬達(dá)均可實(shí)現(xiàn)變量，成本較高，且回路上仍存在限流元件和控制器，有少量的節(jié)流損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種定流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)液壓源組成的液壓系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)，大幅降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的總體效率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下它包括n個(gè)開關(guān)液壓源、定量液壓泵，n個(gè)開關(guān)液壓源的進(jìn)油口與回油口相互串聯(lián)后，其第一個(gè)開關(guān)液壓源的進(jìn)油A1與定量液壓泵的輸出端P口連接，而第n個(gè)開關(guān)液壓源的回油口Bn與定量液壓泵的輸入端T口連接，n個(gè)開關(guān)液壓源的負(fù)載油口C1～Cn分別經(jīng)各自的執(zhí)行器b1～bn與各自的回油B1～Bn連接。
所說的的相互串聯(lián)的開關(guān)液壓源是升壓型開關(guān)液壓源串聯(lián)或降壓增流型開關(guān)液壓源串聯(lián)或升壓型和降壓增流型開關(guān)液壓源組合串聯(lián)而成。
其中，定流網(wǎng)絡(luò)的流量由定量液壓泵輸出，供各開關(guān)液壓源使用。各開關(guān)液壓源均帶有高速開關(guān)閥，可以在固定開關(guān)頻率下通過對(duì)占空比的調(diào)節(jié)來控制其輸出流量。各開關(guān)液壓源輸出端的吸油口與排油口相互串聯(lián)后直接接到定量液壓泵的輸出端與輸入端。開關(guān)液壓源兩輸出端之間的壓差由其輸出端所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載決定，而液壓泵的輸出壓力則等于各開關(guān)液壓源兩輸入端壓差的和。
本發(fā)明具有的有益的效果是由于該液壓系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中二次調(diào)節(jié)回路的限流元件和控制器，用定量液壓泵代替了變量液壓泵，用開關(guān)液壓源代替了變量液壓馬達(dá)，大幅降低系統(tǒng)成本，提高液壓系統(tǒng)的總體效率，達(dá)到最佳節(jié)能效果。


圖1是傳統(tǒng)的定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明的由定流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)液壓源組成的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施例原理圖。
具體實(shí)施例方式
工作過程定量液壓泵向定流網(wǎng)絡(luò)輸出的流量為固定值(如100 l/min)，輸出壓力則自動(dòng)等于各開關(guān)液壓源兩輸入端壓差的和，超載時(shí)可以通過定量泵內(nèi)置的安全閥閥加以保護(hù)。
各開關(guān)液壓源輸入端的過流流量Qi均等于定量泵的供油流量。如果選用降流型開關(guān)液壓源，則其輸出流量Qi′與占空比Dmi成正比Qi′＝DmiQi兩輸入端的壓力差Δpi由負(fù)載壓力pi′決定Δpi＝Dmipi′如果選用升流型開關(guān)液壓源，則其輸出流量Qi′占空比Dmi成正比Qi′=QiDmi]]>兩輸入端的壓力差Δpi由負(fù)載壓力pi′決定Δpi=pi′Dmi]]>
式中的下標(biāo)i表示第i個(gè)開關(guān)液壓源。
定量液壓泵的輸出壓力為各開關(guān)液壓源輸出壓差Δpi的和ps=ΣiΔpi]]>由此可得，由于各開關(guān)液壓源的輸入流量為定值，當(dāng)所需的輸出流量增大時(shí)，相應(yīng)的占空比應(yīng)當(dāng)變化，由此帶來了開關(guān)液壓源兩輸入端之間的壓力差增大，定量液壓泵將輸出更大的壓力以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，達(dá)到最佳節(jié)能效果。
根據(jù)開關(guān)液壓源功能的不同，可以分為降流型開關(guān)液壓源和升流型開關(guān)液壓源兩種，降流型與申請(qǐng)人申請(qǐng)的升壓型開關(guān)液壓源完全相同；升流型與申請(qǐng)人申請(qǐng)的降壓增流型開關(guān)液壓源完全相同。可參見申請(qǐng)日為2001年10月10日，申請(qǐng)?zhí)枮?1264886.8，名稱為“由液壓總線和開關(guān)液壓源構(gòu)成的液壓裝置”。
具體實(shí)施例子在液壓挖掘機(jī)等大型工程機(jī)械中，可以采用一組大流量的定量液壓泵供油，串聯(lián)驅(qū)動(dòng)多個(gè)開關(guān)液壓源，分別實(shí)現(xiàn)其行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)、斗桿機(jī)構(gòu)以及鏟斗機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，確保各執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性，并達(dá)到最佳工作效率。
圖3中為定量液壓泵1的輸出端P口串接升壓型開關(guān)液壓源和降壓增流型開關(guān)液壓源后，接定量液壓泵1的輸出端T口，確保動(dòng)臂機(jī)構(gòu)2和斗桿機(jī)構(gòu)3運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性，并達(dá)到最佳工作效率。
權(quán)利要求
1.由定流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)液壓源組成的液壓系統(tǒng)，其特征在于它包括n個(gè)開關(guān)液壓源、定量液壓泵(2)，n個(gè)開關(guān)液壓源的進(jìn)油口與回油口相互串聯(lián)后，其第一個(gè)開關(guān)液壓源(a1)的進(jìn)油A1與定量液壓泵(1)的輸出端P口連接，而第n個(gè)開關(guān)液壓源(an)的回油口Bn與定量液壓泵的輸入端T口連接，n個(gè)開關(guān)液壓源的負(fù)載油口C1～Cn分別經(jīng)各自的執(zhí)行器b1～bn與各自的回油B1～Bn連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由定流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)液壓源組成的液壓系統(tǒng)，其特征在于所說的的相互串聯(lián)的開關(guān)液壓源是升壓型開關(guān)液壓源串聯(lián)或降壓增流型開關(guān)液壓源串聯(lián)或升壓型和降壓增流型開關(guān)液壓源組合串聯(lián)而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由定流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)液壓源組成的液壓系統(tǒng)。將多個(gè)開關(guān)液壓源的進(jìn)油口回油口相互串聯(lián)后,其第一個(gè)開關(guān)液壓源的進(jìn)油口與定量液壓泵的輸出端P口連接,而第n個(gè)開關(guān)液壓源的回油口與定量液壓泵的輸入端T口連接,而n個(gè)開關(guān)液壓源的負(fù)載油口分別經(jīng)各自的執(zhí)行器與各自的回油口連接。通過對(duì)各開關(guān)液壓源占空比的調(diào)節(jié)控制其輸出流量,開關(guān)液壓源兩個(gè)輸入端之間的壓差由其輸出端所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載決定,液壓泵的輸出壓力等于各開關(guān)液壓源輸入端壓差之和。本發(fā)明取消了傳統(tǒng)定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中二次調(diào)節(jié)回路的限流元件和控制器,用定量液壓泵代替了變量液壓泵和蓄能器,大幅降低系統(tǒng)成本,提高液壓系統(tǒng)的總體效率。
文檔編號(hào)F15B13/00GK1381677SQ0211175
公開日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者顧臨怡, 邱敏秀, 曹建偉, 朱亮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)