專利名稱：一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)及控制方法、工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)及控制方法，應(yīng)用上述多路換向閥的流量控制系統(tǒng)的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械中，通常采用多路換向閥來(lái)控制多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要滿足啟動(dòng)平穩(wěn)、沖擊小和系統(tǒng)壓力損失小的要求。目前多路換向閥通常包括六通型多路換向閥和四通型多路換向閥，由于受到多路換向閥流量控制方式的限制，往往不能夠同時(shí)滿足上述要求。如圖I所示的六通型多路換向閥，在閥芯處于中位時(shí)，多路換向閥的壓力油經(jīng)各聯(lián)換向閥的中位油道直接回油箱；在閥芯移動(dòng)過(guò)程中，中位油道逐漸關(guān)閉，進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 流量逐漸增加，因而執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊，但中位節(jié)流壓力損失大，且換向閥的聯(lián)數(shù)越多，節(jié)流壓力損失越大，因此造成液壓系統(tǒng)壓力損失大，發(fā)熱量大。如圖2所示的四通型多路換向閥，當(dāng)閥芯處于中位時(shí)，卸荷閥A的控制通路C連接至油箱，部分壓力油流經(jīng)卸荷閥A上的阻尼孔B進(jìn)入控制通路C時(shí)產(chǎn)生壓力差，使卸荷閥A的彈簧腔的壓力低于M腔，因此卸荷閥A的閥口在彈簧腔和M腔的壓力差作用下克服彈簧力而開(kāi)啟，從而使大部分油流經(jīng)通道D回油箱。閥芯在中位時(shí)的節(jié)流壓力損失小，且與換向閥的聯(lián)數(shù)無(wú)關(guān)，但由于卸荷閥A的控制通路C被關(guān)閉的瞬間，卸荷閥A是突然關(guān)閉的，所以多路換向閥在換向過(guò)程中的壓力沖擊較大，閥芯基本不具備微調(diào)特性，因此造成系統(tǒng)運(yùn)行不平穩(wěn)，調(diào)速性能差。因此，如何提供一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行平穩(wěn)、沖擊小和系統(tǒng)壓力損失小的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述背景技術(shù)，本發(fā)明提供了一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)及控制方法，保證了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小。本發(fā)明還提出了一種應(yīng)用上述多路換向閥的流量控制系統(tǒng)的工程機(jī)械。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，包括壓力油源、多路換向閥、流量控制閥和控制器，其中，壓力油源提供的壓力油通過(guò)進(jìn)油路連接至所述多路換向閥的P 口，所述多路換向閥的T 口與回油路連通，所述多路換向閥的工作口與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接；所述流量控制閥的進(jìn)油口與所述進(jìn)油路連通，出油口與所述回油路連通；所述控制器分別與所述流量控制閥和多路換向閥連接，所述控制器能夠根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥泄至所述回油路的流量。根據(jù)本發(fā)明的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，控制器根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯的位移，從而調(diào)節(jié)流量控制閥泄至所述回油路的流量；在該流量控制系統(tǒng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制閥泄至所述回油路的流量，以調(diào)節(jié)流經(jīng)該多路換向閥的流量，從而在滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求的前提下平穩(wěn)地控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，控制器根據(jù)獲取的所述多路換向閥中每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)或獲取的控制所 述多路換向閥中每聯(lián)換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，得到所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。所述多路換向閥為液控?fù)Q向閥時(shí)，可以包括壓力傳感器，設(shè)置于所述多路換向閥中每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上，用于采集所述先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)；所述控制器根據(jù)所述壓力傳感器采集的壓力信號(hào)獲取所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。可采用先導(dǎo)控制油路來(lái)控制多路換向閥中每聯(lián)換向閥的閥芯的運(yùn)動(dòng)，利用壓力傳感器來(lái)采集該先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的換算關(guān)系便能夠根據(jù)采集的壓力信號(hào)獲取每聯(lián)換向閥的位移信號(hào)，該方式是獲取每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)的一種優(yōu)選方式。所述多路換向閥為電控?fù)Q向閥時(shí)，所述控制器根據(jù)控制所述多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，獲取所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。采用電信號(hào)來(lái)控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)，控制器能夠根據(jù)該電信號(hào)來(lái)獲取閥芯的位移信號(hào)，該方式同樣是獲取每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)的一種優(yōu)選方式。在上述技術(shù)方案中，可以通過(guò)操控元件控制所述多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)，所述操控元件用于向所述控制器發(fā)送操控指令，所述控制器根據(jù)所述操控指令生成控制所述多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，以控制所述多路換向閥的閥芯的運(yùn)動(dòng)。該操控元件例如遙控器，用于向控制器發(fā)送操控指令，控制器根據(jù)該操控指令便能夠得到控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，從而得到所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括位移傳感器，設(shè)置于所述多路換向閥的每聯(lián)換向閥上，用于獲取所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)?？芍苯油ㄟ^(guò)位移傳感器來(lái)獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，無(wú)需其他元件的轉(zhuǎn)換，該位移傳感器可設(shè)置在多路換向閥的每聯(lián)換向閥上。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥；或者，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向所述流量控制閥發(fā)送電信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥。流量控制閥的調(diào)節(jié)方式也可以分為液控方式和電控制方式，當(dāng)采用液控方式時(shí)，控制器可向先導(dǎo)閥發(fā)送電信號(hào)，由先導(dǎo)閥來(lái)調(diào)節(jié)先導(dǎo)控制油路上的壓力，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯運(yùn)動(dòng)；當(dāng)采用電控方式時(shí)，控制器直接將電信號(hào)發(fā)送給流量控制閥的控制端，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯運(yùn)動(dòng)。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述壓力油源包括變量泵時(shí)，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向所述變量泵發(fā)送排量調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述變量泵的排量。壓力油源采用變量泵，當(dāng)系統(tǒng)需求流量減小時(shí)，減小變量泵的進(jìn)油量，則流量控制閥需要卸荷的流量相應(yīng)減小，進(jìn)而節(jié)約系統(tǒng)能量；并且可以調(diào)節(jié)變量泵、多路換向閥與流量控制閥三者的流量匹配，更平穩(wěn)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述流量控制閥為節(jié)流閥或調(diào)速閥。
在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述多路換向閥為四通型多路換向閥。在該流量控制系統(tǒng)中采用四通型多路換向閥，并在四通型多路換向閥的旁路上設(shè)置流量控制閥，系統(tǒng)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，由于四通型多路換向閥的節(jié)流壓力損失小，該四通型多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，能夠平穩(wěn)控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小，因此，該四通型多路閥兼顧了六通型多路閥調(diào)速性能好，微動(dòng)作操控性能強(qiáng)的特點(diǎn)。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述流量控制閥集成在所述多路換向閥中。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種工程機(jī)械，包括如上述任一技術(shù)方案中所描述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種多路換向閥的流量控制方法，用于包括多路換向閥、流量控制閥和控制器的液壓控制系統(tǒng)，所述流量控制閥設(shè)置于所述多路換向閥的旁路上，其中所述控制器獲取所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)；所述控制器根據(jù)所 述多路換向閥的閥芯的所述位移信號(hào)，生成所述流量控制閥的控制信號(hào)；根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述流量控制閥的泄油流量。根據(jù)本發(fā)明的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，控制器根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯的位移，從而調(diào)節(jié)流量控制閥泄至所述回油路的流量；在該流量控制系統(tǒng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制閥泄至所述回油路的流量，以調(diào)節(jié)流經(jīng)該多路換向閥的流量，從而在滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求的前提下平穩(wěn)地控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的所述位移信號(hào)可得到所述多路換向閥的閥芯開(kāi)度；根據(jù)所述閥芯開(kāi)度獲得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，依據(jù)輸入的總流量和所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，生成所述流量控制閥的控制信號(hào)。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥；或者所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向所述流量控制閥發(fā)送電信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥。流量控制閥的調(diào)節(jié)方式也可以分為液控方式和電控制方式，當(dāng)采用液控方式時(shí)，此時(shí)，控制器可向先導(dǎo)閥發(fā)送電信號(hào)，由先導(dǎo)閥來(lái)調(diào)節(jié)先導(dǎo)控制油路上的壓力，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯運(yùn)動(dòng)；當(dāng)采用電控方式時(shí)，控制器直接將電信號(hào)發(fā)送給流量控制閥的控制端，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯運(yùn)動(dòng)。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述壓力油源包括變量泵時(shí)，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向所述變量泵發(fā)送排量調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述變量泵的排量。壓力油源采用變量泵時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)的需求流量減小時(shí)，減小變量泵的排量，則流量控制閥需要卸荷的流量相應(yīng)減小，進(jìn)而節(jié)約系統(tǒng)能量；并且可以調(diào)節(jié)變量泵、多路換向閥與流量控制閥三者的流量匹配，更平穩(wěn)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。


圖I為相關(guān)技術(shù)中六通型多路換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為相關(guān)技術(shù)中四通型多路換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明中一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)的原理圖；圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例中多路換向閥的流量控制系統(tǒng)的示意圖；圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例中多路換向閥的流量控制系統(tǒng)的示意圖；圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例中多路換向 閥的流量控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參考圖3，本發(fā)明提出的一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，包括壓力油源I、多路換向閥2、流量控制閥3和控制器4，其中，壓力油源I提供的壓力油通過(guò)進(jìn)油路連接至多路換向閥2的P 口，多路換向閥2的T 口與回油路連通，多路換向閥2的工作口與執(zhí)行機(jī)構(gòu)7連接；所述流量控制閥3的進(jìn)油口與所述進(jìn)油路連通，出油口與所述回油路連通；所述控制器4與所述多路換向閥2、所述流量控制閥3連接，所述控制器4能夠根據(jù)所述多路換向閥2的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥3泄至所述回油路的流量。根據(jù)本發(fā)明的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，控制器根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯的位移，從而調(diào)節(jié)流量控制閥泄至回油路的流量；在該流量控制系統(tǒng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制閥泄至回油路的流量，以調(diào)節(jié)流經(jīng)該多路換向閥的流量，從而在滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求的前提下平穩(wěn)地控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，可以對(duì)控制器獲取多路換向閥2的閥芯的位移信號(hào)進(jìn)行說(shuō)明，具體的，在多路換向閥2為液控?fù)Q向閥，控制器可以根據(jù)獲取的多路換向閥中每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)，從而得到多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，在多路換向閥2為電控?fù)Q向閥，控制器可以根據(jù)獲取的控制多路換向閥中每聯(lián)換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，從而得到多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。參考圖4至圖6，在本發(fā)明具體實(shí)施例提出的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)中，多路換向閥2包括三聯(lián)換向閥，其對(duì)應(yīng)的閥芯分別為換向閥21、22和23 ;圖4中的壓力油源I為定量泵，圖5和圖6中的壓力油源I為變量泵，壓力油源I提供的壓力油通過(guò)進(jìn)油路連接至多路換向閥2中三聯(lián)換向閥的P 口，在進(jìn)油路上設(shè)置溢流閥5，三聯(lián)換向閥的T 口均與回油路連通，三聯(lián)換向閥的工作口分別與對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，可分別控制對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以為油缸、馬達(dá)等液壓元件。流量控制閥3設(shè)置在多路換向閥2的旁路上，流量控制閥3的進(jìn)油口與進(jìn)油路連通，出油口與回油路連通。如圖4所示，本發(fā)明第一實(shí)施例提出的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)中，多路換向閥2為液控?fù)Q向閥，采用先導(dǎo)控制油路控制每聯(lián)換向閥的閥芯的運(yùn)動(dòng)，為了獲得多路換向閥的閥芯的位移，在每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上設(shè)置壓力傳感器6，用于采集先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)；例如，每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)壓力傳感器，在換向閥21的先導(dǎo)控制油路上，一個(gè)壓力傳感器用于檢測(cè)先導(dǎo)控制油XAl的壓力信號(hào)，另一個(gè)壓力傳感器用于檢測(cè)先導(dǎo)控制油XB2的壓力信號(hào)；控制器4根據(jù)壓力傳感器6采集到的多路換向閥中每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)，可以得到對(duì)應(yīng)換向閥的閥芯的位移信號(hào)。
因此，在多路換向閥2為液控?fù)Q向閥時(shí)，利用壓力傳感器6來(lái)采集每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的換算關(guān)系便能夠根據(jù)采集的壓力信號(hào)獲取每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)，該方式是獲取每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)的一種優(yōu)選方式。如圖5所示，本發(fā)明第二實(shí)施例提出的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)中，多路換向閥2為電控?fù)Q向閥，通過(guò)輸入電信號(hào)控制多路換向閥2的閥芯運(yùn)動(dòng)，控制器根據(jù)控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)操控元件輸入操控指令，例如，操控元件為遙控手柄，遙控手柄根據(jù)用戶的操作向控制器4發(fā)送操控指令，控制器4根據(jù)操控指令生成控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，以控制多路換向閥中各聯(lián)換向閥的閥芯的運(yùn)動(dòng)。在上述過(guò)程中，控制器根據(jù)該操控指令可以獲得控制多路換向閥中每聯(lián)換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，從而得到多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。在上面所描述的內(nèi)容中，通過(guò)采集先導(dǎo)控制油路上的壓力或者根據(jù)控制多路換向 閥中每聯(lián)換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)間接獲取多路換向閥2的閥芯的位移信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用中還可以在多路換向閥2的每聯(lián)換向閥上設(shè)置位移傳感器，采用該位移傳感器直接獲取多路換向閥2的閥芯的位移信號(hào)；這樣可直接通過(guò)位移傳感器來(lái)獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，無(wú)需其他元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，控制器4根據(jù)多路換向閥2的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)流量控制閥3泄至回油路的流量，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)流量控制閥3為液控閥時(shí)，控制器4可根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向先導(dǎo)控制油路上的先導(dǎo)閥發(fā)出電信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)流量控制閥3的先導(dǎo)控制油路上的壓力，以調(diào)節(jié)流量控制閥3，從而控制流量控制閥3的泄油量；當(dāng)流量控制閥3為電控閥時(shí)，控制器4可根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，控制器4向流量控制閥3的控制端發(fā)出電信號(hào)，以調(diào)節(jié)流量控制閥3，從而控制流量控制閥3的泄油量。如圖5和6所示，在本發(fā)明第二實(shí)施例和第三實(shí)施例提出的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)中，壓力油源I均為變量泵，在流量控制系統(tǒng)工作中，控制器4可根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向變量泵發(fā)送排量調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)變量泵的壓力油排量。上述流量控制閥3可集成在壓力油源I中，例如，可將流量控制閥3集成在定量泵或變量泵中。在該流量控制系統(tǒng)中，壓力油源I采用變量泵，當(dāng)系統(tǒng)需求流量減少時(shí)，減小變量泵的排量，則流量控制閥需要卸荷的流量相應(yīng)減小，進(jìn)而節(jié)約系統(tǒng)的能量；可以調(diào)節(jié)變量泵、多路換向閥2與流量控制閥3三者的流量匹配，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)油量緩慢變化，平穩(wěn)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，并且多路換向閥的微調(diào)性能好，而這種微調(diào)性能主要是由流量控制閥3的配合使用所體現(xiàn)的。多路換向閥的微調(diào)性能即微動(dòng)作控制特性，即在換向閥的閥芯處于微小開(kāi)度時(shí)能否平穩(wěn)地控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的微小動(dòng)作。通常地，現(xiàn)有多路換向閥僅通過(guò)閥芯上設(shè)置的節(jié)流槽的微小開(kāi)度進(jìn)行微動(dòng)作調(diào)節(jié)，而在本發(fā)明的流量控制系統(tǒng)中，除了通過(guò)換向閥閥芯的節(jié)流槽進(jìn)行微動(dòng)作調(diào)節(jié)以外，還可以通過(guò)流量控制閥處于微小開(kāi)度時(shí)的節(jié)流作用來(lái)進(jìn)行微動(dòng)作調(diào)節(jié)，即同時(shí)采取了進(jìn)油節(jié)流調(diào)速(變量泵)和旁通節(jié)流調(diào)速(流量控制閥)兩種組合方式進(jìn)行微調(diào)，其微動(dòng)作調(diào)節(jié)的范圍更廣，調(diào)節(jié)精度更高。在上述具體實(shí)施例中，多路換向閥2采用四通型多路換向閥，流量控制閥3可以為節(jié)流閥或調(diào)速閥。在該實(shí)施例中，流量控制系統(tǒng)中采用四通型多路換向閥，并在四通型多路換向閥的旁路上設(shè)置流量控制閥，系統(tǒng)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，由于四通型多路換向閥的節(jié)流壓力損失小，該四通型多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，能夠平穩(wěn)控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小，因此，該四通型多路閥兼顧了六通型多路閥調(diào)速性能好，微動(dòng)作操控性能強(qiáng)的特點(diǎn)?；谏鲜雒枋?，在圖4中多路換向閥的流量控制系統(tǒng)中，在多路換向閥2中換向閥21處于工作狀態(tài)下，若先導(dǎo)控制油XA l作用于換向閥21的閥芯并且壓力逐漸上升，則換向閥I的閥芯開(kāi)度慢慢增加，壓力傳感器6檢測(cè)到先導(dǎo)控制油XAl的壓力信號(hào)，控制器4根據(jù)該壓力信號(hào)得知換向閥21的閥芯開(kāi)度正逐漸增大，控制器4向流量控制閥3發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)，以控制流量控制閥3的開(kāi)度慢慢減少，使得壓力油平穩(wěn)地通過(guò)換向閥21進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊；當(dāng)先導(dǎo)控制油XBl作用于該換向閥21的閥芯時(shí)，換向閥21的閥芯和流量控制閥3仍以上述的方式進(jìn)行節(jié)流開(kāi)度的匹配，只是依據(jù)實(shí)際工況，二者節(jié)流開(kāi)度的匹配關(guān)系有所不同。多路換向閥2中各聯(lián)換向閥的閥芯與流量控制閥3的節(jié)流開(kāi)度的匹配方式與上述相同。在該流量控制系統(tǒng)不工作時(shí)，多路換向閥中三聯(lián)換向閥的閥芯均處于中位，此時(shí)流量控制閥3的閥口處于全開(kāi)狀態(tài)，系統(tǒng)多余的液壓油通過(guò)該流量控制閥3回油箱，此時(shí)流量控制閥3可以起到中位泄荷的功能。在圖4中多路換向閥的流量控制系統(tǒng)中，多路換向閥2中換向閥21、22進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作時(shí)，假定先導(dǎo)控制油XAl和XA2起作用。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中根據(jù)工況需求，為了滿足相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度或驅(qū)動(dòng)力的要求，換向閥21和換向閥22的閥芯開(kāi)度往往不一致，即換向閥21的閥芯的先導(dǎo)控制油XAl和換向閥22的閥芯的先導(dǎo)控制油XA2的壓力值是時(shí)刻變化的。壓力傳感器6實(shí)時(shí)采集先導(dǎo)控制油XAl和XA2的壓力信號(hào)，控制器4能夠根據(jù)該壓力信號(hào)獲取當(dāng)前每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)，根據(jù)每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)計(jì)算得到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，進(jìn)而得到系統(tǒng)總的流量需求，再根據(jù)壓力油源的進(jìn)油量和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總流量需求，控制流量控制閥3泄至回油路的流量。具體的，基于每聯(lián)換向閥的閥芯的位移信號(hào)，可確定換向閥的節(jié)流孔口的通流截面面積，然后流量通用公式可獲取執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求Q=CArAPw,其中，Q為換向閥的流量，C為由節(jié)流孔口的形狀、尺寸和液體性質(zhì)決定的系數(shù)，Ar為換向閥節(jié)流孔口的通流截面面積，A P為節(jié)流孔口的兩端壓力差(根據(jù)用戶的需求可設(shè)定一個(gè)范圍值或一個(gè)定值)，^有節(jié)流孔口的長(zhǎng)徑比決定的指數(shù)；根據(jù)閥芯的位移信號(hào)所確定的節(jié)流孔口的通流截面面積代入上述公式之后便可以獲取執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求。通過(guò)上述計(jì)算過(guò)程，得到換向閥21和換向閥22相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需求流量，兩者相加后得到該流量控制系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總流量需求；然后，根據(jù)壓力油源的進(jìn)油量和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，得到流量控制閥需泄至回油路的流量。控制器4調(diào)節(jié)流量控制閥3泄至回油路的流量，針對(duì)流量控制閥3對(duì)應(yīng)流量通用公式，將計(jì)算得到的流量控制閥3需泄至回油路的流量代入針對(duì)流量控制閥3的流量通用公式，可獲取此時(shí)流量控制閥3所需的節(jié)流孔口的通流截面面積，根據(jù)最終計(jì)算得到的通流截面面積生成流量控制閥的閥芯位移，并生成對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)信號(hào)以調(diào)節(jié)流量控制閥3，從而使得壓力油平穩(wěn)地通過(guò)換向閥進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)上述流量控制系統(tǒng)中某一狀態(tài)下的工作過(guò)程，當(dāng)多路換向閥中各聯(lián)換向閥的閥芯處于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制器能夠根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)流量控制閥3，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)控制流量控制器4的卸荷流量的功能。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述流量控制閥3可集成在多路換向閥2中，例如，將流量控制閥集成在四通型多路換向閥的閥體內(nèi)，其結(jié)構(gòu)緊湊，可以達(dá)到同樣的技術(shù)效果。本發(fā)明提出了一種工程機(jī)械，包括如上面所描述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，該工程機(jī)械可以為混凝土泵車，挖掘機(jī)等。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多路換向閥的流量控制方法，用于包括壓力油源、多路換向閥、流量控制閥和控制器的液壓控制系統(tǒng)，該流量控制閥設(shè)置于多路換向閥的旁路上，例 如，可以應(yīng)用于圖3至圖6中所示的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，該多路換向閥的流量控制方法可以包括以下步驟步驟SI，控制器獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)；步驟S2，控制器根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，生成流量控制閥的控制信號(hào);步驟S3，根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)流量控制閥的泄油流量，使流經(jīng)多路換向閥的流量滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求。因此，根據(jù)本發(fā)明的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，控制器根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯的位移，通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制閥泄至回油路的流量，以調(diào)節(jié)流經(jīng)該多路換向閥的流量，從而在滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求的前提下平穩(wěn)地控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小。在步驟SI中，獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，可采用多種方式在多路換向閥中每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上設(shè)置壓力傳感器，壓力傳感器采集先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)；控制器根據(jù)壓力信號(hào)獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)?？刂破鳙@取控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。具體的，采用操控元件向控制器發(fā)送操控指令，控制器根據(jù)操控指令生成控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)。該操控元件例如遙控器，可向控制器發(fā)送操控指令，控制器根據(jù)該操控指令便能夠得到控制多路換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)。在多路換向閥的每聯(lián)換向閥上設(shè)置有位移傳感器，控制器通過(guò)位移傳感器獲取多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)。在步驟S2中，生成流量控制閥的控制信號(hào)的具體過(guò)程為根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)可得到多路換向閥的閥芯開(kāi)度；根據(jù)閥芯開(kāi)度獲得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，依據(jù)輸入的總流量和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，生成流量控制閥的控制信號(hào)。在具體應(yīng)用中，根據(jù)閥芯的位移可以確定閥芯開(kāi)度，而閥芯開(kāi)度與通流截面面積相關(guān)聯(lián)，因此，在確定閥芯開(kāi)度之后能夠獲取到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，根據(jù)壓力油源輸入的總流量與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，得到流量控制閥的卸荷流量，從而生成流量控制閥的控制信號(hào)以調(diào)節(jié)流量控制閥3，從而使得壓力油平穩(wěn)地通過(guò)換向閥進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊。在步驟S3中，控制器可根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)流量控制閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力，以調(diào)節(jié)流量控制閥；或者控制器可根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向流量控制閥發(fā)送電信號(hào)，以調(diào)節(jié)流量控制閥。流量控制閥的調(diào)節(jié)方式可以分為液控方式和電控制方式，當(dāng)采用液控方式時(shí)，控制器可向先導(dǎo)閥發(fā)送電信號(hào)，由先導(dǎo)閥來(lái)調(diào)節(jié)先導(dǎo)控制油路上的壓力，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯運(yùn)動(dòng)；當(dāng)采用電控方式時(shí)，控制器直接將電信號(hào)發(fā)送給流量控制閥的控制端，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量控制閥的閥芯運(yùn)動(dòng)。在上述流量控制方法中，在壓力油源包括變量泵時(shí)，控制器可根據(jù)多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向變量泵發(fā)送排量調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)變量泵的排量。當(dāng)系統(tǒng)的需求流量減小時(shí)，減小變量泵的排量，則流量控制閥需要卸荷的流量相應(yīng)減小，進(jìn)而節(jié)約系統(tǒng)能量；并且可以調(diào)節(jié)變量泵、多路換向閥與流量控制閥三者的流量匹配，更平穩(wěn)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括壓力油源(I)、多路換向閥(2)、流量控制閥(3)和控制器(4)，其中， 壓力油源(I)提供的壓力油通過(guò)進(jìn)油路連接至所述多路換向閥(2)的P 口，所述多路換向閥(2)的T 口與回油路連通，所述多路換向閥(2)的工作口與執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)連接；所述流量控制閥(3 )的進(jìn)油口與所述進(jìn)油路連通，出油口與所述回油路連通； 所述控制器(4)與所述多路換向閥(2)、所述流量控制閥(3)連接，所述控制器(4)能夠根據(jù)所述多路換向閥(2)的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥(3)泄至所述回油路的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，控制器(4)根據(jù)獲取的所述多路換向閥(2)中每聯(lián)換向閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力信號(hào)或獲取的控制所述多路換向閥(2)中每聯(lián)換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，得到所述多路換向閥(2)的閥芯的位移 信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(4)可根據(jù)所述多路換向閥(2)的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥(3)的先導(dǎo)控制油路上的壓力，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥(3);或者，所述控制器(4)可根據(jù)所述多路換向閥(2)的閥芯的位移信號(hào)，向所述流量控制閥(3)發(fā)送電信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述壓力油源(I)包括變量泵時(shí)，所述控制器(4)可根據(jù)所述多路換向閥(2)的閥芯的位移信號(hào)，向所述變量泵發(fā)送排量調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述變量泵的排量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述流量控制閥(3)為節(jié)流閥或調(diào)速閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多路換向閥(2)為四通型多路換向閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述流量控制閥(3 )集成在所述多路換向閥(2 )中。
8.—種工程機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的多路換向閥的流量控制系統(tǒng)。
9.一種多路換向閥的流量控制方法，其特征在于，用于包括壓力油源、多路換向閥、流量控制閥和控制器的液壓控制系統(tǒng)，所述流量控制閥設(shè)置于所述多路換向閥的旁路上，其中 所述控制器獲取所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)； 所述控制器根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的所述位移信號(hào)，生成所述流量控制閥的控制信號(hào); 根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述流量控制閥的泄油流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多路換向閥的流量控制方法，其特征在于，根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的所述位移信號(hào)可得到所述多路換向閥的閥芯開(kāi)度；根據(jù)所述閥芯開(kāi)度獲得所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，依據(jù)輸入的總流量和所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求，生成所述流量控制閥的控制信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多路換向閥的流量控制方法，其特征在于，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥的先導(dǎo)控制油路上的壓力，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥；或者，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向所述流量控制閥發(fā)送電信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述流量控制閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的多路換向閥的流量控制方法，其特征在于，在所述壓力油源包括變量泵時(shí)，所述控制器可根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，向所述變量泵發(fā)送排量調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)節(jié)所述變量泵的排量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多路換向閥的流量控制系統(tǒng)，包括壓力油源、多路換向閥、流量控制閥和控制器，壓力油源提供的壓力油通過(guò)進(jìn)油路連接至所述多路換向閥的P口，所述多路換向閥的T口與回油路連通，所述多路換向閥的工作口與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接；所述流量控制閥的進(jìn)油口與所述進(jìn)油路連通，出油口與所述回油路連通；所述控制器與所述多路換向閥、所述流量控制閥連接，所述控制器能夠根據(jù)所述多路換向閥的閥芯的位移信號(hào)，調(diào)節(jié)所述流量控制閥泄至所述回油路的流量。本發(fā)明中，在滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求的前提下平穩(wěn)地控制進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，保證了執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，沖擊小且系統(tǒng)壓力損失小。本發(fā)明還提供了一種多路換向閥的流量控制方法和一種工程機(jī)械。
文檔編號(hào)F15B13/02GK102734247SQ201210243699
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者任志剛, 劉永東, 易小剛 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司