變量泵液壓回路及工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種變量泵液壓回路及工程機(jī)械。所述變量泵液壓回路包括油箱、變量泵、定壓減壓閥和阻尼。所述變量泵的吸油口接于所述油箱，出油口接于所述定壓減壓閥的進(jìn)油口，所述定壓減壓閥的出油口接于所述阻尼的進(jìn)油端，所述阻尼的出油端接于所述油箱。采用本發(fā)明的變量泵液壓回路為執(zhí)行機(jī)構(gòu)供應(yīng)壓力油時(shí)，由于定壓減壓閥和阻尼配合能夠?yàn)樽兞勘锰峁┓€(wěn)定的旁路節(jié)流，變量泵無(wú)需工作在流量不穩(wěn)定區(qū)間且能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的微動(dòng)性動(dòng)作提供穩(wěn)定的流量，從而能夠有效保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能的穩(wěn)定，避免了變量泵小排量工況下流量不穩(wěn)定特性對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能造成的不利影響。
【專利說(shuō)明】變量泵液壓回路及工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變量泵液壓系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種變量泵液壓回路及工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工程機(jī)械常用到閥控液壓系統(tǒng)和泵控液壓系統(tǒng)，例如，中小噸位的起重機(jī)廣泛采用閥控液壓系統(tǒng)，而較大噸位的起重機(jī)則采用泵控液壓系統(tǒng)。閥控液壓系統(tǒng)也稱作節(jié)流控制液壓系統(tǒng)，一般由定量泵和流量閥(溢流閥、節(jié)流閥等)組成，在使用過(guò)程中，可通過(guò)調(diào)節(jié)流量閥的通流面積的大小以改變流入或者流出執(zhí)行元件的流量，進(jìn)而改變執(zhí)行元件的速度。泵控液壓系統(tǒng)也稱作容積控制液壓系統(tǒng)，一般由變量泵和普通開(kāi)關(guān)閥或者換向閥組成，在使用過(guò)程中，可通過(guò)改變變量泵的排量實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度的改變，開(kāi)關(guān)閥和換向閥僅具有通斷油路和換向的作用。
[0003]與閥控液壓系統(tǒng)相比，泵控液壓系統(tǒng)具有效率高的優(yōu)點(diǎn)，但動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和控制精度均有待提高，其中一個(gè)原因在于:變量泵基于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，存在著在小排量工況下輸出流量不穩(wěn)定特性(簡(jiǎn)稱小排量不穩(wěn)定特性)，該特性往往影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)在變量泵小排量工況下的微動(dòng)性能；具體而言，假設(shè)變量泵小排量流量不穩(wěn)定區(qū)間為Q ( Qtl(LAiin)，當(dāng)變量泵排量小于或等于Qtl時(shí)，其輸出的流量不穩(wěn)定，如果直接使用此區(qū)間的流量去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行微動(dòng)，則微動(dòng)性不好，即使用不穩(wěn)定的流量源去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作很難得到穩(wěn)定的微動(dòng)性能。
[0004]因此，如何減少變量泵小排量不穩(wěn)定特性對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能的影響，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明目的之一在于提供一種變量泵液壓回路，以有效減小變量泵小排量不穩(wěn)定特性對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能的影響，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有良好的微動(dòng)性能。
[0006]具體而言，所述變量泵液壓回路包括油箱、變量泵、定壓減壓閥和阻尼；所述變量泵的吸油口接于所述油箱，出油口接于所述定壓減壓閥的進(jìn)油口，所述定壓減壓閥的出油口接于所述阻尼的進(jìn)油端，所述阻尼的出油端接于所述油箱。
[0007]進(jìn)一步地，所述變量泵液壓回路還包括串接于所述變量泵與所述定壓減壓閥之間的開(kāi)關(guān)閥；所述開(kāi)關(guān)閥的第一油口接于所述變量泵的出油口，所述開(kāi)關(guān)閥的第二油口接于所述定壓減壓閥的進(jìn)油口。
[0008]進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)閥為兩位兩通電磁閥。
[0009]進(jìn)一步地，所述變量泵液壓回路還包括串接于所述定壓減壓閥與所述阻尼之間的開(kāi)關(guān)閥；所述開(kāi)關(guān)閥的第一油口接于所述定壓減壓閥的出油口，所述開(kāi)關(guān)閥的第二油口接于所述阻尼的進(jìn)油端。
[0010]進(jìn)一步地，所述定壓減壓閥、阻尼和所述開(kāi)關(guān)閥集成于同一閥塊中。[0011]進(jìn)一步地，所述阻尼為阻尼孔、阻尼閥、節(jié)流孔或者節(jié)流閥。
[0012]進(jìn)一步地，所述阻尼為可調(diào)阻尼。
[0013]進(jìn)一步地，所述變量泵為負(fù)載敏感泵。
[0014]本發(fā)明的目的之二在于提供一種工程機(jī)械，以提高工程機(jī)械相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的微動(dòng)性能。
[0015]該工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)設(shè)置有上述任一項(xiàng)所述的變量泵液壓回路。
[0016]進(jìn)一步地，所述工程機(jī)械具體為起重機(jī)。 [0017]采用本發(fā)明的變量泵液壓回路時(shí)，假設(shè)變量泵小排量流量不穩(wěn)定區(qū)間為QtlOVmin)，當(dāng)變量泵排量小于或等于Qtl時(shí)，其輸出的流量不穩(wěn)定；假設(shè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行微動(dòng)性動(dòng)作所需的流量為Q1，且Q1 ( Q0 ;當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行微動(dòng)動(dòng)作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)變量泵的變量機(jī)構(gòu)，將變量泵的排量調(diào)節(jié)至Q=Qc^Q1 (L/min)，同時(shí)選擇適當(dāng)面積的阻尼、設(shè)定合理的定壓減壓閥的調(diào)定壓力，保證通過(guò)阻尼的流量恒定為Q=Qtl,那么通往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量Q=Qc^Q1-Qci=Q1 (L/min);由此可見(jiàn)，進(jìn)行微動(dòng)性動(dòng)作時(shí)，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量仍為Q1，而此時(shí)變量泵的排量Q=Qo+Qi ^ Q0 (L/min)，變量泵在該排量下工作時(shí)輸出的流量基本穩(wěn)定(變量泵小排量流量不穩(wěn)定區(qū)間為Q ( Q0(L/min))，同時(shí)由于通往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量仍為Q1不變，從而有效保證了執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能的穩(wěn)定，避免了變量泵小排量工況下流量不穩(wěn)定特性對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能造成的不利影響。
[0018]本發(fā)明的工程機(jī)械設(shè)置有上述的變量泵液壓回路，因而其相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有良好的微動(dòng)性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種變量泵液壓回路的原理示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種變量泵液壓回路的原理示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種變量泵液壓回路的原理示意圖。
[0023]圖中主要元件符號(hào)說(shuō)明:
[0024]I 動(dòng)力裝置
[0025]2 變量泵
[0026]3 閥塊
[0027]31 定壓減壓閥
[0028]32 阻尼
[0029]33 開(kāi)關(guān)閥
【具體實(shí)施方式】
[0030]應(yīng)當(dāng)指出，本部分中對(duì)具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對(duì)具體實(shí)施例的說(shuō)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實(shí)施例以及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0031]請(qǐng)參考圖1、圖2和圖3，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，為了便于公眾理解，圖1、圖2和圖3中均示出了動(dòng)力裝置1，但本發(fā)明各實(shí)施例的變量泵液壓回路可以不包括動(dòng)力裝置I。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的變量泵液壓回路包括油箱(圖中示出但未標(biāo)出)、變量泵2、定壓減壓閥31、阻尼32和開(kāi)關(guān)閥33。
[0033]其中，變量泵2的驅(qū)動(dòng)軸與動(dòng)力裝置I的輸出軸以可驅(qū)動(dòng)的方式連接，變量泵2的吸油口接于油箱，出油口接于開(kāi)關(guān)閥33的第一油口，開(kāi)關(guān)閥33的第二油口接于定壓減壓閥31的進(jìn)油口，定壓減壓閥31的出油口接于阻尼32的進(jìn)油端，阻尼32的出油端接于油箱。
[0034]下面結(jié)合具體場(chǎng)景說(shuō)明一下上述實(shí)施例的變量泵液壓回路的工作原理:
[0035]在使用過(guò)程中，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于變量泵2的出油口，使變量泵2為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供所需的壓力油。假設(shè)變量泵小排量工況下的流量不穩(wěn)定區(qū)間為Q ( Q0(L/min)，當(dāng)變量泵排量小于或等于Qtl時(shí)，其輸出的流量不穩(wěn)定；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行微動(dòng)性動(dòng)作時(shí)，假設(shè)其需要的流量為Q1 (L/min)，且Q1 ( Qtl ;由【背景技術(shù)】部分的描述可知，如果直接使用變量泵不穩(wěn)定區(qū)間的流量去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行微動(dòng)，則微動(dòng)性能不好，因?yàn)槭褂貌环€(wěn)定的流量源去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作很難得到穩(wěn)定的微動(dòng)性能。
[0036]因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行微動(dòng)性動(dòng)作時(shí)，控制開(kāi)關(guān)閥33處于連通狀態(tài)，通過(guò)調(diào)節(jié)變量泵2的變量機(jī)構(gòu)，將變量泵2的排量調(diào)節(jié)至Q=QfQ1 (L/min)，同時(shí)選擇適當(dāng)通流面積的阻尼32、設(shè)定合理的定壓減壓閥31的調(diào)定壓力，可保證通過(guò)阻尼的流量恒定為Q=Qo,這樣通往 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量Q=Qc^Q1-QcI=Q1 (L/min)。
[0037]由此可知，當(dāng)進(jìn)行微動(dòng)性動(dòng)作時(shí),通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量仍為Q1,而此時(shí)變量泵2的排量Q=QfQ1 ^ Q0 (L/min)，變量泵2在該排量下工作時(shí)輸出的流量基本穩(wěn)定(變量泵小排量流量不穩(wěn)定區(qū)間為Q ( Q0(L/min))，同時(shí)由于通往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量仍為Q1不變，從而有效保證了執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能的穩(wěn)定，提高了控制精度，避免了變量泵小排量工況下流量不穩(wěn)定特性對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)微動(dòng)性能造成的不利影響。
[0038]需要說(shuō)明的是，保證通過(guò)阻尼32的流量為恒定值的原理為:根據(jù)阻尼的流量公式
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油口壓力為P1，與變量泵2的出油口壓力大體相等，定壓減壓閥31可保證其出油口壓力P2為定值，由于阻尼32的進(jìn)油端接于定壓減壓閥31的出油口，出油端接于油箱(壓力可視為O),因而阻尼32的前后壓差Λ P=P2-O=P2為定值，當(dāng)A為定值時(shí)，則通過(guò)阻尼32的流量Q也為定值，因此，通過(guò)選定合適通流面積的阻尼32、設(shè)定合理的定壓減壓閥31調(diào)定壓力能夠保證通過(guò)阻尼32的流量Q=Q。。
[0039]在具體實(shí)施過(guò)程中，上述第一實(shí)施例的變量泵液壓回路還可以作如下優(yōu)化:
[0040]一、為了便于控制，開(kāi)關(guān)閥33采用電磁閥，例如常閉式兩位兩通電磁閥，這樣通過(guò)控制開(kāi)關(guān)閥33得電或者失電，即可實(shí)現(xiàn)啟用或關(guān)閉穩(wěn)流功能。進(jìn)一步地，可使開(kāi)關(guān)閥33僅在執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行微動(dòng)性操作時(shí)才得電連通，而在變量泵2處于中、大排量時(shí)則失電關(guān)斷，這樣能夠避免產(chǎn)生不必要的流量損失且節(jié)能環(huán)保；實(shí)現(xiàn)這種功能有多種方式，例如，可采用控制器和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路的方案，控制器實(shí)時(shí)獲得變量泵的排量狀態(tài)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作狀態(tài)，并由此判斷是否符合前述條件，進(jìn)而控制電磁閥驅(qū)動(dòng)電路向開(kāi)關(guān)閥33供電或斷電。[0041]二、為了便于安裝，減少液壓管路布置的復(fù)雜性，可將定壓減壓閥31、阻尼32和開(kāi)關(guān)閥33集成至同一閥塊3中。
[0042]三、考慮到工程機(jī)械中常使用負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)，變量泵2可以采用負(fù)載敏感泵，這樣組成的變量泵液壓回路不僅具有負(fù)載敏感的功能，而且具有穩(wěn)流的功能。
[0043]需要說(shuō)明的是，上述第一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)閥33優(yōu)選設(shè)置在定壓減壓閥31與變量泵2之間，但在其他實(shí)施例中，也可以根據(jù)需要將開(kāi)關(guān)閥33設(shè)置在定壓減壓閥31與阻尼32之間，這種方案也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能，其具體工作過(guò)程與第一實(shí)施例的工作原理類似，不再贅述。
[0044]另外，在上述第一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)閥33主要起到啟用或關(guān)閉穩(wěn)流功能的作用，在其他實(shí)施例中，也可以省略開(kāi)關(guān)閥33，例如，如圖2所示的第二實(shí)施例的變量泵液壓回路以及圖3所示的第三實(shí)施例的變量泵液壓回路，這樣也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流功能。
[0045]另外，盡管圖1、圖2中示出的阻尼32為阻尼不變的阻尼孔、阻尼閥、節(jié)流孔或者節(jié)流孔，圖3中示出的阻尼32為阻尼可調(diào)的阻尼孔、阻尼閥、節(jié)流孔或者節(jié)流閥，但圖1和圖2的阻尼32也可采用可調(diào)阻尼，圖3中的阻尼32也可采用固定阻尼；當(dāng)然，采用可調(diào)阻尼便于調(diào)節(jié)阻尼32的通流面積。
[0046]本發(fā)明其他實(shí)施例還提供了一種工程機(jī)械，如起重機(jī)，該工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)設(shè)置有上述任一實(shí)施例所述的變量泵液壓回路，由于上述的變量泵液壓回路具有上述技術(shù)效果，因此，該工程機(jī)械也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其相應(yīng)部分的具體實(shí)施過(guò)程與上述實(shí)施例類似，其他部分的具體實(shí)施過(guò)程可參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)描述，茲不贅述。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，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】
1.一種變量泵液壓回路，其特征在于: 所述變量泵液壓回路包括油箱、變量泵(2)、定壓減壓閥(31)和阻尼(32); 所述變量泵(2)的吸油口接于所述油箱，出油口接于所述定壓減壓閥(31)的進(jìn)油口，所述定壓減壓閥(31)的出油口接于所述阻尼(32)的進(jìn)油端，所述阻尼(32)的出油端接于所述油箱。
2.如權(quán)利要求1所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述變量泵液壓回路還包括串接于所述變量泵(2)與所述定壓減壓閥(31)之間的開(kāi)關(guān)閥(33);所述開(kāi)關(guān)閥(33)的第一油口接于所述變量泵(2 )的出油口，所述開(kāi)關(guān)閥(33 )的第二油口接于所述定壓減壓閥(31)的進(jìn)油口。
3.如權(quán)利要求2所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)閥(33)為兩位兩通電磁閥。
4.如權(quán)利要求1所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述變量泵液壓回路還包括串接于所述定壓減壓閥(31)與所述阻尼(32)之間的開(kāi)關(guān)閥(33);所述開(kāi)關(guān)閥(33)的第一油口接于定壓減壓閥(31)的出油口，所述開(kāi)關(guān)閥(33)的第二油口接于所述阻尼(32)的進(jìn)油端。
5.如權(quán)利要求2所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述定壓減壓閥(31)、阻尼(32)和所述開(kāi)關(guān)閥(33)集成于同一閥塊(3)中。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述阻尼(32)為阻尼孔、阻尼閥、節(jié)流孔或者節(jié)流閥。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述阻尼(32)為可調(diào)阻尼。
8.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的變量泵液壓回路，其特征在于:所述變量泵(2)為負(fù)載敏感泵。
9.一種工程機(jī)械，其特征在于:所述工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)設(shè)置有權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的變量泵液壓回路。
10.如權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械，其特征在于:所述工程機(jī)械具體為起重機(jī)。
【文檔編號(hào)】F15B13/02GK103527542SQ201310487236
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】簡(jiǎn)桃鳳, 禹陽(yáng)華, 王坤 申請(qǐng)人:三一汽車起重機(jī)械有限公司