變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)、液壓控制方法及起重的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)、液壓控制方法及起重機，變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括兩個壓力等級的油路，分別為第一壓力等級油路和第二壓力等級油路，在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上連接有至少兩個執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)，其中還包括恒壓變量泵和補油泵，所述恒壓變量泵與所述第一壓力等級油路相接，能夠根據(jù)當(dāng)前負(fù)載工況將所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)為與所述當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值，所述補油泵與所述第二壓力等級油路相接，能夠在液壓子系統(tǒng)從所述第二壓力等級油路吸油時為所述第二壓力等級油路補油。本發(fā)明能夠簡化液壓系統(tǒng)組成，并且降低能量回收和利用的難度，提高能量利用效率。
【專利說明】變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)、液壓控制方法及起重機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓領(lǐng)域，尤其涉及一種變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)、液壓控制方法及起重機。

【背景技術(shù)】
[0002]對于起重機來說，目前較常用的兩類液壓系統(tǒng)包括負(fù)載敏感閥控系統(tǒng)(簡稱閥控系統(tǒng))和開、閉式泵控系統(tǒng)(簡稱泵控系統(tǒng))。其中，泵控系統(tǒng)需要通過調(diào)節(jié)油泵排量來實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速性，因此相比于閥控系統(tǒng)，泵控系統(tǒng)在損失、啟動停止平穩(wěn)性方面有很大的優(yōu)越性。但泵控系統(tǒng)在實現(xiàn)復(fù)合動作方面局限性很大，對于開式泵控系統(tǒng)來說，采用雙泵配合切換閥，通過控制油泵和切換閥實現(xiàn)各動作的復(fù)合，但在各動作復(fù)合時，由于不能實現(xiàn)油泵和切換閥精確配合，也會產(chǎn)生沖擊；而對于閉式泵控系統(tǒng)來說，一個油泵對應(yīng)一個馬達(dá)，這會造成油泵數(shù)量過多，成本過高。另一方面，泵控系統(tǒng)在能量回收和利用方面比較困難。
[0003]閥控系統(tǒng)的原理是根據(jù)負(fù)載反饋來使系統(tǒng)建立起稍微大于負(fù)載的壓力，以獲得更好的節(jié)能性，但閥控系統(tǒng)在啟動、停止時沖擊較大，運行不夠平穩(wěn)；而且為了保證操作的舒適性，負(fù)載敏感閥需要安裝補償閥芯，通過補償閥芯端部彈簧保證負(fù)載敏感閥進(jìn)出口兩端壓差一定，這造成了閥控系統(tǒng)相比于泵控系統(tǒng)損失更大，并且補償閥芯容易振動而造成各種動作的抖動。閥控系統(tǒng)在實現(xiàn)各動作的復(fù)合時，均需采用補償閥芯進(jìn)行壓力補償，當(dāng)兩動作負(fù)載相差小時，復(fù)合動作效果較好，但相差大時，補償閥芯無法進(jìn)行有效補償，造成復(fù)合動作效果很差，并且損失很大。另一方面，閥控系統(tǒng)多為開式系統(tǒng)，在能量回收和利用方面同樣比較困難。
[0004]目前已有一些新的液壓系統(tǒng)理論出現(xiàn)來試圖解決上述這些問題，例如恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的提出。這種液壓傳動技術(shù)的系統(tǒng)組成類似于電力傳輸系統(tǒng)，又稱定壓網(wǎng)絡(luò)液壓馬達(dá)控制系統(tǒng)，有能量源、蓄能器、負(fù)載和液壓管路組成，能夠同時驅(qū)動多個負(fù)載正常工作，而這種系統(tǒng)可以利用液壓變壓器來根據(jù)負(fù)載需要調(diào)整液壓系統(tǒng)的壓力，并能實現(xiàn)雙向的能量輸出或回收，具有節(jié)流損失較小、系統(tǒng)效率較高、適應(yīng)性廣等優(yōu)點。
[0005]但是，這種恒壓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工程實際應(yīng)用中仍存在著諸多缺陷，以圖1所示的一種現(xiàn)有的挖掘機恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)為例，該液壓系統(tǒng)實現(xiàn)了兩個壓力等級的油路，分別標(biāo)識為PH和T，在不同壓力等級的油路中會分別保持恒定壓力，挖掘機的每種負(fù)載都可以通過液壓變壓器直接接入該恒壓網(wǎng)絡(luò)。之所以可以在挖掘機中應(yīng)用這種恒壓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是因為挖掘機中各種執(zhí)行元件基本都對應(yīng)于較重的負(fù)載，子系統(tǒng)相互之間差距較小，處于液壓變壓器的工作范圍之內(nèi)，因此適合于液壓變壓器根據(jù)具體負(fù)載壓力情況將恒壓網(wǎng)絡(luò)的液壓油供應(yīng)給不同負(fù)載壓力情況的子系統(tǒng)。而對于起重機等系統(tǒng)工作范圍變化非常大的工程機械設(shè)備來說，由于液壓變壓器的限制，恒壓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在這類工程機械設(shè)備上的具體工程應(yīng)用上存在諸多困難。另一方面，由于液壓變壓器價格較高，而每個子系統(tǒng)均需要設(shè)置液壓變壓器則造成整車的成本高昂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出一種變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)及液壓控制方法，能夠在簡化液壓系統(tǒng)組成、降低能量回收和利用的難度、提高能量利用效率的基礎(chǔ)上，適用于系統(tǒng)工作壓力范圍非產(chǎn)大的工程機械設(shè)備。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提出一種起重機，能夠簡化液壓系統(tǒng)組成，并且降低能量回收和利用的難度，提高能量利用效率。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，包括兩個壓力等級的油路，分別為第一壓力等級油路和第二壓力等級油路，在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上連接有至少兩個執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)，其中，還包括恒壓變量泵和補油泵，所述恒壓變量泵與所述第一壓力等級油路相接，能夠根據(jù)當(dāng)前負(fù)載工況將所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)為與所述當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值，所述補油泵與所述第二壓力等級油路相接，能夠在液壓子系統(tǒng)從所述第二壓力等級油路吸油時為所述第二壓力等級油路補油。
[0009]進(jìn)一步的，還包括蓄能器，所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上。
[0010]進(jìn)一步的，在有與其他執(zhí)行元件存在復(fù)合動作需求、或者有能量回收需求的執(zhí)行元件的第一液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)有液壓變壓器，用以調(diào)節(jié)所述第一液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0011]進(jìn)一步的，與其他執(zhí)行元件不存在復(fù)合動作需求和能量回收需求的執(zhí)行元件的第二液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述恒壓變量泵對所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)來直接調(diào)節(jié)所述第二液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0012]進(jìn)一步的，采用變量泵馬達(dá)作為執(zhí)行元件的第三液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)所述第三液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0013]為實現(xiàn)上述另一目的，本發(fā)明還提供了一種起重機，包括執(zhí)行元件為卷揚馬達(dá)的卷揚液壓子系統(tǒng)、執(zhí)行元件為伸縮油缸的伸縮液壓子系統(tǒng)、執(zhí)行元件為變幅油缸的變幅液壓子系統(tǒng)和執(zhí)行元件為回轉(zhuǎn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)，其中，還包括前述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)。
[0014]進(jìn)一步的，所述變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括蓄能器，且所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上。
[0015]進(jìn)一步的，所述卷揚馬達(dá)、變幅油缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)存在相互間的復(fù)合動作需求或能量回收需求，對應(yīng)的所述卷揚液壓子系統(tǒng)、變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)均與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)有液壓變壓器，用以分別調(diào)節(jié)所述卷揚液壓子系統(tǒng)、變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)子系統(tǒng)各自的工作壓力。
[0016]進(jìn)一步的，所述伸縮油缸不具有復(fù)合動作需求和能量回收需求，對應(yīng)的伸縮液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述恒壓變量泵對所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)來直接調(diào)節(jié)所述伸縮液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0017]進(jìn)一步的，所述變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)均與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)有液壓變壓器，用以分別調(diào)節(jié)所述變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)的工作壓力；所述卷揚馬達(dá)為變量泵馬達(dá)，對應(yīng)的卷揚液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)所述卷揚液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0018]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于前述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)的液壓控制方法，其中包括:
[0019]在單一執(zhí)行元件執(zhí)行單獨動作或多個執(zhí)行元件執(zhí)行復(fù)合動作時，根據(jù)所述執(zhí)行元件的當(dāng)前負(fù)載工況控制恒壓變量泵調(diào)整出口壓力，將第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)為與所述當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值；
[0020]當(dāng)液壓子系統(tǒng)從第二壓力等級油路吸油時，控制補油泵為所述第二壓力等級油路補油。
[0021]進(jìn)一步的，所述變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括蓄能器，且所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上，通過調(diào)整所述液壓變壓器的變壓比實現(xiàn)能量回收或利用。
[0022]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明將傳統(tǒng)的恒壓網(wǎng)絡(luò)改造成了在不同的負(fù)載工況下通過恒壓變量泵調(diào)節(jié)為不同的恒定壓力值的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，而這種變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)能夠針對于不同工況，尤其針對于系統(tǒng)工作范圍變化比較大的工程機械設(shè)備來說，有更強的適用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1為現(xiàn)有的挖掘機恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)的液壓原理示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)的一實施例的液壓原理不意圖。
[0026]圖3為本發(fā)明變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)實施例中回轉(zhuǎn)緩沖閥的液壓原理放大示意圖。
[0027]圖4為本發(fā)明變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)實施例中安全閥的液壓原理放大示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明:
[0029]I一恒壓變量泵；2—補油泵；3—安全閥；4一卷揚馬達(dá)；7—伸縮切換閥；8—伸縮油缸；9、12、14一液壓變壓器；10—變幅油缸；11 一變幅切換閥；13—回轉(zhuǎn)緩沖閥；15—蓄能器；16—單向閥；22 —回轉(zhuǎn)馬達(dá)；1-1、1-2—泵變量控制單兀；13_1—回轉(zhuǎn)切換閥；13_2、13-5、13-6、13-8、13-10—單向閥；13_3—換向閥；13_4—梭閥；13_7—電磁通斷閥；13_9—溢流閥；3_1—插裝閥；3_2—梭閥；3_3 —電磁換向閥。

【具體實施方式】
[0030]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0031]傳統(tǒng)的恒壓技術(shù)采用恒壓泵為供油油路提供恒定的壓力值，然后利用各個液壓子系統(tǒng)的液壓變壓器來將該恒定的壓力值變換到液壓子系統(tǒng)自身所需要的工作壓力，這種傳統(tǒng)的恒壓技術(shù)比較適合于各個液壓子系統(tǒng)的工作壓力比較接近的工程機械設(shè)備，因此目前也指應(yīng)用到了各項液壓子系統(tǒng)均為重載的挖掘機中，而對于系統(tǒng)工作壓力變化范圍較大的工程機械設(shè)備(例如起重機)來說，傳統(tǒng)的恒壓技術(shù)難以應(yīng)用。
[0032]對于這一問題，本發(fā)明采用了按照負(fù)載工況提供不同恒壓值的新思路，也就是說，在某一種負(fù)載工況下，利用恒壓變量泵將網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)到該負(fù)載工況下的適合的恒壓值，并維持這個恒壓值直到改變?yōu)槠渌墓r。利用這種系統(tǒng)恒壓值的調(diào)整，結(jié)合工程機械設(shè)備特定的負(fù)載工況，可以滿足工程機械設(shè)備的工作壓力需求，同時能夠?qū)崿F(xiàn)更好的性能或者更低的能耗。這里的負(fù)載工況可以包括某個執(zhí)行元件在單獨動作下的負(fù)載工況，也可以包括多個執(zhí)行元件在復(fù)合動作下的負(fù)載工況。
[0033]如圖2所示，為本發(fā)明變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)的一實施例的液壓原理示意圖。在本實施例中，變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括兩個壓力等級的油路，分別為第一壓力等級油路PH和第二壓力等級油路T，在第一壓力等級油路PH和第二壓力等級油路T上連接有至少兩個執(zhí)行元件4、8、10、22的液壓子系統(tǒng)，變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)還包括恒壓變量泵I和補油泵2。恒壓變量泵I與第一壓力等級油路PH相接，能夠根據(jù)當(dāng)前負(fù)載工況將第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)節(jié)為與當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值。補油泵2與第二壓力等級油路T相接，能夠在液壓子系統(tǒng)從第二壓力等級油路T吸油時為第二壓力等級油路T補油。
[0034]為了使變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)能夠進(jìn)行能量回收，在系統(tǒng)中還可以包括蓄能器15，而蓄能器15可以通過液壓變壓器14連接在第一壓力等級油路PH和第二壓力等級油路T上。除了進(jìn)行能量回收，蓄能器15也可以進(jìn)行能量釋放，而通過調(diào)節(jié)液壓變壓器14的變壓比可以實現(xiàn)蓄能器15的能量回收或釋放過程。除此之外，還可以在第一壓力等級油路PH上設(shè)置網(wǎng)絡(luò)溢流閥(圖中未示出)。
[0035]考慮到工程機械設(shè)備通常需要各個執(zhí)行元件之間執(zhí)行復(fù)合動作，僅靠恒壓變量泵難以滿足復(fù)合動作時各個液壓子系統(tǒng)的工作壓力需求，因此在恒壓條件下可以進(jìn)一步采用液壓變壓器來分別調(diào)節(jié)各個液壓子系統(tǒng)所適用的工作壓力。同樣的，對于有能量回收需求的執(zhí)行元件來說，也適合采用液壓變壓器來調(diào)節(jié)工作壓力。換句話說，對于與其他執(zhí)行元件存在復(fù)合動作需求、或者有能量回收需求的執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)(將此類液壓子系統(tǒng)定義為第一液壓子系統(tǒng))來說，其與第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間還設(shè)有液壓變壓器，用以調(diào)節(jié)第一液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0036]而有些工程機械設(shè)備的部分執(zhí)行元件并不需要與其它執(zhí)行元件之間執(zhí)行復(fù)合動作，而且也無需能量回收，對于這類執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)來說，只需要采用恒壓變量泵來提供其所需要的工作壓力即可，無需再設(shè)置液壓變壓器進(jìn)行壓力調(diào)整，即與其他執(zhí)行元件不存在復(fù)合動作需求和能量回收需求的執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)(將此類液壓子系統(tǒng)定義為第二液壓子系統(tǒng))，其與第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過恒壓變量泵對第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)來直接調(diào)節(jié)第二液壓子系統(tǒng)的工作壓力。由于省去了液壓變壓器，因此可以進(jìn)一步的節(jié)約成本。
[0037]對于有采用液壓變壓器需求的液壓子系統(tǒng)來說，如果其采用變量泵馬達(dá)作為執(zhí)行元件，則也可以省去液壓變壓器的使用，利用變量泵馬達(dá)作為液壓變壓器來調(diào)整該液壓子系統(tǒng)的工作壓力，即采用變量泵馬達(dá)作為執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)(將此類液壓子系統(tǒng)定義為第三液壓子系統(tǒng))，其與第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過大排量變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)第三液壓子系統(tǒng)的工作壓力，從而在節(jié)約成本的同時，也進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的效率。
[0038]上述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)可以適用于各類系統(tǒng)工作壓力范圍變化較大的工程機械設(shè)備，當(dāng)然對于系統(tǒng)工作壓力范圍變化較小的工程機械設(shè)備也同樣適用。
[0039]基于上述變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)實施例，相應(yīng)的液壓控制方法可以包括:在單一執(zhí)行元件執(zhí)行單獨動作或多個執(zhí)行元件執(zhí)行復(fù)合動作時，根據(jù)所述執(zhí)行元件的當(dāng)前負(fù)載工況控制恒壓變量泵調(diào)整出口壓力，將第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)為與所述當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值；當(dāng)液壓子系統(tǒng)從第二壓力等級油路吸油時，控制補油泵為所述第二壓力等級油路補油。
[0040]對于包括蓄能器，且所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)來說，可以通過調(diào)整所述液壓變壓器的變壓比實現(xiàn)能量回收或利用。
[0041]下面仍結(jié)合圖2來說明一下變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)在起重機中的應(yīng)用。起重機包括執(zhí)行元件為卷揚馬達(dá)4的卷揚液壓子系統(tǒng)、執(zhí)行元件為伸縮油缸8的伸縮液壓子系統(tǒng)、執(zhí)行元件為變幅油缸10的變幅液壓子系統(tǒng)和執(zhí)行元件為回轉(zhuǎn)馬達(dá)22的回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)。而起重機所采用的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括了第一壓力等級油路PH(在本實施例中也稱PH恒壓網(wǎng)絡(luò))和第二壓力等級油路T (在本實施例中也稱T低壓網(wǎng)絡(luò))，而第一壓力等級油路PH和第二壓力等級油路T上分別連接了上述執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)，此外還包括恒壓變量泵I和補油泵2。
[0042]在圖2左側(cè)第二壓力等級油路T通過單向閥16連接到油箱，維持一個較低的油壓狀態(tài)，從而適應(yīng)一些負(fù)載工況的需要；而當(dāng)有些液壓子系統(tǒng)需要從第二壓力等級油路T吸油時，補油泵2向第二壓力等級油路補油，提高第二壓力等級油路T的壓力。在左側(cè)還設(shè)有蓄能器15，該蓄能器15通過液壓變壓器14連接在第一壓力等級油路PH和第二壓力等級油路T上。
[0043]通過分析起重機的不同執(zhí)行元件所能實現(xiàn)的幾種不同負(fù)載工況，可以確定卷揚馬達(dá)4、變幅油缸10和回轉(zhuǎn)馬達(dá)22存在相互間的復(fù)合動作需求或能量回收需求，因此可以在對應(yīng)的卷揚液壓子系統(tǒng)、變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)置液壓變壓器，用來分別調(diào)節(jié)卷揚液壓子系統(tǒng)、變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)子系統(tǒng)各自的工作壓力。
[0044]由于卷揚馬達(dá)可采用大排量變量泵馬達(dá)，因此另一種可能的結(jié)構(gòu)形式是變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)均與第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)置液壓變壓器，用以分別調(diào)節(jié)變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)的工作壓力，而卷揚馬達(dá)對應(yīng)的卷揚液壓子系統(tǒng)與第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過大排量變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)卷揚液壓子系統(tǒng)的工作壓力。這樣卷揚馬達(dá)可以省去液壓變壓器的使用，進(jìn)而提高該液壓子系統(tǒng)的效率，降低成本。
[0045]對于起重機來說，伸縮油缸通常無需與其它執(zhí)行元件進(jìn)行復(fù)合動作，也不具有能量回收需求，因此其對應(yīng)的伸縮液壓子系統(tǒng)與第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過恒壓變量泵對第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)來直接調(diào)節(jié)伸縮液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
[0046]下面結(jié)合采用了圖2-4所示的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)的起重機的液壓原理來分別對各個執(zhí)行元件執(zhí)行單獨動作或復(fù)合動作下的液壓控制過程進(jìn)行說明。
[0047]對卷揚液壓子系統(tǒng)，當(dāng)卷揚馬達(dá)4執(zhí)行單獨動作時，具體控制過程為:卷揚起時，由恒壓變量泵I進(jìn)行供油，此時根據(jù)卷揚起的負(fù)載工況調(diào)整泵變量控制單元1-1、1-2，使第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)整至與該負(fù)載工況對應(yīng)的壓力值，并保持PH壓力恒定。使安全閥3中的電磁換向閥3-3得電，接通插裝閥3-1兩端的油路，通過調(diào)整卷揚馬達(dá)4的排量，可以實現(xiàn)重物在不同速度下的提升。卷揚落時，由于卷揚負(fù)載很大，此時根據(jù)卷揚落的負(fù)載工況調(diào)整泵變量控制單元1-1、1_2，使第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)整至與該負(fù)載工況對應(yīng)的壓力值，并保持PH壓力恒定。使安全閥3中的電磁換向閥3-3得電，接通插裝閥3-1兩端的油路，卷揚馬達(dá)4的落口從壓力較低的第二壓力等級油路T吸油，并通過液壓變壓器14、蓄能器15實現(xiàn)能量的回收，此時補油泵2根據(jù)需要向第二壓力等級油路T補油。當(dāng)卷揚負(fù)載為零或輕載時，調(diào)整卷揚馬達(dá)4的斜盤角度，使其輸出軸反向旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)整泵變量控制單元1-1、1_2，使恒壓變量泵I調(diào)節(jié)第一壓力等級油路PH的恒定壓力值來給卷揚馬達(dá)4供油，使安全閥3中的電磁換向閥3-3得電，接通插裝閥3-1兩端的油路，實現(xiàn)卷揚的下落動作。
[0048]對伸縮液壓子系統(tǒng)，伸縮油缸8執(zhí)行單獨動作，由恒壓變量泵I直接進(jìn)行供油，并根據(jù)伸縮負(fù)載工況調(diào)整泵變量控制單元1-1、1_2，使第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)整至與該負(fù)載工況對應(yīng)的壓力值，并保持PH壓力恒定。通過控制伸縮切換閥7來使伸縮油缸8執(zhí)行伸出或縮回動作。
[0049]對于變幅液壓子系統(tǒng)，當(dāng)變幅油缸10執(zhí)行單獨動作時，具體控制過程為:變幅起時，由恒壓變量泵I進(jìn)行供油，此時根據(jù)變幅起的負(fù)載工況調(diào)整泵變量控制單元1-1、1_2，使第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)整至與該負(fù)載工況對應(yīng)的壓力值，并保持PH壓力恒定。通過液壓變壓器9將工作壓力變壓至變幅起的負(fù)載壓力，來推動變幅油缸10，實現(xiàn)重物的提升。變幅油缸10小腔回油，通過變幅切換閥11回到T低壓網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)變幅落時，恒壓變量泵I以較小排量輸出，并維持PH壓力恒定。當(dāng)變幅負(fù)載很大時，變幅切換閥11不得電，變幅油缸10小腔從T低壓網(wǎng)絡(luò)吸油，液壓變壓器9根據(jù)變幅負(fù)載調(diào)整至合適的變壓比，將變幅負(fù)載壓力調(diào)整至PH恒壓網(wǎng)絡(luò)壓力，通過液壓變壓器14、蓄能器15進(jìn)行能量回收。當(dāng)變幅負(fù)載很小時，變幅切換閥11得電，調(diào)整液壓變壓器9至合適的變壓比，通過PH恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力推動變幅油缸10，實現(xiàn)變幅落。
[0050]對于回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)22執(zhí)行單獨動作時，具體控制過程為:左回轉(zhuǎn)啟動時，由恒壓變量泵I進(jìn)行供油，此時根據(jù)回轉(zhuǎn)負(fù)載工況調(diào)整泵變量控制單元1-1、1_2，使第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)整至與該負(fù)載工況對應(yīng)的壓力值，并保持PH壓力恒定。通過液壓變壓器12變壓至回轉(zhuǎn)馬達(dá)22的負(fù)載壓力，此時回轉(zhuǎn)緩沖閥13中的回轉(zhuǎn)換向閥13-1右位得電，單向閥13-2、13-10、13-5、13-6由液壓油封死，而由換向閥13_3、梭閥13_4、電磁通斷閥13-7、單向閥13-8和溢流閥13-9組成的緩沖及自由滑轉(zhuǎn)裝置在電磁通斷閥13_7不得電的情況下，換向閥13-3處于截斷狀態(tài)，高壓油進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)22推動回轉(zhuǎn)。當(dāng)左回轉(zhuǎn)停止時，恒壓變量泵I以較小排量輸出保持PH網(wǎng)絡(luò)恒定。當(dāng)回轉(zhuǎn)慣性大時，回轉(zhuǎn)馬達(dá)22的出口壓力較大，通過調(diào)整液壓變壓器12至合適變壓比，高壓有通過單向閥13-2流經(jīng)液壓變壓器12，通過液壓變壓器14、蓄能器15實現(xiàn)能量的回收。右回轉(zhuǎn)啟動、停止控制過程可參考左回轉(zhuǎn)工況，這里不再贅述。
[0051]由于卷揚馬達(dá)、變幅油缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)存在相互間的復(fù)合動作需求或能量回收需求，因此以卷揚馬達(dá)和變幅油缸的復(fù)合動作為例來說明一下具體控制過程:當(dāng)卷揚起和變幅起同時進(jìn)行時，由恒壓變量泵I進(jìn)行供油，此時根據(jù)卷揚起和變幅起的負(fù)載工況調(diào)整泵變量控制單元1-1、1-2，使第一壓力等級油路PH的壓力調(diào)整至與該負(fù)載工況對應(yīng)的壓力值，并保持PH壓力恒定。對于此類復(fù)合動作的負(fù)載工況，可選擇將PH恒壓網(wǎng)絡(luò)調(diào)整到更靠近較低負(fù)載工況的執(zhí)行元件所需要的系統(tǒng)壓力，從而降低整體系統(tǒng)的能量消耗。然后根據(jù)卷揚馬達(dá)4和變幅油缸10的負(fù)載工況，分別調(diào)整卷揚馬達(dá)4的排量和液壓變壓器9的變壓t匕，保證卷揚負(fù)載壓力和第一變壓器9入口壓力相同(相當(dāng)于調(diào)節(jié)閥壓差)，從而實現(xiàn)良好的復(fù)合效果。
[0052]當(dāng)卷揚起和變幅落復(fù)合時，由于變幅落可以回收能量，將變幅落回收的能量可以不存入蓄能器15,直接進(jìn)入卷揚馬達(dá)4來推動卷揚馬達(dá)4。同理,當(dāng)卷揚落和變幅起復(fù)合時，將卷揚落回收的能量也可以直接提供給變幅起，從而實現(xiàn)能量的高效回收利用。
[0053]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，包括兩個壓力等級的油路，分別為第一壓力等級油路和第二壓力等級油路，在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上連接有至少兩個執(zhí)行元件的液壓子系統(tǒng)，其特征在于，還包括恒壓變量泵和補油泵，所述恒壓變量泵與所述第一壓力等級油路相接，能夠根據(jù)當(dāng)前負(fù)載工況將所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)為與所述當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值，所述補油泵與所述第二壓力等級油路相接，能夠在液壓子系統(tǒng)從所述第二壓力等級油路吸油時為所述第二壓力等級油路補油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括蓄能器，所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，其特征在于，在有與其他執(zhí)行元件存在復(fù)合動作需求、或者有能量回收需求的執(zhí)行元件的第一液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)有液壓變壓器，用以調(diào)節(jié)所述第一液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，其特征在于，與其他執(zhí)行元件不存在復(fù)合動作需求和能量回收需求的執(zhí)行元件的第二液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述恒壓變量泵對所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)來直接調(diào)節(jié)所述第二液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)，其特征在于，采用變量泵馬達(dá)作為執(zhí)行元件的第三液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)所述第三液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
6.一種起重機，包括執(zhí)行元件為卷揚馬達(dá)的卷揚液壓子系統(tǒng)、執(zhí)行元件為伸縮油缸的伸縮液壓子系統(tǒng)、執(zhí)行元件為變幅油缸的變幅液壓子系統(tǒng)和執(zhí)行元件為回轉(zhuǎn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)，其特征在于，還包括權(quán)利要求1?5任一所述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的起重機，其特征在于，所述變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括蓄能器，且所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起重機，其特征在于，所述卷揚馬達(dá)、變幅油缸和回轉(zhuǎn)馬達(dá)存在相互間的復(fù)合動作需求或能量回收需求，對應(yīng)的所述卷揚液壓子系統(tǒng)、變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)均與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)有液壓變壓器，用以分別調(diào)節(jié)所述卷揚液壓子系統(tǒng)、變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)子系統(tǒng)各自的工作壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的起重機，其特征在于，所述伸縮油缸不具有復(fù)合動作需求和能量回收需求，對應(yīng)的伸縮液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述恒壓變量泵對所述第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)來直接調(diào)節(jié)所述伸縮液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起重機，其特征在于，所述變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)均與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設(shè)有液壓變壓器，用以分別調(diào)節(jié)所述變幅液壓子系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)液壓子系統(tǒng)的工作壓力；所述卷揚馬達(dá)為變量泵馬達(dá)，對應(yīng)的卷揚液壓子系統(tǒng)與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路直接相接，通過所述變量泵馬達(dá)調(diào)節(jié)所述卷揚液壓子系統(tǒng)的工作壓力。
11.一種基于權(quán)利要求1?5任一所述的變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)的液壓控制方法，其特征在于，包括: 在單一執(zhí)行元件執(zhí)行單獨動作或多個執(zhí)行元件執(zhí)行復(fù)合動作時，根據(jù)所述執(zhí)行元件的當(dāng)前負(fù)載工況控制恒壓變量泵調(diào)整出口壓力，將第一壓力等級油路的壓力調(diào)節(jié)為與所述當(dāng)前負(fù)載工況對應(yīng)的恒定壓力值； 當(dāng)液壓子系統(tǒng)從第二壓力等級油路吸油時，控制補油泵為所述第二壓力等級油路補油。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液壓控制方法，其特征在于，所述變恒壓網(wǎng)絡(luò)液壓系統(tǒng)包括蓄能器，且所述蓄能器通過液壓變壓器連接在所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路上，通過調(diào)整所述液壓變壓器的變壓比實現(xiàn)能量回收或利用。
【文檔編號】F15B11/17GK104176639SQ201410398499
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】單增海, 王守偉, 張曉磊, 任印美, 于敬利 申請人:徐州重型機械有限公司