[發(fā)明專利]電液比例方向閥控制方法及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110337084.4
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102392914A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江文淵;居夢雄;廖啟輝
• 申請（專利權(quán)）人: 常德中聯(lián)重科液壓有限公司
• 主分類號: F16K31/02
• 分類號: F16K31/02;F16K31/60
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興;桑傳標(biāo)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電磁比例閥控制方法，具體地，涉及一種電液比例方向閥控制方法，該控制方法主要適用于工程機(jī)械設(shè)備用電液比例方向閥，尤其適用于工程起重機(jī)用電液比例方向閥。此外，本發(fā)明還涉及一種電液比例方向閥控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)自動化水平的日漸提高，工程機(jī)械設(shè)備，例如工程起重機(jī)的液壓系統(tǒng)要求液壓油的壓力和流量等能夠連續(xù)地或成比例地進(jìn)行控制。在此情形下，電液比例閥獲得日益廣泛的應(yīng)用。電液比例閥的類型雖然多種多樣，但是其結(jié)構(gòu)原理基本相似，一般由比例電磁鐵與液壓控制閥兩部分組成，比例電磁鐵接收輸入的電信號，連續(xù)地或按比例地產(chǎn)生電磁力，液壓控制閥的閥桿受到電磁力作用，連續(xù)地或按比例地控制液壓油的壓力和流量。

圖1顯示目前工程機(jī)械設(shè)備(例如工程起重機(jī))普遍采用的一種電液比例閥，其屬于電液比例閥中的電液比例方向閥。由于工程機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力一般比較大，為了增強(qiáng)操作的靈活性和輕便性，該工程機(jī)械設(shè)備用電液比例閥基本采用先導(dǎo)控制，即先導(dǎo)式電液比例方向閥。如圖1所示，該工程機(jī)械設(shè)備用電液比例閥的主閥桿2的位置由先導(dǎo)電磁比例減壓閥1控制，通過控制先導(dǎo)電磁比例減壓閥1來驅(qū)動主閥桿2，從而實(shí)現(xiàn)換向。

但是，就上述工程機(jī)械設(shè)備用電液比例閥的控制而言，其與液控比例閥相比，延時(shí)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，操作反應(yīng)延時(shí)過長，不但不能滿足客戶的操作要求，而且影響整機(jī)的工作效率及其性能。

具體可以參見圖2所示，從中可以看出，在操作所述電液比例方向閥時(shí)，首先操作控制手柄，控制手柄一般都會存在手柄防誤操作角度值(例如圖2中所示的3°)，即扳動手柄時(shí)只有手柄偏角超過該手柄防誤操作角度值時(shí)，連接于控制手柄的控制器才會輸出電流信號，從而控制先導(dǎo)電磁比例減壓閥1輸出先導(dǎo)液控油，該先導(dǎo)控制油推動主閥桿2移動，在移動一段距離(例如圖2中所示的3mm)，相應(yīng)的工作油口連通，從而開始輸出工作液壓油，工程機(jī)械設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始工作。在此電液比例方向閥操作的過程中，從開始扳動控制手柄，到電液比例方向閥輸出工作液壓油，電液比例方向閥操作反應(yīng)的延遲時(shí)間為t，如圖2所示。

為解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)主要采用如下三種解決方案：第一，增加先導(dǎo)電磁比例減壓閥1的額定流量，即通過增加先導(dǎo)電磁比例減壓閥1的輸出流量來加快對主閥桿的驅(qū)動，從而縮短上述電液比例方向閥的延遲反應(yīng)時(shí)間；第二是減小主閥桿2的直徑，參見圖1所示，這樣在單位時(shí)間內(nèi)相同供給體積油液的情況下可以增加主閥桿單位時(shí)間內(nèi)的行程，同時(shí)也可減輕主閥桿2的重量，使得主閥桿在相同的驅(qū)動力情形下具有更快的移動速度，由此縮短電液比例方向閥的延遲反應(yīng)時(shí)間；第三是提高電流增加速率，參見圖2所示，這可以通過縮小手柄防誤操作范圍或是直接增加電流曲線的斜率來實(shí)現(xiàn)，這種方式主要是通過使得先導(dǎo)電磁比例減壓閥1的控制電流快速增加，從而增大其輸出壓力，從而增加對主閥桿2的驅(qū)動力，這能夠在一定程度上縮短電液比例方向閥操作響應(yīng)時(shí)間，例如三一重工股份有限公司的發(fā)明專利申請CN101349358A所公開的比例閥的控制方法。

但是，上述三種解決方案各有其局限性，具體如下：

結(jié)合上述現(xiàn)有的問題解決方案，若減小主閥桿2的直徑勢必將在一定程度上降低電液比例方向閥的主閥流量，該種方案顯然不能滿足現(xiàn)實(shí)要求，尤其是在工程機(jī)械設(shè)備上；若增加先導(dǎo)電磁比例減壓閥的額定流量，雖然其可以起到一定的效果，但是對減小電液比例方向閥的反應(yīng)延遲效果有限，同時(shí)由于需要對現(xiàn)有電液比例方向閥進(jìn)行大幅度的改造，這顯然會增加較大的加工成本；若縮小手柄防誤操作范圍，盡管能起到一定的效果，但是調(diào)節(jié)范圍非常有限，并且手柄防誤操作范圍過小，容易產(chǎn)生手柄的誤操作。此外，若是直接增加控制電流曲線的斜率，這種方式雖然能在很大程度上解決電液比例方向閥操作響應(yīng)延時(shí)問題，但是直接增加電流曲線的斜率將會在電液比例方向閥的主閥工作時(shí)產(chǎn)生很大沖擊，這種沖擊在工程機(jī)械設(shè)備的操作中是不允許出現(xiàn)的。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的上述解決方案均不能有效地解決反應(yīng)延遲過長的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種電液比例方向閥控制方法，該電液比例方向閥控制方法能夠在不影響電液比例方向閥現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上，較大程度地縮短其操作響應(yīng)延遲時(shí)間。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題是要提供一種電液比例方向閥控制系統(tǒng)，該電液比例方向閥控制系統(tǒng)能夠顯著地縮短電液比例方向閥的操作響應(yīng)延遲時(shí)間，從而有效改善電液比例方向閥的整體性能。