[發(fā)明專利]比例壓力組合控制閥、液壓系統(tǒng)及系統(tǒng)壓力切換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210154773.6
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN103423222A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳衛(wèi)東;李候清;劉可;盧明
• 申請（專利權(quán)）人: 徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 顏鏑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程技術(shù)，尤其涉及一種比例壓力組合控制閥、液壓系統(tǒng)及系統(tǒng)壓力切換方法。

背景技術(shù)

履帶起重機(jī)是一種采用履帶行走底盤的桁架式臂架結(jié)構(gòu)起重機(jī)，這種起重機(jī)的負(fù)載通常是頻繁發(fā)生變化的。負(fù)載不同，履帶起重機(jī)的機(jī)構(gòu)受力就不同。因此在不同負(fù)載的工況下，如果要使各機(jī)構(gòu)平穩(wěn)運(yùn)行，就需要人為對其機(jī)構(gòu)附加作用力，以使其在受力平衡狀態(tài)下平穩(wěn)運(yùn)行。

履帶起重機(jī)的所有動作都是通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動來實現(xiàn)，很多機(jī)構(gòu)（例如桅桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)、車架升降機(jī)構(gòu)等）均由液壓油缸來驅(qū)動或支撐。為了適應(yīng)不同負(fù)載的工況，需要對液壓油缸輸出力進(jìn)行控制。而液壓油缸輸出力的大小由其液壓系統(tǒng)壓力大小和壓力作用面積大小決定。當(dāng)液壓油缸成型以后，壓力作用面積就成為確定值而無法改變。因此，如果想改變液壓油缸輸出力的大小，則只能通過改變液壓系統(tǒng)壓力的大小來實現(xiàn)。

液壓油缸輸出力大小改變的最理想過程是：從某一值線性過渡到另一值，也就是液壓系統(tǒng)壓力從某一值線性過渡到另一值。這里的線性過渡是指液壓系統(tǒng)壓力在一定時間內(nèi)從一個壓力值連續(xù)且勻速的過渡為另一個壓力值的模式（參見圖2）。如果液壓系統(tǒng)壓力在不同的兩值之間進(jìn)行突變（參見圖1），這種突變將會造成機(jī)構(gòu)受力突變而劇烈抖動，嚴(yán)重時會使履帶起重機(jī)發(fā)生安全事故。

為了克服壓力突變的問題，當(dāng)前履帶起重機(jī)中的液壓系統(tǒng)在不同壓力值之間的切換方面是使用液阻節(jié)流原理進(jìn)行緩沖。其方案是：當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力從大值向小值切換時，利用液阻釋放部分油液，使其壓力緩慢的降到需求值。具體液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

在圖3中，液壓泵1的壓力油口連接液壓缸2的無桿腔和兩級壓力控制閥的進(jìn)油口，液壓缸2的有桿腔直接與液壓油箱3相通，兩級壓力控制閥4的回油直接與液壓油箱3相通。兩級壓力控制閥4由低壓溢流閥4.1、高壓溢流閥4.2、電磁閥4.3、4.4和液阻4.5構(gòu)成，連接方式參見圖3。

在圖3中的液壓系統(tǒng)需要保持高壓狀態(tài)時，使電磁閥4.3的電磁鐵Y1的線圈和電磁閥4.4的電磁鐵Y2的線圈均不得電，則高壓溢流閥4.2保持較高的系統(tǒng)壓力；當(dāng)需要液壓系統(tǒng)保持低壓狀態(tài)時，使電磁閥4.3的電磁鐵Y1的線圈得電，低壓溢流閥4.1保持較低的系統(tǒng)壓力。在液壓系統(tǒng)從高壓狀態(tài)向低壓狀態(tài)切換時，首先使電磁閥4.3的電磁鐵Y1的線圈和電磁閥4.4的電磁鐵Y2的線圈同時得電，在經(jīng)過時間后使電磁閥4.4的電磁鐵Y2的線圈失電，在時間內(nèi)液壓系統(tǒng)會利用液阻進(jìn)行壓力緩沖，通過液阻的緩沖作用消除壓力突變的影響，而在液壓系統(tǒng)從低壓狀態(tài)向高壓狀態(tài)切換時則沒有緩沖。

在這種液阻節(jié)流方案中，其壓力切換仍然屬于非線性過程。當(dāng)壓力差值很大時，緩沖效果并不理想。液阻自身的幾何尺寸極小，很容易被雜物堵塞而引起壓力突變現(xiàn)象。液阻自身的幾何尺寸以及緩沖過程需要的時間兩參數(shù)均很難準(zhǔn)確計算得出，目前都是根據(jù)反復(fù)調(diào)試產(chǎn)品得出經(jīng)驗值。這對于批量生產(chǎn)造成很大麻煩。同時對調(diào)試人員的專業(yè)技能要求也很高。

對于多級壓力之間的切換，液阻節(jié)流緩沖很難根據(jù)各階段進(jìn)行不同的緩沖設(shè)計，只能用同一阻尼孔進(jìn)行被動適應(yīng)緩沖，效果很不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種比例壓力組合控制閥、液壓系統(tǒng)及系統(tǒng)壓力切換方法，能夠?qū)崿F(xiàn)線性化的系統(tǒng)壓力切換過程，降低液壓系統(tǒng)裝配和調(diào)試的技術(shù)難度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種比例壓力組合控制閥，包括：至少兩個壓力控制閥組和高低壓切換閥組，所述至少兩個壓力控制閥組和高低壓切換閥組構(gòu)成并聯(lián)關(guān)系，所述高低壓切換閥組包括通過線性變化的輸入電流控制壓力線性變化的比例溢流閥。

進(jìn)一步的，所述高低壓切換閥組還包括與所述比例溢流閥串聯(lián)的第一電磁閥，所述第一電磁閥為常閉式電磁閥。

進(jìn)一步的，每個壓力控制閥組具有可調(diào)定壓力值的溢流閥，調(diào)定壓力值低于最高調(diào)定壓力值的壓力控制閥組還包括與所述溢流閥串聯(lián)的第二電磁閥，所述第二電磁閥為常閉式電磁閥。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種液壓系統(tǒng)，具有前述的比例壓力組合控制閥和邏輯控制元件組，所述邏輯控制元件組包括：控制電磁閥的電磁鐵線圈得電或失電的電磁閥控制元件和控制高低壓切換閥組中比例溢流閥的電磁鐵線圈的輸入電流線性變化的比例溢流閥控制元件。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種液壓系統(tǒng)壓力切換方法，包括：

當(dāng)液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力準(zhǔn)備從第一壓力值切換到第二壓力值時，所述液壓系統(tǒng)中的比例溢流閥控制元件將高低壓切換閥組中的比例溢流閥的輸入電流控制在與不低于所述第一壓力值的壓力值所對應(yīng)的電流值；