[發明專利]變恒壓網絡液壓系統、液壓控制方法及起重機

有效

• 申請號: 201410398499.6
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104176639B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 單增海;王守偉;張曉磊;任印美;于敬利
• 申請（專利權）人: 徐州重型機械有限公司
• 主分類號: F15B11/17
• 分類號: F15B11/17;B66C13/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 顏鏑

技術領域

本發明涉及液壓領域，尤其涉及一種變恒壓網絡液壓系統、液壓控制方法及起重機。

背景技術

對于起重機來說，目前較常用的兩類液壓系統包括負載敏感閥控系統(簡稱閥控系統)和開、閉式泵控系統(簡稱泵控系統)。其中，泵控系統需要通過調節油泵排量來實現系統的調速性，因此相比于閥控系統，泵控系統在損失、啟動停止平穩性方面有很大的優越性。但泵控系統在實現復合動作方面局限性很大，對于開式泵控系統來說，采用雙泵配合切換閥，通過控制油泵和切換閥實現各動作的復合，但在各動作復合時，由于不能實現油泵和切換閥精確配合，也會產生沖擊；而對于閉式泵控系統來說，一個油泵對應一個馬達，這會造成油泵數量過多，成本過高。另一方面，泵控系統在能量回收和利用方面比較困難。

閥控系統的原理是根據負載反饋來使系統建立起稍微大于負載的壓力，以獲得更好的節能性，但閥控系統在啟動、停止時沖擊較大，運行不夠平穩；而且為了保證操作的舒適性，負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載敏感閥進出口兩端壓差一定，這造成了閥控系統相比于泵控系統損失更大，并且補償閥芯容易振動而造成各種動作的抖動。閥控系統在實現各動作的復合時，均需采用補償閥芯進行壓力補償，當兩動作負載相差小時，復合動作效果較好，但相差大時，補償閥芯無法進行有效補償，造成復合動作效果很差，并且損失很大。另一方面，閥控系統多為開式系統，在能量回收和利用方面同樣比較困難。

目前已有一些新的液壓系統理論出現來試圖解決上述這些問題，例如恒壓網絡二次調節技術的提出。這種液壓傳動技術的系統組成類似于電力傳輸系統，又稱定壓網絡液壓馬達控制系統，有能量源、蓄能器、負載和液壓管路組成，能夠同時驅動多個負載正常工作，而這種系統可以利用液壓變壓器來根據負載需要調整液壓系統的壓力，并能實現雙向的能量輸出或回收，具有節流損失較小、系統效率較高、適應性廣等優點。

但是，這種恒壓網絡技術在工程實際應用中仍存在著諸多缺陷，以圖1所示的一種現有的挖掘機恒壓網絡液壓系統為例，該液壓系統實現了兩個壓力等級的油路，分別標識為PH和T，在不同壓力等級的油路中會分別保持恒定壓力，挖掘機的每種負載都可以通過液壓變壓器直接接入該恒壓網絡。之所以可以在挖掘機中應用這種恒壓網絡技術，是因為挖掘機中各種執行元件基本都對應于較重的負載，子系統相互之間差距較小，處于液壓變壓器的工作范圍之內，因此適合于液壓變壓器根據具體負載壓力情況將恒壓網絡的液壓油供應給不同負載壓力情況的子系統。而對于起重機等系統工作范圍變化非常大的工程機械設備來說，由于液壓變壓器的限制，恒壓網絡技術在這類工程機械設備上的具體工程應用上存在諸多困難。另一方面，由于液壓變壓器價格較高，而每個子系統均需要設置液壓變壓器則造成整車的成本高昂。

發明內容

本發明的目的是提出一種變恒壓網絡液壓系統及液壓控制方法，能夠在簡化液壓系統組成、降低能量回收和利用的難度、提高能量利用效率的基礎上，適用于系統工作壓力范圍非產大的工程機械設備。

本發明的另一目的是提出一種起重機，能夠簡化液壓系統組成，并且降低能量回收和利用的難度，提高能量利用效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種變恒壓網絡液壓系統，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行元件的液壓子系統，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，能夠根據當前負載工況將所述第一壓力等級油路的壓力調節為與所述當前負載工況對應的恒定壓力值，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。

進一步的，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。

進一步的，在有與其他執行元件存在復合動作需求、或者有能量回收需求的執行元件的第一液壓子系統與所述第一壓力等級油路和第二壓力等級油路之間設有液壓變壓器，用以調節所述第一液壓子系統的工作壓力。

進一步的，與其他執行元件不存在復合動作需求和能量回收需求的執行元件的第二液壓子系統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節來直接調節所述第二液壓子系統的工作壓力。

進一步的，采用變量泵馬達作為執行元件的第三液壓子系統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調節所述第三液壓子系統的工作壓力。