[發明專利]一種帶擾動補償的高精度大流量多路閥

有效

• 申請號: 202010324692.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111396391B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 權龍;王波;楊敬;王鶴;黃偉男
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F15B13/06
• 分類號: F15B13/06;F15B13/02
• 代理公司: 晉中市思銳知識產權代理事務所(普通合伙) 14122
• 代理人: 趙科

一種帶擾動補償的高精度大流量多路閥，包括至少一聯閥組，各閥組共用統一的主油路、回油路和負載敏感油路，每聯閥組包括換向閥和壓差補償器；壓差補償器包括先導補償器、主閥和先導油路，先導補償器設置有可控泄壓腔，主閥為插裝閥、設置有先導控制腔，先導油路依次連通主油路、可控泄壓腔進油口、主閥先導控制腔油口。本發明設計了新型先導控制型壓差補償器，采用比例電磁鐵直接驅動的先導閥作為壓差補償器補償載荷差異，主閥起流量放大作用，克服了傳統補償器閥芯行程長、控制力大、比例電磁鐵不能直接參與控制的難題；進一步，新型先導控制型壓差補償器的主閥采用插裝閥結構形式，具有通流能力大的特點，易實現多路閥的大流量控制。

技術領域

本發明涉及液壓控制技術領域，特別涉及一種用于工程機械的帶擾動補償的高精度大流量多路閥。

背景技術

多路閥是一種由主閥、負載保持閥、補油閥及安全閥等組成的多功能液壓閥，是控制工程機械液壓多執行器系統的核心元件。目前，工程機械常用的多路閥主要有開中心多路閥和閉中心多路閥兩種。

開中心多路閥通過復雜節流槽設計對系統流量進行精確控制，技術成熟，主要用于負流量系統、正流量系統以及少部分定量泵控制系統中，但多執行器復合動作時，系統流量流向低負載執行器，存在操控性差的問題。閉中心多路閥常與負載敏感泵組成負載敏感系統，在主節流閥前或閥后布置壓差補償器，保持各聯多路閥主節流閥兩端壓差相同，實現多聯執行器復合操作的比例控制和協調動作，改善了整機操控性，這也是今后工程機械用多路閥的發展趨勢。其中，壓差補償器作為閉中心多路閥的核心元件，直接控制多路閥的壓差和流量，對多路閥的控制性能和動靜態特性具有舉足輕重的作用。

公式給出了壓差補償器控制的換向閥口工作壓差，式中A為補償器閥芯控制面積，k₁為補償器彈簧剛度，x為補償器閥芯位移，x₁、x₀分別為補償器閥芯初始位移和最大位移，p₁和p₂分別為補償器進出口壓力。其中，方括號內第一項是彈簧力，第二項是液動力。由上式可見，只有上述兩項作用力之差保持恒定，才能使換向閥口的工作壓差Δp恒定，才能保證換向閥控制流量不受壓力變化影響。但實際中，壓差補償器閥芯時刻受摩擦力、液動力、彈簧力、溫度等擾動因素影響，補償壓差控制精度較低，造成多路閥流量控制精度低。圖1給出了帶壓差補償器的多路閥的穩態負載特性曲線，從圖中可以看出，受壓差補償器控制精度影響，多路閥控制流量存在大的超調，控制流量越大、超調越大。圖2給出了多路閥的負載階躍響應曲線，當負載壓力突然下降時，受壓差補償器動態特性影響，節流閥閥口壓差突然增大，造成通過多路閥的流量急劇上升，其超調量峰值可達調定值得100％以上。進一步，傳統壓差補償器采用滑閥形式，限制了主閥的通流能力。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種帶擾動補償的高精度大流量多路閥，采用新型先導控制型壓差補償器，通過控制補償器補償壓差或閥芯位移，實時補償各類擾動因素，提高多路閥的流量控制精度和控制平穩性；進一步，新型先導控制型壓差補償器采用插裝閥作為主閥，可提高多路閥的通流能力。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種帶擾動補償的高精度大流量多路閥，包括至少一聯閥組，各閥組共用統一的主油路、回油路和負載敏感油路，每聯閥組包括換向閥，還包括壓差補償器；

所述壓差補償器包括先導補償器、主閥和先導油路，所述先導補償器設置有可控泄壓腔，所述主閥為插裝閥、設置有先導控制腔，所述先導油路依次連通主油路、可控泄壓腔進油口、主閥先導控制腔油口。

所述的一種帶擾動補償的高精度大流量多路閥，其特征是：所述先導油路與所述主油路之間設置第Ⅰ阻尼孔。

所述的一種帶擾動補償的高精度大流量多路閥，其特征是：所述可控泄壓腔進油口、主閥先導控制腔油口之間設置第Ⅱ阻尼孔。