[发明专利]电液比例方向阀控制方法及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁比例阀控制方法，具体地，涉及一种电液比例方向阀控制方法，该控制方法主要适用于工程机械设备用电液比例方向阀，尤其适用于工程起重机用电液比例方向阀。此外，本发明还涉及一种电液比例方向阀控制系统。

背景技术

随着工业自动化水平的日渐提高，工程机械设备，例如工程起重机的液压系统要求液压油的压力和流量等能够连续地或成比例地进行控制。在此情形下，电液比例阀获得日益广泛的应用。电液比例阀的类型虽然多种多样，但是其结构原理基本相似，一般由比例电磁铁与液压控制阀两部分组成，比例电磁铁接收输入的电信号，连续地或按比例地产生电磁力，液压控制阀的阀杆受到电磁力作用，连续地或按比例地控制液压油的压力和流量。

图1显示目前工程机械设备(例如工程起重机)普遍采用的一种电液比例阀，其属于电液比例阀中的电液比例方向阀。由于工程机械设备液压系统的系统压力一般比较大，为了增强操作的灵活性和轻便性，该工程机械设备用电液比例阀基本采用先导控制，即先导式电液比例方向阀。如图1所示，该工程机械设备用电液比例阀的主阀杆2的位置由先导电磁比例减压阀1控制，通过控制先导电磁比例减压阀1来驱动主阀杆2，从而实现换向。

但是，就上述工程机械设备用电液比例阀的控制而言，其与液控比例阀相比，延时现象较为严重，操作反应延时过长，不但不能满足客户的操作要求，而且影响整机的工作效率及其性能。

具体可以参见图2所示，从中可以看出，在操作所述电液比例方向阀时，首先操作控制手柄，控制手柄一般都会存在手柄防误操作角度值(例如图2中所示的3°)，即扳动手柄时只有手柄偏角超过该手柄防误操作角度值时，连接于控制手柄的控制器才会输出电流信号，从而控制先导电磁比例减压阀1输出先导液控油，该先导控制油推动主阀杆2移动，在移动一段距离(例如图2中所示的3mm)，相应的工作油口连通，从而开始输出工作液压油，工程机械设备的执行机构开始工作。在此电液比例方向阀操作的过程中，从开始扳动控制手柄，到电液比例方向阀输出工作液压油，电液比例方向阀操作反应的延迟时间为t，如图2所示。

为解决这一问题，现有技术主要采用如下三种解决方案：第一，增加先导电磁比例减压阀1的额定流量，即通过增加先导电磁比例减压阀1的输出流量来加快对主阀杆的驱动，从而缩短上述电液比例方向阀的延迟反应时间；第二是减小主阀杆2的直径，参见图1所示，这样在单位时间内相同供给体积油液的情况下可以增加主阀杆单位时间内的行程，同时也可减轻主阀杆2的重量，使得主阀杆在相同的驱动力情形下具有更快的移动速度，由此缩短电液比例方向阀的延迟反应时间；第三是提高电流增加速率，参见图2所示，这可以通过缩小手柄防误操作范围或是直接增加电流曲线的斜率来实现，这种方式主要是通过使得先导电磁比例减压阀1的控制电流快速增加，从而增大其输出压力，从而增加对主阀杆2的驱动力，这能够在一定程度上缩短电液比例方向阀操作响应时间，例如三一重工股份有限公司的发明专利申请CN101349358A所公开的比例阀的控制方法。

但是，上述三种解决方案各有其局限性，具体如下：

结合上述现有的问题解决方案，若减小主阀杆2的直径势必将在一定程度上降低电液比例方向阀的主阀流量，该种方案显然不能满足现实要求，尤其是在工程机械设备上；若增加先导电磁比例减压阀的额定流量，虽然其可以起到一定的效果，但是对减小电液比例方向阀的反应延迟效果有限，同时由于需要对现有电液比例方向阀进行大幅度的改造，这显然会增加较大的加工成本；若缩小手柄防误操作范围，尽管能起到一定的效果，但是调节范围非常有限，并且手柄防误操作范围过小，容易产生手柄的误操作。此外，若是直接增加控制电流曲线的斜率，这种方式虽然能在很大程度上解决电液比例方向阀操作响应延时问题，但是直接增加电流曲线的斜率将会在电液比例方向阀的主阀工作时产生很大冲击，这种冲击在工程机械设备的操作中是不允许出现的。由此可见，现有技术中的上述解决方案均不能有效地解决反应延迟过长的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种电液比例方向阀控制方法，该电液比例方向阀控制方法能够在不影响电液比例方向阀现有性能的基础上，较大程度地缩短其操作响应延迟时间。

在此基础上，本发明进一步所要解决的技术问题是要提供一种电液比例方向阀控制系统，该电液比例方向阀控制系统能够显著地缩短电液比例方向阀的操作响应延迟时间，从而有效改善电液比例方向阀的整体性能。