[发明专利]双泵合流液压控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程机械液压控制系统，尤其涉及一种两个压力油源供油的双泵合流液压控制系统。

背景技术

诸多的工程机械多个供油的压力油源，例如装载机存在至少两个压力油源，其中一个转向液压系统用于转向，另外一个为工作液压系统用于向工作装置如动臂油缸、转斗油缸等供油。装载机作为工程机械的主力军，由于其价格便宜、使用操作便捷，移动转场快速等优点，被广泛应用于许多工程项目当中，但是其存在过高的油耗、过大的排放量以及油液容易泄漏等缺点。随着节能降耗的要求，装载机液压系统的节能降耗也逐渐被人们广泛关注。装载机液压系统的能耗主要体现在液压泵、马达和油缸的容积损失，阀类元件和管路元件的各种压力损失，各类元件的机械摩擦损失等等。这些损失最终会以热量的形式存在于液压系统当中，使得液压系统的油温升高，而较高的油温会直接影响到液压系统零部件的性能，造成密封件及胶管的老化、阀芯因膨胀而卡死、由于温升引起的油液粘度降低而泄露增大、油液汽化形成气蚀、容积效率降低等等。装载机在工作时，负载变化较大，而且目前市场上绝大多数的装载机液压系统都是定量液压系统，因此装载机在工作循环过程中就难免会存在许多的溢流损失、卸荷损失及节流损失等，装载机定量液压系统90％以上的温升基本上都是由于这些损失造成的，因此如何降低液压系统不必要的损失，研究定量液压系统的节能问题具有重要的意义。

现有的装载机的液压系统一般由工作液压系统、转向液压系统及制动液压系统等组成，工作液压系统常由工作泵、分配阀、先导阀、动臂油缸、转斗油缸等元件组成，转向液压系统常由转向泵、优先阀、转向器(流量放大阀)、转向缸等元件组成，制动液压系统常由制动泵、充液阀、制动阀、蓄能器等元件组成。目前，市场上多数的装载机还是采用定量液压系统；也有定量和变量液压系统相互结合使用的情况；在高端的装载机中几乎采用了全变量液压系统。定量液压系统相比于变量液压系统来说，其具有成熟度高，可靠性好，抗污染性强、性价比高等优点，而且定量液压系统完全能够满足装载机的正常作业要求，但是定量液压系统也存在许多方面的不足，如能量损耗严重、不能进行复合动作操作、系统的可控性不好、液压冲击大等缺点。

变量液压系统的特点之一是能够进行无级调速，从而降低了不必要的能量损耗，但是变量系统的成本高，制造难度大，系统相对复杂，变量系统元件对油液的污染敏感度高，对于中低端市场来说，定量系统较之变量系统更容易让用户接受。合流系统的使用可以实现对系统进行多级调速，如果泵的数量足够多，多泵系统的功能就会越来越接近变量系统。装载机在作业时，不同工况、不同作业对象对执行元件的运动要求都有所差别，因此它就需要不同的速度要求，相对于单泵供油的系统来说，合流系统能够带来更多的泵的排量组合，实现更多的速度要求，同时合流系统的节能效果更加显著。

电液控制技术在工业液压上使用得非常成熟，工厂的各种生产线、机床等有着广泛的应用。电液控制技术大致可以分为：电磁开关型控制、电液比例控制及电液伺服控制。电磁开关型电液控制技术是最早发展起来的电液控制技术，它与手动控制、液动控制、机动控制等属于诸多液压控制当中的一种，开关型控制只具有开或者关的功能，不具有比例或伺服的功能，但是其结构简单，可靠性好，是最早被广泛应用的电液控制技术。电液比例控制的含义是指液压系统的输出量，如压力、流量、位移、速度、转速、加速度、力、力矩等，能随输入控制信号如电流、电压等成比例的得到控制，电液比例控制技术最核心的部件是比例电磁铁，它是电-机械的转换部件，其功能是将比例控制放大器输出的电流信号转换成力或位移，电液比例技术相对复杂、制造成本相对较高，但在工业上也得到了不少的应用，在工程机械领域，如卡特H系列以后的多数装载机也采用了电液比例控制技术，主阀的位移通过左右两端的电液比例减压阀来控制。电液伺服控制的发展始于第二次世界大战武器装备，对控制系统要求有很好的快速性、动态精度及功率重量比等，1940年底，电液伺服控制系统首次出现在了飞机上，经过20多年的发展，各种电液伺服阀相继问世，电液伺服技术日趋成熟，电液伺服阀对流体介质的清洁度有非常苛刻的要求，制造成本和维护成本比较昂贵，系统能耗也比较大，电液伺服技术不像电磁液压控制技术和电液比例控制技术那样得到广泛的应用，在工程机械液压系统中，伺服技术一般用在对变量泵的排量控制上。

在现有的双泵合流液压系统中，由于多泵的合流，液压系统具有大流量、高压力的特点，在液压致动元件如液压油缸运行到其行程的终点时，会造成巨大的冲击。

发明内容