[发明专利]一种负载敏感和容积控制式变量泵及电液控制系统

说明书

一种负载敏感和容积控制式变量泵及电液控制系统，变量泵，与泵本体内斜盘连接的变量油缸中设有弹簧，变量油缸的活塞杆与电磁比例阀的阀套连接；电磁比例阀的P口、流量控制阀的P口、泵本体出口和变量油缸有杆腔相连通；流量控制阀的左控口和P口连通；泵壳体上设有出、进和反馈口；电磁比例阀的A口通过辅助换向阀与切换阀连接，流量控制阀通过切换阀与变量控制油缸的无杆腔连接，恒压控制阀设置在流量控制阀的T口上，辅助换向阀受恒压控制阀的A口控制。系统，包括变量泵和多个由执行元件和负载敏感阀组成的执行单元。该变量泵能解决电气元件老化加速问题，能延长使用寿命，该系统能自动切换于容积和负载敏感控制模式。

技术领域

本发明涉及变量泵及液压控制技术领域，具体涉及一种负载敏感和容积控制式变量泵及电液控制系统。

背景技术

随着装备制造技术的发展，对液压系统在轻量化、能量利用效率、多执行元件复合操作等方面的要求越来越高。在现有的液压系统中，变量泵容积控制系统和负载敏感节流控制系统由于各自的优势均得到了广泛的应用。

典型的变量泵容积控制系统中，电比例排量泵将油箱中液压油通过电磁换向阀供给液压缸。其中电磁换向阀受控制器的控制进行开关动作。液压缸不需要动作时，控制器将电磁换向阀关闭，同时将电比例排量泵的排量变为零。液压缸需要动作时，控制器将电磁换向阀打开，同时按系统需要将电比例排量泵的排量调整至合适大小。电比例排量泵的排量变化就控制了液压缸的速度大小。因电磁换向阀仅起到控制运动与否和方向，而没有节流作用，所以，容积控制系统中从泵的出口到执行元件的压力损失较小，系统的能量利用效率较高。但是，变量泵容积控制系统存在着一个缺点，在任一时刻，一个液压泵只能对应一个工作的执行元件，换言之，对于多个执行元件复合动作，每一个执行元件都需要一个单独的液压泵进行控制。这样，在系统中存在多个执行元件时，需要配置多个液压泵，增加了设计和制造成本。

典型的负载敏感节流控制系统中，负载敏感泵将油箱中液压油分别送给多个负载敏感阀。每个负载敏感阀单独控制一个液压缸。多个液压缸之间通过梭阀来对最大负载压力信号进行比较，并将较大的一个信号反馈给负载敏感泵。控制器用于根据系统需要控制负载敏感阀的开度和方向。每个负载敏感泵内置有流量控制阀，流量控制阀可以调节负载敏感泵的压力仅比负载高出一个设定好的恒定值。由此，相对常规定量泵溢流阀回路而言，负载敏感系统可以减少能量浪费。负载敏感系统中使用的负载敏感阀，可以像常规的比例阀一样根据控制器的电信号控制油液方向和阀口的开度。同时，负载敏感阀内部集成了用于使对应的阀口前后压差恒定的压力补偿阀。此恒定的压差用于保证阀口的通流量只和阀口通流面积成正比，且此压差要小于负载敏感泵内部的流量控制阀设定的压差。这样，负载敏感系统就具备了各个执行元件的动作不受各自不同负载大小的影响。

事实上，液压系统并不是一直工作在多个执行机构同时工作的工况下。很多时候，液压系统中仅有一个执行机构在工作。当系统中只有一个执行机构运动时，就不存在多个执行元件相互影响速度的问题。然而，此时负载敏感阀内的压力补偿阀仍然起作用，以保持换向阀前后的压差为一恒定值。这时，负载敏感泵内置的流量控制阀也使泵出口的压力和负载保持一个恒定值。在这种情况下，负载敏感阀内置的压力补偿阀和负载敏感泵内置的流量控制阀就构成了双重补偿，这导致了严重的节流损失，换言之，压力补偿阀成了多余的浪费能量的元件。