[发明专利]电液流量匹配的负载口独立控制系统

说明书

本发明公开了一种电液流量匹配的负载口独立控制系统。所述液压系统，包括油箱用以储存系统所需液压油；电控变量泵用于为系统提供所需的流量；安全阀保证系统的安全性；负载口独立控制阀组用以改变系统液压回路，使执行器可在阻抗伸出、阻抗缩回、超越伸出、超越缩回、低压伸出再生、低压缩回再生、高压再生七种模式中选择能量最优的工作模式进行工作；执行机构包括多个液压执行器；控制器用以为系统提供控制信号；控制手柄控制机构运动。同时该系统将电液流量匹配和负载口独立控制相结合，有效降低系统的能耗，提高了系统能量效率。此外，系统中的阀还采用无压力补偿阀的电子化控制，电控泵则采用流量匹配控制，降低了传统系统较高的压力裕度。

技术领域

本发明涉及液压传动与控制技术领域，尤其涉及一种电液流量匹配的负载口独立控制系统。

背景技术

以负载敏感系统为代表的传统工程机械液压控制系统，其各执行器的进出口一般由一个单阀芯式比例阀进行机液式控制。一方面，该系统虽然具有易于操作、鲁棒性强等优点，但也使得系统只能工作在普通模式下，无法根据负载工况特点灵活的配置能耗更优的液压回路。另一方面，执行器进、出口的节流面积通过阀体内一根阀芯的位移来耦合调节，使得进油阀口达到目标开度的同时，无法让出油阀口开度尽可能的大，导致背腔压力过大，为了克服此多余的背腔压力，不得不提高系统压力以提高执行器的进油腔压力。因此，作为多执行器流量分配单元的控制阀存在进口压力损失、出口压力损失、势能损失等，导致能量效率低。为了降低能耗，常将电液负载敏感泵控方法与负载口独立阀控方法相结合。采用负载口独立阀控方法可以打破进、出阀口耦合调节的约束，使系统可以根据执行器不同工况模式，切换至能耗更优的液压回路，并且可以增加系统的控制自由度，可实现系统的多目标控制。另一方面，电液负载敏感泵控方法采用设定压力裕度的闭环控制方式。该压力裕度设定通常有两种方式：其一为定压力裕度，其二为变压力裕度；定压力裕度值通常考虑摩擦以及沿程压力损失等，并出于安全性考虑，一般为1.4MPa-2MPa；而与定压力裕度电液负载敏感泵控方式不同的是，变压力裕度可根据实际工况在线调整，从而一定程度上降低了进口压力损失，但是仍然无法设定为最理想的最小值。

因此，为了克服已有电液负载敏感负载口独立控制系统节能特性难以进一步提升的不足，本发明基于电液流量匹配开环泵控方式结合负载口独立控制在能耗降低方面突出的优势，提出一种电液流量匹配的负载口独立控制系统。该系统实际压力裕度可由沿程管路、阀口压力损失自动决定，因此可避免压力裕度设定过高导致的进口压力损失，从而进一步降低能耗。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电液流量匹配的负载口独立控制系统，包括电控变量泵1、油箱2、安全阀3、负载口独立控制阀组4、执行机构5、控制器6、压力传感器7、控制手柄8、控制手柄9、单向阀10。

本发明中所述电控变量泵1的出油口和所述安全阀3的进油口均与单向阀10的进油口通过管路相连，单向阀10的出油口和负载口独立控制阀组4的进油口P通过管路相连接，所述电控变量泵1的吸油口、负载口独立控制阀组4的回油口T和安全阀3的出油口均与油箱2通过管路相连接；所述负载口独立控制阀组4的第一工作油口A1与液压执行器51的无杆腔通过管路相连接，所述负载口独立控制阀组4的第二工作油口B1与液压执行器51的有杆腔油口B通过管路相连接，所述负载口独立控制阀组4的第三工作油口A2与液压执行器52的无杆腔通过管路相连接，所述负载口独立控制阀组4的第四工作油口B2与液压执行器52的有杆腔通过管路相连接，所述负载口独立控制阀组4的第五工作油口A3与液压执行器53的无杆腔通过管路相连接，所述负载口独立控制阀组4的第六工作油口B3与液压执行器53的有杆腔通过管路相连接，所述负载口独立控制阀组4的第七工作油口A4与第八工作油口B4分别与液压马达54的两腔通过管路相连接。

所述电控变量泵1和负载口独立控制阀组4通过电气电路与控制器6相连接，所述压力传感器7通过电气电路与控制器6相连通，所述控制手柄8和9通过电气电路与控制器6相连通。