一种单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及液压控制技术领域，尤其公开了一种单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法。


背景技术：

2.某种转载车既有高效作业、又要精准定位要求；常规的负载敏感系统由于反馈管路太长，响应慢，难以满足高精度定位要求。多泵控制，受布置空间限制，液压系统复杂，实现起来困难。
3.因此，常规的负载敏感比例阀与变量泵或定量泵组成的液压系统，受负载反馈管路长度影响，响应慢，难以满足精准定位所需要的高精度要求，是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，旨在解决常规的负载敏感比例阀与变量泵或定量泵组成的液压系统，受负载反馈管路长度影响，响应慢，难以满足精准定位所需要的高精度要求的技术问题。
5.本发明的一方面涉及一种单泵多功能复合控制液压系统，包括can总线阀组、切换阀组、负载敏感变量泵、第一平衡阀、第二平衡阀、第一执行机构、第二执行机构和电比例溢流阀，切换阀组的一端分别与电比例溢流阀和负载敏感变量泵相接通，切换阀组的另一端与can总线阀组相接通，can总线阀组通过第一平衡阀与第一执行机构相接通，can总线阀组通过第二平衡阀与第二执行机构相接通。
6.进一步地，切换阀组包括梭阀、电磁阀和阻尼，梭阀的a口与切换阀组的ls1口相接通，梭阀的p1口与切换阀组的ls2口相接通，梭阀的p2口通过串联的电磁阀和阻尼后分别与切换阀组的p1口和p2口相接通。
7.进一步地，切换阀组的ls2口与can总线阀组的ls口相接通，切换阀组的ls1口分别与电比例溢流阀的p口和负载敏感变量泵的ls口相接通，切换阀组的p1口与负载敏感变量泵的p口相接通，切换阀组的p2口与can总线阀组的p口相接通。
8.进一步地，单泵多功能复合控制液压系统上设有油箱，油箱分别与电比例溢流阀的回油口和负载敏感变量泵的吸油口相接通。
9.进一步地，单泵多功能复合控制液压系统上设有选择开关，选择开关分别与电比例溢流阀和can总线阀组电连接，选择开关上设有快档模式和慢档模式，当选择开关置于快档模式时，用于完成第一执行机构、第二执行机构的快速伸出或缩回动作；当选择开关置于慢档模式时，用于完成第一执行机构、第二执行机构的微动伸出或缩回动作。
10.进一步地，第一执行机构为第一油缸或第一马达；第二执行机构为第二油缸或第二马达。
11.进一步地，负载敏感变量泵上带有阀芯位置传感器、先导电比例阀和执行模块，先
导电比例阀分别与阀芯位置传感器和执行模块相连接。
12.本发明的另一方面涉及一种单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，应用于上述的单泵多功能复合控制液压系统中，单泵多功能复合控制液压系统的控制方法包括以下步骤：
13.在转载设备转载作业前，采用油泵高转速控制模式，控制转载设备快速展开至吊载位置；
14.若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能。
15.进一步地，在转载设备转载作业前，采用油泵高转速控制模式，控制转载设备快速展开至吊载位置的步骤包括：
16.在转载设备转载作业前，将选择开关置于快档模式；
17.接收油缸起升手柄发出的快速伸出控制指令，控制电比例溢流阀、切换阀组、负载敏感变量泵和can总线阀组动作，带动第一执行机构、第二执行机构的快速伸出，完成转载设备的快速展开。
18.进一步地，若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能的步骤包括：
19.若转载设备需要精确定位时，则将选择开关置于慢档模式；
20.接收油缸起升手柄发出的微动伸出或微动缩回控制指令，控制电比例溢流阀、切换阀组、负载敏感变量泵和can总线阀组动作，带动第一执行机构、第二执行机构的微动伸出或微动缩回动作，完成转载设备的微动功能。
21.本发明所取得的有益效果为：
22.本发明提供一种单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，单泵多功能复合控制液压系统采用can总线阀组、切换阀组、负载敏感变量泵、第一平衡阀、第二平衡阀、第一执行机构、第二执行机构和电比例溢流阀，切换阀组的一端分别与电比例溢流阀和负载敏感变量泵相接通，切换阀组的另一端与can总线阀组相接通，can总线阀组通过第一平衡阀与第一执行机构相接通，can总线阀组通过第二平衡阀与第二执行机构相接通。本发明提供的单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，为了满足设备空载时高速、满载时低速高精度的要求，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式。空载时，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式，满足高速大流量的要求；满载时，使用can总线阀与恒压泵控制模式，来满足快速响应、低速高精度的要求。
附图说明
23.图1为本发明提供的单泵多功能复合控制液压系统第一实施例的液压原理图；
24.图2为图1中所示的切换阀组一实施例的液压原理示意图；
25.图3为本发明提供的单泵多功能复合控制液压系统第二实施例的液压原理图。
26.附图标号说明：
27.10、can总线阀组；20、切换阀组；30、负载敏感变量泵；41、第一平衡阀；42、第二平衡阀；51、第一油缸；52、第二油缸；60、电比例溢流阀；21、梭阀；22、电磁阀；23、阻尼；70、油箱。
具体实施方式
28.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
29.如图1和图2所示，本发明第一实施例提出一种单泵多功能复合控制液压系统，包括can总线阀组10、切换阀组20、负载敏感变量泵30、第一平衡阀41、第二平衡阀42、第一执行机构、第二执行机构和电比例溢流阀60，切换阀组20的一端分别与电比例溢流阀60和负载敏感变量泵30相接通，切换阀组20的另一端与can总线阀组10相接通，can总线阀组10通过第一平衡阀41与第一执行机构相接通，can总线阀组10通过第二平衡阀42与第二执行机构相接通，单泵多功能复合控制液压系统包括大排量单泵与双片阀合流控制模式和can总线阀与恒压泵控制模式。当置于大排量单泵与双片阀合流控制模式时，负载敏感变量泵30以大排量单泵的模式输出高压油，高压油从can总线阀组10的双片阀中合流流入第一油缸51与第二油缸52的无杆腔，完成油缸快速伸缩动作。当置于can总线阀与恒压泵控制模式时，负载敏感变量泵30以恒压泵的模式输出高压油，高压油从can总线阀组10的单片阀中单独流入第一油缸51与第二油缸52的无杆腔，完成油缸微动伸缩动作。本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统，为了满足设备空载时高速、满载时低速高精度的要求，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式。空载时，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式，满足高速大流量的要求；满载时，使用can总线阀与恒压泵控制模式，来满足快速响应、低速高精度的要求。
30.进一步地，请见图1和图2，图2为图1中所示的切换阀组一实施例的液压原理示意图，在本实施例中，切换阀组20包括梭阀21、电磁阀22和阻尼23，梭阀21的a口与切换阀组20的ls1口相接通，梭阀21的p1口与切换阀组20的ls2口相接通，梭阀21的p2口通过串联的电磁阀22和阻尼23后分别与切换阀组20的p1口和p2口相接通。切换阀组20的ls2口与can总线阀组10的ls口相接通，切换阀组20的ls1口分别与电比例溢流阀60的p口和负载敏感变量泵30的ls口相接通，切换阀组20的p1口与负载敏感变量泵30的p口相接通，切换阀组20的p2口与can总线阀组10的p口相接通。单泵多功能复合控制液压系统上设有油箱70，油箱70分别电比例溢流阀60的回油口和负载敏感变量泵30的吸油口相接通。单泵多功能复合控制液压系统上设有选择开关，选择开关分别与电比例溢流阀60和can总线阀组10电连接，选择开关上设有快档模式和慢档模式，当选择开关置于快档模式时，用于完成第一执行机构、第二执行机构的快速伸出或缩回动作；当选择开关置于慢档模式时，用于完成第一执行机构、第二执行机构的微动伸出或缩回动作。优选地，第一执行机构可以选用第一油缸51或第一马达；第二执行机构可以选用第二油缸52或第二马达。can总线阀组10上带有阀芯位置传感器、先导电比例阀和执行模块，先导电比例阀分别与阀芯位置传感器和执行模块相连接。本实施例提出的单泵多功能复合控制液压系统，阀芯位置传感器与先导电比例阀通过执行模块协同动作，形成闭环控制，消除先导电比例阀滞环对操控精度与可重复性的不利影响。流量指令精准对应需求阀芯位置与需求流量，消除死区；采用恒压泵控制模式响应迅速；消除负载敏感变量泵负载反馈油路受管路长度影响。
31.本发明还提供一种单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，应用于上述的单泵多功能复合控制液压系统中，单泵多功能复合控制液压系统的控制方法包括以下步骤：
32.步骤s100、在转载设备转载作业前，采用油泵高转速控制模式，控制转载设备快速
展开至吊载位置。
33.油泵高转速控制模式具体采用大排量单泵与双片阀合流控制模式，满足转载设备高速大流量的要求。
34.步骤s200、若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能。
35.若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能。
36.恒压泵微动控制模式具体采用can总线阀与恒压泵控制模式。满载时，使用can总线阀与恒压泵控制模式，来满足转载设备快速响应、低速高精度的要求。
37.进一步地，本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，步骤s100包括：
38.步骤s110、在转载设备转载作业前，将选择开关置于快档模式。
39.步骤s120、接收油缸起升手柄发出的快速伸出控制指令，控制电比例溢流阀、切换阀组、负载敏感变量泵和can总线阀组动作，带动第一执行机构、第二执行机构的快速伸出，完成转载设备的快速展开。
40.将选择开关置于快档模式，操作油缸起升手柄，电比例溢流阀60得电，带负载反馈的can总线阀组10反馈油ls经切换阀组的梭阀21反馈至负载敏感变量泵30的ls口，负载敏感变量泵30输出高压油经can总线阀组10的p口流入，can总线阀组10上的电磁阀y1与电磁阀y3同时得电，高压油从p口流入a1口、a2口，a1口、a2口的高压油合流经第一平衡阀41的单向阀与第二平衡阀42的单向阀并分别流入第一油缸51与第二油缸52的无杆腔，此时can总线阀组10上的电磁阀y1、y3得电导通，有杆腔的油经can总线阀组10的b1口、b2口回油到r口流回油箱70，完成油缸快速伸出动作。
41.优选地，本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，步骤s200包括：
42.步骤s210、若转载设备需要精确定位时，则将选择开关置于慢档模式。
43.步骤s220、接收油缸起升手柄发出的微动伸出或微动缩回控制指令，控制电比例溢流阀、切换阀组、负载敏感变量泵和can总线阀组动作，经切换阀转换成恒压泵控制模式，带动第一执行机构、第二执行机构的微动伸出或微动缩回动作，完成转载设备的微动功能。
44.将选择开关置于慢档模式，操作油缸起升手柄，切换阀组20中电磁阀22的y5得电，电比例溢流阀60的电磁阀y6得电，负载敏感变量泵30高压油经切换阀组20中的阻尼23与负载敏感变量泵30的负载反馈口连通，切换阀组20中梭阀21切断can总线阀组10与负载敏感变量泵30之间的反馈油路，负载敏感变量泵30以恒压泵的模式输出高压油，can总线阀组10上的电磁阀y1得电，负载敏感变量泵30输出高压油经过can总线阀组10的p口流入a2口，高压油流入第一平衡阀41的单向阀与第二平衡阀42的单向阀并分别流入第一油缸51与第二油缸52的无杆腔，有杆腔的油经过can总线阀组10的b口到r口流回油箱70，完成油缸微动伸出动作。
45.将选择开关置于慢档模式，操作下降手柄，切换阀组20中电磁阀22的y5得电，电比例溢流阀60上的电磁阀y6得电，负载敏感变量泵30高压油经切换阀组20中的阻尼23与负载敏感变量泵30的负载反馈口连通，切换阀组20中梭阀21切断can总线阀组10与负载敏感变
量泵30之间的反馈油路，负载敏感变量泵30以恒压泵的模式输出高压油，can总线阀组10中的电磁阀y2得电，负载敏感变量泵30输出高压油经过can总线阀组10的p口流入b2口，高压油流入第一油缸51与第二油缸52的有杆腔，同时有杆腔的高压油打开与无杆腔相接通的第一平衡阀41和第二平衡阀42，无杆腔的油经过平衡阀节流口，流入can总线阀组10的b口到r口流回油箱70，完成油缸微动缩回动作。
46.本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，通过在转载设备转载作业前，采用油泵高转速控制模式，控制转载设备快速展开至吊载位置；若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能。本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，集合了负载敏感变量系统和can总线阀控制系统的优点；具备冗余设计，系统更安全、可靠；实现多个执行机构的高速、高效大流量的需要，低速小流量高精度要求。
47.如图1至图3所示，本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，其工作原理为：
48.1、当设备转载作业前，需要快速展开至吊载位置，此时采用油泵高转速、双片阀合流的控制模式。
49.a、油缸快速伸出工况：将选择开关置于快档模式，操作油缸起升手柄，电比例溢流阀60得电，带负载反馈的can总线阀组10反馈油ls经切换阀组的梭阀21反馈至负载敏感变量泵30的ls口，负载敏感变量泵30输出高压油经can总线阀组10p口流入，can总线阀组10的电磁阀y1与电磁阀y3同时得电，高压油从p口流入a1口、a2口，a1口、a2口的高压油合流经第一平衡阀41的单向阀与第二平衡阀42的单向阀并分别流入第一油缸51与第二油缸52的无杆腔，此时can总线阀组10上的电磁阀y1得电导通，有杆腔的油经can总线阀组10的b1口、b2口回油到r口流回油箱70，完成油缸快速伸出动作。
50.b、油缸快速缩回工况：将选择开关置于快档模式，操作下降手柄，电比例溢流阀60上的电磁阀y6得电，带负载反馈的can总线阀组10反馈油从ls口经切换阀组的梭阀21反馈至负载敏感变量泵30的ls口，负载敏感变量泵30输出高压油经can总线阀组10的p口流入，can总线阀组10的电磁阀y2与电磁阀y4同时得电，高压油从p口流入b1口、b2口，b1口、b2口的高压油合流流入第一油缸51与第二油缸52有杆腔，无杆腔的油经can总线阀组10的a1口、a2口到r口流回油箱70，完成油缸快速缩回动作。
51.2、当转载设备需要精确定位时，采用恒压泵模式与can总线阀组10的第2片阀控制实现微动功能。can总线阀组10带阀芯位置传感器，阀芯位置传感器与先导电比例阀通过执行模块协同动作，形成闭环控制，消除先导电比例阀滞环对操控精度与可重复性的不利影响；流量指令精准对应需求阀芯位置与需求流量，消除死区；采用恒压泵控制，响应迅速；消除负载敏感变量泵负载反馈油路受管路长度影响。
52.a、油缸微动起升工况：将选择开关置于慢档模式，操作油缸起升手柄，切换阀组20中电磁阀22的电磁阀y5得电，电比例溢流阀60上的电磁阀y6得电，负载敏感变量泵30高压油经切换阀组20中的阻尼23与负载敏感变量泵30的负载反馈口连通，切换阀组20中梭阀21切断can总线阀组10与负载敏感变量泵30之间的反馈油路，负载敏感变量泵30以恒压泵的模式输出高压油，can总线阀组10中的电磁阀y1得电，负载敏感变量泵30输出高压油经过can总线阀组10的p口流入a2口，高压油流入第一平衡阀41的单向阀与第二平衡阀42的单向
阀并分别流入第一油缸51与第二油缸52的无杆腔，有杆腔的油经过can总线阀组10的b口到r口流回油箱70，完成油缸微动伸出动作。
53.b、油缸微动下降工况：将选择开关置于慢档模式，操作下降手柄，切换阀组20中电磁阀22的y5得电，电比例溢流阀60上的电磁阀y6得电，负载敏感变量泵30高压油经切换阀组20中的阻尼23与负载敏感变量泵30的负载反馈口连通，切换阀组20中梭阀21切断can总线阀组10与负载敏感变量泵30之间的反馈油路，负载敏感变量泵30以恒压泵的模式输出高压油，can总线阀组10中的电磁阀y2得电，负载敏感变量泵30输出高压油经过can总线阀组10的p口流入b2口，高压油流入第一油缸51与第二油缸52有杆腔，同时有杆腔的高压油打开与无杆腔相接通的第一平衡阀41和第二平衡阀42，无杆腔的油经过平衡阀节流口，流入can总线阀组10的b口到r口流回油箱，完成油缸微动缩回动作。
54.3、液压系统既可实现用负载敏感变量泵高速大流量给油缸供油，解决空载高速、高效作业问题，又可实现满载低速负载敏感变量泵30小流量给油缸供油，解决精确定位问题。
55.4、电比例溢流阀可根据执行机构的负载压力不同，设定负载敏感变量泵30的不同压力，同时，当系统处于待机状态，电比例溢流阀处于低压卸荷状态，这样减少系统功率损失，达到液压系统高响应发热功率小的目的。
56.本实施例提供一种单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，单泵多功能复合控制液压系统采用can总线阀组、切换阀组、负载敏感变量泵、第一平衡阀、第二平衡阀、第一执行机构、第二执行机构和电比例溢流阀，切换阀组的一端分别与电比例溢流阀和负载敏感变量泵相接通，切换阀组的另一端与can总线阀组相接通，can总线阀组通过第一平衡阀与第一执行机构相接通，can总线阀组通过第二平衡阀与第二执行机构相接通。本实施例提供的单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，为了满足设备空载时高速、满载时低速高精度的要求，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式。空载时，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式，满足高速大流量的要求。满载时，使用can总线阀与恒压泵控制模式，来满足快速响应、低速高精度的要求。
57.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，包括can总线阀组(10)、切换阀组(20)、负载敏感变量泵(30)、第一平衡阀(41)、第二平衡阀(42)、第一执行机构、第二执行机构和电比例溢流阀(60)，所述切换阀组(20)的一端分别与所述电比例溢流阀(60)和所述负载敏感变量泵(30)相接通，所述切换阀组(20)的另一端与所述can总线阀组(10)相接通，所述can总线阀组(10)通过所述第一平衡阀(41)与所述第一执行机构相接通，所述can总线阀组(10)通过所述第二平衡阀(42)与所述第二执行机构相接通。2.如权利要求1所述的单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，所述切换阀组(20)包括梭阀(21)、电磁阀(22)和阻尼(23)，所述梭阀(21)的a口与所述切换阀组(20)的ls1口相接通，所述梭阀(21)的p1口与所述切换阀组(20)的ls2口相接通，所述梭阀(21)的p2口通过串联的所述电磁阀(22)和所述阻尼(23)后分别与所述切换阀组(20)的p1口和p2口相接通。3.如权利要求2所述的单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，所述切换阀组(20)的ls2口与所述can总线阀组(10)的ls口相接通，所述切换阀组(20)的ls1口分别与所述电比例溢流阀(60)的p口和所述负载敏感变量泵(30)的ls口相接通，所述切换阀组(20)的p1口与所述负载敏感变量泵(30)的p口相接通，所述切换阀组(20)的p2口与所述can总线阀组(10)的p口相接通。4.如权利要求3所述的单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，所述单泵多功能复合控制液压系统上设有油箱(70)，所述油箱(70)分别与所述电比例溢流阀(60)的回油口和所述负载敏感变量泵(30)的吸油口相接通。5.如权利要求4所述的单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，所述单泵多功能复合控制液压系统上设有选择开关，所述选择开关分别与所述电比例溢流阀(60)和所述can总线阀组(10)电连接，所述选择开关上设有快档模式和慢档模式，当所述选择开关置于快档模式时，用于完成所述第一执行机构、所述第二执行机构的快速伸出或缩回动作；当所述选择开关置于慢档模式时，用于完成所述第一执行机构、所述第二执行机构的微动伸出或缩回动作。6.如权利要求5所述的单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，所述第一执行机构为第一油缸(51)或第一马达；所述第二执行机构为第二油缸(52)或第二马达。7.如权利要求5所述的单泵多功能复合控制液压系统，其特征在于，所述can总线阀组(10)上带有阀芯位置传感器、先导电比例阀和执行模块，所述先导电比例阀分别与所述阀芯位置传感器和所述执行模块相连接。8.一种单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，应用于如权利要求1至7任意一项所述的单泵多功能复合控制液压系统中，其特征在于，所述单泵多功能复合控制液压系统的控制方法包括以下步骤：在转载设备转载作业前，采用油泵高转速控制模式，控制转载设备快速展开至吊载位置；若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能。9.如权利要求8所述的单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，其特征在于，所述在转载设备转载作业前，采用油泵高转速控制模式，控制转载设备快速展开至吊载位置的步骤包括：
在转载设备转载作业前，将选择开关置于快档模式；接收油缸起升手柄发出的快速伸出控制指令，控制所述电比例溢流阀、所述切换阀组、所述负载敏感变量泵和所述can总线阀组动作，带动所述第一执行机构、所述第二执行机构的快速伸出，完成转载设备的快速展开。10.如权利要求8所述的单泵多功能复合控制液压系统的控制方法，其特征在于，所述若转载设备需要精确定位时，则采用恒压泵微动控制模式，实现转载设备的微动功能的步骤包括：若转载设备需要精确定位时，则将选择开关置于慢档模式；接收油缸起升手柄或下降手柄发出的微动伸出或微动缩回控制指令，控制所述电比例溢流阀、所述切换阀组、所述负载敏感变量泵和所述can总线阀组动作，带动所述第一执行机构、所述第二执行机构的微动伸出或微动缩回动作，完成转载设备的微动功能。

技术总结
本发明公开了一种单泵多功能复合控制液压系统及其控制方法，单泵多功能复合控制液压系统采用CAN总线阀组、切换阀组、负载敏感变量泵、第一平衡阀、第二平衡阀、第一执行机构、第二执行机构和电比例溢流阀，切换阀组的一端分别与电比例溢流阀和负载敏感变量泵相接通，切换阀组的另一端与CAN总线阀组相接通，CAN总线阀组通过第一平衡阀与第一执行机构相接通，CAN总线阀组通过第二平衡阀与第二执行机构相接通。本发明空载时，采用大排量单泵与双片阀合流控制模式，满足高速大流量的要求；满载时，使用CAN总线阀与恒压泵控制模式，来满足快速响应、低速高精度的要求。低速高精度的要求。低速高精度的要求。


技术研发人员：刘琴 李英智 宋院归 邓胜达 李春枝
受保护的技术使用者：中联恒通机械有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15