一种液压系统、控制方法及工程车辆

文档序号:732152 发布日期:2021-04-20 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种液压系统、控制方法及工程车辆 (Hydraulic system, control method and engineering vehicle ) 是由 丁佳敏 杨丽静 刘春朝 赵建军 王兆亮 于 2020-12-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及液压系统领域,公开一种液压系统、控制方法及工程车辆,液压系统包括先导手柄、先导控制阀、液压泵、液控多路阀、至少两个工作油缸及驱动液压泵动作的电机,液压泵通过液控多路阀控制工作油缸伸缩;先导手柄具有与液控多路阀对应的输出油口,输出油口通过先导油路与对应的液控多路阀的控制端连通;先导油路均与梭阀组的进油口连通;先导压力传感器设于梭阀组的出油口,用于根据先导压力传感器的测量信号调节电机的转速。本发明通过梭阀组获取先导手柄的多个输出油口中的高压油,通过先导压力传感器检测梭阀组的出油口的压力,根据先导压力传感器的测量信号调节电机的转速,使液压系统输出流量和需求流量相匹配,减少功率损失。(The invention relates to the field of hydraulic systems, and discloses a hydraulic system, a control method and an engineering vehicle, wherein the hydraulic system comprises a pilot handle, a pilot control valve, a hydraulic pump, a hydraulic control multi-way valve, at least two working oil cylinders and a motor for driving the hydraulic pump to act, and the hydraulic pump controls the working oil cylinders to stretch and retract through the hydraulic control multi-way valve; the pilot handle is provided with an output oil port corresponding to the hydraulic control multi-way valve, and the output oil port is communicated with the control end of the corresponding hydraulic control multi-way valve through a pilot oil way; the pilot oil paths are communicated with oil inlets of the shuttle valve group; the pilot pressure sensor is arranged at an oil outlet of the shuttle valve group and used for adjusting the rotating speed of the motor according to a measuring signal of the pilot pressure sensor. According to the invention, high-pressure oil in a plurality of output oil ports of the pilot handle is obtained through the shuttle valve group, the pressure of the oil outlet of the shuttle valve group is detected through the pilot pressure sensor, and the rotating speed of the motor is adjusted according to a measurement signal of the pilot pressure sensor, so that the output flow and the required flow of the hydraulic system are matched, and the power loss is reduced.)

一种液压系统、控制方法及工程车辆

技术领域

本发明涉及液压系统领域,尤其涉及一种液压系统、控制方法及工程车辆。

背景技术

现有的装载机转速控制,通常是在先导手柄或其他位置设置开关,根据怠速、中速和高速设置三个挡位或怠速和高速两个挡位。

车辆在正常工作的过程中,驾驶员可以根据对液压泵的输出流量的需求,通过按压开关调节电机的转速。但采用上述方式有以下缺陷:

(1)、不能对电机进行无级调速,对应地也就无法实现液压泵输出流量的无级调节,尤其在电机的转速在中挡或高挡时,泵排量不变的情况下,液压系统提供的流量比较大,如若此时需求的流量减小,通常通过调节先导手柄减小送至工作油缸的流量,但由于泵提供的流量较大,将会导致大部分工作油通过多路阀回流至液压油箱,导致液压系统的功率损失较大。

(2)、驾驶员根据实际使用需求,反复地在怠速、中速和高速之间切换,操作体验感较差,驾驶员容易疲劳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压系统、控制方法及工程车辆,不仅能够自动对液压泵的输出流量进行调节,还能实现液压泵的输出流量的无级调节。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种液压系统,包括先导手柄、先导控制阀、液压泵、液控多路阀、至少两个工作油缸及驱动所述液压泵动作的电机,所述液压泵通过所述液控多路阀控制所述工作油缸伸缩;所述先导手柄具有与所述液控多路阀对应的输出油口,每个所述输出油口通过先导油路与对应的所述液控多路阀的控制端连通;

还包括:

梭阀组,每个所述先导油路均与所述梭阀组的进油口连通;

先导压力传感器,设于所述梭阀组的出油口,用于根据所述先导压力传感器的测量信号调节所述电机的转速。

作为上述液压系统的一种优选技术方案,还包括:

负载压力传感器,所述负载压力传感器设于所述液压泵的出油口。

作为上述液压系统的一种优选技术方案,所述工作油缸通过回油管路与液压油箱连通,所述液控多路阀设于所述回油管路上,所述回油管路上设有过滤器和/或油冷器。

本发明还提供了一种上述液压系统的控制方法,根据先导压力传感器的测量信号计算对应的电机转速,并控制电机按照计算出的所述电机转速工作。

作为上述液压系统的控制方法的一种优选技术方案,若工作油路中的压力大于设定压力,则将电机的转速调节至预设转速,所述预设转速小于所述设定压力对应的转速。

作为上述液压系统的控制方法的一种优选技术方案,若工作油路中的压力小于等于设定压力且液压泵的输出功率大于设定功率,则根据设定功率和工作油路中的压力计算电机转速,控制电机按照计算出的所述电机转速工作。

作为上述液压系统的控制方法的一种优选技术方案,若工作油路中的压力不大于等于设定压力且液压泵的输出功率不大于等于设定功率,则根据所述先导压力传感器的测量信号调节所述电机的转速。

作为上述液压系统的控制方法的一种优选技术方案,所述液压泵的输出功率=工作油路中的压力×电机的当前转速。

本发明还提供了一种工程车辆,包括上述的液压系统。

作为上述工程车辆的一种优选技术方案,所述工程车辆为装载机。

本发明的有益效果:本发明提供的液压系统及其控制方法,通过梭阀组获取先导手柄的多个输出油口中的高压油,并通过先导压力传感器检测梭阀组的出油口的压力,根据通过先导压力传感器的测量信号调节电机的转速,以使液压泵的输出流量对应变化,实现液压泵输出流量的无级调节,使液压系统的输出流量和需求流量匹配,减少了液压系统的功率损失;而且取消了传统的挡位调速开关,驾驶员无需反复地操作挡位调速开关。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的压油系统的原理图;

图2是本发明实施例提供的液压系统的控制方法的流程图。

图中:

1、先导手柄;2、液压泵;3、液控多路阀;4、工作油缸;5、电机;6、先导压力传感器;7、负载压力传感器;8、梭阀组;9、过滤器;10、油冷器;11、第二单向阀;12、整车控制器;13、液压油箱。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

本实施例提供了一种液压系统及工程车辆,工程车辆包括上述的液压系统,本实施例中的工程车辆指的是装载机。

如图1所示,上述液压系统包括先导手柄1、先导控制阀、液压泵2、液控多路阀3、至少两个工作油缸4及驱动液压泵2动作的电机5,液压泵2将液压油箱13中的工作油通过液控多路阀3送至伸缩油缸和/或伸缩油缸的中工作油通过液控多路阀3回流至液压油箱13,实现液压泵2通过液控多路阀3控制工作油缸4伸缩;先导手柄1具有与液控多路阀3对应的输出油口,每个输出油口通过先导油路与对应的液控多路阀3的控制端连通,在先导油路中的先导压力变化时,液控多路阀3的开度和/或状态将会发生变化,以调节液压泵2通过液控多路阀3送至对应的工作油缸4的输出流量,从而调节工作油缸4速度。

上述液压系统还包括梭阀组8和先导压力传感器6,其中,每个先导油路均与梭阀组8的进油口连通;先导压力传感器6设于梭阀组8的出油口,先导压力传感器6用于根据先导压力传感器6的测量信号调节电机5的转速。

本实施例中,电机5的输出轴通过法兰连接于液压泵2的动力轴,上述装载机上设有整车控制器12,先导压力传感器6电连接于整车控制器12,整车控制器12和电机5控制器通过CAN总线通讯连接。先导压力传感器6将先导压力转换为对应的电信号并发送给整车控制器12,通过逻辑运算计算出对应的电机转速,并根据计算出的电机转速发送控制指令给电机5控制器,以调节电机转速至计算出的电机转速。

需要说明的是,上述先导手柄1为正比例减压阀,可以调节多个液控多路阀3的先导油压,先导手柄1的摆角与其输出油口的油压大小成正比例变化。上述电机转速与先导压力传感器6测量的压力成正比例变化,可以事先通过多次重复试验得到电机转速与先导压力传感器6测量的压力之间的函数关系并嵌入整车控制器12内。

本实施例提供的液压系统,通过梭阀组8获取先导手柄1的多个输出油口中的高压油,并通过先导压力传感器6检测梭阀组8的出油口的压力,根据通过先导压力传感器6的测量信号调节电机5的转速,以使液压泵2的输出流量对应变化,实现液压泵2输出流量的无级调节,使液压系统的输出流量与需求流量匹配,减少了液压系统的功率损失;而且取消了传统的挡位调速开关,驾驶员无需反复地操作挡位调速开关;通过增设梭阀组8以减少先导压力传感器6的个数,不仅降低了成本,而且可以减少整车控制器12的逻辑运算。

于其他实施例中,还可以在每个输出油口均设置一个先导压力传感器6,控制器根据每个先导压力传感器6的测量信号取出压力最大值,再根据压力最大值计算电机转速,控制电机按照计算出的电机转速工作。但采用此方法会增大液压系统的成本,而且会增加整车控制器12的运算逻辑。

本实施例提供的压油系统根据各个输出油口的最大压力值,调节电机5的转速,以使液压泵2的输出流量满足最大压力值所在的输出油口对应的液控多路阀3对流量的需求,从而调节对应的工作油缸4的转速。

进一步地,上述液压系统还包括负载压力传感器7,负载压力传感器7设于液压泵2的出油口。通过负载压力传感器7实时监测工作油路上的压力,便于根据工作油路上的压力实时调节电机5的转速。

进一步地,为了避免负载压力变化对液压泵2造成损伤,本实施例在工作油路上设置第一单向阀,负载压力传感器7设于第一单向阀的下游。

进一步地,工作油缸4通过回油管路与液压油箱13连通,液控多路阀3设于回油管路上,回油管路上设有过滤器9和油冷器10,以对回液压油箱13的液压油进行过滤和冷却。优选地,油冷器10位于过滤器9的上游。

为了避免过滤器9堵塞,而造成上述液压系统无法正常工作,回油管路上设有与过滤器9并联的第二单向阀11。在过滤器9未被堵塞时,回油管路内的液压油通过过滤器9回油箱;在过滤器9被堵塞时,回油管路内的油压增大,第二单向阀11打开,以使回油管路内的液压油通过第二单向阀11回油箱。

图2是本实施例提供的液压系统的控制方法的流程图,如图2所示,本实施例还提供了一种上述液压系统的控制方法,根据压力传感器的测量信号计算对应的电机转速,并控制电机5按照计算出的电机转速工作。

若工作油路中的压力大于设定压力,则将电机5的转速调节至预设转速,预设转速小于设定压力对应的转速。通过对工作油路中的压力进行实时监控,以便于在工作油路中的压力大于设定压力时,使根据先导手柄1调节电机转速的方法失效,整车控制器12通过电机控制器对电机5的转速进行越权控制,调节电机5的转速至预设转速,以减少液压系统的高压溢流损失。优选地,上述预设转速为装载机怠速状态下的转速。

在工作油路中的压力小于等于设定压力时,若液压泵2的输出功率大于设定功率,则根据设定功率和工作油路中的压力计算电机转速,控制电机5按照计算出的电机转速工作。其中,液压泵的输出功率=工作油路中的压力×电机的当前转速。

液压泵2的输出功率大于设定功率时,此时根据先导手柄1调节电机转速的方法失效,整车控制器12通过电机控制器对电机5的转速进行越权控制,根据负载压力和设定功率调节电机5的转速,保持负载压力和转速的乘积为设定功率,实现液压系统的恒功率控制,提高了电机5的输出效率,使电机5工作在高效区,防止电机5过载使用,延长了电机5的使用寿命,减小了液压系统的功率损失。

在工作油路中的压力小于等于设定压力时,若液压泵2的输出功率小于等于设定功率,则根据先导压力传感器6的测量信号调节电机5的转速。

采用本实施例提供的液压系统的控制方法,可以实现根据工作油路中的压力调节电机转速的方法优先于根据液压泵2的输出功率调节电机转速的方法,根据液压泵2的输出功率调节电机转速的方法优先于根据先导手柄1调节电机转速的方法。

下面结合图2对上述液压系统的控制方法进行简要说明。

步骤S1、根据先导压力传感器6的测量信号计算对应的电机转速,并控制电机5按照计算出的电机转速工作;

步骤S2、判断工作油路中的压力是否大于设定压力,若是,则将电机转速调节至预设转速,之后返回步骤S2;若否,则执行步骤S3;

步骤S3、判断液压泵2的输出功率是否大于设定功率,若是,则根据设定功率和工作油路中的压力计算电机转速,控制电机5按照计算出的电机转速工作,之后返回步骤S3;若否,则返回步骤S1。

根据上述液压系统的控制方法的流程图可以看出,只有在液压泵2的输出功率不大于设定功率且工作油路中的压力不大于设定压力时,才会根据先导压力传感器6的测量信号计算对应的电机转速,并控制电机5按照计算出的电机转速工作。即根据液压泵2的输出功率控制电机转速的方式和根据工作油路中的压力调节电机转速的方式均优先于先导手柄1控制电机转速的方式。

只有在工作油路中的压力不大于设定压力时,才会判断是否需要根据液压泵2的输出功率调节电机转速,即根据液压泵2的输出功率控制电机转速的方式优先于先导手柄1控制电机转速的方式。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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