負載敏感系統、負載敏感控制方法及起重機的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種負載敏感系統、負載敏感控制方法及起重機，其中，負載敏感系統包括泵和至少一個主閥，還包括控制器、第一檢測裝置和第二檢測裝置，所述第一檢測裝置設于所述主閥的閥前管路，用于測量所述主閥的閥前壓力，所述第二檢測裝置設于所述主閥的閥后管路，用于測量所述主閥的閥后壓力，所述第一檢測裝置和所述第二檢測裝置均連接所述控制器，所述控制器能夠根據接收到的閥前壓力和閥后壓力調節所述泵的排量。本發明通過實時檢測主閥前后的壓力變化，將變化值傳輸到控制器，控制器根據當前工況，調節泵的排量，解決了由于管路的長短以及通徑大小出現的壓力損失、壓力波動、壓力反饋延遲等問題，能夠真實反饋負載壓力，提高系統的可靠性。
【專利說明】
負載敏感系統、負載敏感控制方法及起重機
技術領域
[0001 ]本發明涉及工程機械領域，尤其涉及一種負載敏感系統、負載敏感控制方法及起重機。
【背景技術】
[0002]負載敏感技術在中小噸位起重機上應用的比較廣泛，主要原因在于其具有良好的節能性，液壓栗能夠根據系統需求提供相應的流量，系統所需流量不受負載壓力的影響。然而隨著輪式起重機液壓系統技術的快速發展，以及用戶需求的不斷提高，輪式起重機液壓系統的節能性、適應工況的復雜性受到的關注越來越多，特別是在全球能源短缺的今天節能性問題顯得更為突出。
[0003]LS液壓系統(閥前補償負載敏感系統)是液壓技術人員針對節能性問題提出的一款節能液壓系統，該系統在起重機上得到了成功的應用，大大提升了起重機液壓系統的節能性。雖然LS液壓系統能大幅度提升液壓系統的節能性，但是也存在著以下缺陷。
[0004]1)LS液壓系統采用負載敏感栗，即主閥閥前和閥后的壓力分別作用到負載敏感栗的壓差控制閥上，根據壓差的變化來自動改變負載敏感栗的排量，由于LS液壓系統的閥后壓力通過管路反饋至栗，而在實際使用過程中，管路的長短以及通徑大小都將會對反饋壓力有影響，若選擇不合適，則會出現壓力損失、壓力波動、壓力反饋延遲等問題，影響負載壓力的真實反饋，影響系統的可靠性。
[0005]2 )LS液壓系統通過彈簧來設定壓差值，壓差值為固定壓差，調速性能較差，很難實現流量的全方位調節。當主閥處于中位時，即系統待機時，系統壓力始終保持該壓差值，將增加系統的油耗。
[0006]3)當起重機需要進行復合動作時，如果液壓系統所需求的總流量大于油栗能提供的最大流量時，則LS液壓系統的壓力補償器就會失去壓力補償作用，不能實現系統的復合動作或會出現一個動作快一個動作慢的情況。
[0007]現有技術中的LUDV液壓系統也存在上述第一條缺陷和第二條缺陷。
[0008]下面對本發明中涉及到的技術術語進行解釋。
[0009]復合動作:起重機的主動作伸縮、變幅、主卷、副卷等，操作兩個及以上的動作稱為復合動作。
[0010]流量飽和:起重機液壓系統中，特別是復合動作時，常出現負載需求流量大于栗的供油量，即為流量飽和。
[0011]LS液壓系統:為閥前補償負載敏感系統，通過設在主閥芯前的壓力補償器來實現調速的作用，不能實現飽和流量的按需分配，即當出現流量飽和時，負載大的壓力補償器不起作用，主閥的閥前和閥后壓差變小，負載小的壓力補償器有動作，負載大的壓力補償器動作慢或無動作。
[0012]LUDV液壓系統:為閥后補償負載敏感系統，通過設在主閥芯后的壓力補償器來實現調速的作用，系統流量出現飽和時，壓力補償器的壓差調節不會失效，主閥芯前后的壓差保證一致，系統將按比例把液壓栗提供的流量分配給各執行元件。
【發明內容】
[0013]本發明的目的是提出一種負載敏感系統、負載敏感控制方法及起重機，能夠真實反饋負載壓力，提高系統的可靠性。
[0014]為實現上述目的，本發明提供了一種負載敏感系統，其包括栗和至少一個主閥，還包括控制器、第一檢測裝置和第二檢測裝置，所述第一檢測裝置設于所述主閥的閥前管路，用于測量所述主閥的閥前壓力，所述第二檢測裝置設于所述主閥的閥后管路，用于測量所述主閥的閥后壓力，所述第一檢測裝置和所述第二檢測裝置均連接所述控制器，所述控制器能夠根據接收到的閥前壓力和閥后壓力調節所述栗的排量。
[0015]在一優選或可選實施例中，所述栗包括電控變量栗，所述電控變量栗連接變量電磁閥，所述變量電磁閥連接所述控制器，所述控制器發出信號給所述變量電磁閥，所述變量電磁閥用于調節所述電控變量栗的排量。
[0016]在一優選或可選實施例中，所述主閥連接兩個第一電比例減壓閥，兩個所述第一電比例減壓閥用于控制所述主閥的換向。
[0017]在一優選或可選實施例中，所述負載敏感系統還包括第二電比例減壓閥，所述第二電比例減壓閥連接所述控制器，所述栗排出的液壓油通過所述第二電比例減壓閥進入所述第一電比例減壓閥，所述控制器根據接收到的閥前壓力和閥后壓力控制所述第二電比例減壓閥的調定值，所述第一電比例減壓閥和所述第二電比例減壓閥相互配合調節所述主閥的開口量。
[0018]在一優選或可選實施例中，所述第二電比例減壓閥的最大調定值大于所述第一電比例減壓閥的最大調定值。
[0019]在一優選或可選實施例中，所述第二電比例減壓閥不得電時，處于最大調定值，隨著電流的增加，所述第二電比例減壓閥的調定值變小。
[0020]為實現上述目的，本發明還提供了一種基于上述任一實施例中的負載敏感系統的負載敏感控制方法，其包括以下步驟:控制器內預置有閥前壓力和閥后壓力的設定壓力差值Pl;控制器能夠根據接收到的閥前壓力和閥后壓力計算出實時壓力差值P2;
[0021]當P2低于Pl時，控制器控制栗增大排量;當P2等于或高于Pl時，控制器控制栗減小排量。
[0022]在一優選或可選實施例中，當主閥不工作，閥后壓力為零，控制器控制栗的排量處于最小值。
[0023]在一優選或可選實施例中，當P2與Pl的差值的絕對值越大，控制器控制栗的排量變化速度越大。
[0024]在一優選或可選實施例中，兩個或兩個以上第一電比例減壓閥得電，即判斷為復合動作，此時若檢測到栗的排量已經處于最大排量，即進行復合動作控制:
[0025]當P2低于Pl，控制器控制降低第二電比例減壓閥的調定值，當P2高于或等于Pl，則系統不存在流量飽和的情況，不對第二電比例減壓閥進行調節。
[0026]在一優選或可選實施例中，當P2低于Pl，P1與P2的差值越大，控制器控制降低第二電比例減壓閥的調定值的速度就越大。
[0027]在一優選或可選實施例中，當發動機轉速變化時，控制器內預置的閥前壓力和閥后壓力的設定壓力差值Pl也隨之改變。
[0028]為實現上述目的，本發明還提供了一種起重機，其包括上述任一實施例中的負載敏感系統。
[0029]基于上述技術方案，本發明至少具有以下有益效果:
[0030]本發明提供的負載敏感系統利用電氣控制與液壓負載敏感系統結合，利用第一檢測裝置和第二檢測裝置實時檢測主閥的前后的壓力變化，將變化值傳輸到控制器，控制器根據當前工況，調節栗的排量，解決了由于管路的長短以及通徑大小出現的壓力損失、壓力波動、壓力反饋延遲等問題，能夠真實反饋負載壓力，提高系統的可靠性。
【附圖說明】
[0031]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0032]圖1為本發明提供的負載敏感系統的示意圖。
[0033]附圖中標號:
[0034]1-栗；11-電控變量栗；12-變量電磁閥；
[0035]2-主閥；3-控制器;4-第一檢測裝置;5-第二檢測裝置;6_第一電比例減壓閥；7_第二電比例減壓閥；
[0036]8-溢流閥；9-壓力補償器;10-二次溢流閥。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0038]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0039]如圖1所示，為本發明提供的負載敏感系統的示意性實施例，該負載敏感系統可以采用本發明提供的實施例設置形成，也可以通過對LS液壓系統(閥前補償負載敏感系統)和LUDV液壓系統(閥后補償負載敏感系統)改造形成。
[0040]如圖1所示，本發明提供的負載敏感系統包括栗I和至少一個主閥2，多個主閥2并聯連接，栗I提供液壓油給各個主閥2，主閥2的回油口連接至油箱。主閥2可以采用換向閥，換向閥具有多個工作位，例如:可以為三位換向閥，具有三個工作位。
[0041]本發明提供的負載敏感系統還包括控制器3、第一檢測裝置4和第二檢測裝置5。第一檢測裝置4設于主閥2的閥前管路，用于測量主閥2的閥前壓力，栗I連接至閥前管路，閥前管路通過多個進油支路并聯連接各個主閥2，栗I的出口壓力在閥前管路上能夠測量獲得。第二檢測裝置5設于主閥2的閥后管路，用于測量主閥2的閥后壓力，各個主閥2的負載壓力反饋口通過壓力反饋支路連接至閥后管路，即主閥2的負載壓力通過負載壓力反饋口和壓力反饋支路反饋到閥后管路。第一檢測裝置4和第二檢測裝置5均連接控制器3，控制器3能夠根據接收到的第一檢測裝置4和第二檢測裝置5傳送的閥前壓力和閥后壓力調節栗I的排量。解決了由于管路的長短以及通徑大小出現的壓力損失、壓力波動、壓力反饋延遲等問題，能夠真實反饋負載壓力，提高系統的可靠性。
[0042]上述實施例中的第一檢測裝置4和第二檢測裝置5可以采用壓力傳感器。
[0043]本發明提供的負載敏感系統利用電氣控制與液壓負載敏感系統結合，利用第一檢測裝置4和第二檢測裝置5實時檢測主閥2前后的壓力變化，將變化值傳輸到控制器3，控制器3根據當前工況，計算是否需要進行相關元件變量的調節，從而實現液壓系統的節能、復合動作、適應復雜工況等功能。
[0044]采用本發明提供的負載敏感系統，能夠有效提高起重機液壓系統的節能性、復合動作性能、適應工況的復雜性等。
[0045]本發明提供的負載敏感系統取消了負載反饋壓力通過管路傳遞至栗I的方式，本發明提供的負載敏感系統中的栗I可以采用電控變量栗11，通過電控變量栗11為系統提供油源，電控變量栗11可以連接變量電磁閥12，變量電磁閥12連接控制器3，控制器3發出信號給變量電磁閥12，電控變量栗11的排量變化能夠通過變量電磁閥12控制調節。
[0046]本發明提供的負載敏感系統中，主閥2可以連接兩個第一電比例減壓閥6，兩個第一電比例減壓閥6用于控制主閥2的換向，以使主閥2處于不同的工作位。當兩個第一電比例減壓閥6不得電的情況下，主閥2處于中位，為卸荷狀態。
[0047]本發明提供的負載敏感系統還可以包括第二電比例減壓閥7，第二電比例減壓閥7連接控制器3，栗I排出的液壓油通過第二電比例減壓閥7進入第一電比例減壓閥6，控制器3根據接收到的閥前壓力和閥后壓力控制第二電比例減壓閥7的調定值，第二電比例減壓閥7能夠將油路的油壓調節至適合第一電比例減壓閥6工作的油壓，來給第一電比例減壓閥6供油，通過第一電比例減壓閥6將油壓進一步轉化，再作用到主閥2。本發明通過第一電比例減壓閥6和第二電比例減壓閥7的相互配合，能夠調節主閥2的開口量，提高復合動作時的效果，解決了飽和流量分配問題。
[0048]上述實施例中，第二電比例減壓閥7的最大調定值可以大于第一電比例減壓閥6的最大調定值。
[0049]第二電比例減壓閥7不得電時，處于最大調定值，保證了電比例減壓閥失效的情況下，不會影響系統的主動作。隨著電流的增加，第二電比例減壓閥7的調定值變小。
[0050]基于上述各個實施例中提供的負載敏感系統，本發明還提供了一種負載敏感控制方法，在該負載敏感控制方法中，控制器3內預置有閥前壓力和閥后壓力的設定壓力差值Pl;控制器3接收第一檢測裝置4發送的閥前壓力和第二檢測裝置5發送的閥后壓力，并能夠根據接收到的閥前壓力和閥后壓力計算出實時壓力差值P2;控制器3將計算得到的P2與其內預置的Pl進行比較:
[0051]當P2低于Pl時，控制器3控制電控變量栗11增大排量；當P2等于或高于Pl時，控制器3控制電控變量栗11減小排量。
[0052]本發明通過增加主閥2的閥前壓力檢測和閥后壓力檢測，并將檢測的結果輸入至控制器3，通過控制器3計算出P2，并將P2與Pl進行對比計算，并將結果輸出給變量電磁閥12，通過變量電磁閥12來控制電控變量栗11的排量變化。進一步地，當P2與PI的差值的絕對值越大，控制器3控制電控變量栗11的排量變化速度越大。
[0053]在上述負載敏感控制方法中，當主閥2不工作，閥后壓力為零，即閥后無壓力時，此時控制器3控制電控變量栗11的變量電磁閥12，使電控變量栗11的排量處于最小值，以降低待機時的油耗。
[0054]在上述負載敏感控制方法中，可以通過檢測設備檢測第一電比例減壓閥6，并將檢測信號發送給控制器3，當控制器3判斷有兩個或兩個以上第一電比例減壓閥6得電時，進一步判斷為復合動作，此時若檢測到電控變量栗11的排量已經處于最大排量，即進行復合動作控制，如下。
[0055]控制器3將計算得到的P2與其內預置的Pl進行比較，當P2低于Pl，控制器3控制降低第二電比例減壓閥7的調定值，當P2高于或等于Pl，則系統不存在流量飽和的情況，不對第二電比例減壓閥7進行調節。
[0056]進一步地，當P2低于Pl，P1與P2的差值越大，則控制器3控制降低第二電比例減壓閥7的調定值的速度就越大。
[0057]上述各個負載敏感控制方法的實施例中，當發動機轉速變化時，控制器3內預置的閥前壓力和閥后壓力的設定壓力差值Pl也隨之改變，提高了系統的調速性能。控制器3可以電連接發動機的轉速檢測裝置，并根據發動機的轉速檢測裝置傳送的轉速變化信號，使其內預置的壓力差值Pl隨之改變。
[0058]本發明提供的負載敏感控制方法，改變了傳統負載敏感系統的流量控制方式并增加了復合動作控制，提高了液壓系統的控制精度并改善了復合動作性能。
[0059]本發明提供的附圖1中僅顯示了兩個并聯的主閥2和與之配合的壓力補償器9、二次溢流閥10等，實際起重機液壓系統包含多個動作，相應的可以具有兩個以上并聯的主閥2和與之相配合的壓力補償器、二次溢流閥、單向閥等，以實現多個復合動作的控制。附圖1顯示的負載敏感系統中還包括多個溢流閥8的設置等。
[0060]本發明還提供了一種起重機，其包括上述任一實施例中的負載敏感系統。
[0061]本發明提供的負載敏感系統取消了傳統負載敏感系統管路對負載反饋壓力的影響，通過壓力檢測來取代通過管路進行反饋壓力傳遞的方式，提高了負載敏感系統響應精度;采用電比例減壓閥進行主閥2控制壓力的二次調節，解決了飽和流量分配問題，提高了復合動作性能;智能化控制，方便調節控制。
[0062]在本發明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對上述零部件進行區別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0063]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換;而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
【主權項】
1.一種負載敏感系統，包括栗(I)和至少一個主閥(2)，其特征在于:還包括控制器(3)、第一檢測裝置(4)和第二檢測裝置(5)，所述第一檢測裝置(4)設于所述主閥(2)的閥前管路，用于測量所述主閥(2)的閥前壓力，所述第二檢測裝置(5)設于所述主閥(2)的閥后管路，用于測量所述主閥(2)的閥后壓力，所述第一檢測裝置(4)和所述第二檢測裝置(5)均連接所述控制器(3)，所述控制器(3)能夠根據接收到的閥前壓力和閥后壓力調節所述栗(I)的排量。2.如權利要求1所述的負載敏感系統，其特征在于:所述栗(I)包括電控變量栗(11)，所述電控變量栗(11)連接變量電磁閥(12)，所述變量電磁閥(12)連接所述控制器(3)，所述控制器(3)發出信號給所述變量電磁閥(12)，所述變量電磁閥(12)用于調節所述電控變量栗(11)的排量。3.如權利要求1所述的負載敏感系統，其特征在于:所述主閥(2)連接兩個第一電比例減壓閥(6)，兩個所述第一電比例減壓閥(6)用于控制所述主閥(2)的換向。4.如權利要求3所述的負載敏感系統，其特征在于:所述負載敏感系統還包括第二電比例減壓閥(7)，所述第二電比例減壓閥(7)連接所述控制器(3)，所述栗(I)排出的液壓油通過所述第二電比例減壓閥(7)進入所述第一電比例減壓閥(6)，所述控制器(3)根據接收到的閥前壓力和閥后壓力控制所述第二電比例減壓閥(7)的調定值，所述第一電比例減壓閥(6)和所述第二電比例減壓閥(7)相互配合調節所述主閥(2)的開口量。5.如權利要求4所述的負載敏感系統，其特征在于:所述第二電比例減壓閥(7)的最大調定值大于所述第一電比例減壓閥(6)的最大調定值。6.如權利要求4所述的負載敏感系統，其特征在于:所述第二電比例減壓閥(7)不得電時，處于最大調定值，隨著電流的增加，所述第二電比例減壓閥(7)的調定值變小。7.—種基于權利要求1所述的負載敏感系統的負載敏感控制方法，其特征在于:控制器(3)內預置有閥前壓力和閥后壓力的設定壓力差值Pl;控制器(3)能夠根據接收到的閥前壓力和閥后壓力計算出實時壓力差值P2; 當P2低于Pl時，控制器(3)控制栗(I)增大排量；當P2等于或高于Pl時，控制器(3)控制栗(I)減小排量。8.如權利要求7所述的負載敏感控制方法，其特征在于:當主閥(2)不工作，閥后壓力為零，控制器(3)控制栗(I)的排量處于最小值。9.如權利要求7所述的負載敏感控制方法，其特征在于:當P2與Pl的差值的絕對值越大，控制器(3)控制栗(I)的排量變化速度越大。10.如權利要求7所述的負載敏感控制方法，其特征在于:兩個或兩個以上第一電比例減壓閥(6)得電，即判斷為復合動作，此時若檢測到栗(I)的排量已經處于最大排量，即進行復合動作控制: 當P2低于Pl，控制器⑶控制降低第二電比例減壓閥(7)的調定值，當P2高于或等于Pl，則系統不存在流量飽和的情況，不對第二電比例減壓閥(7)進行調節。11.如權利要求10所述的負載敏感控制方法，其特征在于:當P2低于Pl，P1與P2的差值越大，控制器(3)控制降低第二電比例減壓閥(7)的調定值的速度就越大。12.如權利要求7所述的負載敏感控制方法，其特征在于:當發動機轉速變化時，控制器(3)內預置的閥前壓力和閥后壓力的設定壓力差值Pl也隨之改變。13.—種起重機，其特征在于:包括如權利要求1?6任一項所述的負載敏感系統。
【文檔編號】B66C13/20GK106081914SQ201610692572
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月19日 公開號201610692572.X, CN 106081914 A, CN 106081914A, CN 201610692572, CN-A-106081914, CN106081914 A, CN106081914A, CN201610692572, CN201610692572.X
【發明人】胡小東, 李超, 杜建西, 尹洪天
【申請人】徐州重型機械有限公司