[发明专利]一种基于转速反馈的比例调速液压系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种基于转速反馈的比例调速液压系统。

背景技术

现有工程机械行业采用的比例调速液压系统主要依靠分流阀设定主阀前后的压差ΔP恒定不变，然后通过调整主阀阀杆的开口大小来实现系统的调速性能。这种液压系统主阀前后的压差ΔP大小恒定不变，液压系统的调速性能主要由系统的流量和主阀口的开口大小来决定。

如图1所示，为现有技术中分流阀的控制原理图，由液压泵a1提供的液压油通过主阀口a2给负载a4供油，分流阀a3并联在主油路上。该分流阀a3应用于比例调速液压系统的结构示意图参见图2，该系统主要采用液压泵a1并联溢流式调节方式，其中的分流阀a3用于保证主阀口a2前后的压差恒定，该系统主要依靠控制主阀口a2的开口面积来调节系统的流量，从而实现系统的调速性能。

该系统的调速性能受发动机转速的影响较大，由于主阀口前后的压差主要由分流阀弹簧腔的设定压力决定，所以该液压系统的调速性能主要由主阀口的开口大小决定。根据油液流经节流口的面积公式可知，在C₁、ΔP恒定不变的情况下，流经系统的流量主要由主阀口的开口面积决定，而主阀口的开口面积主要是由阀杆的位移量决定，在一定范围内阀杆的位移量越大，主阀口的开口面积也就越大。因此，主阀口前后压差恒定时，在低速小流量的情况下，主阀口开口面积较小时即可满足泵排出的流量要求，调速性能较差；在大流量的情况下，主阀口开口面积较大时即可满足泵排出的流量要求，调速性能较好。

在现有液压系统中，ΔP的设定值决定了系统的调速性能。在系统的ΔP设定值较小时，发动机在低速工况下，系统通过较小流量的情况下，主阀阀杆可以通过增大节流口的面积来保证系统所通过的流量，系统调速性能较好；但发动机在高速工况下，系统通过较大流量的情况下，主阀阀杆并不能通过无限制的增加面积来保证系统通过的流量，这样势必造成系统压力的增高，影响系统的稳定性，降低系统的效率；反之，在系统的ΔP设定值较大时，发动机在低速工况下，主阀阀杆在很小开口时即可满足系统流量的要求，开口的可调范围较小，系统的调速性能较差；发动机在高速工况下，系统通过的流量较大，主阀阀杆通过全开口可满足系统所需流量的要求，系统的调速性能好。

综上所述，现有技术中的比例调速液压系统存在的问题主要是：

(1)调速性能一致性差：现有系统的压差ΔP恒定不变，主阀阀杆的过流面积不随系统流量的变化而变化，系统的调速区间只与系统的流量有关，因此系统的调速区间在发动机低速和高速下有较大的差别，其调速性能受发动机转速的影响较大，无法保证调速性能的一致性。

(2)能量损失大：现有系统发动机处于待命状态时，系统仍有一定的压力，且系统所有的流量均从分流阀节流口流回油箱，该工况下发动机仍有一定的功率输出，系统的能量损失较大。

(3)系统产热量高：现有系统在发动机待命工况下，系统的流量通过分流阀节流口流回油箱会产生一定的热量，造成系统的热平衡温度过高，对液压元件的性能和使用寿命均产生一定的影响。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于转速反馈的比例调速液压系统，能够获得更好的调速性能，提供改善系统调速性能的条件。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于转速反馈的比例调速液压系统，包括分流阀、油箱、主油泵、先导泵和用于对执行元件进行换向的液控换向比例阀，其中所述分流阀包括阀体，所述阀体上设置有进油口、出油口、控制口和负载反馈口，所述控制口接收外部控制信号，并随所述外部控制信号的变化而变化，所述进油口与所述主油泵的出口连通，所述出油口与所述油箱连通，所述控制口与所述先导泵的出口连通，所述负载反馈口与所述液控换向比例阀的一个工作油口连通，所述主油泵和所述先导泵通过同一个输出轴输出动力，以使所述先导泵反映为所述主油泵和所述先导泵提供动力的发动机转速的变化。