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一种基于变压差主动控制的二通调速阀


技术摘要:
本发明提供了一种基于变压差主动控制的新型二通调速阀,增加了液压马达‑发电机能量回收单元作为二通调速阀中节流阀口的压力补偿器。通过传感器得到节流阀的进出口压差Δp1(Δp1=p1‑p2),比较当前阀口压差与目标控制压差,得到电机控制信号,当Δp1大于目标控制压差  全部
背景技术:
液压传动因具有功率密度大、易实现直线运动等优点被广泛应用于各大工业领 域,但其最大不足之处就是效率低下。以阀控液压挖掘机为例,据研究报告,液压挖掘机的 能量利用率大约只有20%,其中液压系统的效率大约为30%,因此液压系统的节能技术研 究显得至关重要。 液压系统的种类较多,但不同液压系统的能耗基本都体现在节流损耗和溢流损 耗。其中节流损耗主要分为进口节流损耗、出口节流损耗、旁路节流损耗和联动节流损耗。 不同类型的液压系统具有不同类型的节流损耗。由于容积调速系统在操控性难以匹配阀控 节流调速系统,而阀控节流技术主要通过流量匹配在一定程度上降低节流损耗,但其阀口 的最小流量为保证执行器速度所需要的最小流量,同时很难始终保证节流阀口的压差仅为 保证操控性所需要的最小工作压差。尤其在单泵多执行器系统中,经常存在单泵同时给多 执行器供油的情况,液压泵压力由负载压力最大的执行器决定,而对于其它负载压力较小 的执行器来说,将会产生额外的节流损耗。此外,在有些场合,工程机械中机械臂自身的重 量超过了负载的重量,在机械臂下放时会释放出大量的能量。负值负载的存在使系统易产 生超速情况,目前最常用的方法是在回油侧安装单向节流阀,把负值负载所提供的机械能 转化为节流损耗,消耗在节流阀口上,不仅浪费了能量,还会导致系统发热和元件寿命的降 低。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种基于变压差 主动控制的二通调速阀,其能实现二通调速阀中节流阀口两端变压差主动控制,有效解决 导致液压系统效率低下的节流损耗,将传统损耗在节流阀口的液压能转化为电能储存利 用,提高了液压系统效率。 为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案: 一种基于变压差主动控制的新型二通调速阀,包括第一压力传感器、第二压力传 感器、液压马达、节流阀、电机控制器、发电机; 所述液压马达出油口与节流阀进油口连接;所述第一压力传感器与节流阀的出油 口连接;第二压力传感器与节流阀的进油口连接;电机控制器的转矩输入端与发电机连接; 通过第一压力传感器与节流阀得到节流阀的进出口压差Δp1,比较进出口压差Δ p1与目标控制压差;当Δp1大于目标控制压差时,电机控制器调节发电机的转矩增大,增大 液压马达进出口压差Δp2;当Δp1小于目标控制压差时,电机控制器调节发电机的转矩减 小,从而减小液压马达进出口压差Δp2。 3 CN 111577682 A 说 明 书 2/3 页 在一较佳实施例中:还包括有液压泵、溢流阀、换向阀、节流阀、执行器、蓄电池; 该液压泵出油口与溢流阀进油口连接;溢流阀出油口与油箱连接;液压泵出油口 与换向阀进油口p连接;换向阀的回油口T与油箱连接;换向阀的出油口A与液压马达进油口 连接;节流阀出油口与执行器进油口连接;执行器出油口与换向阀的出油口B连接;蓄电池 与电机控制器的电流输出端连接。 在一较佳实施例中:所述发电机和液压马达同轴连接。 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案 可知: 增加了液压马达-发电机能量回收单元作为二通调速阀中节流阀口的压力补偿 器。通过传感器得到节流阀的进出口压差Δp1(Δp1=p1-p2),比较当前阀口压差与目标控 制压差,得到电机控制信号,当Δp1大于目标控制压差时,电机控制器调节发电机的转矩增 大,从而增大液压马达进出口压差Δp2(Δp2=pp-p1),即降低了液压马达出口压力p1,此 时,二通调速阀节流阀口两端压差Δp1降低,稳定在目标压差附近。当Δp1小于目标控制压 差时,电机控制器调节发电机的转矩减小,从而减小液压马达进出口压差Δp2(Δp2=pp- p1),即升高了液压马达出口压力p1,此时,流量阀节流阀口两端压差Δp1变大,并稳定在目 标压差附近。 通过调节发电机机的转矩或转速控制节流阀的阀口压差仅为一个保证工作特性 所需的较小压差,实现节流阀口两端变压差主动控制,执行器的流量控制方式仍然为节流 控制,但二通调速阀中的节流阀口压差由节流控制变成容积控制,同时多余压差损耗能量 则通过能量回收单元回收。本发明不仅能够起到定差减压阀中稳定压差的作用,而且能够 实现阀口节流损耗的回收与转化,解决了传统消耗在定差减压阀阀口的节流损耗问题,提 高了液压系统效率。 附图说明 图1是本发明之较佳实施例的结构原理图; 附图标识说明: 1、液压泵            2、溢流阀 3、第一换向阀                 4、液压马达 5、节流阀                     6、第一执行器 7、第一压力传感器             8、第二压力传感器 9、蓄电池                     10、电机控制器 11、发电机                    12、第二换向阀 13、新型二通调速阀            14、第二执行器
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