CN106542448A - 一种液压闭式系统、液压闭式行走及卷扬系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开的一种液压闭式系统，包括：液压泵；液压马达，所述液压泵的出油口通过第一管路与所述液压马达的进油口连通，所述液压马达的出油口通过第二管路与所述液压泵的进油口连通；第三管路，所述第三管路的一端与所述第一管路连通，另一端与所述第二管路连通；节流阀，所述节流阀串联于所述第三管路上。本发明针对正常工作工况，在保持原有输出速度不变的情况下，可以减小液压泵的排量，从而来降低发动机使用功率，实现节省能耗。针对液压泵倒拖工况，可以打开节流阀使其保持一定开度，同时调整液压泵的排量变化，使液压马达输出速度不降低的情况下，减少超速“飞车”现象。本发明还公开了一种液压闭式行走系统及液压闭式卷扬系统。

Description

一种液压闭式系统、液压闭式行走及卷扬系统

技术领域

本发明涉及静液压驱动技术领域，更具体地说，涉及一种液压闭式系统、液压闭式行走及卷扬系统。

背景技术

静液压驱动为由液压泵和液压马达组成闭式回路的液压闭式系统。液压泵吸收发动机的功率将其转化成液压能，液压马达将液压能转化成动能并通过变速装置带动车辆或履带运转的行走传动解决方案。

静液压驱动具有结构简单、噪音低、起动扭矩大、可靠性高和操作舒适性高等绝对优势，其主要应用于移动机械领域(工程机械、农业机械、市政机械和某些特种车辆等)。

如图1和图2所示，液压泵102由发动机101驱动旋转，液压马达103为执行机构，可以带动减速机连接履带或者轮胎行走机构实现车辆的前进和后退，见图1；或者可以带动减速机连接卷扬机构实现重物的起升和下放，见图2。

控制器104用于控制液压泵102的排量由0到正最大变化时，带动液压马达103的由0到正最大速度旋转；液压泵102的排量由0到负最大变化时，带动液压马达103由0到负最大速度旋转。

现有技术中的液压闭式系统存在以下技术问题：

针对液压马达103为执行机构，可以带动减速机连接履带或者轮胎行走机构的方案，正常行走工况时(即正常工作工况)，液压闭式系统的执行机构全速工作，液压泵102必须处于最大排量，此时发动机101处于最大功率状态，整机系统耗能较大；

重载下坡工况(即液压泵倒拖工况)，液压闭式系统的执行机构重载工作。此时液压泵102为液压马达103的工况，并处于最大排量工作，提供的驱动扭矩会最大，如果此时的液压泵102的扭矩超过了发动机101的最大摩擦阻力矩，会造成发动机101转速超速飞车，车辆下坡行驶速度不可控。

因此，如何在目标速度不降低的前提下，降低发动机工作功率，节省能耗，下坡时避免发动机转速超速飞车，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液压闭式系统，以在目标速度不降低的前提下，降低发动机工作功率，节省能耗，下坡时避免发动机转速超速飞车；

本发明的另一目的在于提供一种液压闭式行走系统及液压闭式卷扬系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液压闭式系统，包括：

液压泵；

液压马达，所述液压泵的出油口通过第一管路与所述液压马达的进油口连通，所述液压马达的出油口通过第二管路与所述液压泵的进油口连通；

第三管路，所述第三管路的一端与所述第一管路连通，另一端与所述第二管路连通；

节流阀，所述节流阀串联于所述第三管路上。

优选地，在上述液压闭式系统中，所述节流阀为电比例节流阀。

优选地，在上述液压闭式系统中，还包括用于控制所述节流阀的通流面积大小的控制器。

优选地，在上述液压闭式系统中，还包括：

用于检测所述节流阀一侧压力的第一压力传感器；

用于检测节流阀另一侧压力的第二压力传感器；

所述控制器根据小孔流量公式控制所述节流阀的通流面积大小以调节通过所述节流阀的流量Q，其中，K为常数、A为所述节流阀的通流面积，ΔP为所述节流阀两侧的压力差。

优选地，在上述液压闭式系统中，在处于正常工作工况时，所述控制器还用于控制减小所述液压泵的排量。

优选地，在上述液压闭式系统中，在处于液压泵倒拖工况时，所述控制器还用于根据发动机的转速增加的变化量控制减小所述液压泵的排量。

一种液压闭式行走系统，包括液压闭式系统，所述液压闭式系统为如上任一项所述的液压闭式系统。

优选地，在上述液压闭式行走系统中，所述液压马达的输出轴与减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与轮胎或行走履带连接。

一种液压闭式卷扬系统，包括液压闭式系统，所述液压闭式系统为如上任一项所述的液压闭式系统。

优选地，在上述液压闭式卷扬系统中，所述液压马达的输出轴通过减速器与卷扬机连接。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的液压闭式系统，在连通液压马达高低压侧的第三管路上串联有节流阀，针对正常工作工况时，如果保持液压泵以最大排量工作，通过打开节流阀使其保持一定开度，使得液压马达的出油口流出的液压油通过第三管路直接流回液压马达的进油口，即利用液压马达再生流量，额外增加了液压马达的速度；如果在保持原有输出速度不变的情况下，可以减小液压泵的排量，降低现有液压泵的使用功率，从而来降低发动机使用功率，实现节省能耗。针对液压泵倒拖工况时，可以打开节流阀使其保持一定开度，使得液压马达的出油口流出的液压油通过第三管路直接流回液压马达的进油口，同时调整液压泵的排量变化，时刻与发动机阻力矩相匹配，减少使用过程中的超速“飞车”现象，充分利用液压马达回油再生流量，使液压马达输出速度不降低的情况下，减少超速“飞车”现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的液压闭式行走系统的结构示意图；

图2为现有技术中的液压闭式卷扬系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的液压闭式行走系统的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的液压闭式卷扬系统的结构示意图。

其中，101为发动机，102为液压泵，103为液压马达，104为控制器；

201为发动机，202为液压泵，203为液压马达，204为控制器，205为减速器，206为轮胎或行走履带，207为第一压力传感器，208为第二压力传感器，209为节流阀，210为卷扬机。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种液压闭式系统，以在目标速度不降低的前提下，降低发动机工作功率，节省能耗，下坡时避免发动机转速超速飞车；

本发明的另一核心在于提供一种液压闭式行走系统及液压闭式卷扬系统。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图3和图4，图3为本发明实施例所提供的液压闭式行走系统的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的液压闭式卷扬系统的结构示意图。

本发明实施例公开的液压闭式系统包括液压泵202、液压马达203和节流阀209。

其中，液压泵202通过发动机101带动工作，液压泵202的出油口通过第一管路与液压马达203的进油口连通，液压马达203的出油口通过第二管路与液压泵202的进油口连通，从而形成液压闭式系统。

第三管路的一端与第一管路连通，另一端与第二管路连通，即第三管路连通液压马达203的高压侧和低压侧。节流阀209串联于第三管路上，从而调节第三管路的通流面积，在节流阀209关闭时，与传统液压闭式系统相同，在节流阀209打开时，可以产生液压马达再生流量。

本发明提供的液压闭式系统，在连通液压马达203高低压侧的第三管路上串联有节流阀209，针对正常工作工况时，如果保持液压泵202以最大排量工作，通过打开节流阀209使其保持一定开度，使得液压马达203的出油口流出的液压油通过第三管路直接流回液压马达203的进油口，即利用液压马达203再生流量，额外增加了液压马达203的速度；如果在保持原有输出速度不变的情况下，可以减小液压泵202的排量，降低现有液压泵202的使用功率，从而来降低发动机201使用功率，实现节省能耗。

针对液压泵202倒拖工况，重物势能会使液压泵202变成马达工况，此时的液压泵202会克服发动机阻力矩，严重时会使发动机201超速飞车，造成下坡行驶速度不可控，引起严重后果；目前，通过减少液压泵202的排量来减慢整车下坡速度或者重物211下降速度，牺牲了下坡行驶速度或重物211下降速度来避免产生“发动机飞车”的安全隐患。

针对液压泵202倒拖工况，可以打开节流阀209使其保持一定开度，使得液压马达203的出油口流出的液压油通过第三管路直接流回液压马达203的进油口，同时调整液压泵202的排量变化，时刻与发动机阻力矩相匹配，减少使用过程中的超速“飞车”现象，充分利用液压马达回油再生流量，使液压马达输出速度不降低的情况下，减少超速“飞车”现象。

在本发明一具体实施例中，节流阀209为电比例节流阀，电比例节流阀可实现自动控制，方便实现液压闭式系统的自动化调整。

在本发明一具体实施例中，本发明还可包括用于控制节流阀209的通流面积大小的控制器204，本领域技术人员可以根据实际的使用情况，将控制指令内置于控制器204内，以按照相应要求对节流阀209的开口大小进行控制。例如在需要增加车辆行驶速度时，可以相应的加大节流阀209的开口大小，相应地，节流阀209的开口越大，车辆行驶速度越大；节流阀209的开口越大，在保持原有输出速度不变的情况下，可以减小液压泵202的排量越大。节流阀209的开口越大，可减少液压泵202的排量越大，使得液压泵202能时刻与发动机阻力矩相匹配，减少使用过程中的超速“飞车”现象，充分利用液压马达回油再生流量，使液压马达输出速度不降低的情况下，减少超速“飞车”现象。

在本发明一具体实施例中，本发明还包括第一压力传感器207和第二压力传感器208。

第一压力传感器207用于检测节流阀209一侧的压力，第二压力传感器208用于检测节流阀209另一侧的压力。控制器204根据小孔流量公式控制节流阀209的通流面积大小(开口大小)以调节通过节流阀209的流量Q，其中，K为常数、A为节流阀209的通流面积，ΔP为节流阀209两侧的压力差，流量Q即为液压马达的回油再生流量。

在处于正常工作工况(正常行车工况)时，控制器204还用于控制减小液压泵202的排量。在控制器204控制节流阀209打开一定开度，并控制减小液压泵202的排量时，可以保证保持原有输出速度不变，或者很小的变化。经过节流阀209的流量，与减小液压泵202的排量相适应，方可保持原有输出速度不变。

由于在重载下坡工况(液压泵倒拖工况)时，液压泵202的转速较高，甚至液压泵202会拖动发动机，使得发动机转速超速飞车，为了避免发动机转速超速飞车，本发明的控制器204还用于根据发动机的转速增加的变化量控制减小液压泵202的排量，即发动机转速增加的越多，相应的需要控制液压泵202的排量减小的越多，从而防止发动机转速过高。由于减小液压泵202的转速会拉低车辆的下坡速度，为了保证车辆的下坡速度不降低或者微量降低，充分利用了液压马达回油再生流量，以补充马达的输出转速。

如图3所示，本发明实施例提供的一种液压闭式行走系统，包括如上实施例公开的液压闭式系统，因此兼具上述液压闭式系统的所有技术效果，本文在此不再赘述。液压马达203的输出轴与减速器205的输入端连接，减速器205的输出端与轮胎或行走履带206连接。

如图4所示，本发明实施例提供的一种液压闭式卷扬系统，包括如上实施例公开的液压闭式系统，因此兼具上述液压闭式系统的所有技术效果，本文在此不再赘述。液压马达203的输出轴通过减速器205与卷扬机210连接。液压闭式卷扬系统的空载起升、下放工况相当于车辆的正常行走工况；重载下放工况相当于车辆的重载下坡工况。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种液压闭式系统，其特征在于，包括：

液压泵(202)；

液压马达(203)，所述液压泵(202)的出油口通过第一管路与所述液压马达(203)的进油口连通，所述液压马达(203)的出油口通过第二管路与所述液压泵(202)的进油口连通；

第三管路，所述第三管路的一端与所述第一管路连通，另一端与所述第二管路连通；

节流阀(209)，所述节流阀(209)串联于所述第三管路上。

2.如权利要求1所述的液压闭式系统，其特征在于，所述节流阀(209)为电比例节流阀。

3.如权利要求2所述的液压闭式系统，其特征在于，还包括用于控制所述节流阀(209)的通流面积大小的控制器(204)。

4.如权利要求3所述的液压闭式系统，其特征在于，还包括：

用于检测所述节流阀(209)一侧压力的第一压力传感器(207)；

用于检测所述节流阀(209)另一侧压力的第二压力传感器(208)；

所述控制器(204)根据小孔流量公式控制所述节流阀(209)的通流面积大小以调节通过所述节流阀(209)的流量Q，其中，K为常数、A为所述节流阀(209)的通流面积，ΔP为所述节流阀(209)两侧的压力差。

5.如权利要求4所述的液压闭式系统，其特征在于，在处于正常工作工况时，所述控制器(204)还用于控制减小所述液压泵(202)的排量。

6.如权利要求4所述的液压闭式系统，其特征在于，在处于液压泵倒拖工况时，所述控制器(204)还用于根据发动机的转速增加的变化量控制减小所述液压泵(202)的排量。

7.一种液压闭式行走系统，包括液压闭式系统，其特征在于，所述液压闭式系统为如权利要求1-6任一项所述的液压闭式系统。

8.如权利要求7所述的液压闭式行走系统，其特征在于，所述液压马达(203)的输出轴与减速器(205)的输入端连接，所述减速器(205)的输出端与轮胎或行走履带(206)连接。

9.一种液压闭式卷扬系统，包括液压闭式系统，其特征在于，所述液压闭式系统为如权利要求1-6任一项所述的液压闭式系统。

10.如权利要求9所述的液压闭式卷扬系统，其特征在于，所述液压马达(203)的输出轴通过减速器(205)与卷扬机(210)连接。