流量自适应阀和闭式液压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种流量自适应阀和闭式液压系统，流量自适应阀(7)的第一进油口(A1)与第一出油口(B1)之间连接的第一内部油路(C1)中设有流量控制阀(73)，第二进油口(A2)与第二出油口(B2)之间连接的第二内部油路(C2)中设有节流孔(74)，流量控制阀的控制腔与节流孔的孔前油路之间连接有压力反馈油路(C3)，以反馈节流孔的孔前油压(Pf)，从而调节流量控制阀的阀芯开度，稳定第一内部油路与第二内部油路中的流量比值。在应用于闭式液压系统时可取代现有的冲洗阀，能够实现流量分配比K值维持基本恒定，受影响因素少，符合闭式液压系统的流量分配设计要求，并具有较好的冷却效果。

【技术实现步骤摘要】
流量自适应阀和闭式液压系统
本专利技术涉及一种液压阀块，具体地，涉及一种闭式液压系统及其使用的用于流量分配的流量自适应阀块。
技术介绍
图1所示为一种典型的采用补油溢流阀601、冲洗溢流阀801的闭式液压系统，其中发动机201驱动闭式液压泵301旋转，从油箱101中泵吸油液，通过闭式工作回路提供给马达901以启动运转。其中考虑到系统中不可避免的油液泄露等，另设置了补油泵401，其补油出油口通过带有单向阀的高压溢流阀组501补油至闭式工作回路中，以补充系统油液损失。其中，多余的补油油液可通过设有冲洗换向阀701、冲洗溢流阀801、过滤器1001和冷却器1101的冲洗油路回油至油箱101，以降低系统的温度；另一部分的补油油液可通过设有补油溢流阀601的补油回油油路回油至油箱101，以维持系统低压侧的压力。其中，考虑系统的功率、散热、节能等因素，行业内或设计手册中一般都要求补油泵401的流量分配比K值在0.7左右，即图1中的冲洗溢流阀流量Qc与补油泵输出流量Qp的比值在0.7左右。而图1方案的最大缺点是流量分配比K值受发动机转速、冲洗阀阀后背压Pr、冲洗换向阀压降等因素影响较大，流量分配比变化很大，不能保持为一恒定值，从而影响闭式系统冷却效果，严重情况下会出现烧泵现象，以下展开具体分析。①理想状态的流量分配比理想状态时，不考虑冲洗换向阀701的压降、冲洗溢流阀801的阀后背压Pr等因素的影响。补油溢流阀601的压降-流量特性满足如下公式(1)：Pb＝Pb0+GbQb(1)其中，Pb为补油溢流阀入口压力bar；Pb0为补油溢流阀开启压力bar；Gb为补油溢流阀压差流量比bar/L/min，与压力梯度成反比；Qb为补油溢流阀流量L/min；冲洗溢流阀801的压降-流量特性满足如下公式(2)：Pc＝Pc0+GcQc(2)Pc为冲洗溢流阀入口压力bar；Pc0为冲洗溢流阀开启压力bar；Gc为冲洗溢流阀压差流量比bar/L/min(一般情况下，该值与Gb相同)；Qc为冲洗溢流阀流量L/min；ΔP1为补油溢流阀与冲洗溢流阀的入口压力之差bar，ΔP1＝Pb-Pc；理想状态时，Pb＝Pc，可得出如下公式(3)w为补油泵转速rpm；Dp为补油泵排量mL/Rev；K为流量分配比；若泵转速w＝2350rpm，泵排量Dp＝40mL/Rev，补油溢流阀开启压力Pb0＝30bar，冲洗溢流阀开启压力Pc0＝28.5bar，压差流量比Gb＝Gc＝0.03937时，可知：流量分配比K≈0.7。②考虑背压Pr时的流量分配比冲洗溢流阀601、补油溢流阀801的出口压力都1:1地直接增高开启压力，故因过滤器1001与冷却器1101引起的背压Pr将1:1的增高补油溢流阀801的开启压力。当考虑背压Pr的影响，前述公式(3)变为下式(3’)在前述假设条件不变的情况下，当背压Pr≈3bar时，可得流量分配比仅为K≈0.3，与理想状态时流量分配比0.7差异很大。③考虑发动机转速变化时的流量分配比当背压Pr≈0，发动机转速w＝1100rpm，其它假设条件与前同，则流量分配比计算公式同上式(3)，可知：流量分配比K≈0.93。由上式(3’)可知，流量分配比K与发动机转速w、冲洗阀阀后背压Pr、冲洗换向阀压降等都相关，前述因素变化都会导致流量分配比的变化。由于流量分配比与补油溢流阀入口压力Pb与冲洗溢流阀入口压力Pc之差ΔP1成正比，当压差ΔP1较大时，会出现补油溢流阀流量Qb接近0，使得泵壳内油液温度过高而产生烧泵现象。此外，由于流量分配比K受背压Pr影响较大，背压Pr会随着运行时间的增多而增大，当调好流量分配比的系统运行一段时间后因被压变化而导致流量分配比降低，可重复性差。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种流量自适应阀及具有该流量自适应阀的闭式液压系统，有利于实现闭式液压系统的流量分配比维持基本恒定，受影响因素少，符合闭式液压系统的流量分配设计要求，并具有较好的系统油液冷却效果。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种流量自适应阀，该流量自适应阀包括第一进油口、第二进油口、第一出油口和第二出油口，第一进油口与第一出油口之间连接的第一内部油路中设有流量控制阀，第二进油口与第二出油口之间连接的第二内部油路中设有节流孔，流量控制阀的控制腔与节流孔的孔前油路之间连接有压力反馈油路，以反馈节流孔的孔前油压，从而调节流量控制阀的阀芯开度，稳定第一内部油路与第二内部油路中的流量比值。优选地，节流孔为可调式节流孔。优选地，节流孔为棱边型、毛细管型或间隙型节流孔。优选地，流量控制阀为滑阀或锥阀型流量调节阀。优选地，流量自适应阀还包括用于稳定流量控制阀的进出口压降的压力补偿阀，压力补偿阀设置在流量控制阀与第一进油口之间的第一内部油路部分中。优选地，压力补偿阀为可调式压力补偿阀。优选地，该流量自适应阀还包括换向阀，该换向阀设置在压力补偿阀与第一进油口之间的第一内部油路部分中。优选地，流量自适应阀的第一进油口包括第一上进油口和第一下进油口，换向阀为三位三通换向阀，该三位三通换向阀的出口端油口液压连通至压力补偿阀，三位三通换向阀配置为在上位时连通第一上进油口与出口端油口，在中位时截止出口端油口与第一上进油口和第一下进油口的连接，并且在下位时连通第一下进油口与出口端油口。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种闭式液压系统，包括油箱、闭式液压泵、补油泵、马达和驱动油泵的发动机，闭式液压泵与马达之间形成有闭式工作回路，补油泵的进油口与油箱连通，补油泵的出油口补油至闭式工作回路，其中，闭式液压系统还包括根据本专利技术上述的流量自适应阀，该流量自适应阀的第一进油口与闭式工作回路相连，第一出油口通过冲洗油路回油至油箱，第二进油口与补油泵的出油口相连，第二出油口通过补油回油油路回油至油箱。优选地，第二进油口与补油泵的出油口之间的油路中设有补油溢流阀，冲洗油路中串接有过滤器和冷却器。通过上述技术方案，在本专利技术的采用流量自适应阀的闭式液压系统中，通过在补油回油油路中设置节流孔，同时在冲洗油路中设置流量控制阀，节流孔的孔前压力反馈至流量控制阀的控制腔，以自动调节流量控制阀的阀芯开度，从而可使得补油溢流阀流量与冲洗溢流阀流量之间维持动态平衡，即流量分配比保持基本恒定，流量分配比只与两阀的结构、尺寸和特性相关，而不受发动机转速、泵排量等影响。节流孔优选为可调式，从而更方便调节流量分配比，使其具有更广的适用范围。流量控制阀的阀前还可设置压力补偿阀，以稳定流量控制阀的进出口压降，消除流量控制阀的阀后背压变化对流量分配比的影响。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为现有技术中的一种闭式液压系统的液压原理图；图2为根据本专利技术的优选实施方式的闭式液压系统的液压原理图；图3为根据本专利技术的一种优选实施方式的流量自适应阀的液压结构图；图4和图5为另两种优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量自适应阀，该流量自适应阀(7)包括第一进油口(A1)、第二进油口(A2)、第一出油口(B1)和第二出油口(B2)，所述第一进油口(A1)与所述第一出油口(B1)之间连接的第一内部油路(C1)中设有流量控制阀(73)，所述第二进油口(A2)与所述第二出油口(B2)之间连接的第二内部油路(C2)中设有节流孔(74)，所述流量控制阀(73)的控制腔与所述节流孔(74)的孔前油路之间连接有压力反馈油路(C3)，以反馈所述节流孔(74)的孔前油压(Pf)并据此调节所述流量控制阀(73)的阀芯开度，稳定所述第一内部油路(C1)与第二内部油路(C2)中的流量比值。

【技术特征摘要】
1.一种流量自适应阀，该流量自适应阀(7)包括第一进油口(A1)、第二进油口(A2)、第一出油口(B1)和第二出油口(B2)，所述第一进油口(A1)与所述第一出油口(B1)之间连接的第一内部油路(C1)中设有流量控制阀(73)，所述第二进油口(A2)与所述第二出油口(B2)之间连接的第二内部油路(C2)中设有节流孔(74)，所述流量控制阀(73)的控制腔与所述节流孔(74)的孔前油路之间连接有压力反馈油路(C3)，以反馈所述节流孔(74)的孔前油压(Pf)并据此调节所述流量控制阀(73)的阀芯开度，稳定所述第一内部油路(C1)与第二内部油路(C2)中的流量比值。2.根据权利要求1所述的流量自适应阀，其中，所述节流孔(74)为可调式节流孔。3.根据权利要求1所述的流量自适应阀，其中，所述节流孔(74)为棱边型、毛细管型或间隙型节流孔。4.根据权利要求1所述的流量自适应阀，其中，所述流量控制阀(73)为滑阀或锥阀型流量调节阀。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的流量自适应阀，其中，该流量自适应阀还包括用于稳定所述流量控制阀(73)的进出口压降的压力补偿阀(72)，所述压力补偿阀(72)设置在所述流量控制阀(73)与所述第一进油口(A1)之间的所述第一内部油路(C1)部分中。6.根据权利要求5所述的流量自适应阀，其中，所述压力补偿阀(72)为可调式压力补偿阀。7.根据权利要求5所述的流量自适应阀，其中，该流量自适应阀(7)还包括换向阀(71)，该换向阀(71)设置在所述压力补偿阀(72)与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军花，邹婿邵，袁野，徐尧，张劲，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43