[发明专利]一种负值负载限速回路的双向比例平衡阀及其应用系统

说明书

本发明公开了一种负值负载限速回路的双向比例平衡阀及其应用系统，利用执行元件高压腔和低压腔的压差，通过高压端压力推动阀芯，并通过双向比例平衡阀中电液比例压力控制阀的调节，主动在系统低压回路建立液压平衡回路，进行背压压力的精确反馈控制，避免了系统压力波动产生的抖动现象。同时，基于运行速度和平衡负值负载分别独立调节的液压控制原理，实现进/回油路流量压力分别独立控制调节，提高控制系统整体控制性能及能量利用率。本发明能够使电液动力机构在负值载荷作用下的动态性能取得较大提高，有利于国产大型工程机械电液控制技术、移动机器人技术和大型电液力模拟设备电液加载技术发展中关键技术的解决。

技术领域

本发明属于工程机械、工程车辆驱动控制、电液比例系统计算机控制、节能控制技术等交叉的技术领域，尤其涉及一种负值负载限速回路的双向比例平衡阀及其应用系统。

背景技术

高速铁路、城市轨道交通、跨流域引水调水工程和坑道煤炭开采地下隧道施工在我国近几年基础设施工程中占有相当的比重。这些工程的施工机械的行走与卷扬系统都离不开持续负值载荷作用下的电液动力机构。

负值载荷出现于运动体机械电液行走系统的下长坡工况、大起升高度起重运输机械的电液卷扬系统的重载下降工况和电液加载系统的负值载荷加载工况，是完成工作任务所必需的正常运行工况，目前，工程中一般采用在回油路上串联平衡阀构建平衡回路，通过产生的背压平衡负值负载对系统控制性能的影响。但通过大量试验分析显示，衡阀先导控制油腔压力存在波动，并且平衡阀与制动器的开启时间不符合设计要求，从而导致系统出现压力波动，致使负值负载下执行运动机构降出现抖动现象。同时，由于平衡阀建立的平衡回路不能独立精确调节，而是通过系统的压力流量耦合控制，极大影响了系统平衡回路及整体系统的控制性能。

发明内容

本发明结合上述背景技术中提到的问题，针对传统的负值负载工况下液压平衡回路中，一般采用串联平衡阀产生一定的背压压力，进行压力耦合调节，而无法实现背压压力独立精确反馈控制调节，从而出现系统压力波动及“反拖”问题，致使负值负载下执行运动机构降出现抖动及“溜车”现象，极大的限制了电液系统整体控制性能及节能效率的提高，因而提出一种用于负值负载限速回路的双向比例平衡阀。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是一种负值负载限速回路的双向比例平衡阀，包括一二位三通的换向阀，在换向阀出油口串联一电液比例压力控制阀，电液比例控制阀分为两路串联由两同向单向阀串联而成的单向阀组，最终形成自换向阀出油口到进油口方向形成的两组回油路。

上述结构中，两位三通换向阀能够根据阀芯两端油路压力差，自动调整换向阀阀芯工作位置，实现回油路切换；电液比例压力控制阀根据输入控制电流，精确控制回油路压力，实现油路背压压力无级调节；两组单向阀组实现进回油路双向控制调节，进而实现双向比例平衡阀调节。

进一步的，所述换向阀连接有由串联的阻尼、单向阀以及与上述两者并联的阻尼组成阻尼组，该阻尼组串联与换向阀发信和单向阀组的两单向阀之间，所述阻尼组的单向阀自换向阀向单向阀组形成通路。

上述结构中，阻尼组的设置使阀芯运动调节更加平稳。

进一步的，所述电液比例压力控制阀为防爆电液比例压力控制阀。

为了解决上述问题，本发明还提供一种负值负载限速回路的双向比例平衡应用系统，包括电机、油泵、负载和串联与油泵和负载之间的双向比例平衡阀，电机控制油泵工作。

进一步的，所述双向比例平衡阀包括：一电液比例压力控制阀，双向比例平衡阀为两位三通的换向阀、电液比例压力控制阀和单向阀组串联组成；所述单向阀组为两个同向单向阀串联组成，自换向阀出油口到进油口方向形成的回油路中，所述电液比例压力控制阀根据输入控制电流，精确控制回油路压力，实现油路背压压力无级调节；所述单向阀组实现进回油路双向控制调节。