[发明专利]数字式负载敏感液压控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种数字式负载敏感液压控制系统及方法。采用数字式流量源控制多执行器系统，多执行器系统中的每一联执行器均配备连接各自的数字式流量源，每个数字式流量源经各自的数字负载敏感油路连接并控制执行器的两端；数字式流量源采用液压自由活塞发动机，数字负载敏感油路包括液压容腔、三位四通电磁比例阀、液压缸、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、速度传感器、负载敏感控制器和负载速度控制器。本发明克服了传统负载敏感系统中单个大功率发动机驱动较低负载时效率降低的缺点，本发明通过对每一个执行器匹配一个合适的液压自由活塞发动机，使系统具有液压源效率高、液压驱动执行器效率高、系统响应速度快等优势。

技术领域

本发明涉及了一种负载敏感液压系统，特别是一种数字式负载敏感液压控制系统及方法。

背景技术

传统负载敏感液压系统由变量泵、节流元件、执行器、负载敏感回路组成。负载敏感回路是通过液压反馈或者电子信号反馈的方式，通过调节变量泵的排量使系统压力和最大负载压力之差保持恒定。最大负载压力的执行器的节流元件两端压差恒定，其它执行器的节流元件前有减压阀以保证两端压差恒定，系统通过调节节流元件的开口面积调节流量。传统负载敏感系统最大优点在于泵的压力能够实时适应最高负载压力的变化，因此压力损失较小；且这是通过调节液压泵的排量来实现的，而不是采用溢流阀溢流来实现，因此系统的节流损耗较小。

如图1所示，传统负载敏感系统在多执行器系统上也有一些不足：一，对于单泵多执行器系统非最大负载压力的执行器，存在较大的节流损耗。二，单泵多执行器系统使用功率较大的发动机和变量泵，系统工作中由于多执行器并不同时工作在最大负荷下，变量泵经常工作在较低排量，发动机的负载较低，系统整体效率较低。三，当负载压力和流量突然增加时，液压泵的排量增加，输出压力增加，由于发动机的大转动惯量，动态响应慢，发动机输出转速和扭矩不能快速适应负载工况的变化。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种数字式负载敏感液压控制系统及方法，可适用在工程机械、农业机械等，利用液压自由活塞发动机解决传统负载敏感液压系统动态响应速度慢，效率较低等问题。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种数字式负载敏感液压控制系统：

采用数字式流量源控制多执行器系统，多执行器系统中的每一联执行器均配备连接各自的数字式流量源，每个数字式流量源经各自的数字负载敏感油路连接并控制执行器的两端，以此实现每一联执行器的节能，提高了整体系统的效率。

一方面，单个数字式流量源和数字负载敏感油路组合相比单个大功率发动机和大排量变量泵具备体积小、响应速度快、液压源效率高、液压执行器效率高的特点，另一方面能使得多个数字式流量源和数字负载敏感油路组合相比单个大功率发动机仍然具备较低负载时总效率高的优势。

所述的数字式流量源为具有非连续性输出波形的流量源。优选的采用PWM波形。

具体实施中，所述的执行器为油缸。

所述的数字式流量源采用液压自由活塞发动机，数字负载敏感油路包括液压容腔、三位四通电磁比例阀、液压缸、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、速度传感器、负载敏感控制器和负载速度控制器，液压自由活塞发动机的油液入口连接油箱，液压自由活塞发动机的油液出口与液压容腔连接，液压容腔与三位四通电磁比例阀的阀口P连接，三位四通电磁比例阀的阀口A与液压缸的无杆腔连接，三位四通电磁比例阀的阀口B与液压缸的有杆腔连接，三位四通电磁比例阀的阀口T与油箱连接；在三位四通电磁比例阀的阀口P安装第一压力传感器，在三位四通电磁比例阀的阀口A安装第二压力传感器，在三位四通电磁比例阀的阀口B安装第三压力传感器，将第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器连接到负载敏感控制器，负载敏感控制器连接液压自由活塞发动机的控制端；在液压缸的活塞杆上安装速度传感器，速度传感器经负载速度控制器与三位四通电磁比例阀连接。