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宁波欧姆柯液压成功开发A11VG50补油泵
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访问统计：1305页次[实用新型]单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械有效
申请/专利权人：
公开/公告号：CNU
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【说明书】：
技术领域本实用新型涉及工程机械中的液压系统，具体而言，涉及一种单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械。背景技术目前在路面机械和工程机械产品液压系统中采用单泵多马达闭式液压系统较为普遍，一般是由一个闭式泵驱动多个液压马达做双向旋转或单向旋转。图1所示为一种摊铺机振捣液压系统回路，采用一个闭式泵10’驱动四个相同排量马达（第一马达11’，第二马达12’，第三马达13’，第四马达15’）。这四个马达按两两成组配置成串联回路，两个串联回路再连接成并联回路。闭式泵高压输出油口的输出油流进入并联回路，并均匀分流进入这两个串联回路中第一马达1’的进油口，经其出油口进入第二马达2’的进油口，再经过第二马达2’出油口流出后合流进入闭式泵10’的低压输入油口。采用并串联连接的多马达回路能得到所需要的振捣能力和基本相同的工作转速。另一种摊铺机振捣液压系统回路如图2所示，是采用一个闭式泵10’驱动三个相同排量马达（第一马达11’，第二马达12’，第三马达13’），这三个马达相互串联，并与闭式泵串联形成回路。其中，闭式泵都具有补油泵，其补油泵型式以与闭式泵合为一体的内置式居多，亦可为外置，外置和内置补油泵的两种闭式泵差别仅为补油泵外置。补油泵功能为：以之补偿内泄漏，维持主回路的压力，提供油液冷却，补偿外部阀及辅助系统泄漏，并为控制提供压力油。对于单泵驱动多马达闭式液压系统，正常工作时闭式泵的补油泵仅向液压回路的低压侧补油；当闭式泵进入怠速待工状态时，一般都将闭式泵的输出流量控制为零，如使得闭式泵变量机构的机械零位、液压零位和电气零位都在正确位置，闭式泵不再向外输出压力油。与此同时，无论配置内置补油泵还是外置补油泵的闭式泵，其所配置补油泵都会维持工作以提供必需的补油油流，并依靠补油溢流阀产生适当的补油溢流压力。这种补油溢流压力是各个闭式泵出厂时就已按泵设计要求预先设定，实际补油压力大小与闭式泵用补油泵传动轴转速相关，但不超过已经设定的补油溢流压力。在闭式泵输入轴速度恒定条件下，补油泵工作转速恒定，补油压力自然恒定，无需再行调节。图3和图4为一般的单泵驱动多马达双向旋转闭式液压系统工作时通过闭式泵变量机构控制分别做两个方向旋转的工作油流示意，闭式泵10’的其中一工作油口A（或B）为高压输出口，另一工作油口B（或A）为低压输入口。双点划线框内包括了标准型闭式泵的主要配置件：两侧高压溢流阀24’均并联了补油单向阀（单向阀231’和单向阀221’），闭式泵10’输出的高压油自高压输出口A（或B）起按实心大箭头流向流进串联多马达（第一马达11’，第二马达12’，第三马达13’）时受到该侧高压溢流阀24’的设定压力限制，保证工作压力不超限，同时以超出补油泵14’所产生补油压力的作用力关闭该高压溢流阀24’并联的补油单向阀231’，使得补油泵14’只能往该闭式液压系统的低压端补油。流出串联多马达的油液以低压状态按空心大箭头流向流入闭式泵10’的低压输入口B（或A），完成闭式循环。补油泵补油油流可直接打开闭式泵低压侧溢流阀24’并联的补油单向阀221’，进入闭式泵10’低压侧进行补油，也流入闭式泵10’低压输入口。图中实心小箭头表示了补油泵补油油流流向。图3中A点压力为闭式泵高压输出压力，亦即第一马达11’进口压力，B点压力为闭式泵低压输入压力，亦即第三马达13’出口压力，C和D两点压力为串联马达工作压力。图4中B点压力为闭式泵高压输出压力，亦即第三马达13’进口压力，A点压力为闭式泵低压输入压力，亦即第一马达11’出口压力，C和D两点压力为串联马达工作压力。由于在马达两种旋转回路中闭式泵工作油口A和B两点之间始终存在压差，串联多马达回路的马达才能产生转动。图3和图4中的G点均为闭式泵补油回路压力口，可从该处直接获取闭式泵补油压力油流。图5为机器怠速待工时单泵多马达闭式液压系统的油流示意（无论闭式泵驱动串联多马达做何种旋向转动均相同）。此时一般都将闭式泵10’的输出流量控制为零（如使得闭式泵变量机构的机械零位、液压零位和电气零位都在正确位置，保证闭式泵零输出），闭式泵10’不再向外输出压力油，在整个闭式液压系统中没有高压，但因补油泵14’产生同速运转，仍然向闭式液压系统提供恒定补油压力的补油油液。对于采用外置式补油泵的闭式泵10’，外置式补油泵同样会给闭式泵10’提供低压侧补油。无论内置还是外置补油泵，都会向闭式泵10’提供必须的补油油流，维持必要的补油压力。机器处于怠速待工时，补油泵14’自油箱吸入油液，所产生补油油流在闭式液压系统中按箭头流向流动，分别顶开闭式泵10’两个高压溢流阀并联的补油单向阀221’和231’，至E点同时加载在闭式泵高压输出口和第一马达11’的进口，至F点同时加载在闭式泵10’低压输入口和第三马达13’的出口。此时E、A、F和B四点压力自然均等，皆为补油泵的补油压力，亦即图5中闭式泵补油回路压力G口压力。这一补油压力按补油泵转速不同输出不同补油量而有高低，但不会超过补油溢流阀25’所设定的溢流压力。补油泵14’转速恒定，补油压力亦可恒定。因液压马达不可避免地存在着内泄，故在第一马达11’和第二马达12’相串接中间管路C的液压油通过马达油口泄漏至马达壳体，使得连接第一马达11’和第二马达12’的中间管路侧油口压力低于第一马达11’进油口压力（即闭式泵补油压力）而为相对低压，第一马达11’的进出油口之间具有一定压差。同此，第三马达13’和第二马达12’相串接中间管路D的液压油通过马达油口泄漏至马达壳体，使得连接第三马达13’和第二马达12’的中间管路侧油口压力低于第三马达13’出油口压力（即闭式泵补油压力）也为相对低压，同样第三马达13’的进出油口之间具有一定压差。若马达驱动机构的负载很小，马达即可在此压差的作用下克服阻力而产生空转。此时即使闭式泵没有发生变量机构零位漂移和变量控制信号输入，马达机构仍可自转，不能可靠停止，造成不当动作，影响机器工作效果。综上所述，单泵多马达闭式液压系统易于在怠速待工时发生空转的成因在于此时闭式泵的补油泵输出油液以补油压力进入串联多马达回路中第一马达11’的进口和第三马达13’的出口（见图5），且因马达不可避免的泄漏使得第一马达11’的出口和第三马达13’的进口都出现低于该补油压力的相对低压，由此压差将使得马达在所需克服阻力较小情况下产生转动。因此，对于采用单泵多马达闭式液压系统的机器，目前存在的问题是机器在怠速待工情况时虽然闭式泵已按此时不能使多马达回路工作的要求而并未有输出工作流量到多马达回路，但在马达负载较小的情况下却常存在着较为缓慢且不易消除的马达自转现象（以下简称马达空转）。为保证机器的良好工作性能，这种空转应予有效消除。现有技术中已提出的单泵多马达液压系统空转消除方法如下：1.为此液压系统加配机械锁紧装置，此法存在因机器转入正常工作时不能及时解除锁紧而可能损坏单泵多马达液压系统的可能性。2.为此液压系统加配同步分流阀，此法则因生产成本增加较多而经济性欠佳。3.为此液压系统加配恒压源和单向阀（或电磁换向阀），组成补油回路，如图2所示，通过专门的恒压源P提供压力油，顶开单向阀（图中标记221’和231’，或开启电磁换向阀）向串联马达（图中标记11’、12’和13’）的中间管路实施补油。该种设置方式来自于申请号为.9的中国发明专利“单泵多马达液压系统及防止马达空闲自自转的方法”，此法需要的恒压源P是在单泵多马达闭式液压系统之外另外接入，并在使用该恒压源P进行补油时必须对其进行压力检测和进行压力调节，以保证恒压源P压力与闭式泵10’压力一致。然而，第三种方法需在单泵多马达闭式液压系统外另行接入恒压源，并在使用恒压源进行补油时必须对其进行恒压源压力检测和压力调节以保证恒压源压力与闭式泵压力一致。在实际使用中，因每次机器处于怠速待工时动力源（如发动机）转速并不一定完全一致，补油泵输出流量不尽相同，使得补油压力有所变化，将会使得这种压力检测和调节频繁进行，增大工作量，多有不便。同时该液压系统对于闭式泵出现输出零位漂移现象导致闭式泵压力高出所接恒压源压力没有诊断能力。实用新型内容本实用新型旨在提供一种单泵多马达闭式液压系统及包含该液压系统的工程机械，能够有效防止多马达空转，及时诊断闭式泵的零位漂移现象。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种单泵多马达闭式液压系统，包括串接的多个马达以及一个与多个马达串接的闭式泵，在多个马达、闭式泵以及连接在马达和闭式泵之间的液压管路上设置有断流控制机构，断流控制机构在液压系统正常工作时，使闭式泵与马达之间的连接管路连通形成第一液压回路，在液压系统怠速待工时，使得闭式泵与断流控制机构之间形成第二液压回路，第二液压回路与马达之间的连接管路不连通。进一步地，液压系统包括串接的多个马达所在的马达串接管路、位于马达串接管路的第一端和第一闭式泵工作油口之间的第一输送管路和位于马达串接管路的第二端和第二闭式泵工作油口之间的第二输送管路，断流控制机构连接在第一输送管路和第二输送管路之间，液压系统在正常工作时，断流控制机构控制闭式泵与马达串接管路形成第一液压回路，液压系统怠速待工时，断流控制机构与闭式泵形成第二液压回路。
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闭式补油泵的作用
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徐州石景林老师|
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