一种不同工作模式液压泵的合流控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种不同工作模式液压泵的合流控制装置。


背景技术：

2.工程机械往往为不同的工况配备不同的变量泵，但在某种特定工况下，比如需要高压、大流量的场合，单泵不能满足其工况要求，只能增加该工况对应的变量泵的数量，导致工程机械的成本升高并且液压系统结构更复杂，不适应实际生产需要。多泵合流技术从一定程度上解决了上述技术问题，但是，目前的多泵合流技术只适于相同工作模式的多个变量泵的合流，限制了多泵合流技术的应用，不能从根本上解决上述问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种不同工作模式液压泵的合流控制装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种不同工作模式液压泵的合流控制装置，包括：电液比例泵、恒压变量泵、合流模式控制阀组、合流油流控制阀组以及合流控制电路；
6.该合流模式控制阀组通过控制油流连接该电液比例泵；该合流控制电路电连接该合流模式控制阀组，用于控制该合流模式控制阀组，进而控制该电液比例泵工作于电液比例模式或恒压变量模式；
7.该电液比例泵与该合流油流控制阀组油路连接；该合流油流控制阀组的一路输出接入电液比例泵驱动的液压马达，另一路输出接入恒压变量泵与其驱动的震源之间的油路；该合流控制电路分别与该合流模式控制阀组、合流油流控制阀组电连接。
8.进一步地，不同工作模式液压泵的合流控制装置还包括：高压滤清器以及低压滤清器；
9.该高压滤清器设置在该合流油流控制阀组与该震源之间的高压回路中，该低压滤清器设置在该合流油流控制阀组与该震源之间的低压回路中。
10.进一步地，不同工作模式液压泵的合流控制装置还包括：高压储能器以及低压储能器；
11.该高压储能器设置在该高压回路上，该低压储能器设置在该低压回路上。
12.进一步地，该合流模式控制阀组包括：两位两通的电磁阀、压力设定值和恒压变量泵的压力相同的溢流阀、安全阀，该两位两通电磁阀一端连接该合流控制电路，另一端连接溢流阀；该溢流阀连接该安全阀。
13.进一步地，该合流油流控制阀组包括：减压阀、两位四通方向阀、高压液控两位三通插装阀以及低压液控两位三通插装阀；
14.该减压阀一端连接压力油源，另一端连接该两位四通方向阀，该两位四通方向阀
连接该高压液控两位三通插装阀以及该低压液控两位三通插装阀。
15.本实用新型提供一种不同工作模式液压泵的合流控制装置，包括：电液比例泵、恒压变量泵、合流模式控制阀组、合流油流控制阀组以及合流控制电路；该合流模式控制阀组通过控制油流连接该电液比例泵；该合流控制电路电连接该合流模式控制阀组，用于控制该合流模式控制阀组，进而控制该电液比例泵工作于电液比例模式或恒压变量模式；该电液比例泵与该合流油流控制阀组油路连接；该合流油流控制阀组的一路输出接入电液比例泵驱动的液压马达，另一路输出接入恒压变量泵与其驱动的震源之间的油路；该合流控制电路分别与该合流模式控制阀组、合流油流控制阀组电连接，通过采用上述技术方案，实现不同工作模式的多个变量泵的合流，降低工程机械的成本，简化液压系统结构，适应实际生产需要。
16.为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术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，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。在附图中：
18.图1为本实用新型提供的不同工作模式液压泵的合流控制装置结构图；
19.图2示出了本实用新型提供的不同工作模式液压泵的合流控制装置中合流控制电路；
20.图3为本实用新型中电液比例泵合流原理图；
21.图4示出了本实用新型中合流模式控制阀组的具体结构。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
23.以下在实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员，了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及图式，任何本领域技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本实用新型的观点，但非以任何观点限制本实用新型的范畴。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
25.图1为本实用新型提供的不同工作模式液压泵的合流控制装置结构图；如图1所示，该不同工作模式液压泵的合流控制装置可以包括：电液比例泵6、恒压变量泵5、合流模式控制阀组、合流油流控制阀组以及合流控制电路(也可以称为合流/分流控制电路)；
26.该合流模式控制阀组通过控制油流连接该电液比例泵6；该合流控制电路电连接该合流模式控制阀组，用于控制该合流模式控制阀组，进而控制该电液比例泵工作于电液比例模式或恒压变量模式；
27.该电液比例泵6与该合流油流控制阀组油路连接；该合流油流控制阀组的一路输出接入电液比例泵驱动的液压马达10，另一路输出接入恒压变量泵5与其驱动的震源2之间的油路；该合流控制电路分别与该合流模式控制阀组、合流油流控制阀组电连接。
28.具体地，电液比例泵6在不合流状态下用于驱动液压马达10，合流状态下用于驱动震源，恒压变量泵5在合流状态以及不合流状态均用于驱动震源(即震动器)2，电液比例泵6通过合流油流控制阀组中的高压液控两位三通插装阀11、低压液控两位三通插装阀12选择性接入液压马达，或者，接入恒压变量泵5与震源2之间的油路，具体地，在合流时，电液比例泵6通过高压液控两位三通插装阀11、低压液控两位三通插装阀12接入恒压变量泵5与震源2之间的油路，以便与恒压变量泵5一起为震源供油，此时，还需要配合控制合流模式控制阀组，调整电液比例泵6的工作模式为恒压变量模式；在正常行走场合，电液比例泵6通过高压液控两位三通插装阀11、低压液控两位三通插装阀12接入液压马达，为液压马达供油。
29.值得说明的是，图中虚线表示控制油流，实线表示油路。
30.电液比例泵、恒压变量泵、合流模式控制阀组、合流油流控制阀组之间的连接具体参见图1。
31.通过采用上述技术方案，通过转换电液比例泵的电液比例模式为恒压变量模式，进而实现各个泵的油流合流，工作模式转换是其合流的基础，实现液压系统中不同工作模式的多个变量泵的合流，降低工程机械的成本，简化液压系统结构，适应实际生产需要。
32.值得说明的是，工程机械往往由于不同的工况而有不同工作模式的变量阻塞泵。而在某种特定的工况下，需要高压、大流量的要求，单泵不能满足其工况要求，为了节约成本和简化液压系统的结构，不同工作模式(恒压变量和电液比例)的双泵或多泵合流即是一种优化的选择。不同工作模式(恒压变量，电液比例)的变量泵的合流是一种比同一模式多泵合流更复杂的双泵或多泵的合流技术，在当今的静液压行走工程机械中可以得到很好地应用，降低了工程机械的成本，简化了工程机械的液压系统结构，提高了除行走功能外的工作机构的功率。
33.在一个可选的实施例中，不同工作模式液压泵的合流控制装置还可以包括：高压滤清器8以及低压滤清器9；
34.高压滤清器8设置在合流泵6的合流输出侧的高压回路中，低压滤清器9设置在合流泵7的合流输出侧的低压回路中。
35.通过设置滤清器，对油品进行过滤，提高了工作可靠性。
36.在一个可选的实施例中，不同工作模式液压泵的合流控制装置还可以包括：高压储能器1以及低压储能器3；
37.高压储能器1设置在所述高压回路上，低压储能器3设置在所述低压回路上。高、低压储能器的作用是当振动器做正弦扫频升频振动时，由于恒压变量泵的阶跃响应慢，在200
‑
300毫秒左右，跟不上振动系统的要求，由高、低压缓冲器对高、低压回路进行补油，提高可靠性。
38.在一个可选的实施例中，合流模式控制阀组包括：两位两通的电磁阀、压力设定值
和恒压变量泵的压力相同的溢流阀、安全阀，所述两位两通电磁阀一端连接所述合流控制电路，另一端连接溢流阀；所述溢流阀连接所述安全阀。
39.具体地，合流模式控制阀组是改变电液比例泵的比例模式为恒压变量模式的关键液压管汇。通过为电液比例泵的伺服油缸1口提供一个标准的压力值(和恒压变量泵的输出压力值一致)，在合流时，两位两通的电磁阀接通，由电液比例泵输出的油流压力和溢流阀设定的压力比较，如果电液比例泵的输出压力值小于该标准值，合流控制电路的电流作用到电液比例泵的电磁阀线圈，再通过液动阀进入伺服油缸2口，推动电液比例泵的流量控制斜盘，使其流量增大，直到其压力和标准压力值一致。如果电液比例泵的输出压力值大于该标准值，和电液比例泵流量控制的伺服油缸1口连接的合流模式控制阀组的输出便推动电液比例泵的流量控制斜盘，使其流量增小，而稳定在标准压力值。
40.值得说明的是，电液比例泵的流量由斜盘控制，伺服油缸通过控制斜盘摆角，进而控制排量，伺服油缸有两个口，1口和2口。
41.在一个可选的实施例中，合流油流控制阀组包括：减压阀、两位四通方向阀、高压液控两位三通插装阀以及低压液控两位三通插装阀；用于控制分流/合流的油流。其难点是高压42mpa和大流量480升/分。
42.减压阀一端连接压力油源，另一端连接所述两位四通方向阀，所述两位四通方向阀连接所述高压液控两位三通插装阀以及所述低压液控两位三通插装阀。
43.具体地，合流油流控制阀组特征如下，由于其有分流/合流两种工况在分流时回路的做高压力为42mpa,而在合流工况只需要22.4mpa，但需要480升/分的大流量。考虑带两种工况的要求：压力为42mpa,流量480升/分，现有工业界的滑阀结构的换向阀都不能满足，因此，选用了液动插装阀和其液压控制回路，满足了要求。
44.在一个可选的实施例中，参见图2，合流控制电路包括：合流油流控制线圈102、合流控制器101以及固态继电器104；
45.合流油流控制线圈102与用于控制多泵油路合流的合流油流控制阀组电连接；合流控制器101与合流油流控制开关102、合流模式控制开关(即上述的两位两通的电磁阀)103电连接；固态继电器104电连接在电液比例泵6与合流控制器101、电液比例泵原控制器106之间。
46.具体地，合流油流控制开关102用于控制合流油流控制阀组，进而控制油路合流；合流模式控制开关103用于控制合流模式控制阀组，进而控制电液比例泵的工作模式，使得在合流时，电液比例泵与恒压变量泵的工作模式相同；合流控制器101用于控制合流油流控制开关102、合流模式控制开关103以及固态继电器104。通过控制固态继电器104以控制是否对电液比例泵进行控制，当不需要对电液比例泵进行控制时，通过固态继电器104将电液比例泵6与电液比例泵原控制器106连通，由电液比例泵原控制器106控制电液比例泵6。
47.通过采用上述技术方案，配合油路改进，能够实现不同工作模式的变量泵合流，降低了工程机械的成本，液压系统结构简单。
48.举例来说，石油勘探领域中，地下地质结构勘探分为人工地震信号激发、地下反射和折射信号的采集、信号的数字处理和地质解释几个部分，可控震源作为一种工程机械，是产生人工地震的电液伺服振动器，其液压系统分为静液压传动的泵
‑
马达系统和恒压变量泵带动的电液伺服振动器的振动系统，其中，马达系统由电液比例泵(即电液比例泵)驱动。
当需要在更低震动频率的线性的正弦等幅升频的振动时，其恒压变量泵(即恒压变量泵)的流量不能满足电液伺服振动器在更低的频率的需求，通过改变电液比例泵的工作模式，使其以恒压变量模式工作，并与恒压变量泵多泵合流，经济性好，结构简单，与直接增加恒压变量泵的数量以满足液压伺服振动器低频的需求相比只多了模式控制的液压和电控环节。
49.具体地，电液比例泵在可控震源车行走时，该泵是以电液比例模式工作，带动前后桥的液压马达驱动可控震源车行走。为了实现在振动工况下的高压、大流量的需求，在电液伺服系统振动工况下，电液比例泵改变工作模式为恒压变量泵，和原恒压变量泵同时为电液伺服振动器供油，满足了更低频率(如3hz)的震动流量的需求。电液比例泵工作模式转换为恒压变量模式是在改变工作模式的电信号控制下，由可编程序控制器(plus1)转换液压油流回路，并控制泵的流量和液压模块恒压控制实现。
50.固态继电器控制电液比例泵由电液比例泵原控制器(原车plus)控制(驱动行车时)还是由合流控制器(plus1)控制(需要合流时)。
51.不同工作模式(恒压变量，电液比例)的变量泵的合流相比同一模式多泵合流更复杂，效果更好，在静液压行走车、起重机、挖掘机、混凝土搅拌运输车、消防车、装载机、破碎锤、吊车等工程机械中可以得到很好地应用，不仅能降低工程机械的成本，简化工称机械的液压系统结构，还能提高了除行走功能外的工作机构的功率。
52.值得说明的是，该变流控制器可以采取例如微处理器或处理器或可编程序控制器，包括但不限于以下微控制器：arc 625d、atmel at91sam、microchip pic18f26k20以及silicone labs c8051f320。
53.在一个可选的实施例中，继续参见图2，该合流控制电路还可以包括：合流控制开关107；合流控制开关107一端连接合流控制器101，另一端连接原车提升器控制盒108。
54.原车提升盒是原车中用于控制震动器升降，降得时候才能合流，走车时不能合流，防止出现故障。
55.结合上述举例，行车时，合流控制开关107处于断开状态，停车后，合流控制开关107闭合，合流控制器(plus1)才可以进行合流控制，在需要合流时，控制固态继电器，接管控制电液比例泵，驱动电液比例泵的驱动线圈，进而控制电液比例泵的流量。
56.本实用新型技术可以用于原法国nomad 65可控震源的扩展低频性能改造，对于原可控震源的行走控制的plus1不改动，而只对原震源的驱动泵(电液比例泵的驱动线圈和液压回路进行切换)，通过控制驱动线圈驱动电液比例泵的流量，线圈与工作模式无关，工作模式切换是通过控制合流模式控制阀组实现。振动平板“降”在不合流工况时，平板接plus1的开关是分断状态。
57.合流油流控制开关用于控制合流油流控制阀组的工作状态，实现合流油路调整。合流模式控制开关用于控制合流模式控制阀组的工作状态，以便控制电液比例阀工作于恒压变量模式还是电液比例模式。
58.在一个可选的实施例中，继续参见图2，该合流控制电路还可以包括：高压传感器109以及低压传感器110；
59.所述高压传感器109设置在电液比例泵合流输出侧的高压回路中，与所述合流控制器电连接；
60.所述低压传感器110设置在电液比例泵合流输出侧的低压回路中，与所述合流控
制器电连接。
61.具体地，高、低压传感器分别对高、低压回路进行压力检测，并将检测信号传输至合流控制器，合流控制器在进行合流控制时，可以考虑压力检测值，并有效对高低压回路的压力值进行监测，以便在异常情况下及时进行预警处理，提高合流安全性。
62.在一个可选的实施例中，继续参见图2，该合流控制电路还可以包括：高压滤芯阻塞开关111以及低压滤芯阻塞开关112；
63.高压滤芯阻塞开关设置在电液比例泵合流输出侧的高压滤清器中，与合流控制器电连接；
64.低压滤芯阻塞开关设置在电液比例泵合流输出侧的低压滤清器中，与合流控制器电连接。
65.值得说明的是，高压滤清器设置在电液比例泵的合流输出侧的高压回路中，低压滤清器设置在所述电液比例泵的合流输出侧的低压回路中。由于不同工况对应的泵对油品质量要求不同，比如振动系统油流的品质要求更严格，通过在液压回路安装高、低压滤芯阻塞开关用于对油路中的油品质量进行监控，根据监控信号进行提示，如果滤清器堵塞，会进行提示，防止合流导致的故障，提高合流的适用性。
66.在一个可选的实施例中，继续参见图2，合流控制电路还可以包括：合流控制器接口113；合流控制器接口113一端连接合流控制器101，另一端连接显示器。
67.通过外接显示器，用于显示高、低压回路的压力检测值以及滤芯状态，同时由于合流控制器(plus1)的编程控制可以实现一些元件的互锁，使设备更加安全。
68.在一个可选的实施例中，合流控制电路还可以包括：合流指示灯114；合流指示灯114连接合流控制器101。
69.其中，通过设置合流指示灯，在合流时进行指示，方便用户得知工作状态，有利于提高使用便捷性。
70.在一个可选的实施例中，继续参见图2，该合流控制电路还可以包括：新加泵115以及新加泵控制开关116；
71.新加泵115以及新加控制开关116均与合流控制器101连接。
72.具体地，在一些特殊工况中，如果两个泵合流还是不能满足要求，可以增设一个新泵。该新加泵115可以选用恒压变量功能，而且不参加车辆的驱动，因而该新加控制开关116用于控制新加泵的升压。
73.在一个可选的实施例中，继续参见图2，该合流控制电路还可以包括：控制器保险117、总保险118、增加电路开关119、电瓶开关120以及电源121，合流控制器通过控制器保险117、总保险118、增加电路开关119、电瓶开关120后连接电源121，电源121用于为驱动板上各个电子元件供电，提高了供电安全性。
74.其中，该电源可以是移动电源，比如铅酸蓄电池、锂电池等，本实用新型实施例对此不作限制。
75.表1示出了n65可控震源改造低频改造后工况(控制和置信电气原件状态)，其中，**1:是否动作由振动器平板“降”信号决定。
76.表1
[0077][0078][0079]
值得说明的是，为实现对法国nomad 65可控震源的低频性能改造，除了电液伺服振动器结构改造外，也要大幅度增加电液伺服振动器的供油量。采用如下设计：
[0080]
流量为458升/分的恒压变量泵和流量为273升/分的电液比例泵(改变工作模式后)合流，在加上新加泵13的流量100升/分，共计930升/分。在振动模式下，由原来的458升/分增大到930升/分，满足了振动器在低频(3hz)振动的需求。
[0081]
不同工作模式的液压泵合流原理如图3所示，当合流时，plus1给电磁阀a/c端通电，使该阀右位工作。由电液比例泵的补油泵把2.4mpa的压力油经d口接外接滤清器，由k3返回。并经过电磁阀和液动阀的作用，进入推动该泵斜盘变量的伺服油缸2口，使泵的排量
增大，在有载荷时，同时泵的输出压力(a口输出)增高。输出油流经m1口接到泵的模式控制阀组的入口，参见图4。
[0082]
当在合流工况时，模式控制阀组内的两位两通电磁阀通电，泵输出的油流通过该阀，进入调整为22.4mpa的溢流阀。在振动前，负载很大，泵的输出油流的压力增高，直到压力到达22.4ppa,溢流阀打开，该溢流阀的输出连接到泵端口m4作用将压力输送到泵伺服缸1口，对抗左侧控制腔的压力。泵的排量变小，直到系统压力下降到理想的设定。的伺服油缸1口，溢流的压力和plus1控制的压力在动态中平衡，使得该电压比例泵得到了恒压变量控制。
[0083]
在分流状态下，即车辆驱动模式下，电液比例泵6的高压(溢流压力42mpa)油流通过换向阀11和12直接驱动液压马达带动车辆驱动桥。
[0084]
在合流状态下，即车辆上安装的电液伺服振动器的振动模式下，恒压变量泵5给振动器2供22.4mpa的压力油。新加泵设置为22.4mpa恒压变量模式，通过换向阀11和12给振动器供油(该泵不参加车辆驱动工况的供油)。电液比例泵6在模式控制阀组的作用下具有恒压变量功能，其输出压力为22.4mpa，通过换向阀11和12形成合流。
[0085]
本实用新型提供不同工作模式的多泵合流以及电控系统，是一种在工程机械中的设计和改造的经济性好，结构简单，运行可靠的一种方式。能够实现不同工作模式的变量泵合流。
[0086]
本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
[0087]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0088]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0089]
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。