储液油缸及油路控制方法与流程

本发明涉及一种储液缸油，还涉及一种储液油缸油路控制方法。

背景技术：

1、储液油缸是一种特殊结构的油缸，其活塞杆内部中空，形成用于储存活塞杆回缩时由无杆腔排出的油液的储液腔。由于设置有储液腔，储液油缸的有杆腔容积可以达到无杆腔容积的90％，油箱的储油量大大降低。

2、储液油缸常用于起重机吊臂变幅起落作业，作业时，油液在油缸有杆腔、无杆腔、储液腔以及油箱之间转运。具体过程为：变幅起时，油缸活塞杆伸出，储液腔容积减小，其内部储存的油液全部被转送至油缸无杆腔；变幅落时，油缸活塞杆缩回，无杆腔容积减小，油液被排出返回，由于储液腔的容积小于无杆腔的容积，油液需在储液腔和油箱之间分配，油液返回储液腔具有优先级，否则会导致油箱油液溢出。

3、现有技术中，如图1所示，通过在油箱的回油口设置背压阀7使油液优先返回储液腔，其原理为：油箱回油口设置背压阀并预设置一定的压力，使油液回油箱的阻力大于油液回储液腔的阻力，迫使无杆腔排出的油液优先流入油缸储液腔。此方案可以迫使油液优先返回储液腔，同时也带来了的新的问题。油液进入储液腔的过程中，由于空间和管路规格的限制，储液腔侧管路通径偏小，活塞杆内外侧的沟通孔的存在节流作用，无杆腔排出油液速度随变幅速度增加而增加，这些因素都会导致油液进入储液腔的阻力增加，为了抗衡这些阻力，回油背压阀往往设置会设置一个极限值。无杆腔补油时，如图1所示，储液腔的油液需先流回油箱，然后才能被油泵5送入无杆腔，油液由储液腔进入油箱过程中，承受着回油背压阀的背压，此压力最终作用在储液腔，储液腔的面积和油缸大腔的面积接近，在系统额定压力一定情况下，减小了油缸的推力，降低了油缸的性能。另外，主控制阀不止控制一个动作，会同时控制变幅和伸缩，同时控制变幅、伸缩、主卷和副卷，它们共用油箱油路主回油口t，回油口设置的回油背压阀会影响其它动作。

4、去除背压阀可以减少背压对油箱的影响，例如公开号为cn 107975510 a的发明专利申请公开了一种液压缸控制系统，该系统中，增加了压力传感器和长度传感器；压力传感器与伸缩芯管连接，用于检测伸缩芯管腔的压力变化；长度传感器与吊臂连接，用于检测吊臂的臂长信号变化；压力传感器、长度传感器分别向控制器传输压力及长度信号，控制器赋给一定的电流值于控制补油的流量控制阀ⅰ或控制卸油的流量控制阀ⅱ，保证伸缩芯管及时补油泄油，避免了背压阀的影响，但是也无法根据油路回转情况自动分配油液，不适用于储液油缸油路分配、调节以及控制。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种自动分配油路油液量的储液油缸；本发明的另一目的是提供一种实时调节油路油液量分配的控制方法。

2、技术方案：本发明所述的一种储液油缸，包括无杆腔、储液腔和油箱，所述无杆腔的回油支路通过所述储液腔的补油支路和所述储液腔的回油支路连接，所述储液腔的回油支路与所述油箱的回油油路连接，所述储液腔连接有检测腔内压力的传感器，所述油箱的回油油路设有控制油路压力的比例背压阀，所述比例背压阀的控制端与传感器连接。

3、传感器实时检测储液腔内部油液压力，传递给比例背压阀信号，比例背压阀根据传感器实测压力调整油箱回油油路压力：当压力低于正常参比压力时，比例背压阀压力增加，保证油液优先返回储液腔，当储液腔内部压力足够时，比例背压阀压力减小，减少对储液腔芯管的影响，保证油缸性能。

4、优选地，所述油箱回油油路设有控制油路通断的第一插装阀，所述第一插装阀的控制油腔通过比例背压阀和油箱连通。

5、优选地，所述第一插装阀的控制油腔通过二位三通电磁控制阀分别和比例背压阀、油箱连通。变幅起时，无杆腔补油，储液腔为无杆腔供油，储液腔油液需先回入油箱，再进入无杆腔，此时，为变幅落设置的比例背压阀会对增加储液腔油液进入油箱压力，从而降低油缸性能。这种情况下，比例背压阀最好的选择是压力降为0，以保证油缸性能，降低能耗，因而，引入二位三通的第一电磁控制阀，变幅起时，插装阀的控制油腔通过该电磁控制阀直接与油箱连通，一键操作越过比例背压阀，使插装阀压力降为0。变幅起时，储液腔的回油油路可以通过额外支路绕过比例背压阀独自回归至油箱，以减少变幅起时背压阀对油缸性能影响，但增加额外支路，无疑会使油缸油路结构更加复杂，不利于油缸整体体积降低，也会增加成本，在原本的管路结构里设置比例背压阀和电磁控制阀，操作简单，路线简单，有助于降低成本。

6、优选地，所述比例背压阀为正向电比例溢流阀，比例背压阀的溢流压力随被赋予的电流增大而增大。

7、优选地，所述无杆腔的回油支路和无杆腔的补油支路分别设有控制通断的第二插装阀，所述无杆腔的主油路设有控制油路流量的平衡阀。

8、优选地，所述无杆腔的回油支路和补油支路分别设有控制油路通断的第二插装阀，第二插装阀由主控制阀中的第二电磁控制阀控制连通与否。

9、优选地，所述油箱的出油油路、所述油箱的回油油路以及所述储液腔主油路分别设有过滤器，所述油箱的出油油路设有油泵。

10、上述储液油缸油路控制方法，包括以下步骤：

11、(1)在与比例背压阀和传感器相连的控制器中预设变幅落储液腔参比压力p标；

12、(2)变幅落开始，通过传感器获取储液腔油液初始实测压力p0，当p0＜p标，控制器计算降幅δp0＝∣p0-p标∣，根据初始降幅δp0设置比例背压阀溢流压力，初始降幅δp0越大，比例背压阀阀溢流压力越大；

13、(3)变幅落过程中，通过传感器获取储液腔内油液实时压力pt，控制器判定，如果pt＜p标并且实时降幅δpt≤δp0，则维持比例背压阀溢流压力恒定，直至如果pt＜p标并且实时降幅δpt＞δp0，则根据δpt增加比例背压阀溢流压力；

14、(4)变幅落后期，控制器判定，如果pt＞p标，则根据增幅降低比例背压阀溢流压力。

15、不同使用场景油缸变幅速度不同。如果初始变幅速度快，储液腔油液压力会快速下降，降幅增大，此时根据降幅设置比例背压阀溢流压力增加，降低油液进入油箱的趋势，平衡油路，防止油箱空滤溢出。

16、变幅过程中，相对平稳，但也可能出现降幅突然增加情况，比如突然摇动变幅落手柄使无杆腔泄油速度加快，如果此时比例背压阀不能及时调整溢流压力，油液也可能会从油箱溢出。因此，传感器实时监测储液腔侧压力情况，如果出现第n次降幅(δpt)大于初始降幅，则重新增加所述比例背压阀溢流压力，防止油箱空滤溢出。反之，未出现突变情况，则初始溢流压力可以维持储液腔补油稳定。变幅落后期，储液腔内部油液充满，则降低比例背压阀溢流压力，便于油液进入油箱，降低整体装置压力。使用该方法，无论是无杆腔处于何种泄油速度，何种作业环境，都可以适时提高油液回油箱的压力，迫使油液优先进入储液腔，保证储液腔优先充满油。

17、优选地，上述储液油缸控制方法还包括变幅起步骤，油缸更换至变幅起作业时，断开比例背压阀，回油油路压力为0。避免由设置背压阀引起得油缸性能下降，避免增加能耗。

18、优选地，所述参比压力p标为0.5～3mpa，更优选地，为1～2mpa。

19、优选地，所述步骤(4)中，比例背压阀溢流压力随实测压力增幅增大而减小。

20、一种起重机，包括前述部分的自调节储液油缸。

21、优选地，所述传感器随起重机开启而开启。起重器一旦开始工作，储液腔内部压力就可以被检测，传感器可以并入起重机控制系统，减少额外操作。

22、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、实现了无杆腔泄油过程油路分配和自动调节，变幅落时储液腔得到充分的补油；2、自适应变幅变化，避免了设置背压阀导致的油缸性能下降；3、简化了储液油缸油路连接结构，可以减小整体装置体积；4、对现有的油路改动小，对主控制阀影响小；5、共用回油路时，可避免对其它执行机构的影响。