本發(fā)明涉及一種帶雙泵合流功能的拖拉機負載敏感液壓系統(tǒng)，屬于液壓傳動控制技術領域。

背景技術：

目前，在國內外拖拉機上廣泛應用的主操縱閥一般都采用單泵供油的方式工作，液壓系統(tǒng)流量比較小，不能滿足復合動作時的大流量需求?，F有的拖拉機主操縱閥上，一般是采用閥前補償的壓力補償方式，在不同工作負載的多個執(zhí)行機構同時動作時，油液會優(yōu)先供給負載壓力低的執(zhí)行機構，導致執(zhí)行機構動作協調性降低。

如于2011年10月12日公開的實用新型專利拖拉機用負載傳感液壓系統(tǒng)(公開號：202007800U)，公開了一種拖拉機用負載傳感液壓系統(tǒng)，包括負載傳感變量泵、濾油器、動態(tài)信號優(yōu)先閥、變量泵內壓力比較閥、梭閥、電控提升閥片、負載傳感換向閥、多路閥總成等；負載傳感變量泵安裝在傳動箱的油泵輸出軸上；濾油器安裝在液壓油箱上；濾油器出口通過油管與負載傳感變量泵入口連接；負載傳感變量泵出口通過油管與動態(tài)信號優(yōu)先閥入口連接，動態(tài)信號優(yōu)先閥安裝在傳動箱側面；動態(tài)信號優(yōu)先閥一個出口與多路閥總成進油口通過油管連接；另一出口連接轉向系統(tǒng)；電控提升閥片一個出口與提升油缸通過軟管連接；另一出口直接通過油管流回液壓油箱；梭閥安裝在傳動箱的側面，通過油管將多路閥總成的反饋油口和負載傳感變量泵的反饋油口及轉向系統(tǒng)的反饋油口連接。其采用通用化的液壓元器件，減少了專業(yè)化的設計開發(fā)制造費用，降低了人工及制造成本；采用負載傳感技術，減少了系統(tǒng)功率的損失。運用電控技術對拖拉機作業(yè)過程進行多參量綜合控制，從而提高了拖拉機的使用性能，同時可進行故障診斷監(jiān)視，使系統(tǒng)工作更加可靠。但是在實際使用過程中，存在如下不足：

1.液壓系統(tǒng)是單泵供油，系統(tǒng)流量較小，執(zhí)行運動速度慢，不利于工作效率的提升；

2.多路閥采用閥前補償原理，在多個執(zhí)行部件同時動作時，優(yōu)先滿足工作負載較低的執(zhí)行機構動作，使執(zhí)行機構動作不協調。

為了提高復合動作的協調性，在挖掘機等工程機械上已經廣泛采用了基于閥后補償原理的負載敏感多路閥，但是在國內拖拉機上上尚未應用。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種帶雙泵合流功能的拖拉機負載敏感液壓系統(tǒng)，能夠實現數個執(zhí)行機構在不同工況下具有良好的流量供給及分配性能，實現對重型拖拉機上的農具升降控制、農具翻轉控制、播種驅動、風筒驅動等多個執(zhí)行機構的控制。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用的一種帶雙泵合流功能的拖拉機負載敏感液壓系統(tǒng)，包括電動機、第一液壓泵、第二液壓泵、二位三通電磁換向閥、具有雙向合流功能的二位四通液控換向閥以及對稱布置在二位四通液控換向閥兩端的兩個進油工作聯，兩個進油工作聯包括第一安全閥、第二安全閥、第一壓力切斷閥、第二壓力切斷閥、第一三通分流閥、第二三通分流閥、第一換向調速閥、第二換向調速閥、第三換向調速閥、第四換向調速閥、第一減壓閥、第二減壓閥、第三減壓閥、第四減壓閥、第一背壓閥、第二背壓閥，第一減壓閥、第二減壓閥、第三減壓閥、第四減壓閥對應安裝在第一換向調速閥、第二換向調速閥、第三換向調速閥、第四換向調速閥的出口處；電動機與第一液壓泵、第二液壓泵連接，用于驅動第一液壓泵、第二液壓泵工作；第一液壓泵、第二液壓泵的出油口與第一換向調速閥、第二換向調速閥、第三換向調速閥、第四換向調速閥、二位四通液控換向閥的兩個進油口對應連接；二位四通液控換向閥的先導控制端分別與二位三通電磁換向閥輸出端、回油路T相通；二位四通液控換向閥的兩個輸出端與第一壓力切斷閥、第二壓力切斷閥、第一三通分流閥、第二三通分流閥、第一減壓閥、第二減壓閥、第三減壓閥、第四減壓閥相通；二位三通電磁換向閥的輸入口與合流外控壓力輸入口相通。

優(yōu)選地，所述第一安全閥、第二安全閥、第一壓力切斷閥、第二壓力切斷閥、第一三通分流閥及第二三通分流閥均為螺紋插裝式結構。

優(yōu)選地，還包括第一定流量閥和第二定流量閥，第一定流量閥和第二定流量閥對應安裝在二位四通液控換向閥輸出端與回油路T之間，用于保證負載反饋信號的穩(wěn)定性、準確性和時效性。

與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、本液壓系統(tǒng)的主要總體液壓參數為：額定壓力210bar，單泵排量100L/min，雙泵合流200L/min，液壓先導控制，控制壓力5-18bar。

2、合流閥為常閉機能，初始狀態(tài)為合流，電磁閥通電時，強制合流閥斷開，亦可以實現常，切換簡單方便。相對于現有技術，本發(fā)明允許油液由p1到p2和由p2到p1雙向流動，使各聯的流量調速區(qū)間更大，執(zhí)行機構動作更迅速。

3、本發(fā)明在壓力補償技術上進行了改進?，F有技術中在所有換向閥的入口設置了壓力補償器，實現了多個執(zhí)行機構同時動作和流量的穩(wěn)定性但是無法實現不同工作壓力下的執(zhí)行元件協調動作。本發(fā)明將壓力補償器設置在換向閥的出口，通過LS回路油液的選擇性切入，保證動作的協調性。

4、本發(fā)明中，當系統(tǒng)空載時，進行壓力卸荷，實現節(jié)能的同時延長系統(tǒng)壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明第一、二換向調速閥都工作時各閥的狀態(tài)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一換向調速閥工作，第二換向調速閥不工作時a1輸入高壓油液各閥狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明第一換向調速閥工作，第二換向調速閥不工作時工作壓力繼續(xù)升高各閥的狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明第一、二換向調速閥同時工作，a1、a2輸入高壓油液時各閥的狀態(tài)示意圖；

圖6為本發(fā)明第一、二換向調速閥同時工作，第二換向調速閥工作壓力大于第一換向調速閥工作壓力時各閥的狀態(tài)示意圖。

圖中：M、電動機，P1、第一液壓泵，P2、第二液壓泵，R1、第一安全閥，R2、第二安全閥，RL1、第一壓力切斷閥，RL2、第二壓力切斷閥，I、第一三通分流閥，II、第二三通分流閥，MV1、第一換向調速閥，MV2、第二換向調速閥，MV3、第三換向調速閥，MV4、第四換向調速閥，SV1、第一減壓閥，SV2、第二減壓閥，SV3、第三減壓閥，SV4、第四減壓閥，DT、二位三通電磁換向閥，HV、二位四通液控換向閥，S1、第一定流量閥，S2、第二定流量閥，DV1、第一背壓閥，DV2、第二背壓閥，P3、合流外控壓力輸入口，L、泄油道，LS1、第一負載敏感壓力輸出口，LS2、第二負載敏感壓力輸出口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，一種帶雙泵合流功能的拖拉機負載敏感液壓系統(tǒng)，包括電動機M、第一液壓泵P1、第二液壓泵P2、二位三通電磁換向閥DT、具有雙向合流功能的二位四通液控換向閥HV以及對稱布置在二位四通液控換向閥HV兩端的兩個進油工作聯，兩個進油工作聯包括第一安全閥R1、第二安全閥R2、第一壓力切斷閥RL1、第二壓力切斷閥RL2、第一三通分流閥I、第二三通分流閥II、第一換向調速閥MV1、第二換向調速閥MV2、第三換向調速閥MV3、第四換向調速閥MV4、第一減壓閥SV1、第二減壓閥SV2、第三減壓閥SV3、第四減壓閥SV4、第一背壓閥DV1、第二背壓閥DV2，第一減壓閥SV1、第二減壓閥SV2、第三減壓閥SV3、第四減壓閥SV4對應安裝在第一換向調速閥MV1、第二換向調速閥MV2、第三換向調速閥MV3、第四換向調速閥MV4的出口處；電動機M與第一液壓泵P1、第二液壓泵P2連接，用于驅動第一液壓泵P1、第二液壓泵P2工作；第一液壓泵P1、第二液壓泵P2的出油口與第一換向調速閥MV1、第二換向調速閥MV2、第三換向調速閥MV3、第四換向調速閥MV4、二位四通液控換向閥HV的兩個進油口對應連接；二位四通液控換向閥HV的先導控制端分別與二位三通電磁換向閥DT輸出端、回油路T相通；二位四通液控換向閥HV的兩個輸出端與第一壓力切斷閥RL1、第二壓力切斷閥RL2、第一三通分流閥I、第二三通分流閥II、第一減壓閥SV1、第二減壓閥SV2、第三減壓閥SV3、第四減壓閥SV4相通；二位三通電磁換向閥DT的輸入口與合流外控壓力輸入口P3相通。

上述第一安全閥R1、第二安全閥R2、第一壓力切斷閥RL1、第二壓力切斷閥RL2、第一三通分流閥I及第二三通分流閥II均為螺紋插裝式結構，方便維修更換和調試。其中，各個壓力切斷閥、安全閥壓力可調，擴大了適用范圍。

為了保證負載反饋信號(LS壓力信號)的穩(wěn)定性和信號反饋的準確性與時效性，可在LS回路增設第一定流量閥S1和第二定流量閥S2，第一定流量閥S1和第二定流量閥S2對應安裝在二位四通液控換向閥HV輸出端與回油路T之間，均為0.6-0.8L/min的定流量閥。

如圖1所示，A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4為四個執(zhí)行機構的接口，a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3、b4為外部先導壓力輸入口，L為泄油道，LS1為第一負載敏感壓力輸出口，LS2為第二負載敏感壓力輸出口，T1、T2為通油箱回油接口。使用時，合流的具體實現方式如下：

當二位三通電磁換向閥DT失電時，二位三通電磁換向閥DT左位在彈簧力作用下接入油路，二位四通液控換向閥HV的上腔與泄油道L連通，二位四通液控換向閥HV閥芯在彈簧力作用下處于下位，此時第一液壓泵P1與第二液壓泵P2接通，第一負載敏感壓力輸出口LS1與第二負載敏感壓力輸出口LS2接通，實現雙泵合流；

當二位三通電磁換向閥DT斷電時，二位三通電磁換向閥DT右位在電磁力作用下接入油路，二位四通液控換向閥HV上腔與合流外控壓力輸入口P3連通，二位四通液控換向閥HV閥芯在液壓力作用下處于上位，此時第一液壓泵P1與第二液壓泵P2斷開，第一負載敏感壓力輸出口LS1與第二負載敏感壓力輸出口LS2斷開，雙泵單獨工作；

此外，通過改變二位三通電磁換向閥DT和二位四通液控換向閥HV的油路，還可以實現二位三通電磁換向閥DT失電，雙泵單獨工作；二位三通電磁換向閥DT得電，雙泵合流。

本發(fā)明中的負載敏感是基于閥后補償原理，也就是在主油路中，第一減壓閥SV1、第二減壓閥SV2、第三減壓閥SV3、第四減壓閥SV4分別安裝在第一換向調速閥MV1、第二換向調速閥MV2、第三換向調速閥MV3、第四換向調速閥MV4的后面。下面以第一換向調速閥MV1與第二換向調速閥MV2兩聯進行詳細闡述：

(1)當第一換向調速閥MV1與第二換向調速閥MV2都不工作時：假定a1、b1、a2、b2的先導控制壓力均為0，此時第一換向調速閥MV1、第二換向調速閥MV2處于中位，第一減壓閥SV1、第二減壓閥SV2的上腔和下腔接回油箱，腔內油液壓力為0，在下腔彈簧力的作用下，均處于下位，如圖2所示，第一負載敏感壓力輸出口LS1中的油液通過第一定流量閥S1返回油箱，第一負載敏感壓力輸出口LS1中的油液反饋壓力為0，因此系統(tǒng)壓力p只需要克服很小的彈簧阻力便可以將第一三通分流閥I打開，油液全部通過第一三通分流閥I返回油箱，此時系統(tǒng)消耗功率P＝p×Q，其中p為系統(tǒng)壓力，Q為系統(tǒng)流量。由于p很小，因此系統(tǒng)功率損失P也很低，實現空載時的壓力卸荷。由于系統(tǒng)的溫升是由功率損失引起的，低功率損失P也意味著系統(tǒng)發(fā)熱少，溫升低，有利于延長液壓系統(tǒng)及液壓油的使用壽命。

(2)當第一換向調速閥MV1工作，第二換向調速閥MV2不工作時：假定a1通入高壓油液，a2，b1，b2先導控制壓力為0，第一換向調速閥MV1在a1油液作用力下向上移動，此時第一換向調速閥MV1的下位接入主油路。主油路中高壓油液通過第一換向調速閥MV1進入第一減壓閥SV1的上腔，在該高壓油液作用力下，第一減壓閥SV1向下移動，先處于中位，如圖3所示，此時主油路油液通過第一減壓閥SV1的節(jié)流口返回第一換向調速閥MV1下位，與執(zhí)行元件接通，由于節(jié)流口的作用，可以實現執(zhí)行元件的平穩(wěn)起步，防止產生沖擊。由于此時第一負載敏感壓力輸出口LS1中的反饋壓力仍然為0，因此第一三通分流閥I仍然打開，部分油液通過第一三通分流閥I返回油箱，系統(tǒng)壓力P不高；當工作壓力繼續(xù)升高時，系統(tǒng)壓力P也隨之升高，此時第一減壓閥SV1處于上位，如圖4所示，此時主油路中的高壓油液進入第一負載敏感壓力輸出口LS1，使第一負載敏感壓力輸出口LS1中有油液反饋壓力升高，關閉第一三通分流閥I，使系統(tǒng)全部流量進入執(zhí)行元件。

(3)當第一換向調速閥MV1與第二換向調速閥MV2同時工作時：假定先a1通入高壓油，此時系統(tǒng)動作如(2)所述；然后a2通入高壓油，第二換向調速閥MV2在油液作用下向下移動，當第二換向調速閥MV2油路中執(zhí)行元件工作壓力p2小于第一換向調速閥MV1油路中執(zhí)行元件工作壓力p1時，第二減壓閥SV2處于中位，p2不接入第一負載敏感壓力輸出口LS1中，如圖5所示，此時第一負載敏感壓力輸出口LS1中的油液壓力pLS1＝p1，系統(tǒng)油液壓力p＝p1，由于p1>p2，因此能夠保證兩個油路均能克服各自的工作阻力動作；當第二換向調速閥MV2油路中執(zhí)行元件工作壓力p2大于第一換向調速閥MV1油路中執(zhí)行元件工作壓力p1時，第二減壓閥SV2處于下位，p2接入第一負載敏感壓力輸出口LS1中，第一減壓閥SV1處于中位，p1不接入第一負載敏感壓力輸出口LS1中，如圖6所示，此時第一負載敏感壓力輸出口LS1中的油液壓力pLS1＝p2，系統(tǒng)油液壓力p＝p2，由于p2>p1，因此也能夠保證兩個油路均能克服各自的工作阻力動作。

上述第一換向調速閥MV1、第二換向調速閥MV2、第三換向調速閥MV3、第四換向調速閥MV4對應四個工作聯，分別對應拖拉機農具提升下降、播種驅動、旋耕作業(yè)以及風筒驅動，當拖拉機進行復合作業(yè)時，可以滿足犁耕、旋耕、播種等同時作業(yè)，并且在不同的負載下仍能夠使各執(zhí)行機構具有精確地控制性能，尤其對于旋耕和播種作業(yè)，可以較好地保證旋耕的轉速和播種速度穩(wěn)定，滿足農藝要求，防止犁耕作業(yè)中因為土壤阻力變化造成流量分配不均造成的旋耕及播種作業(yè)的精準性降低。

由上述結構可見，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、本液壓系統(tǒng)的主要總體液壓參數為：額定壓力210bar，單泵排量100L/min，雙泵合流200L/min，液壓先導控制，控制壓力5-18bar。

2、合流閥為常閉機能，初始狀態(tài)為合流，電磁閥通電時，強制合流閥斷開，亦可以實現常，切換簡單方便。相對于現有技術，本發(fā)明允許油液由p1到p2和由p2到p1雙向流動，使各聯的流量調速區(qū)間更大，執(zhí)行機構動作更迅速。

3、本發(fā)明在壓力補償技術上進行了改進?，F有技術中在所有換向閥的入口設置了壓力補償器，實現了多個執(zhí)行機構同時動作和流量的穩(wěn)定性但是無法實現不同工作壓力下的執(zhí)行元件協調動作。本發(fā)明將壓力補償器設置在換向閥的出口，通過LS回路油液的選擇性切入，保證動作的協調性。能夠實現數個執(zhí)行機構在不同工況下具有良好的流量供給及分配性能，實現對重型拖拉機上的農具升降控制、農具翻轉控制、播種驅動、風筒驅動等多個執(zhí)行機構的控制。

4、本發(fā)明中，當系統(tǒng)空載時，進行壓力卸荷，實現節(jié)能的同時延長系統(tǒng)壽命。