负载敏感液压系统以及除冰车的制作方法

1.本技术涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种负载敏感液压系统以及除冰车。


背景技术：

2.在结冰条件下，冰、雪、霜对飞机的运行安全会造成直接影响，会使飞机外表面变得粗糙，增加飞机重量，限制飞机操纵面的活动范围，导致仪表误差，严重时还引起飞机失速增加和瞬间反常上仰，从而使飞机的飞行性能大大下降，特别当飞机起飞上升时，使得飞行姿态难以控制，严重则造成空难。因此，为了保障正常航运和飞行安全，必须除去飞机表面的冰霜积雪，当前应用在机场的除冰车具有除冰、清洁以及喷洒防冰液等多种功能。
3.自行式的清洗除冰车不同于常见的工程机械，需要确保防冰液喷枪能做到即开即用，也即是在防冰液喷枪处于关闭状态下，与防冰液喷枪连接的防冰马达应能持续憋压。一方面液压系统需要频繁工作，随时调整除防冰枪位置，获得最佳喷射方向和喷射距离，而且需要覆盖整架飞机。甚至需要边行走边喷射。另一方面，除冰液体需要通过液体加热器迅速加热到85度左右喷射到飞机外表面进行除冰。在寒冷地区，除冰完成后进行防冰液喷涂，飞机才允许起飞。因此除冰车的液压系统设计相当复杂。
4.相关技术中，清洗除冰车采用恒压系统，以确保系统压力中能保持一定的压力，一旦防冰液喷枪打开，则可以直接将已经加热到预定温度的防冰液喷出。但是恒压系统由于采用节流阀进行调速，因此会产生较大的压力损失，能耗大；在夏天进行除防冰作业时，较高的环境温度使得采用恒压系统的清洗除冰车发热非常严重，影响整车的热平衡效果以及液压元件寿命。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例期望提供一种负载敏感液压系统以及除冰车，以在实现憋压的情况下也能改善发热情况。
6.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
7.一种负载敏感液压系统，包括：第一主泵、油箱、第一油路、第一液控阀、第一执行元件、第二油路以及反馈单元；所述第一主泵能够向所述第一油路提供具有第一预设压力的液压油；所述第一液控阀包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口与所述第一油路连通，所述第二端口与所述油箱连通，所述第三端口与所述第二油路连接，所述第二油路连通所述第一执行元件；
8.所述第一液控阀包括第一状态以及第二状态，所述第一执行元件运转，所述第一液控阀处于第一状态，所述第一油路中的液压油经过所述第一液控阀减压至第二预设压力并从所述第三端口中流出；所述第一执行元件停止运转，所述第一液控阀处于第二状态，所述第一液控阀的所述第一端口与所述第二端口能够连通以实现溢流，所述第三端口中的液压油保持在第二预设压力；所述反馈单元能够获取所述第二油路中的负载，并反馈到所述第一主泵。
9.进一步地，所述反馈单元包括第一反馈油路，所述第一主泵包括用于从所述油箱吸油的吸油口，用于向负载供油的供油口和用于反馈负载压力以调节排量的负载敏感口；所述第一油路与所述供油口连接；所述第一反馈油路与所述第二油路连通以获取所述第二油路中的负载压力。
10.进一步地，所述负载敏感液压系统包括第二液控阀、第一节流阀以及第三油路；所述第三油路与所述第二油路连通，所述第一节流阀设置在所述第三油路上；所述第二液控阀能够选择性地连通所述第三端口与所述第三油路。
11.进一步地，所述负载敏感液压系统包括第二节流阀以及第四油路；所述第四油路与所述第二油路连通，所述第二节流阀设置在所述第四油路上；所述第二液控阀能够选择性地将所述第三端口与所述第三油路或者所述第四油路连通。
12.进一步地，所述第二液控阀包括第四端口、第五端口以及第六端口，所述第三端口与所述第四端口连通，所述第五端口与所述第三油路连通，所述第六端口与所述第四油路；所述第二液控阀具有左工作位、中间工作位以及右工作位；所述第二液控阀处于左工作位，所述第四端口与所述第六端口连通；所述第二液控阀处于中间工作位，所述第四端口与所述第五端口以及所述第六端口均断开；所述第二液控阀处于右工作位，所述第四端口与所述第五端口连通。
13.进一步地，所述第一液控阀为直动式溢流减压阀。
14.进一步地，所述负载敏感液压系统包括第二执行元件、第五油路以及第三液控阀；所述反馈单元包括第二反馈油路、第一比较阀以及第三反馈油路；所述第五油路与所述第二执行元件连通；所述第三液控阀能够选择性地连通所述第一油路与所述第五油路；所述第二反馈油路与所述第五油路连通以获取所述第五油路中的负载压力；所述第一反馈油路、所述第二反馈油路分别连接在所述第一比较阀的两侧输入端，所述第三反馈油路连接在所述第一比较阀的输出端，所述第一比较阀将所述第一反馈油路以及所述第二反馈油路中负载压力相对较大的一个与所述第三反馈油路连通。
15.进一步地，所述负载敏感液压系统包括臂架单元、连通所述第一油路的供油油路以及连通所述油箱的回油油路；所述反馈单元包括第四反馈油路，所述臂架单元用于臂架的变幅动作、回转动作以及伸缩动作；所述臂架单元的进油端连通所述供油油路；所述臂架单元的回油端连通所述回油油路；所述第三反馈油路与所述臂架单元的控制端连通以获取所述臂架单元中的负载压力；所述第三反馈油路能够连接到所述负载敏感口以反馈所述臂架单元中的负载压力。
16.进一步地，所述负载敏感液压系统包括第二主泵所述第二主泵的输出轴与所述第一主泵的动力轴串行连接。
17.进一步地，第一预设压力为12
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35mpa，第二预设压力为2
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10mpa。
18.一种除冰车，包括加热器、第一喷枪以及上述的负载敏感液压系统；所述加热器包括防冰泵，所述第一喷枪与所述防冰泵连接，所述第一执行元件用于驱动所述防冰泵运转。
19.本技术实施例的负载敏感液压系统以及除冰车通过设置第一油路、第一液控阀、第一执行元件；第一执行元件运转，第一液控阀包括第一端口、第二端口以及第三端口，第一液控阀处于第一状态，第一油路中的液压油经过第一液控阀减压至第二预设压力并从第三端口中流出；当第一执行元件停止运转，第一液控阀处于第二状态，第一液控阀的第一端
口与第二端口能够连通以实现溢流，使得第三端口中的液压油保持在第二预设压力，从而确保第三端口
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第二油路这一段可以实现憋压功能，并且确保第一主泵不会从第二油路收到过高的负载，进而使得第一主泵能够在相对较低的功率下运行，降低发热。
附图说明
20.图1为本技术一实施例的负载敏感液压系统的原理图；
21.图2为图1的负载敏感液压系统在i区域的放大图；
22.图3为本技术另一实施例的负载敏感液压系统的原理图。
具体实施方式
23.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技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
24.在本技术实施例的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.如图1至图3所示，一种负载敏感液压系统，用于工程车辆作业，包括：第一主泵100、油箱110、第一油路120、第一液控阀130、第一执行元件160、第二油路170以及反馈单元180。
26.第一主泵100与第一油路120连通；第一主泵100能够向第一油路120提供具有第一预设压力的液压油。通常第一预设压力为12
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35mpa，该值由连接在第一油路120上的主溢流阀121设定，可以防止第一主泵100不断的负载增压。
27.第一液控阀130包括第一端口131、第二端口132以及第三端口133，第一端口131与第一油路120连通，第二端口132与油箱110连通，第三端口133与第二油路170连接，第二油路170连通第一执行元件160的进油口；第一执行元件160的出油口连接油箱110。
28.在除冰车中，防冰泵马达与驱动防冰泵运转，防冰泵将水路系统中的防冰液体从防冰液箱中抽出并注到防冰液喷枪中，防冰液喷枪自身具有一个开关，打开防冰液喷枪，防冰液在防冰泵的作用下从枪口以一定压力喷出，此时防冰泵正常运转，防冰泵马达正常驱动防冰泵，液压系统中不断向防冰泵马达中注入一定压力的液压油。关闭防冰液喷枪，防冰液以一定压力堆积在防冰液喷枪，防冰泵此时相当于一侧负载无限大，防冰泵停止动作，进而将负载传递给防冰泵马达，防冰泵马达停止运转，液压系统中的液压油保持憋压状态。
29.第一液控阀130可为直动式溢流减压阀；同时具有溢流阀和减压阀的功能。
30.当第一执行元件160运转，第一液控阀130处于第一状态，第一油路120中的液压油经过第一液控阀130减压至第二预设压力并从第三端口133中流出。
31.第一液控阀130此时起到减压阀的功能，第一液控阀130能够将第一油路120中的液压油的第一预设压力减压至第三端口133中液压油的第二预设压力；第一执行元件160获得第二预设压力的液压油，进而带动相应的部件正常运转。通常第一预设压力大于第二预设压力，第二预设压力为2
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10mpa，由第一液控阀130设置调节。
32.需要理解的是，相关技术中，若负载敏感液压系统的一条油路反馈的负载为所有反馈中最大的，也即是该油路的压力最高，接收到该反馈的负载敏感变量泵会根据该负载提高输出功率，加大该条油路的压力，因此，通常该条油路不能够出现憋压的情况，否则负载敏感变量泵会无限提高输出功率，即便有主油路溢流阀的存在，也会导致负载敏感变量泵始终在最大输出功率下工作，能耗过大且发热严重。
33.本技术实施例中，当第一执行元件160停止运转，第一液控阀130处于第二状态。第二油路170连通第一执行元件160的进油口，由于第一执行元件160停止运转，因此进油口反过来不再进油，相当于第三端口133中的第二预设压力的液压油无法流出，处于憋压状态。
34.第一液控阀130的第一端口131与第二端口132能够连通以实现溢流，多余的压力油回到油箱110中，使得第三端口133中的液压油保持在第二预设压力而不会因为第一端口131流入的第一预设压力的液压油不断升压。
35.反馈单元180能够获取第二油路170中的负载，具体地，反馈单元180包括第一反馈油路181，第一主泵100可为负载敏感变量泵，第一主泵100包括用于从油箱110吸油的吸油口101，用于向负载供油的供油口102和用于反馈负载压力以调节排量的负载敏感口103。第一油路120与供油口102连接。第一反馈油路181与第二油路170连通以获取第二油路170中的负载，也即是液压油压力。
36.第二油路170与第三端口133连接，相当于负载即保持在第二预设压力；反馈单元180能够将第二油路170中的负载反馈到第一主泵100中，第一主泵100根据该负载调整输出功率，进而向第一油路120提供第一预设压力的液压油。
37.需要理解的是，相关技术中的负载敏感液压系统在憋压状态下，系统的压力会越来越高，功率越来越大，发热越来越严重。
38.本技术实施例中如果没有该第一液控阀130，第二油路170中的负载将会迅速提升到第一预设压力，若设置第一预设压力为20mpa，第二预设压力为7mpa，第一主泵100以20mpa作为负载输出的功率，和第一主泵100以7mpa作为负载输出的功率截然不同。当前本技术实施例的负载敏感液压系统的所能达到的效果是，确保第三端口133
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第二油路170这一段可以实现憋压功能，并且确保第一主泵100不会从第二油路170收到过高的负载，进而使得第一主泵100能够在相对较低的功率下运行，降低发热。
39.而第三端口133
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第二油路170这一段可以实现憋压，又可以满足工程车辆中一些执行元件即开即用的需求，即开即用即意味着该执行元件内始终存在着具有一定压力的液压油，例如，除冰车驱动防冰泵运转的防冰泵马达，防冰泵马达内始终存在着一定压力的液压油，防冰液喷枪一打开，防冰液喷出，防冰泵运转，防冰泵马达运转。当然，除了防冰泵马达，只要是有即开即用需求的液压元件都可以适用于本负载敏感液压系统。
40.本技术实施例的负载敏感液压系统在正常工作下相对于恒压系统能耗较低且发热较少，同时能憋压以满足第一执行元件160即开即用的功能，并且在憋压的过程中可以确保第一主泵100不会从第二油路170收到过高的负载，进而使得第一主泵100能够在相对较低的功率下运行。
41.需要强调的是，相关技术中，对于负载敏感液压系统而言，反馈单元180通常能够获得多个油路中的负载，并比较负载大小，将其中的最大负载反馈到第一主泵100。因此，在装载负载敏感液压系统的工程车辆整个工作过程中，第二油路170中的负载第二预设压力
不一定为最大负载，此时第一主泵100将根据最大负载的反馈进行输出，只要最大负载的油路不为憋压状态，那么这都是合理的功率调节输出，也是负载敏感液压系统的特性和优势，但是如果最大负载的油路是憋压状态，那么就会导致第一主泵100以最大功率运行，浪费能耗以及发热严重。
42.本技术实施例所强调的是在第三端口133
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第二油路170处于憋压，且第二油路170中的负载为液压系统的最大负载的情况。例如其他执行元件通通都关闭了，那么对于反馈单元180而言接收的负载为0，第二油路170中的负载不论多大都是整个系统的最大负载。以除冰车为例，图1中的臂架单元300(下文提及)、第三执行元件260可以为风机马达、第四执行元件270可以为燃油泵马达、第一执行元件160可以为防冰泵马达、第二执行元件220可以为除冰马达，上述的风机马达、燃油泵马达、除冰马达均是在需要对除冰液、防冰液加热的时候启动，温度达到后可以关闭，其均不需要即开即用功能，臂架单元300也是同理，当需要臂架动作的时候开启臂架单元300，当不需要动作既可以关闭。极端的情况下，上述的风机马达、燃油泵马达、除冰马达、臂架单元300均关闭，泄压回油。但是作为防冰泵马达的第一执行元件160需要保持憋压以满足防冰液喷枪的即开即用功能，反馈单元180从上述的风机马达、燃油泵马达、除冰马达接受的负载均为0，臂架单元300也为0，此时第二油路170中的负载即为整个系统的最大负载，第一主泵100将会根据第二油路170中的负载进行输出，而通过第一液控阀130来使得第三端口133中的液压油保持在第二预设压力而不会升压，从而确保第一主泵100不会从第二油路170收到过高的负载，例如负载20mpa，使得第一主泵100能够在相对较低的功率下运行，既能实现憋压，也降低了液压系统的发热。
43.一种可能的实施例，如图1至图3所示，负载敏感液压系统包括第二液控阀140、第一节流阀150以及第三油路190。
44.第三油路190与第二油路170连通，第三端口133与第三油路190通过第二液控阀140连接。
45.第二液控阀140能够选择性地连通第三端口133与第三油路190。具体地，第一液控阀130处于第一状态或者第二状态，也即是第一执行元件160正常运转或者憋压，第二液控阀140均连通第三端口133与第三油路190，使得第一反馈油路181能获取第二油路170中的负载。当负载敏感液压系统停止工作，第二液控阀140断开第三端口133与第三油路190。
46.第一液控阀130处于第一状态下，第一油路120中的液压油经过第一液控阀130减压至第二预设压力并从第三端口133中流出到第一执行元件160中，将第一节流阀150设置在第三油路190上，可以稳定输出的液压油的流量，使得第一执行元件160的运转更平稳精确。以第一执行元件160为防冰泵马达为例，第一节流阀150可以使得防冰泵马达更平稳，从而确保从防冰液喷枪喷出的防冰液流量波动小，从而确保防冰作业效果好。
47.一种可能的实施例，如图1至图3所示，负载敏感液压系统包括第二节流阀200以及第四油路210。
48.第四油路210与第二油路170连通，第三端口133与第四油路210通过第二液控阀140连接。
49.第二液控阀140能够选择性地将第三端口133与第三油路190或者第四油路210连通。
50.具体地，第一液控阀130处于第一状态或者第二状态，也即是第一执行元件160正
常运转或者憋压，第二液控阀140均连通第三端口133与第三油路190，或者，第二液控阀140均连通第三端口133与第四油路210。
51.使得第一反馈油路181能获取第二油路170中的负载。当负载敏感液压系统停止工作，第二液控阀140断开第三端口133与第三油路190/第四油路210的连接。
52.第二节流阀200设置在第四油路210上，第一节流阀150与第二节流阀200均为可调式的节流阀，以稳定流量。但是所要区别的是，第一节流阀150为带补偿的节流阀，该阀可以在流量不稳定的情况下进行补偿，因此对于稳定流量效果而言第一节流阀150更佳。
53.第二液控阀140包括第四端口141、第五端口142以及第六端口143，第三端口133与第四端口141连通，第五端口142与第三油路190连通，第六端口143与第四油路210。第二液控阀140具有左工作位、中间工作位以及右工作位；
54.具体地，第二液控阀140处于左工作位，第四端口141与第六端口143连通，第二节流阀200与第三端口133连接，除冰车在户外进行防冰液喷枪自吸，也即是通过防冰液喷枪反向将桶体中的防冰液吸入防冰液箱中时，对流量稳定性要求不高，第二节流阀200，发热更少。
55.第二液控阀140处于中间工作位，第四端口141与第五端口142以及第六端口143均断开，负载敏感液压系统停止工作即保持在此工作位。
56.第二液控阀140处于右工作位，第四端口141与第五端口142连通；第一节流阀150与第三端口133连接，除冰车采用本技术实施例的负载敏感液压系统在进行除防冰作业时可采用第一节流阀150以稳定流量，从而确保防冰作业的效果。
57.一种可能的实施例，如图1至图3所示，负载敏感液压系统包括第二执行元件220、第五油路240以及第三液控阀250。第五油路240与第二执行元件220的进油口连通；第二执行元件220的出油口与油箱110连接以向其排油。
58.第三液控阀250能够选择性地连通第一油路120与第五油路240；第三液控阀250可为二位二通阀，起到通断功能。如图1中所示出，第三液控阀250为三位三通阀，其中中间的工作位为断开状态，第五油路240回到油箱110中，左侧的工作位与右侧的工作位均能使得第一油路120与第五油路240连通，区别在于右侧的工作位使得两者之间增加了一个可调节流阀241，以稳定流量。
59.第二执行元件220的数量可以为一个或者多个，根据需要可以为风机马达、燃油泵马达或者除冰马达，以完成除冰车加热器的相应功能。
60.反馈单元180包括第二反馈油路182、第一比较阀183以及第三反馈油路184。
61.第二反馈油路182与第五油路240连通以获取第五油路240中的负载压力；
62.第一反馈油路181、第二反馈油路182分别连接在第一比较阀183的两侧输入端，第三反馈油路184连接在第一比较阀183的输出端，第一比较阀183可为梭阀。第一比较阀183将第一反馈油路181以及第二反馈油路182中负载压力相对较大的一个与第三反馈油路184连通；第三反馈油路184再与其他反馈油路中的负载通过其他比较阀进行比较，直至将负载敏感液压系统中压力最大值反馈到第一主泵100的负载敏感口103。
63.一种可能的实施例，如图1至图3所示，负载敏感液压系统包括臂架单元300、连通第一油路120的供油油路320以及连通油箱110的回油油路330；反馈单元180包括第四反馈油路185以及第二比较阀186。
64.臂架单元300中包括若干个液压油缸或者液压马达，臂架单元300的进油端连通供油油路320；臂架单元300的回油端连通回油油路330；再通过油路以及液控阀组分配到各个液压油缸或者液压马达。通过各个液压油缸或者液压马达以分别实现臂架的变幅动作、回转动作以及伸缩动作。
65.第三反馈油路185与臂架单元300的控制端连通以获取臂架单元300中的负载压力；第四反馈油路185连接第二比较阀186的输入端；第三反馈油路185能够连接到负载敏感口103以反馈臂架单元300中的负载压力。
66.一种可能的实施例，如图1至图3所示，负载敏感液压系统包括第二主泵400以及行走单元500，第二主泵400的输出轴401与第一主泵100的动力轴101串行连接，两者可以共用一个动力马达600，从而降低负载敏感液压系统成本。第二主泵400向行走单元500供油以用于驱动工程车辆运动。
67.一种除冰车，包括底盘、臂架、加热器、第一喷枪、第二喷枪以及上述的负载敏感液压系统；加热器包括风机、燃油泵、防冰泵、以及除冰泵，第一喷枪与防冰泵连接，第一执行元件160用于驱动防冰泵运转。
68.通常具体工作过程中分为三个阶段。
69.预备阶段，一般是从机场备机位置到达除冰作业工作位置，动力马达600驱动第二主泵400与第一主泵100转动，进而第二主泵400带动行走单元500使得除冰车移动；第一主泵100带动作为风机马达的第三执行元件260、作为燃油泵马达的第四执行元件270、作为除冰马达的第二执行元件220共同运转，在除冰车移动的过程中，对除冰液与防冰液进行预热，提高除冰防冰效率，作为防冰泵马达的第一执行元件160憋压，以实现即开即用功能。
70.定点作业阶段，到达除冰作业工作位置，动力马达600驱动第二主泵400与第一主泵100转动，其中，由于除冰车不再行走，因此行走单元500的负载极小，动力马达600大部分的动力驱动第一主泵100，以带动臂架单元300调整到合适的工作位置，作为风机马达的第三执行元件260、作为燃油泵马达的第四执行元件270、作为除冰马达的第二执行元件220共同运转，对除冰液与防冰液进行加热，作为防冰泵马达的第一执行元件160憋压，以实现即开即用功能。
71.二机作业阶段，在除冰作业工作位置绕体积巨大的飞机行进作业。动力马达600驱动第二主泵400与第一主泵100转动，进而第二主泵400带动行走单元500使得除冰车移动；第一主泵100作为防冰泵马达的第一执行元件160憋压，以实现即开即用功能；作为风机马达的第三执行元件260、作为燃油泵马达的第四执行元件270、作为除冰马达的第二执行元件220，根据除冰液与防冰液的温度开启或者关闭，以提高除冰防冰效率和效果。
72.本技术提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
73.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。