用于调距桨控制的液压系统

摘要

本公开提供了一种用于调距桨控制的液压系统，属于调距桨技术领域。所述液压系统包括油箱、液压泵组、控制组件和变距组件，控制组件包括三位三通换向阀和第一两位四通换向阀，变距组件包括伺服油缸、桨毂油缸和第一三位四通换向阀。本公开提供的液压系统，可以通过单泵实现调距桨变距的控制，从而降低投资和维修成本。

说明书

技术领域

本公开属于调距桨技术领域，特别涉及一种用于调距桨控制的液压系统。

背景技术

调距桨是一种船舶动力推进装置，调距桨包括桨毂和桨叶，其具体是通过液压系统控制桨毂中的曲柄销盘来使得桨叶能够绕桨叶轴线转动，从而调节桨叶的螺距，进而实现船舶的前进、后退、变速、停止等动作。

相关技术中，调距桨的液压系统包括桨毂油缸和伺服油缸，其中，桨毂油缸的活塞与曲柄销盘传动连接，而伺服油缸可以控制液压油进入桨毂油缸，从而也就可以通过控制伺服油缸来带动曲柄销盘的移动。

上述液压系统通常采用双泵合流(使用两个泵将泵出的液压油汇集在一起)来实现调距桨的快速变距，从而提高调距桨变距效率。然而，双泵会增大投资和维修成本。

发明内容

本公开实施例提供了一种用于调距桨控制的液压系统，可以通过单泵实现调距桨变距的控制，从而降低投资和维修成本。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种用于调距桨控制的液压系统，所述液压系统包括油箱、液压泵组、控制组件和伺服油缸；

所述液压泵组的进油口和所述油箱的出油口连通；

所述控制组件包括三位三通换向阀和第一两位四通换向阀，所述三位三通换向阀的第一工作油口与所述第一两位四通换向阀的回油口连通，所述三位三通换向阀的进油口和所述第一两位四通换向阀的进油口均与所述液压泵组的出油口连通，所述三位三通换向阀的回油口与所述油箱的回油口连通，所述第一两位四通换向阀的第一工作油口与所述伺服油缸的有杆腔连通，所述第一两位四通换向阀的第二工作油口与所述伺服油缸的无杆腔连通。

可选地，所述控制组件还包括第一三位四通换向阀，所述第一三位四通换向阀的进油口与所述液压泵组的出油口连通，所述第一三位四通换向阀的回油口与所述油箱的回油口连通，所述第一三位四通换向阀的第一工作油口与所述伺服油缸的有杆腔连通，所述第一三位四通换向阀的第二工作油口与所述伺服油缸的无杆腔连通。

可选地，所述控制组件还包括第一溢流阀和第二溢流阀，所述第一溢流阀的进油口与控制油口均与所述第一两位四通换向阀的第一工作油口连通，所述第一溢流阀的出油口与所述油箱的回油口连通，所述第二溢流阀的进油口与控制油口均与所述第一两位四通换向阀的第二工作油口连通，所述第二溢流阀的出油口与所述油箱的回油口连通。

可选地，所述液压系统还包括减压阀，所述减压阀进油口与所述液压泵组的出油口连通，所述减压阀的出油口和控制油口分别与所述三位三通换向阀的进油口、所述第一两位四通换向阀的进油口连通。

可选地，所述液压泵组包括常用液压泵和备用液压泵，所述常用液压泵的进油口和所述备用液压泵的进油口均与所述油箱的出油口连通，所述常用液压泵的出油口和所述备用液压泵的出油口均与所述三位三通换向阀的进油口和所述第一两位四通换向阀的进油口连通。

可选地，所述液压系统还包括先导溢流阀组件，所述先导溢流阀组件包括第一二通插装阀和第三溢流阀，所述第一二通插装阀的进油口与所述常用液压泵的出油口连通，所述第一二通插装阀的出油口与所述油箱的回油口连通，所述第一二通插装阀的先导油口分别与所述第三溢流阀的进油口和控制油口连通，所述第三溢流阀的出油口与所述油箱的回油口连通。

可选地，所述液压系统还包括卸荷组件，所述卸荷组件包括第二二通插装阀和第四溢流阀，所述第二二通插装阀的进油口与所述备用液压泵的进油口连通，所述第二二通插装阀的出油口与所述油箱的回油口连通，所述第二二通插装阀的先导油口分别与所述第四溢流阀的进油口和控制油口连通，所述第四溢流阀的出油口与所述油箱的回油口连通。

可选地，所述卸荷组件还包括两位两通电磁换向阀和用于监测所述常用液压泵的出油口压力的压力开关，所述压力开关与所述两位两通电磁换向阀电连接，所述两位两通电磁换向阀的进油口与所述第二二通插装阀的先导油口连通，所述两位两通电磁换向阀的回油口与所述油箱的回油连通。

可选地，所述液压系统还包括应急组件，所述应急组件包括第一手动泵、第二两位四通换向阀和截止阀，所述第一手动泵的进油口与所述油箱的出油口连通，所述第一手动泵的出油口与所述第二两位四通换向阀的进油口连通，所述第二两位四通换向阀的回油口与所述截止阀的第一油口连通，所述第二两位四通换向阀的第一工作油口与所述伺服油缸的无杆腔连通，所述第二两位四通换向阀的第二工作油口与所述伺服油缸的有杆腔连通，所述截止阀的第二油口与所述油箱的回油口连通。

可选地，所述应急组件还包括用于向桨毂油缸充油的第二手动泵。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

对于本公开实施例提供的用于调距桨控制的液压系统，为了实现快速正车变距，三位三通换向阀的阀芯和第一两位四通换向阀的阀芯均置于右位时，由液压泵组输出的液压油先后经过三位三通换向阀的进油口、三位三通换向阀的第一工作油口、第一两位四通换向阀的回油口、第一两位四通换向阀的第二工作油口和伺服油缸的无杆腔，而伺服油缸的有杆腔中液压油则通过第一两位四通换向阀的第一工作油口回流至第一两位四通换向阀的进油口。由于第一两位四通换向阀的进油口和三位三通换向阀的进油口连通，那么从伺服油缸的有杆腔中回流的液压油重新进入三位三通换向阀的进油口，从而增大进入伺服油缸的无杆腔的液压油量，进而也就可以使得伺服油缸的活塞杆快速伸出。

为了实现倒车变距，三位三通换向阀的阀芯置于左位、第一两位四通换向阀的阀芯置于右位时，此时进入液压泵组的液压油先后经过第一两位四通换向阀的进油口、第一两位四通换向阀的第一工作油口和伺服油缸的有杆腔。而伺服油缸的无杆腔中的液压油先后通过第一两位四通换向阀的第二工作油口、第一两位四通换向阀的回油口、三位三通换向阀的第一工作油口和三位三通换向阀的回油口回油至油箱，使得伺服油缸的活塞杆回缩。

也就是说，本公开提供的液压系统在单个液压泵组下，通过从伺服油缸回油的液压油重新进入伺服油缸，从而形成差动回路，在不增加液压泵组流量的情况下，能够增大伺服油缸活塞杆移动速度，进而增大桨毂油缸活塞的移动速度。不仅可以实现高速变距，还节约投资和维修成本，避免了使用双泵。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。

图1是本公开实施例提供的一种用于调距桨控制的液压系统的液压图；

图2是图1的局部液压图；

图3是控制组件的液压图；

图4是先导溢流阀组件的液压图；

图5是卸荷组件的液压图；

图6是顺序阀组件的液压图。

图中各符号表示含义如下：

1、油箱；2、液压泵组；21、常用液压泵；22、备用液压泵；3、控制组件；31、三位三通换向阀；32、第一两位四通换向阀；33、第一三位四通换向阀；34、第一溢流阀；35、第二溢流阀；4、伺服油缸；5、先导溢流阀组件；51、第一二通插装阀；52、第三溢流阀；6、卸荷组件；61、第二二通插装阀；62、第四溢流阀；63、两位两通电磁换向阀；64、压力开关；7、应急组件；71、第一手动泵；72、第二两位四通换向阀；73、截止阀；74、第二手动泵；8、顺序阀组件；81、第三二通插装阀；82、第五溢流阀；91、液位计；92、空气滤清器；93、温度传感器；94、液位传感器；95、放油球阀；96、过滤器；97、冷却器；10、减压阀；101、第一压力表；102、第二压力表；103、第三压力表；104、第四压力表；105、第五压力表；111、第一压力开关；112、第二压力开关；121、第一压力传感器；122、梭阀；123、第二压力传感器；131、单向阀；132、背压阀；200、桨毂油缸；300、第二三位四通换向阀。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种用于调距桨控制的液压系统的液压图，为了更清楚的介绍液压系统，下面结合图1，先对调距桨的结构及工作原理进行说明。

在本实施例中，调距桨包括桨毂油缸200和第二三位四通换向阀300。其中，伺服油缸4的活塞杆和第二三位四通换向阀300的阀芯连接在一起，第二三位四通换向阀300的阀套与桨毂油缸200的活塞杆连接在一起，第二三位四通换向阀300的进油口p与液压泵组2的出油口连通，第二三位四通换向阀300的回油口t与油箱1的回油口连通，第二三位四通换向阀300的第一工作油口a与桨毂油缸200的无杆腔连通，第二三位四通换向阀300的第二工作油口b与桨毂油缸200的有杆腔连通。

由于，伺服油缸4的活塞杆和第二三位四通换向阀300的阀芯连接在一起，第二三位四通换向阀300的阀套与桨毂油缸200的活塞杆连接在一起。那么当伺服油缸4的活塞杆带动第二三位四通换向阀300的阀芯移动时，则会使得第二三位四通换向阀300处于开启的状态，进而使得液压油可以进入桨毂油缸200，完成变距。

正车变距时，伺服油缸4的活塞杆移动会带动第二三位四通换向阀300的阀芯移动至左位，那么此时液压泵组2则可以实现对桨毂油缸200的无杆腔充油，桨毂油缸200的活塞杆实现伸出，从而实现正车变距。另外，桨毂油缸200的活塞杆伸出后会带动第二三位四通换向阀300的阀套右移，从而使得第二三位四通换向阀300的阀芯重新置于中位，正车变距结束。

同理可知，倒车变距时，第二三位四通换向阀300的阀芯会置于右位，那么此时液压泵组2则可以实现对桨毂油缸200的有杆腔充油，桨毂油缸200的活塞杆实现回缩，从而实现倒车变距。另外，桨毂油缸200的活塞杆回缩后会带动第二三位四通换向阀300的阀套左移，从而使得第二三位四通换向阀300的阀芯重新置于中位，倒车变距结束。

图2是图1的局部液压图，本公开液压系统包括油箱1、液压泵组2、控制组件3和伺服油缸4。

液压泵组2的进油口和油箱1的出油口连通。

图3是控制组件的液压图，结合图3，控制组件3包括三位三通换向阀31和第一两位四通换向阀32，三位三通换向阀31的第一工作油口a与第一两位四通换向阀32的回油口t连通，三位三通换向阀31的进油口p和第一两位四通换向阀32的进油口p均与液压泵组2的出油口连通，三位三通换向阀31的回油口t与油箱1的回油口连通，第一两位四通换向阀32的第一工作油口a与伺服油缸4的有杆腔连通，第一两位四通换向阀32的第二工作油口b与伺服油缸4的无杆腔连通。

对于本公开实施例提供的用于调距桨控制的液压系统，为了实现快速正车变距，三位三通换向阀31的阀芯和第一两位四通换向阀32的阀芯均置于右位时，由液压泵组2输出的液压油先后经过三位三通换向阀31的进油口p、三位三通换向阀31的第一工作油口a、第一两位四通换向阀32的回油口t、第一两位四通换向阀32的第二工作油口b和伺服油缸4的无杆腔，而伺服油缸4的有杆腔中液压油则通过第一两位四通换向阀32的第一工作油口a回流至第一两位四通换向阀32的进油口p。由于第一两位四通换向阀32的进油口p和三位三通换向阀31的进油口p连通，那么从伺服油缸4的有杆腔中回流的液压油重新进入三位三通换向阀31的进油口p，从而增大进入伺服油缸4的无杆腔的液压油量，进而也就可以使得伺服油缸4的活塞杆快速伸出。

为了实现倒车变距，三位三通换向阀31的阀芯置于左位、第一两位四通换向阀32的阀芯置于右位时，此时进入液压泵组2的液压油先后经过第一两位四通换向阀32的进油口p、第一两位四通换向阀32的第一工作油口a和伺服油缸4的有杆腔。而伺服油缸4的无杆腔中的液压油先后通过第一两位四通换向阀32的第二工作油口b、第一两位四通换向阀32的回油口t、三位三通换向阀31的第一工作油口a和三位三通换向阀31的回油口t回油至油箱1，使得伺服油缸4的活塞杆回缩。

也就是说，本公开提供的液压系统在单个液压泵组2下，通过从伺服油缸4回油的液压油重新进入伺服油缸4，从而形成差动回路，在不增加液压泵组2流量的情况下，能够增大伺服油缸4活塞杆移动速度，进而增大桨毂油缸200活塞的移动速度。不仅可以实现高速变距，还节约投资和维修成本，避免了使用双泵。

需要说明的是，由于伺服油缸4中无杆腔的截面积大于有杆腔的截面积，那么当三位三通换向阀31的阀芯和第一两位四通换向阀32的阀芯均置于右位时，伺服油缸4中无杆腔中产生的压力较大。因此，此时三位三通换向阀31起到进油的作用，而第一两位四通换向阀32起到回油的作用。

继续参见图3，控制组件3还包括第一三位四通换向阀33，第一三位四通换向阀33的进油口p与液压泵组2的出油口连通，第一三位四通换向阀33的回油口t与油箱1的回油口连通，第一三位四通换向阀33的第一工作油口a与伺服油缸4的有杆腔连通，第一三位四通换向阀33的第二工作油口b与伺服油缸4的无杆腔连通。

在上述实施方式中，第一三位四通换向阀33可以在三位三通换向阀31和第一两位四通换向阀32故障时起到备用的作用，从而增大液压油缸的可靠性。

需要说明的是，第一三位四通换向阀33无法实现快速变距，只能起到正常变距的效果。

需要说明的是，三位三通换向阀31、第一两位四通换向阀32、第一三位四通换向阀33和第一三位四通换向阀33均可以为电磁阀，从而便于控制，节省人力。

可选地，控制组件3还包括第一溢流阀34和第二溢流阀35，第一溢流阀34的进油口a与控制油口c均与第一两位四通换向阀32的第一工作油口a连通，第一溢流阀34的出油口b与油箱1的回油口连通，第二溢流阀35的进油口a与控制油口c均与第一两位四通换向阀32的第二工作油口b连通，第二溢流阀35的出油口b与油箱1的回油口连通。

在上述实施方式中，第一溢流阀34可以防止第一两位四通换向阀32的第一工作油口a压力过大，起到泄流的作用。第一溢流阀34可以防止第一两位四通换向阀32的第二工作油口b压力过大，起到泄流的作用。

可选地，液压系统还包括减压阀10(见图2)，减压阀10进油口a与液压泵组2的出油口连通，减压阀10的出油口b和控制油口c分别与三位三通换向阀31的进油口p、第一两位四通换向阀32的进油口p连通。

在上述实施方式中，通过减压阀10的减压作用，可以使得减压阀10的出油压力稳定，从而防止进入伺服油缸4的压力油压力过大，增大液压系统的安全性能。

需要说明的是，在本实施例中，减压阀10的出油口b和控制油口c还与第一三位四通换向阀33的进油口p连通。

这样同样在第一三位四通换向阀33备用时，起到防止进入伺服油缸4的压力油压力过大的作用。

可选地，可选地，液压泵组2包括常用液压泵21和备用液压泵22，常用液压泵21的进油口和备用液压泵22的进油口均与油箱1的出油口连通，常用液压泵21的出油口和备用液压泵22的出油口均与三位三通换向阀31的进油口p和第一两位四通换向阀32的进油口p连通。

在上述实施方式中，通过将常用液压泵21和备用液压泵22并联在一起，可以实现一用一备(一个液压泵工作，另一个液压泵处于待机状态)的优势，保证了液压系统的可靠性与稳定性，提升了船舶深海远航能力要求。

图4是先导溢流阀组件的液压图。如图4所示，液压系统还包括先导溢流阀组件5，先导溢流阀组件5包括第一二通插装阀51和第三溢流阀52，第一二通插装阀51的进油口a与常用液压泵21的出油口连通，第一二通插装阀51的出油口b与油箱1的回油口连通，第一二通插装阀51的先导油口c分别与第三溢流阀52的进油口a和控制油口c连通，第三溢流阀52的出油口b与油箱1的回油口连通。

在上述实施方式中，先导溢流阀组件5可以对常用液压泵21的出口压力进行控制，从而防止常用液压泵21的出口压力过大，起到防止过载的作用。

图5是卸荷组件的液压图。如图5所示，液压系统还包括卸荷组件6，卸荷组件6包括第二二通插装阀61和第四溢流阀62，第二二通插装阀61的进油口a与备用液压泵22的进油口连通，第二二通插装阀61的出油口b与油箱1的回油口连通，第二二通插装阀61的先导油口c分别与第四溢流阀62的进油口a和控制油口c连通，第四溢流阀62的出油口b与油箱1的回油口连通。

在上述实施方式中，卸荷组件6可以对备用液压泵22的出口压力进行控制，从而防止备用液压泵22的出口压力过大。

结合图2和图5所示，卸荷组件6还包括两位两通电磁换向阀63和用于监测常用液压泵21的出油口压力的压力开关64，压力开关64与两位两通电磁换向阀63电连接，两位两通电磁换向阀63的进油口p与第二二通插装阀61的先导油口c连通，两位两通电磁换向阀63的回油口t与油箱1的回油连通。

在上述实施方式中，压力开关64不仅可以监测常用液压泵21的出油口压力，还可以实现对两位两通电磁换向阀63的控制，从而控制备用液压泵22开启或者待机。

示例性地，当压力开关64监测到常用液压泵21的压力过大时，压力开关64控制两位两通电磁换向阀63置于上位，此时从备用液压泵22泵出的液压油经过第二二通插装阀61卸荷至油箱1中，使得备用液压泵22处于待机状态。当压力开关64监测到常用液压泵21的压力过小时，压力开关64控制两位两通电磁换向阀63置于下位，此时卸荷组件6相当于溢流阀的作用，使得备用液压泵22开始工作，从而与常用液压泵21和备用液压泵22一起工作来增大液压系统的输出压力。

图6是顺序阀组件的液压图。如图6所示，液压系统还包括顺序阀组件8，该顺序阀组件8包括第三二通插装阀81和第五溢流阀82。第三二通插装阀81的进油口a分别与常用液压泵21的出油口、备用液压泵22的出油口、第五溢流阀82的进油口a和第五溢流阀82的控制油口c连通，第三二通插装阀81的出油口b与第二三位四通换向阀300的进油口p连通，第三二通插装阀81的先导油口c分别与第五溢流阀82的进油口a和第五溢流阀82的控制油口c连通。第五溢流阀82的出油口b与油箱1的回油口连通。

在上述实施方式中，第三二通插装阀81的进油口压力可以控制第五溢流阀82的通断，即第三二通插装阀81的进油口压力与第五溢流阀82的设定压力一致时第三二通插装阀81才会开启。也就是说，顺序阀组件8可以控制液压泵组2进入第二三位四通换向阀300压力，保持压力稳定。

可选地，液压系统还包括应急组件7，应急组件7包括第一手动泵71、第二两位四通换向阀72和截止阀73，第一手动泵71的进油口与油箱1的出油口连通，第一手动泵71的出油口与第二两位四通换向阀72的进油口p连通，第二两位四通换向阀72的回油口t与截止阀73的第一油口连通，第二两位四通换向阀72的第一工作油口a与伺服油缸4的无杆腔连通，第二两位四通换向阀72的第二工作油口b与伺服油缸4的有杆腔连通，截止阀73的第二油口与油箱1的回油口连通。

在上述实施方式中，应急组件7可以防止控制组件3失效时，通过人力转动第一手动泵71，使得液压油经过第二两位四通换向阀72进入伺服油缸4中，并通过截止阀73回油至油箱1。

需要说明的是，在非应急状态下，截止阀73保持关闭。在应急状态下，截止阀73保持开启，此时通过第一手动泵71、第二两位四通换向阀72和截止阀73，将油箱1中的液压油泵入伺服油缸4中，从而完成变距。

可选地，应急组件7还包括用于向桨毂油缸200充油的第二手动泵74。

在上述实施方式中，第二手动泵74可以实现对桨毂油缸200供油，从而防止桨毂油缸200失效时无法控制第二三位四通换向阀300的阀套，进而避免无法控制变距的结束。

示例性地，第二手动泵74的进油口与油箱1的出油口连通，第二手动泵74的出油口与第二三位四通换向阀300的进油口p连通。

以下结合图2对本公开提供的液压系统中其它相关阀件进行说明：

油箱1中具有液位计91、空气滤清器92、温度传感器93、液位传感器94和放油球阀95。其中，液位计91用于检测油箱1中液压油的液位。空气滤清器92不仅可以维持油箱1和大气的连通，还可以避免杂质进入油箱1中。温度传感器93用于检测油箱1中液压油的温度。液位传感器94传感器用于在油箱1液位较低时发出报警信号。放油球阀95用于油箱1的泄油。

并且，油箱1的出油口和回油口处均设置有过滤器96，从而防止液压油在循环过程中杂质损坏阀件。油箱1的出油口处还设置有冷却器97，从而对回油进行冷却。

另外，本液压系统中具有多个压力表、压力开关和压力传感器。例如，第一压力表101用于显示伺服油缸4的进油压力。第二压力表102用于显示桨毂油缸200的进油压力。第三压力表103用于显示常用液压泵21的出口压力，第一压力开关111通过检测常用液压泵21出油压力，从而控制备用液压泵22的开关机。第四压力表104用于显示备用液压泵22的出油压力。第二压力开关112通过检测备用液压泵22出油压力，从而控制常用液压泵21的开关机。第五压力表105用于显示回油压力。

第一压力传感器121通过梭阀122选择常用液压泵21和备用液压泵22的最大输出压力，当压力过低时则会发出报警信号。第二压力传感器123通过监测伺服油缸4的进油压力，当压力过低时则会发出报警信号。

除此之外，本液压系统中常用液压泵21的出油口、备用液压泵22的出油口及均设置有单向阀131，其起到的作用均为防止液压油回流。油箱1的回油口设置有背压阀132，保持回油管中有一个较高的压力，以防止海水的进入。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。