具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种液压控制系统，尤其涉及一种具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统。


背景技术：

[0002]
在农业收获机械或工程机械中通常用有两个或两个以上的由液压马达驱动旋转机构，这些旋转机构彼此间有相互关联的运动关系：比如农业收获机械中摘果装置(为旋转机构)发生堵塞(此时负载增大)时，要求割台的捡拾装置(为旋转机构)自动适当降低速度(即驱动捡拾装置马达的流量要适当减小)，同时要求驱动摘果装置速度适当增大(即驱动摘果装置马达的流量要适当增大)避免工作效率降低甚至发动机因负载突然增大而熄火；当摘果装置的堵塞情况解决后，摘果装置和捡拾装置的旋转速度自动恢复到预先设定的转速值。传统的农业收获机械或工程机械中实现该功能的液压系统解决方案通常是设置两个独立的液压泵分别向两个液压马达供油，流向液压马达流量的大小由比例阀或伺服阀控制，转速传感器检测到其中一个马达的转速降低时，既要调整控制该马达的比例阀或伺服阀使流量增大，还要同时调整控制另一马达的比例阀使流量减小。传统方案中当比例阀或伺服阀控制的流经该阀的流量减小时，液压系统多余的液压油将通过液压系统的溢流阀溢流回油箱，会造成液压系统的发热、功率浪费；控制系统中的传感器、控制器等，成本相对较高；控制策略相对繁琐、控制系统调试困难，且作业效果不理想。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低且调控效果好的具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统。
[0004]
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统，包括液压油箱、第一液压马达和第二液压马达，所述液压油箱连接有进油主管路，所述进油主管路与所述第一液压马达和所述第二液压马达之间分别连接有第一进油支路和第二进油支路，所述进油主管路上连接有液压泵；
[0005]
所述进油主管路与所述第一液压马达之间的所述第一进油支路上依次连接有第一马达控制阀、第一流量调节器和第一马达转动方向控制器；
[0006]
所述进油主管路与所述第二液压马达之间的所述第二进油支路上依次连接有第二马达控制阀、第二流量调节器和第二马达转动方向控制器；
[0007]
所述进油主管路还连接有第三进油支路，所述第三进油支路上安装有第三流量调节器，所述第三流量调节器通过回油管路与所述液压油箱连通；
[0008]
所述第一流量调节器的压力感应口d、所述第二流量调节器的压力感应口e和所述第三流量调节器的压力感应口c通过控制油路相互连通，所述控制油路的末端通过溢流阀与所述液压油箱连通。
[0009]
作为一种优选的技术方案，所述第一马达控制阀为二位二通电磁比例阀。
[0010]
作为一种优选的技术方案，所述第一流量调节器设置有三个对外连通的油口，分别为p3口、a3口和所述压力感应口d，所述第一流量调节器包括连接有在所述p3口和所述a3口之间的一号二位二通比例阀，所述一号二位二通比例阀的阀芯无复位弹簧端通过控制油路与所述p3口连通，所述一号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端与所述a3口之间连接有第一单向阀，所述第一单向阀的液压油流动方向自所述a3口向所述一号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端；所述一号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端与所述压力感应口d之间连接有第一阻尼阀。
[0011]
作为一种优选的技术方案，第一马达转动方向控制器包括与所述第一液压马达的工作油口a9和工作油口b9分别连接有第一顺时针控制阀和第一逆时针控制阀，所述第一顺时针控制阀的p5口和第一逆时针控制阀的p7口均通过所述第一进油支路与所述第一流量调节器连接。
[0012]
作为一种优选的技术方案，所述第一顺时针控制阀和第一逆时针控制阀均为二位三通电磁阀，所述第一顺时针控制阀的p5口与所述第一进油支路连接，所述第一顺时针控制阀的a5口与所述第一液压马达的工作油口a9连接，所述第一顺时针控制阀的t5口通过回油管路与所述液压油箱连接；
[0013]
所述第一逆时针控制阀的p7口与所述第一进油支路连接，所述第一逆时针控制阀的a7口与所述第一液压马达的工作油口b9连接，所述第一逆时针控制阀的t7口通过回油管路与所述液压油箱连接。
[0014]
作为一种优选的技术方案，所述第二马达控制阀为二位二通电磁比例阀。
[0015]
作为一种优选的技术方案，所述第二流量调节器设置有三个对外连通的油口，分别为p4口、a4口和所述压力感应口e，所述第二流量调节器包括连接有在所述p4口和所述a4口之间的二号二位二通比例阀，所述二号二位二通比例阀的阀芯无复位弹簧端通过控制油路与所述p4口连通，所述二号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端与所述a4口之间连接有第二单向阀，所述第二单向阀的液压油流动方向自所述a4口向所述二号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端；所述二号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端与所述压力感应口e之间连接有第二阻尼阀。
[0016]
作为一种优选的技术方案，第二马达转动方向控制器包括与所述第二液压马达的工作油口a10和工作油口b10分别连接有第二逆时针控制阀和第二顺时针控制阀，所述第二顺时针控制阀的p6口和第二逆时针控制阀的p8口均通过所述第二进油支路与所述第二流量调节器连接。
[0017]
作为一种优选的技术方案，所述第二顺时针控制阀和第二逆时针控制阀均为二位三通电磁阀，所述第二逆时针控制阀的p8口与所述第二进油支路连接，所述第二逆时针控制阀的a8口与所述第二液压马达的工作油口a10连接，所述第二逆时针控制阀的t8口通过回油管路与所述液压油箱连接；
[0018]
所述第二顺时针控制阀的p6口与所述第二进油支路连接，所述第二顺时针控制阀的a6口与所述第一液压马达的工作油口b10连接，所述第二顺时针控制阀的t6口通过回油管路与所述液压油箱连接。
[0019]
作为一种优选的技术方案，所述第三流量调节器设置有三个对外连通的油口，分别为p11口、a11口和所述压力感应口c，所述第三流量调节器包括三号二位二通比例阀，所
述三号二位二通比例阀的阀芯无复位弹簧端通过控制油路与所述p11口连通，所述三号二位二通比例阀的阀芯复位弹簧端和a11口之间连接有第三阻尼阀。
[0020]
由于采用了上述技术方案，具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统，包括液压油箱、第一液压马达和第二液压马达，所述液压油箱连接有进油主管路，所述进油主管路与所述第一液压马达和所述第二液压马达之间分别连接有第一进油支路和第二进油支路，所述进油主管路上连接有液压泵；所述进油主管路与所述第一液压马达之间的所述第一进油支路上依次连接有第一马达控制阀、第一流量调节器和第一马达转动方向控制器；所述进油主管路与所述第二液压马达之间的所述第二进油支路上依次连接有第二马达控制阀、第二流量调节器和第二马达转动方向控制器；所述进油主管路还连接有第三进油支路，所述第三进油支路上安装有第三流量调节器，所述第三流量调节器通过回油管路与所述液压油箱连通；所述第一流量调节器的压力感应口d、所述第二流量调节器的压力感应口e和所述第三流量调节器的压力感应口c通过控制油路相互连通，所述控制油路的末端通过溢流阀与所述液压油箱连通；当某一个液压马达出现负载增大时，第一流量调节器、第二流量调节器和第三流量调节器配合工作，增大该液压马达的进油量，减小另一个液压马达的进油量，以保证正常工作，当负载恢复正常后，再在第一流量调节器、第二流量调节器和第三流量调节器的配合调节下恢复到正常液压状态；本技术方案具有发热小、更节能的特点；可实现一泵控制多个马达，不需要电气控制系统参与，成本相对较低；方案可操作易实现，作业效果较好。
附图说明
[0021]
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
[0022]
图1是本实用新型实施例的原理图；
[0023]
图2是本实用新型实施例控制两个马达工作状态的原理图；
[0024]
图中：11-液压油箱；12-液压泵；13-过滤器；14-进油主管路；15-第一进油支路；16-第二进油支路；17-第三进油支路；2-第一液压马达；21-第一马达控制阀；22-第一流量调节器；221-一号二位二通比例阀；222-第一单向阀；223-第一阻尼阀；23-第一顺时针控制阀；24-第一逆时针控制阀；3-第二液压马达；31-第二马达控制阀；32-第二流量调节器；321-二号二位二通比例阀；322-第二单向阀；323-第二阻尼阀；33-第二逆时针控制阀；34-第二顺时针控制阀；4-第三流量调节器；41-三号二位二通比例阀；42-第三阻尼阀；5-溢流阀。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0026]
如图1所示，具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统，包括液压油箱
11、第一液压马达2和第二液压马达3，所述液压油箱11连接有进油主管路14，所述进油主管路14与所述第一液压马达2和所述第二液压马达3之间分别连接有第一进油支路15和第二进油支路16，所述进油主管路14上连接有液压泵12；
[0027]
所述进油主管路14与所述第一液压马达2之间的所述第一进油支路15上依次连接有第一马达控制阀21、第一流量调节器22和第一马达转动方向控制器，所述第一马达转动方向控制器包括与所述第一液压马达2的工作油口a9和工作油口b9分别连接有第一顺时针控制阀23和第一逆时针控制阀24，所述第一顺时针控制阀23的p5口和第一逆时针控制阀24的p7口均通过所述第一进油支路15与所述第一流量调节器22连接；
[0028]
所述进油主管路14与所述第二液压马达3之间的所述第二进油支路16上依次连接有第二马达控制阀31、第二流量调节器32和第二马达转动方向控制器，所述第二马达转动方向控制器包括与所述第二液压马达3的工作油口a10和工作油口b10分别连接有第二逆时针控制阀33和第二顺时针控制阀34，所述第二顺时针控制阀34的p6口和第二逆时针控制阀33的p8口均通过所述第二进油支路16与所述第二流量调节器32连接；
[0029]
所述进油主管路14还连接有第三进油支路17，所述第三进油支路17上安装有第三流量调节器4，所述第三流量调节器4通过回油管路与所述液压油箱11连通；
[0030]
所述第一流量调节器22的压力感应口d、所述第二流量调节器32的压力感应口e和所述第三流量调节器4的压力感应口c通过控制油路相互连通，所述控制油路的末端通过溢流阀5与所述液压油箱11连通。
[0031]
所述第一马达控制阀21为二位二通电磁比例阀。所述第一流量调节器22设置有三个对外连通的油口，分别为p3口、a3口和所述压力感应口d，所述第一流量调节器22包括连接有在所述p3口和所述a3口之间的一号二位二通比例阀221，所述一号二位二通比例阀221的阀芯无复位弹簧端通过控制油路与所述p3口连通，所述一号二位二通比例阀221的阀芯复位弹簧端与所述a3口之间连接有第一单向阀222，所述第一单向阀222的液压油流动方向自所述a3口向所述一号二位二通比例阀221的阀芯复位弹簧端；所述一号二位二通比例阀221的阀芯复位弹簧端与所述压力感应口d之间连接有第一阻尼阀223。
[0032]
所述第一顺时针控制阀23和第一逆时针控制阀24均为二位三通电磁阀，所述第一顺时针控制阀23的p5口与所述第一进油支路15连接，所述第一顺时针控制阀23的a5口与所述第一液压马达2的工作油口a9连接，所述第一顺时针控制阀23的t5口通过回油管路与所述液压油箱11连接；所述第一逆时针控制阀24的p7口与所述第一进油支路15连接，所述第一逆时针控制阀24的a7口与所述第一液压马达2的工作油口b9连接，所述第一逆时针控制阀24的t7口通过回油管路与所述液压油箱11连接。
[0033]
所述第二马达控制阀31为二位二通电磁比例阀。所述第二流量调节器32设置有三个对外连通的油口，分别为p4口、a4口和所述压力感应口e，所述第二流量调节器32包括连接有在所述p4口和所述a4口之间的二号二位二通比例阀321，所述二号二位二通比例阀321的阀芯无复位弹簧端通过控制油路与所述p4口连通，所述二号二位二通比例阀321的阀芯复位弹簧端与所述a4口之间连接有第二单向阀322，所述第二单向阀322的液压油流动方向自所述a4口向所述二号二位二通比例阀321的阀芯复位弹簧端；所述二号二位二通比例阀321的阀芯复位弹簧端与所述压力感应口e之间连接有第二阻尼阀323。
[0034]
所述第二顺时针控制阀34和第二逆时针控制阀33均为二位三通电磁阀，所述第二
逆时针控制阀33的p8口与所述第二进油支路16连接，所述第二逆时针控制阀33的a8口与所述第二液压马达3的工作油口a10连接，所述第二逆时针控制阀33的t8口通过回油管路与所述液压油箱11连接；所述第二顺时针控制阀34的p6口与所述第二进油支路16连接，所述第二顺时针控制阀34的a6口与所述第一液压马达2的工作油口b10连接，所述第二顺时针控制阀34的t6口通过回油管路与所述液压油箱11连接。
[0035]
所述第三流量调节器4设置有三个对外连通的油口，分别为p11口、a11口和所述压力感应口c，所述第三流量调节器4包括三号二位二通比例阀41，所述三号二位二通比例阀41的阀芯无复位弹簧端通过控制油路与所述p11口连通，所述三号二位二通比例阀41的阀芯复位弹簧端和a11口之间连接有第三阻尼阀42。所述进油主管路14上还连接有过滤器13。
[0036]
如图2所示，第一马达控制阀21的电磁铁y1得电、第二马达控制阀31的电磁铁y2得电，第一马达控制阀21的p1口与a1口导通、第二马达控制阀31的p2口与a2口导通，比例阀导通口开度大小与电磁铁的得电值大小成比例；第一顺时针控制阀23的电磁铁y3得电、第二逆时针控制阀33的电磁铁y6得电，第一顺时针控制阀23的p5口与a5口导通、第二逆时针控制阀33的p8口与a8口导通。
[0037]
从液压泵12出口p出来的液压油经过滤器13后，其中一油路经过第一马达控制阀21的p1口、a1口到达第一流量调节器22，液压油经p3口、控制油路作用在一号二位二通比例阀221的无复位弹簧端，该作用力与一号二位二通比例阀221阀芯的复位弹簧相互作用后推动一号二位二通比例阀221的阀芯移动使第一流量调节器22的p3口与a3口导通；从第一流量调节器22的a3口出来的液压油经过第一顺时针控制阀23的p5口、a5口后到达第一液压马达2的工作油口a9；液压油使第一液压马达2做旋转运动后从工作油口b9出来经过第一逆时针控制阀24的a7口、t7口后回液压油箱11。此状态下，第一液压马达2输出的旋转运动方向为顺时针；若第一逆时针控制阀24的电磁铁y5得电、第一顺时针控制阀23的电磁铁y3不得电，则第一液压马达2在液压油作用下输出旋转运动的方向为逆时针。
[0038]
从液压泵12出口p出来的液压油经过滤器13后，其中第二条油路经过第二马达控制阀31的p2口、a2口到达第二流量调节器32，液压油经p4口、控制油路作用在二号二位二通比例阀321的无复位弹簧端，该作用力与二号二位二通比例阀321阀芯的复位弹簧相互作用后推动二号二位二通比例阀321的阀芯移动使第二流量调节器32的p4口与a4口导通；从第二流量调节器32的a4口出来的液压油经过第二逆时针控制阀33的p8口、a8口后到达第二液压马达3的工作油口a10；液压油使第二液压马达3做旋转运动后从工作油口b10出来经过第二顺时针控制阀34的a6口、t6口后回液压油箱11。此状态下，第二液压马达3输出的旋转运动方向为逆时针；若第二顺时针控制阀34的电磁铁y4得电、第二逆时针控制阀33的电磁铁y6不得电，则第二液压马达3在液压油作用下输出旋转运动的方向为顺时针。
[0039]
从液压泵12出口p出来的液压油经过滤器13后的第三条油路到达第三流量调节器4的入口p11口，液压油经控制油路作用在三号二位二通比例阀41阀芯的无复位弹簧端，该作用力与三号二位二通比例阀41阀芯的复位弹簧作用力及通过该端连接的控制油路作用在三号二位二通比例阀41阀芯复位弹簧端的作用力对比结果决定第三流量调节器4入口p11口与出口a11口的导通开度大小。
[0040]
当液压系统的液压泵12启动后，若第一马达控制阀21的电磁铁y1不得电、第二马达控制阀31的电磁铁y2不得电，则从液压泵12流出的全部液压油经第三流量调节器4的p11
口、a11口流回液压油箱11。第一马达控制阀21的电磁铁y1得电和第二马达控制阀31的电磁铁y2得电后，第一液压马达2和第二液压马达3平稳正常工作，此时液压系统如果还有多余的液压油，则多余的液压油经第三流量调节器4的p11口、a11口流回液压油箱11。与传统的液压系统中用溢流阀溢流液压油箱11的方案相比，该实用新型创造所述的具有流量自适应分配功能的马达驱动液压控制系统发热量小、节能效果明显。
[0041]
液压系统工作过程中如果第一液压马达2的负载突然增大(如工作机构发生堵塞)，则负责增大的压力信号从第一流量调节器22的a3口，经第一单向阀222、控制油路、第一阻尼阀223后到达第一流量调节器22的压力感应口d。此后负载增大的压力信号分为三路：第一路到达第二流量调节器32的压力感应口e，再经第二阻尼阀323、控制油路后作用在二号二位二通比例阀321阀芯的复位弹簧端，使二号二位二通比例阀321的阀芯向使第二流量调节器32的p4口和a4口的导通开度减小的方向移动一定位移，则流向第二液压马达3的液压油流量减小，第二液压马达3输出的旋转运动速度减小；第二路负载增大的压力信号经控制油路后到达第三流量调节器4的压力感应口c，再经控制油路后作用在三号二位二通比例阀41阀芯的复位弹簧端，使三号二位二通比例阀41的阀芯向使第三流量调节器4的p11口和a11口的导通开度减小乃至关闭的方向移动一定位移，则从液压泵12流出的液压油尽可能多地流向第一液压马达2，第一液压马达2输出的旋转运动速度增大；第三路负载增大的压力信号经控制油路后到达溢流阀5的入口p12口，当负载信号值超过溢流阀5的设定值时将通过该溢流阀5的t12口卸荷、流回液压油箱11。当第一液压马达2的负载突然增大情况解决后，第三流量调节器4、第一流量调节器22、第二流量调节器32将自动回复到原来正常工作状态，第一液压马达2、第二液压马达3的旋转速度也就自动恢复到预先设定的转速值。
[0042]
液压系统工作过程中如果第二液压马达3的负载突然增大(如工作机构发生堵塞)，则负责增大的压力信号从第二流量调节器32的a4口，经第二单向阀322、控制油路、第二阻尼阀323后到达第二流量调节器32的压力感应口e。此后负载增大的压力信号分为三路：第一路到达第一流量调节器22的压力感应口d，再经第一阻尼阀223、控制油路后作用在一号二位二通比例阀221阀芯的复位弹簧端，使一号二位二通比例阀221的阀芯向使第一流量调节器22的p3口和a3口的导通开度减小的方向移动一定位移，则流向第一液压马达2的液压油流量减小，第一液压马达2输出的旋转运动速度减小；第二路负载增大的压力信号经控制油路后到达第三流量调节器4的压力感应口c，再经控制油路后作用在三号二位二通比例阀41阀芯的复位弹簧端，使三号二位二通比例阀41的阀芯向使第三流量调节器4的p11口和a11口的导通开度减小乃至关闭的方向移动一定位移，则从液压泵12流出的液压油尽可能多地流向第二液压马达3，第二液压马达3输出的旋转运动速度增大；第三路负载增大的压力信号经控制油路后到达溢流阀5的入口p12口，当负载信号值超过溢流阀5的设定值时将通过该溢流阀5的t12口卸荷、流回液压油箱11。当第二液压马达3的负载突然增大情况解决后，第三流量调节器4、第一流量调节器22、第二流量调节器32将自动回复到原来正常工作状态，第一液压马达2、第二液压马达3的旋转速度也就自动恢复到预先设定的转速值。
[0043]
本实用新型与通常马达驱动液压控制系统相比，具有流量自适应分配功能的液压控制系统具有发热小、更节能的特点；可实现一泵控制多个马达，不需要电气控制系统参与，成本相对较低；方案可操作易实现，作业效果较好。
[0044]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。