专利名称：液粘调速离合器智能化控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液粘调速离合器智能化控制装置，特别是一种以单片机 作为控制器，以电液控制开关式球阀及奥米伽阀的组合来控制伺服油缸的压力， 通过压力及转速双路反馈实现对液粘调速离合器转速最佳控制的控制装置，属于 液压及自动控制技术领域。
技术背景目前，对于伺服油缸的控制， 一般都采用各种形式的电一液伺服单元或电一 液伺服阀，这种电一液伺服单元结构复杂、价格昂贵且不易维修保养。而且国产 的伺服阀可靠性不高。同时，现有技术在进行液粘调速离合器转速控制时，都是 将转速反馈信号与转速设定信号进行比较，将得到的差值进行处理，再经过积分 放大，去控制电液比例阀的溢流量，使控制装置获得对应的油压，从而获得所需 要的输出转速。这种控制方式仅通过单纯的转速反馈实现，没有压力信号参与到 转速的控制中，控制精度低，响应速度慢，稳定性不高，控制效果不好。 发明内容为了克服已有技术的不足和缺陷，本实用新型提供了一种利用单片机作为控 制器，以两个电液控制开关式球阀及奥米伽阀的组合来控制伺服油缸的压力，采 用压力及离合器输出转速双路反馈，由采集的压力信号对转速进行粗调，反馈的 转速信号对转速进行微调，从而实现对液粘调速离合器转速最佳控制，具有控制 设备结构简单、工作可靠、调速灵敏、响应快、精度高、转速波动小等优点。本实用新型是通过下述技术方案实现的。本实用新型包括上位机、控制器、 转速传感器、测速齿轮、压力传感器、进油控制阀、排油控制阀、油泵、油池及 液粘调速离合器本体。其中，液粘调速离合器本体包括压力控制阀、泄油孔、伺 服油缸、弹簧及推力盘；控制器采用单片机或可编程控制器；压力控制阀采用奥 米伽阀；进油控制阀与排油控制阀均采用电液控制开关式球阀。上位机输出端与 控制器输入端电连接，控制器输出端分别与进油控制阀及排油控制阀的控制端电连接。油泵出口与进油控制阀入口连接，进油控制阀的出口与排油控制阀的入口 连接，进油控制阀的出口还分别与压力控制阀的阀芯和压力控制阀的入口连接， 排油控制阀出口与油池相通。压力传感器安装在进油控制阀与压力控制阀阀芯的 连接管路上，用于采集油缸内压力信号。测速齿轮与离合器输出轴同轴安装，转 速传感器安装在测速齿轮外缘。转速传感器和压力传感器的输出端均与控制器的 输入端电连接。离合器工作时，控制器接收上位机发出的转速设定信号，按照转速与伺服油 缸压力的对应关系将该信号转换成油压设定信号并传递给进油控制阀及排油控 制阀，若进油控制阀打开，排油控制阀关闭，则进油控制阀输出油压Pc升高， PC作用于压力控制阀控制端，使压力控制阀开度加大，则实现供油，液压油进 入伺服油缸，通过弹簧作用于推力盘，推力盘挤压液粘调速离合器主、从动件之 间的油膜使油膜厚度减小，实现输出转速的增加；若进油控制阀关闭，排油控制 阀打开，则液压油通过阀排入油池，Pc减小，阀开度减小，伺服油缸内油压降 低，弹簧伸长，推力盘压力降低，离合器主、从动件间油膜厚度变大，输出转速 降低。在实施调速控制时，控制器首先接受到压力传感器发出的压力反馈信号， 同控制器中的压力设定信号进行比较并输出偏差，控制进油控制阀、排油控制阀 及压力控制阀的供、排油溢流量，使伺服油缸的油压迅速达到设定油压，从而使 液粘调速离合器输出转速快速调整至设定转速附近，之后转速传感器通过测速齿 轮测量实际转速并将实际转速信号反馈至控制器，控制器将实际转速反馈信号同 转速设定信号进行比较，之后输出偏差，控制进油控制阀及排油控制阀动作，使 供、排油量进行微小变化，使伺服油缸油压平稳动作直至精确达到设定转速，从 而以较快的响应速度和平稳的动作实现对液粘调速离合器的智能化控制。本实用新型的有益效果。本实用新型采用电液控制开关式球阀及奥米伽阀的组合来控制伺服油缸的 压力，使控制装置工作寿命提高，电液控制开关式球阀不仅可频繁动作，还有较 快的响应速度；采取转速、压力双路反馈控制，以压力传感器反馈压力信号对离 合器输出转速进行粗调，在输出转速快速达到设定值附近后，再利用转速反馈信 号进行微调，不仅大大縮短了控制响应时间，而且提高了控制精度，并且减小了 控制过程中的冲击和转速波动，作为一种新型的控制装置，良好地实现了对液粘调速离合器输出转速的最佳控制。
图1是本实用新型液粘调速离合器智能化控制装置工作原理示意图；图中，l是上位机，2是控制器，3是转速传感器，4是测速齿轮，5是输出轴，6是压力控制阀，7是压力传感器，8是泄油孔，9是伺服油缸，IO是弹簧，11是推力盘，12是进油控制阀，13是排油控制阀，14是油泵，15是油池，16是液粘调速离合器本体，Pc是进油控制阀12的输出油压。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括上位机1、控制器2、转速传感器3、测速齿 轮4、压力传感器7、进油控制阀12、排油控制阀13、油泵14、油池15及液粘 调速离合器本体16。其中，液粘调速离合器本体16包括压力控制阀6、泄油孔 8、伺服油缸9、弹簧10及推力盘11;控制器2采用单片机或可编程控制器；压 力控制阀6采用奥米伽阀；进油控制阀12与排油控制阀13均采用电液控制开关 式球阀。上位机1输出端与控制器2输入端电连接，控制器2输出端分别与进油 控制阀12及排油控制阀13的控制端电连接。油泵14出口与进油控制阀12入口 连接，进油控制阀12的出口与排油控制阀13的入口连接，进油控制阀12的出 口还分别与压力控制阀6的阀芯和压力控制阀6的入口连接，排油控制阀13出 口与油池15相通。压力传感器7安装在进油控制阀12与压力控制阀6阀芯的连 接管路上，用于采集油缸内压力信号。测速齿轮4与离合器输出轴5同轴安装， 转速传感器3安装在测速齿轮5外缘。转速传感器3和压力传感器7的输出端均 与控制器2的输入端电连接。离合器工作时，控制器2接收上位机1发出的转速设定信号，按照转速与伺 服油缸压力的对应关系将该信号转换成油压设定信号并传递给进油控制阀12及 排油控制阀13，若进油控制阀12打开，排油控制阀13关闭，则进油控制阀12 输出油压Pc升高，Pc作用于压力控制阀6控制端，使压力控制阀6开度加大， 则实现供油，液压油进入伺服油缸9，通过弹簧10作用于推力盘11，推力盘ll 挤压液粘调速离合器主、从动件之间的油膜使油膜厚度减小，实现输出转速的增 加；若进油控制阀12关闭，排油控制阀13打开，则液压油通过阀13排入油池， Pc减小，阀6开度减小，伺服油缸内油压降低，弹簧10伸长，推力盘11压力降低，离合器主、从动件间油膜厚度变大，输出转速降低。在实施调速控制时， 控制器2首先接受到压力传感器7发出的压力反馈信号，同控制器2中的压力设 定信号进行比较并输出偏差，控制进油控制阀12、排油控制阀13及压力控制阀 6的供、排油溢流量，使伺服油缸9的油压迅速达到设定油压，从而使液粘调速 离合器输出转速快速调整至设定转速附近，之后转速传感器3通过测速齿轮4 测量实际转速并将实际转速信号反馈至控制器2，控制器将实际转速反馈信号同 转速设定信号进行比较，之后输出偏差，控制进油控制阀12及排油控制阀13 动作，使供、排油量进行微小变化，使伺服油缸9油压平稳动作直至精确达到设 定转速，从而以较快的响应速度和平稳的动作实现对液粘调速离合器的智能化控 制。
权利要求1.一种液粘调速离合器智能化控制装置，包括上位机(1)、控制器(2)、转速传感器(3)、测速齿轮(4)、压力传感器(7)、进油控制阀(12)、排油控制阀(13)、油泵(14)、油池(15)及液粘调速离合器本体(16)，液粘调速离合器本体(16)包括压力控制阀(6)、泄油孔(8)、伺服油缸(9)、弹簧(10)及推力盘(11)，其特征在于，上位机(1)输出端与控制器(2)输入端电连接，控制器(2)输出端分别与进油控制阀(12)及排油控制阀(13)的控制端电连接，油泵(14)出口与进油控制阀(12)入口连接，进油控制阀(12)的出口与排油控制阀(13)的入口连接，进油控制阀(12)的出口还分别与压力控制阀(6)的阀芯和压力控制阀(6)入口连接，排油控制阀(13)出口与油池(15)相通，压力传感器(7)安装在进油控制阀(12)与压力控制阀(6)阀芯的连接管路上，测速齿轮(4)与离合器输出轴(5)同轴安装，转速传感器(3)安装在测速齿轮(5)外缘，转速传感器(3)和压力传感器(7)的输出端均与控制器(2)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的液粘调速离合器智能化控制装置，其特征是所述 的控制器(2)采用单片机或可编程控制器；压力控制阀(6)采用奥米伽阀；进 油控制阀(12)与排油控制阀(13)均采用电液控制开关式球阀。
专利摘要液粘调速离合器智能化控制装置属于液压及自动控制技术领域。包括液粘调速离合器本体、上位机、控制器、测速齿轮转速传感器、压力传感器、两个电液控制开关式球阀、一个奥米伽阀及油泵、油池。本实用新型采用单片机作为控制器，以两个电液控制开关式球阀及奥米伽阀的组合来控制伺服油缸的压力，采用压力及转速双路反馈，由压力信号对转速进行粗调，转速信号对转速进行微调，从而实现对液粘调速离合器转速最佳控制，具有控制设备结构简单、工作可靠，调速灵敏、响应快、冲击及转速波动小等特点。
文档编号F16D48/00GK201173259SQ20082005688
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者张亦弛, 张淇鑫, 杨桂康, 王志敏 申请人:上海交通大学