CN101699080A - 一种液压马达控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液压马达控制器，该控制器从一个多路手动比例阀6延伸出两个工作管路、一个压力管路和一个回油管路。压力管路中串接有二通压力补偿阀7，两个工作管路中分别串接一个平衡阀4.1或平衡阀4.2，平衡阀自由流的方向和工作管路背离多路手动比例阀的方向一致，平衡阀4.1的自由流向出口与马达D口连接，平衡阀4.2的自由流向出口与马达G口连接。这种控制器能实现在负载范围较宽且随机变化较大时，控制加入工作的三个(或三级)液压马达的数量以提供和负载适应的输出转矩，即有三个级别的负载适应且自动实现，其能量利用效率和工作效率均较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压马达控制器，该控制器为用于控制三个(或三级)液压马达随液压马达负载的变化自动增加(或减少)投入工作的马达的数量以提供和负载相适应的转矩的液压控制装置，属于液压控制技术领域。
背景技术
目前实现单个或多个(或多级)液压马达的输出转矩相对于马达的负载适应的方法有多种，有偏重于用电气控制方法实现、有偏重于用液压控制方法实现、有完全用液压控制方法实现，采用何种方法取决于马达完成工作时的具体工况。但目前适于马达负载范围较宽且随机变化较大的工况的液压马达控制装置还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种液压马达控制器，该控制器能实现在负载范围较宽且随机变化较大时，控制加入工作的三个(或三级)液压马达的数量以提供和负载适应的输出转矩。
实现本发明目的所采用的技术方案为一种液压马达控制器，至少包括与马达的接口连通的若干管路，管路包括从一个多路手动比例阀延伸出的两个工作管路、一个压力管路和一个回油管路；压力管路中串接有二通压力补偿阀7，两个工作管路中分别串接一个平衡阀4.1或平衡阀4.2，平衡阀自由流的方向和工作管路背离多路手动比例阀的方向一致，平衡阀4.1的自由流向出口与马达D口连接，平衡阀4.2的自由流向出口与马达G口连接；二通插装阀2.3的下腔连接在马达D口，上腔连接在马达H口，其盖板中的压差控制通断阀10.2的非弹簧腔压差控制口接到马达G口、弹簧腔压差控制口经一个节流孔接到二通插装阀2.3的下腔；二通插装阀2.4的下腔接在马达G口，上腔接在马达E口，其上的盖板中的压差控制通断阀10.1的非弹簧腔压差控制口接到马达D口、弹簧腔压差控制口经一个节流孔接到二通插装阀2.4的下腔；二通插装阀3.1和二通插装阀3.2的下腔向上腔流向始终导通，二通插装阀3.1的下腔接于马达E口，上腔接到马达C口，其上的盖板中的溢流阀1.3的出口接到马达G口、入口经一个节流孔接到二通插装阀3.1的上，二通插装阀3.2的下腔接到马达H口，上腔接到马达F口，其盖板中的溢流阀1.4的出口接到马达M0 D口，入口经一个节流孔接到二通插装阀3.2的上腔；二通插装阀2.1和二通插装阀2.2的下腔向上腔流向始终导通，二通插装阀2.1的下腔接到马达C口，上腔接到马达D口，其上的盖板中的溢流阀1.1的出口接到马达G口、入口经一个节流孔接到二通插装阀2.1的上腔；二通插装阀2.2的下腔接到马达F口，上腔接到马达G口，其上的盖板中的溢流阀1.2的出口接到马达D口、入口经一个节流孔接到二通插装阀2.2的上腔。
而且，二通插装阀2.1的下腔接马达C口和二通插装阀3.1的上腔，二通插装阀3.1的下腔接马达E口和二通插装阀2.4的上腔，二通插装阀2.4的下腔接马达G口和二通插装阀2.2的上腔，二通插装阀2.2的下腔接马达F口和二通插装阀3.2的上腔，二通插装阀3.2的下腔接马达H口和二通插装阀2.3的上腔，二通插装阀2.3的下腔接马达D口和二通插装阀2.1的上腔。
且二通插装阀2.3和二通插装阀2.4上的盖板均由单向阀、压差控制通断阀和梭阀组成，压差控制通断阀的弹簧腔压力控制口和被控通断的两个口中的一个口在压差控制通断阀内部相通，压差控制通断阀弹簧腔压力控制口和梭阀的一边相通，压差控制通断阀被控通断的两个口中的另一个口与单向阀的进口连通，单向阀的出口和梭阀的另一边相通。
对上述技术方案的进一步改进是马达D口和G口连接有安全阀5.1和安全阀5.2，安全阀5.1、安全阀5.2以相反的方向连接在马达D口和G口。
有上述技术方案可知，本发明能控制三个(或三级)液压马达随液压马达负载的变化自动增加(或减少)投入工作的马达的数量以提供和负载相适应的转矩。因此，本发明用于马达负载范围较宽且随机变化的工况具有明显优势，本发明无疑是上述工况时的最佳选择。本发明有三个级别的负载适应且自动实现，其能量利用效率和工作效率均较高。
附图说明
附图为本发明的结构原理示意图。
图中1.1、1.2、1.3和1.4均为溢流阀，2.1、2.2、2.3和2.4均为二通插装阀，3.1和3.2为二通插装阀，4.1和4.2为平衡阀，5.1和5.2为安全阀，6为手动比例阀，7为压力补偿阀，8为油路块，9.1和9.2为单向阀，10.1和10.2为压差控制通断阀，11.1和11.2为梭阀。
具体实施方式
由附图可知，本发明提供的液压马达控制器从一个多路手动比例阀6延伸出两个工作管路、一个压力管路和一个回油管路，这些管路和管路上的阀形成整个油路块8。压力管路中串接有二通压力补偿阀7，两个工作管路中分别串接一个平衡阀4.1或平衡阀4.2，平衡阀自由流的方向和工作管路背离多路手动比例阀的方向一致，平衡阀4.1的自由流向出口与马达D口连接，平衡阀4.2的自由流向出口与马达G口连接。二通插装阀2.3的下腔连接在马达D口，上腔连接在马达H口，其盖板中的压差控制通断阀10.2的非弹簧腔压差控制口接到马达G口、弹簧腔压差控制口经一个节流孔接到二通插装阀2.3的下腔。二通插装阀2.4的下腔接在马达G口，上腔接在马达E口，其上的盖板中的压差控制通断阀10.1的非弹簧腔压差控制口接到马达D口、弹簧腔压差控制口经一个节流孔接到二通插装阀2.4的下腔。二通插装阀3.1和二通插装阀3.2的下腔向上腔流向始终导通，二通插装阀3.1的下腔接于马达E口，上腔接到马达C口，其上的盖板中的溢流阀1.3的出口接到马达G口、入口经一个节流孔接到二通插装阀3.1的上。二通插装阀3.2的下腔接到马达H口，上腔接到马达F口，其盖板中的溢流阀1.4的出口接到马达M0 D口，入口经一个节流孔接到二通插装阀3.2的上腔。二通插装阀2.1和二通插装阀2.2的下腔向上腔流向始终导通，二通插装阀2.1的下腔接到马达C口，上腔接到马达D口，其上的盖板中的溢流阀1.1的出口接到马达G口、入口经一个节流孔接到二通插装阀2.1的上腔。二通插装阀2.2的下腔接到马达F口，上腔接到马达G口，其上的盖板中的溢流阀1.2的出口接到马达D口、入口经一个节流孔接到二通插装阀2.2的上腔。二通插装阀2.1的下腔接马达C口和二通插装阀3.1的上腔，二通插装阀3.1的下腔接马达E口和二通插装阀2.4的上腔，二通插装阀2.4的下腔接马达G口和二通插装阀2.2的上腔，二通插装阀2.2的下腔接马达F口和二通插装阀3.2的上腔，二通插装阀3.2的下腔接马达H口和二通插装阀2.3的上腔，二通插装阀2.3的下腔接马达D口和二通插装阀2.1的上腔。二通插装阀2.3和二通插装阀2.4上面的盖板(二通插装阀上面方框中的部分)，这两个盖板是完全一样的，以二通插装阀2.4上面的盖板为例对这种盖板进行说明，这种盖板根据X、Z2的压差控制其下面的二通插装阀，X口压力大于Z2压力加弹簧力时，经2.4的液压介质只能从下腔流向上腔。该盖板由一个单向阀9.1、一个压差控制通断阀10.1、一个梭阀11.1组成，它们的连接方式是：压差控制通断阀10.1弹簧腔压力控制口和被控通断的两个口中的一个口在压差控制通断阀内部相通，压差控制通断阀弹簧腔压力控制口和梭阀11.1的一边相通，相通后的延伸管路串接一个节流孔，压差控制通断阀被控通断的两个口中的另一个口通单向阀9.1的进油口，单向阀9.1的出油口和梭阀11.1的另一边相通，相通后的延伸管路串接一个节流孔。梭阀11.1的中间口串接或不串接节流孔均可以。
本发明的控制过程是：拨动手动比例阀6，在小载荷时仅M0马达被驱动工作，D、G间的压差小于溢流阀1.1(或溢流阀1.2)设定的开启值(2.5～8.5MPa范围内某一值)，而至二通插装阀2.1、2.2、3.1、3.2从上腔流向下腔的方向截止(而从下腔向上腔方向2.1、2.2、3.1、3.2四个二通插装阀始终导通)，使马达M1、M2不能得到压力介质驱动，由于M0、M1、M2三个(或三级)液压马达为刚性或同轴连接，必须以相同转速旋转，所以不能得到压力介质驱动的马达M1、M2变为泵的工作方式。当阀6的手柄操纵处于阀6的左边(平行导通位置)时，压力介质从A1进入，经阀7、阀6、阀4.1进入马达M0的D口，在小载荷时仅有马达M0输出动力，M0的D口进油、G口出油，那么M1、M2此时呈泵的工作状态M1为C口吸油F口出油，M2为E口吸油H口出油，马达M1出油口F所出油流从2.2的下腔流向上腔到2.4的下腔，同时马达M2出油口H所出油流从3.2的下腔流向上腔到2.2的下腔到到2.2的上腔到到2.4的下腔，在2.4下腔的汇流通过2.4从下腔向上腔的单向导通到3.1的下腔，同时也到M2的E口实现马达M2泵工作状态时的介质流闭式循环，多余的介质从3.1的下腔单向导通到上腔也即到马达M1的C口实现马达M1泵工作状态时的介质流闭式循环。二通插装阀2.3、2.4和上面的盖板组成的部分其结构和功能是完全一样的，现用一个加以说明，只有当压差控制通断阀10.1无弹簧腔压力控制口X口压力大于弹簧腔控制口Z2压力加弹簧力时才能够有介质从2.4的下腔流向上腔的可能，条件是下腔压力大于上腔压力，如果上腔压力大于下腔压力那没2.4是截止的。具体实现是：X口压力大于Z2压力加弹簧力将10.1阀推置于导通位置，此时如果二通插装阀2.4的下腔压力大于上腔压力介质流从Z2(下腔)经节流孔经10.1的导通位经单向阀9.1经节流孔流向Z1(上腔)，并且梭阀10.1无弹簧腔压力控制口X由于通马达M0的D口其压力会大于弹簧腔压力控制口Z2(通马达M0的G口)，梭阀10.1的阀芯将推到左端使二通插装阀2.4的控制腔通10.1的弹簧腔和10.1被控通断的两个口中的一个口相同的管路，此管路的压力由于左右两个节流孔形成的液桥的作用使其压力小于Z2(下腔)压力的1/2，二通插装阀2.4的阀芯被推动使其从下腔向上腔导通，从而实现处于泵工作状态的液压马达的介质流循环。
负载增加到D、G间的压差到达溢流阀1.1设定的开启值2.5～4.5MPa范围内某一值(将此时负载称为中载荷)，1.1开启导通二通插装阀2.1从上腔向下腔流向导通，马达M1的C口通入压力介质进入输出转矩工作状态，既在中载荷状态M0、M1处于工作状态，而马达M2处于泵的工作状态。马达M2如前所述经2.4向马达M2的E口供油，形成马达M2的介质循环。
负载增加到D、G间的压差到达溢流阀1.3设定的开启值3.5～12.5MPa范围内某一值(将此时负载称为大载荷)，1.3开启导通二通插装阀3.1从上腔向下腔流向导通，马达M2的E口通入压力介质进入输出转矩工作状态，既在大载荷状态M0、M1、M2均处于工作状态。
当载荷减小时液压马达M1的C口及相连管路的压力会相应下降，当C、F间的压差(也就是二通插装阀3.1的盖板X、Y的压差)降到溢流阀1.3设定的开启值3.5～12.5MPa范围内某一值，二通插装阀1.3截止，马达M2转为泵的工作状态，仅M0、M1工作。当载荷进一步减小时液压马达M0的D口及相连管路的压力会相应下降，当D、G间的压差(也就是二通插装阀1.1的盖板X、Y的压差)降到溢流阀1.1设定的开启值2.5～4.5MPa范围内某一值，二通插装阀2.1截止，马达M1转为泵的工作状态，仅M0工作。
以上所述的是三个(或三级)液压马达在某一个方向的小、中、大三种载荷的工况，由于整个控制连接方式是对称的，在相反的方向将按上述完全一样的控制方式工作。
Claims (4)
1.一种液压马达控制器，至少包括与马达的接口连通的若干管路，其特征在于：管路包括从一个多路手动比例阀延伸出的两个工作管路、一个压力管路和一个回油管路；压力管路中串接有二通压力补偿阀(7)，两个工作管路中分别串接一个平衡阀(4.1)或平衡阀(4.2)，平衡阀自由流的方向和工作管路背离多路手动比例阀的方向一致，平衡阀(4.1)的自由流向出口与马达D口连接，平衡阀(4.2)的自由流向出口与马达G口连接；二通插装阀(2.3)的下腔连接在马达D口，上腔连接在马达H口，其盖板中的压差控制通断阀(10.2)的非弹簧腔压差控制口接到马达G口、弹簧腔压差控制口经一个节流孔接到二通插装阀(2.3)的下腔；二通插装阀(2.4)的下腔接在马达G口，上腔接在马达E口，其上的盖板中的压差控制通断阀(10.1)的非弹簧腔压差控制口接到马达D口、弹簧腔压差控制口经一个节流孔接到二通插装阀(2.4)的下腔；二通插装阀(3.1)和二通插装阀(3.2)的下腔向上腔流向始终导通，二通插装阀(3.1)的下腔接于马达E口，上腔接到马达C口，其上的盖板中的溢流阀(1.3)的出口接到马达G口、入口经一个节流孔接到二通插装阀(3.1)的上，二通插装阀(3.2)的下腔接到马达H口，上腔接到马达F口，其盖板中的溢流阀(1.4)的出口接到马达MO D口，入口经一个节流孔接到二通插装阀(3.2)的上腔；二通插装阀(2.1)和二通插装阀(2.2)的下腔向上腔流向始终导通，二通插装阀(2.1)的下腔接到马达C口，上腔接到马达D口，其上的盖板中的溢流阀(1.1)的出口接到马达G口、入口经一个节流孔接到二通插装阀(2.1)的上腔；二通插装阀(2.2)的下腔接到马达F口，上腔接到马达G口，其上的盖板中的溢流阀(1.2)的出口接到马达D口、入口经一个节流孔接到二通插装阀(2.2)的上腔。
2.根据权利要求1所述的液压马达控制器，其特征在于：二通插装阀(2.1)的下腔接马达C口和二通插装阀(3.1)的上腔，二通插装阀(3.1)的下腔接马达E口和二通插装阀(2.4)的上腔，二通插装阀(2.4)的下腔接马达G口和二通插装阀(2.2)的上腔，二通插装阀(2.2)的下腔接马达F口和二通插装阀(3.2)的上腔，二通插装阀(3.2)的下腔接马达H口和二通插装阀(2.3)的上腔，二通插装阀(2.3)的下腔接马达D口和二通插装阀(2.1)的上腔。
3.根据权利要求1或2所述的液压马达控制器，其特征在于：二通插装阀(2.3)和二通插装阀(2.4)上的盖板均由单向阀、压差控制通断阀和梭阀组成，压差控制通断阀的弹簧腔压力控制口和被控通断的两个口中的一个口在压差控制通断阀内部相通，压差控制通断阀弹簧腔压力控制口和梭阀的一边相通，压差控制通断阀被控通断的两个口中的另一个口与单向阀的进口连通，单向阀的出口和梭阀的另一边相通。
4.根据权利要求1或2所述的液压马达控制器，其特征在于：马达D口和G口连接有安全阀(5.1)和安全阀(5.2)，安全阀(5.1)、安全阀(5.2)以相反的方向连接在马达D口和G口。
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