CN104195926B - 压路机液压系统、控制方法及其压路机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压路机液压系统，用于控制压路机的振动，包括液压泵(1)、驱动振动块(3)旋转的马达(2)，所述液压泵(1)与所述马达(2)通过液压回路连通，其特征在于，还包括第一单向阀(51)和蓄能器(52)，所述第一单向阀(51)连通所述蓄能器(52)的工作油口与所述马达(2)的低压油口，以便压力油由所述低压油口流向所述蓄能器(52)。通过上述设置，有效回收系统中的能量，提高压力油的利用率，节能环保，并还可降低整车的振动，提高系统部件的使用寿命。在此基础上，本发明还提供一种该压路机液压系统的控制方法及具有该压路机液压系统的压路机。

Description

压路机液压系统、控制方法及其压路机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种压路机液压系统及其控制方法，此外，还涉及一种具有该压路机液压系统的压路机。

背景技术

压路机利用自身重力及其振动压实各种建筑和筑路材料，其中，压路机的振动系统，通过振动块产生振动，从而带动压路机的滚轮进行振动，以实现振动压实的作用，因此，压路机振动系统为压路机的重要部件之一。

压路机在启振期间，由于振动块存在旋转惯性力，当振动块从零转速到正常工作转速时产生较高压力梯度，造成液压系统产生较大的液压冲击；同时，液压泵对发动机产生扭矩冲击，导致发动机转速下降，极易产生发动机的熄火现象。

压路机在停振期间，同样由于高速运转的振动块旋转惯性力的存在，停振期间该振动块带动马达做泵工况的运转，至完全克服摩擦力而停止，如此，停振时间较长，且低速旋转会引起驾驶室、发动机及其车架的共振，制约了压路机的压实质量和操作舒适性。

当压路机由启振进入正常工作后，由于振动的作用，导致振动系统中的振动回路中产生压力波，使振动系统不平稳。

并且，压路机在启振过程中需大量的能量才能达到正常工作的运行状态，因此，压路机进行压实作业时都先需耗费大量的能量；在压路机停振过程中，压路机处于非作业状态，而马达仍处于旋转作业中，如此，存在大量的能量未被充分利用。显然，压路机的耗能量较大、资源浪费较多。

现行压路机中，对启振和停振的平稳性、快速性做了改进。如图1所示，通过平衡阀组2′中单向阀增加进油背压，从而起到延长启振时间、降低启振时的瞬间冲击；并通过平衡阀组2′中顺序阀增加马达1′的回油背压，克服马达1′的惯性力，快速停止马达1′转动，从而缩短停振时间，以使停振平稳、操作舒适。但是，现行振动系统无法解决启振和停振过程中能量的大量消耗的问题，并且，图中顺序阀的设置还增加了系统正常工作时的流动阻力，导致振动系统需消耗更多的能量。显然，不符合节能环保的发展趋势。

有鉴于此，如何对压路机的振动系统进行优化设计，提升振动系统能量的利用率，有效降低启振过程中的能量消耗，并平缓液压管路中的压力波是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述存在的缺陷，本发明要解决的技术问题在于提供一种压路机液压系统，从而有效回收停振时的振动能量，显著提升振动系统能量的利用率，合理优化能量利用。在此基础上，本发明还提供一种压路机和该压路机液压系统的控制方法。

本发明提供的压路机液压系统，用于控制压路机的振动，包括液压泵、驱动振动块旋转的马达，所述液压泵与所述马达通过液压回路连通，其特征在于，还包括第一单向阀和蓄能器，所述第一单向阀连通所述蓄能器的工作油口与所述马达的低压油口，以便压力油由所述低压油口流向所述蓄能器。

优选地，还包括第一通断阀，所述第一通断阀连通所述蓄能器的工作油口与所述马达的高压油口；启振初期，所述蓄能器驱动所述马达；所述蓄能器的驱动压力低于预定压力时，启动所述液压泵驱动所述马达。

优选地，所述第一通断阀为比例电磁阀。

优选地，所述压路机液压系统还包括第二单向阀，所述第二单向阀位于连通所述液压泵与所述马达的高压管路，以便压力油由所述液压泵流向所述高压油口。

优选地，还包括第三单向阀，所述第三单向阀设置于所述蓄能器与所述马达的高压油口之间的管路，以便压力油由所述液压泵流向所述蓄能器。

优选地，所述液压泵与所述马达形成的液压回路为闭式循环回路，所述蓄能器的回油油路连通所述液压回路的低压管路。

优选地，所述回油油路包括油箱、连接所述低压管路与所述油箱的第二通断阀；启振初期，所述第二通断阀导通所述低压油口与所述油箱，所述液压泵启动后，所述第二通断阀断开。

优选地，所述回油油路还包括连通所述第二通断阀与所述油箱的溢流阀。

优选地，所述压路机液压系统设置换向阀，所述换向阀的进油口连通所述高压管路、回油口连通所述低压管路，所述换向阀的两个工作油口分别连通所述马达的高压油口和所述马达的低压油口。

优选地，所述高压管路上设置有检测其内部液体压力的压力传感器，以控制所述比例电磁阀的开度。

本发明还提供一种压路机，包括振动轮、驱动所述振动轮作业的压路机液压系统，所述压路机液压系统为以上权利要求所述的压路机液压系统。

本发明还提供一种压路机液压系统的控制方法，该方法按下述步骤进行：

S1、根据接收的信号判断所述压路机液压控制系统进行停振还是启振工作，如果进行停振工作，则进行步骤S2；如果进行启振工作，则进行步骤S3；

S2、停止液压泵向马达供油，所述马达的低压油口的压力高于第一单向阀的开启压力值，如果高于，则连通所述马达的低压油口和蓄能器的工作油口；

S3、启动所述液压泵为所述马达供油。

优选地，在所述步骤S1中判断为启振工作，进行步骤S3之前，首先进行以下步骤：

S31、导通所述蓄能器与所述马达之间的液压油路，并判断所述蓄能器的工作油口的压力与预设压力值的大小，如果小于，则进行步骤S3；否则，继续执行步骤S31。

优选地，执行步骤S3之后，判断液压管路中压力波动的幅值与预定的压力波动的幅值大小，如果大于，则调小比例电磁阀的开度。

本发明提供压路机液压系统包括液压泵、驱动振动块旋转的马达、控制压路机液压系统的各构件的控制器，其中，液压泵与马达通过液压回路连通。与现有技术相比，还包括蓄能器和第一单向阀，其中，第一单向阀连通蓄能器的工作油口与马达的低油口，即第一单向阀位于蓄能器与低压油口之间，以便压力油经第一单向阀由低压油口流向蓄能器。如此设置，通过第一单向阀的设置，使压力油仅能从低压油口流向蓄能器。在停振时，液压泵停止供油，而马达在惯性作用下仍继续旋转，以泵的形式将其进油口一侧的压力油泵至其出油口一侧，以形成较高压力的压力油，然后通过第一单向阀后存储入蓄能器中，为启振回收充分的压力油，实现停振压力油的回收利用，节能环保；另外，在其出油口一侧的较高的压力油增加了马达的背压，阻碍马达的旋转，有效缩短停振时间，降低停振过程中低频转速引起的整车共振，提高整车的疲劳寿命。

本发明提供的压路机液压系统的控制方法针对上述压路机液压系统的工作进行控制，由于上述压路机液压系统具有如上技术效果，因此，应用该压路机液压系统的控制方法同样具有上述技术效果。

附图说明

图1为现有技术中压路机振动系统的控制回路的结构示意图；

图2为本发明所提供的压路机液压系统的液压原理的一种具体实施方式的示意图；

图3为本发明中压路机液压系统的控制方法流程图；

图4为具体实施方式中压路机液压系统的另一控制方法流程图。

图1中：

马达1′、平衡阀组2′。

图2中：

液压泵1、马达2、振动块3、控制器4、压力油再利用管路5、第二单向阀6、第三单向阀7、压力传感器8、转速传感器9、换向阀10、选档按钮11、补油溢流阀12；

第一单向阀51、蓄能器52、第一通断阀53、回油油路54；

油箱541、第二通断阀542、溢流阀543；

高压管路T、低压管路L。

具体实施方式

基于现有技术提供的压路机液压系统存在的问题，本发明的核心在于提供一种能够有效回收停振时的振动能量，显著提升振动系统能量利用率，以实现节能环保的压路机液压系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图2所示，该图为本发明所提供的压路机液压系统的液压原理的一种具体实施方式的示意图。

与现有技术相比，本发明另辟蹊径地提供一种压路机液压系统，设有能够将压力油回收再利用的管路，以充分回收利用停振过程中的振动能量，并将其用于再次启振时的启动压力能，有效提高压路机液压系统的压力油的利用率，并平缓启振、停振过程。

如图2所示，该压路机液压系统包括液压泵1、马达2。液压泵1与马达2通过液压回路连通，并为马达2的旋转提供压力油，马达2的旋转驱动振动块3旋转产生振动，从而带动压路机的振动轮进行振动，在压路机工作过程中，控制器4整个压路机液压系统的各个构件之间的动作，以有效准确的完成作业。图2中，补油溢流阀12集成单向阀和溢流阀两个元件的功能，与低压油箱连接，其中，单向阀将压力油补向主回路的低压侧，溢流阀对主回路过压起到保护功能。

在具体实施例中，该压路机液压系统还包括蓄能器52，其蓄能器52的工作油口通过第一单向阀51连通马达2的低压油口，即将第一单向阀51位于蓄能器52与马达2的低压油口之间，以便压力油仅可由低压油口流向蓄能器52。当停振时，液压泵1停止供油，马达2在惯性作用下继续旋转，并以泵的形式将高压油口一侧的压力油泵送至低压油口的一侧，逐渐形成较高的压力油。

如此，一方面，该较高的压力油在低压油口形成背压，阻碍马达2的继续旋转，缩短停振时间，有效降低在低频转速下整车的共振；另一方面，较高压力的压力油能够通过第一单向阀51流入压力较低一侧的蓄能器52，从而将停振时的能量有效回收，降低能量的浪费，并还可将其充分应用于启振过程。

进一步地，该蓄能器52的工作油口还可通过第一通断阀53与马达2的高压油口连通。在启振时，第一通断阀53打开以连通蓄能器52与马达2的高压油口，可使蓄能器52单独为马达2的旋转提供大量的压力能，实现压路机液压系统的迅速启振，大大降低启振瞬间对发动机的扭矩冲击及系统的压力冲击，提高使用寿命。

在启振初期，蓄能器52可以单独驱动马达2，而当蓄能器52的驱动压力低于系统预定的档位需要的压力时，该压路机液压系统的控制器4控制液压泵1启动，进而驱动马达2。因此，蓄能器52即可单独提供压力油，又可辅助液压泵1共同为该系统的启振提供足够的压力油。

采用上述结构，即蓄能器52通过第一通断阀53与马达2的高压油口连接，通过第一单向阀51与马达2的低压油口连通，可以形成能够有效回收利用系统能量的压力油再利用管路5。有效节省压路机液压系统的压力油，提升压力油的利用率；与此同时，采用蓄能器52还可降低该压路机液压系统的振动，实现平缓启振和快速停振，有效提高其使用寿命。

进一步地，还可对第一通断阀53做优化设计。如图所示，该第一通断阀53可为比例电磁阀，以按照输入的信号连续地、按照比例地对压力油的流量及压力进行调节。在启振过程中，比例电磁阀处于完全打开状态，而在压路机正常工作过程中，比例电磁阀能够根据高压管路T中的压力波动调节其开度。具体地，当偏心设置的振动块3在自身重力作用产生非匀速转动，而导致高压管路T的内部压力波的波动，或，液压泵1由于自身排量的非连续性而导致的高压管路T内压力波的波动时，均可通过控制器4控制比例电磁阀的开度，起到阻尼的作用，以减弱高压管路T中压力波的波动。

为了准确获得压力波的波动幅值，以有效控制比例电磁阀的开度，在高压管路T中设置检测其内部液压压力的压力传感器8。如图所示，该压力传感器8位于高压管路T连接比例电磁阀处，且与选档按钮11和比例电磁阀同时连接控制器4。

采用上述结构，能够为压路机的启振和正常工作时的压力油调整提供更准确的控制信号。

在启振时，控制器4读取选档按钮11所设定的档位，同时获取压力传感器8的压力值；当压力值低于压路机中正常启振时所规定的压力值时，控制器4控制液压泵1由零排量切换到选档按钮11设定的档位排量，以满足压路机启振时的压力能。如此，根据实际测得的压力值判断液压泵1是否需要向马达2提供启振的压力能，从而有效确保压路机的正常启振。此时，回油油路54为关闭状态，即第二通断阀542位于断开位，压力油通过液压泵1的油路流通。

在压路机进行压实作业的正常工作过程时，控制器4分析来自压力传感器8的压力波值及频率，同时，分析来自转速传感器9测量的马达2的转速，综合上述各值，调节比例电磁阀的开度，以控制压力油通过比例电磁阀的流量及压力。通过实时调节比例电磁阀的开度，可显著削弱液压回路中的波动，平缓压路机液压系统在正常作业时的压力波动，提升操作的舒适性及其压路机液压系统的使用寿命。

在高压管路T中还可设置第二单向阀6，该第二单向阀6位于液压泵1与高压油口之间，使压力油由液压泵1流向马达2，而规避蓄能器52中的压力油回流至液压泵1，产生对液压泵1的冲击损坏；另外，该第二单向阀6还可使液压泵1泵出的压力油平缓的过渡，输送至马达2，有效降低高压管路T和马达2中的波动。

该压路机液压系统还包括第三单向阀7，其设置于蓄能器52与高压油口之间，也就是说，该第三单向阀7连接高压管路T与蓄能器52，能够将高压管路T中的压力油导流入蓄能器52。如此设置，当高压管路T振动较大而导致压力油的压力大于蓄能器52一侧的压力时，该第三单向阀7打开，将压力油导流入蓄能器52，进一步回收工作过程中的振动能量，以用于启振过程；在正常工作中，该蓄能器52还可吸收其振动产生的压力波动，降低系统的波动幅值，配合上述比例电磁阀共同平缓系统的压力波动，规避过大冲击对系统的损坏。

针对上述各实施例，该液压泵1与马达2形成的液压回路为闭式循环回路，该液压回路的低压管路L连通蓄能器52的回油油路54。当单独应用蓄能器52启振时，以便压力油进入该回油油路54，为蓄能器52的有效工作提供保障。

进一步地，该回油油路54包括油箱541和第二通断阀542，该第二通断阀542连接油箱541与低压油口，从而控制油箱541与低压管路L的连通与断开。当蓄能器52单独为启振提供压力油时，第二通断阀542处于打开状态，低压油口的压力油进入低压管路L后，由第二通断阀542进入油箱541；而当正常工作状态或与液压泵1同时提供启振的压力油时，该第二通断阀542处于断开状态，压力油可在液压泵1与马达2形成的液压回路中循环。为了有效控制第二通断阀542的动作，使其与连接液压泵1的控制器4连接，如此，便可根据液压泵1是否工作，而控制该第二通断阀542断开、连通。

进一步地，回油油路54还包括连通第二通断阀542与油箱541的溢流阀543，如此，能够维持低压管路L压力的恒定，确保压路机液压系统的正常工作状态，规避低压管路L被完全卸压。

该压路机液压系统还可设置换向阀10，具体地，该换向阀10采用三位四通换向阀，中位为H型，其进油口连接高压管路T、回油口连接低压管路L，而其两个工作油口分别连接马达2的高压油口和低压油口。采用该三位四通换向阀，能够适用双向的马达2的应用，提高该压路机液压系统的适用性。

当然，换向阀10并不局限于上述类型的三位四通换向阀，还可为其他形式的换向阀，能够实现上述换向功能的换向阀10均可。

除了上述压路机液压系统外，本发明还提供一种具有该压路机液压系统的压路机，该压路机包括振动轮、驱动振动轮作业的压路机液压系统，其中，该压路机液压系统为以上的压路机液压系统。其他部分的结构请参考现有技术。

由于上述压路机液压系统具有如上技术效果，因此，应用该压路机液压系统的压路机也应当具有相同技术效果，在此不再赘述。

如图3所示，针对上述压路机液压系统的控制方法，具体步骤如下：

S1、根据接收的信号判断压路机液压控制系统进行停振还是启振工作，如果进行停振工作，则进行步骤S2；如果进行启振工作，则进行步骤S3。

S2、停止液压泵1向马达2供油，并判断马达2的低压油口的压力是否高于第一单向阀51的开启压力值，如果高于，则第一单向阀51打开，连通马达2的低压油口与蓄能器52的工作油口，从而回收停振时的能量，避免能量浪费。

S3、启动液压泵1为马达2供油。

进一步地，如图4所示，为了启振平缓，并充分利用蓄能器52中的能量，在步骤S1中判断为启振工作，进行步骤S3之前，首先进行以下步骤：

S31、连通蓄能器52与马达2之间的液压油路，并判断蓄液器的工作油口的压力与预设压力值的大小，如果小于，则进行步骤S3；否则，继续执行步骤S31。

在执行步骤S3之后，液压泵1向马达2供油使马达2达到正常工作状态，在工作过程中，判断液压管路中压力波动的幅值与预定的压力波动的幅值大小，如果大于，则将比例电磁阀的开度调小，如此利用比例电磁阀起到阻尼的作用，以缓冲工作过程中液压管路中压力波动。

以上对本发明所提供的压路机液压系统、应用该压路机液压系统的压路机及压路机液压系统的控制方法进行了详细介绍。本文中仅针对本发明的具体例子进行了阐述，以上具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明特点的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种压路机液压系统，用于控制压路机的振动，包括液压泵(1)、驱动振动块(3)旋转的马达(2)，所述液压泵(1)与所述马达(2)通过液压回路连通，其特征在于，还包括第一单向阀(51)和蓄能器(52)，所述第一单向阀(51)连通所述蓄能器(52)的工作油口与所述马达(2)的低压油口，以便压力油由所述低压油口流向所述蓄能器(52)；

所述液压泵(1)与所述马达(2)形成的液压回路为闭式循环回路，所述蓄能器(52)的回油油路(54)连通所述液压回路的低压管路(L)；

所述回油油路(54)包括油箱(541)、连接所述低压管路(L)与所述油箱(541)的第二通断阀(542)；启振初期，所述第二通断阀(542)导通所述低压油口与所述油箱(541)，所述液压泵(1)启动后，所述第二通断阀(542)断开。

2.根据权利要求1所述的压路机液压系统，其特征在于，还包括第一通断阀(53)，所述第一通断阀(53)连通所述蓄能器(52)的工作油口与所述马达(2)的高压油口；启振初期，所述蓄能器(52)驱动所述马达(2)；所述蓄能器(52)的驱动压力低于预定压力时，启动所述液压泵(1)驱动所述马达(2)。

3.根据权利要求2所述的压路机液压系统，其特征在于，所述第一通断阀(53)为比例电磁阀。

4.根据权利要求3所述的压路机液压系统，其特征在于，所述压路机液压系统还包括第二单向阀(6)，所述第二单向阀(6)位于连通所述液压泵(1)与所述马达(2)的高压管路(T)，以便压力油由所述液压泵(1)流向所述高压油口。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的压路机液压系统，其特征在于，还包括第三单向阀(7)，所述第三单向阀(7)设置于所述蓄能器(52)与所述马达(2)的高压油口之间的管路，以便压力油由所述液压泵(1)流向所述蓄能器(52)。

6.根据权利要求4所述的压路机液压系统，其特征在于，所述回油油路(54)还包括连通所述第二通断阀(542)与所述油箱(541)的溢流阀(543)。

7.根据权利要求6所述的压路机液压系统，其特征在于，所述压路机液压系统设置换向阀(10)，所述换向阀(10)的进油口连通所述高压管路(T)、回油口连通所述低压管路(L)，所述换向阀(10)的两个工作油口分别连通所述马达(2)的高压油口和所述马达(2)的低压油口。

8.根据权利要求4所述的压路机液压系统，其特征在于，所述高压管路(T)上设置有检测其内部液体压力的压力传感器(8)，以控制所述比例电磁阀的开度。

9.一种压路机，包括振动轮、驱动所述振动轮作业的压路机液压系统，其特征在于，所述压路机液压系统为权利要求1至8中任一项所述的压路机液压系统。

10.一种压路机液压系统的控制方法，其特征在于，所述压路机液压系统为权利要求1-8中任一项所述的压路机液压系统，该方法按下述步骤进行：

S1、根据接收的信号判断所述压路机液压控制系统进行停振还是启振工作，如果进行停振工作，则进行步骤S2；如果进行启振工作，则进行步骤S3；

S2、停止液压泵(1)向马达(2)供油，所述马达(2)的低压油口的压力高于第一单向阀(51)的开启压力值时，则所述第一单向阀(51)导通所述马达(2)的低压油口和蓄能器(52)的工作油口；

S3、启动所述液压泵(1)为所述马达(2)供油。

11.根据权利要求10所述的压路机液压系统的控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中判断为启振工作，进行所述步骤S3之前，首先进行以下步骤：

S31、导通所述蓄能器(52)与所述马达(2)之间的液压油路，并判断所述蓄能器(52)的工作油口的压力与预设压力值的大小，如果小于，则进行所述步骤S3；否则，继续执行步骤S31。

12.根据权利要求11所述的压路机液压系统的控制方法，其特征在于，执行步骤S3之后，判断液压管路中压力波动的幅值与预定的压力波动的幅值大小，如果大于，则调小比例电磁阀的开度。