CN106523544B - 一种用于液压离合器的供油控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压离合器供油和控制装置，它包括液压泵站和液压控制阀组。其中液压泵站包括油箱、交流电机、液压泵、空气过滤器、电子液位液温计、电子液位计、液位液温计、液位计、截止球阀、蝶阀，用于连接的钟形罩、钟形罩垫片、法兰垫片、减震环、联轴器、堵头和软管；液压控制阀组包括阀块、阀块安装板、吊耳螺栓、堵头、过滤器、单向阀、伺服阀、溢流阀、测压接头、蓄能器、压力传感器和压力表。本发明装置可以实现液压离合器的快速啮合和压力控制，本发明装置具有瞬间流量大，压力控制精确和流量控制范围大的优点。
Description
技术领域
本发明涉及液压离合器啮合控制领域，尤其涉及一种液压离合器供油和控制装置。
背景技术
随着我国重型机械以及重型船舶的发展，对于大功率传动器件及其控制装置的需求越来越大。液压离合器是控制轴系动力传递通断的重要连接设备，是功率传动链上的重要安全保障和转速控制装置。液压离合器所传递扭矩在完全啮合状态，即液压离合器两端无相对转动状态下由输入扭矩决定；而液压离合器在啮合状态，即液压离合器两端存在相对转动状态下，其所传递的扭矩一方面与输入扭矩相关，另一方面也于离合器啮合控制压力相关。
目前，针对液压离合器压力控制的控制系统主要采用比较简单的比例阀以及开关阀作为流量控制装置，并采用泵和小型蓄能器供油的方式供给油液，该种方式供油流量小，压力控制准确度低，可以满足低转速稳定啮合的控制要求，但目前的控制系统无法实现离合器的快速啮合功能，啮合速度慢，啮合扭矩小，无法实现动力的快速传递，无法完全发挥液压离合器的高热容、大动力扭矩的动力传递能力。
发明内容
本发明目的在于针对现有液压离合器控制装置的不足，提供一种可以精确控制液压离合器啮合过程的大流量控制装置。该装置可以实现液压离合器转矩的快速传递，充分发挥液压离合器的优势，提高转矩传递速度，降低离合器啮合过程所需时间。
本发明采用的技术方案是：一种液压离合器供油和控制装置，包括液压泵站和液压控制阀组；
所述液压泵站包括油箱、液位液温计、交流电机、液压泵、第一截止球阀、第二截止球阀、蝶阀、电子液位液温计、空气过滤器，用于连接的法兰垫片、减震环、钟形罩、钟形罩垫片、联轴器、堵头、第一软管和第二软管；所述钟形罩垫片通过法兰垫片安装在油箱上；钟形罩通过减震环连接在钟形罩垫片上；液压泵与交流电机安装在钟形罩上，并通过联轴器连接；电子液位液温计、空气过滤器、堵头固定在油箱上；液位液温计通过安装孔固定在油箱上；液压泵吸油口连接至液面下方；液压泵出油口通过第一软管连接到油箱上的压力油出口；第一截止球阀一端和油箱的压力油出口连接，另一端通过第二软管同液压控制阀组进油口连接；蝶阀一端与油箱回油口连接，另一端与阀块回油口相连；第二截止球阀固定在油箱上，并连接至液面下方；
所述液压控制阀组包括吊耳螺栓、阀块、阀块安装板、过滤器、第一伺服阀、第二伺服阀、第一压力传感器、第一测压接头、第一压力表、第一溢流阀、第二溢流阀和单向阀；
阀块安装板安装在阀块上用于固定安装；吊耳螺栓安装在阀块上用于吊装；过滤器安装在阀块油液进油口处；第二溢流阀安装在过滤器进油口与阀块油液回油口的连通管路上；单向阀安装在过滤器出油口；单向阀出油口、第一伺服阀的P口、第二伺服阀的P口通过管路连通；第一溢流阀出口、第一伺服阀的T 口、第二伺服阀的T口以及第二溢流阀出口通过管路连接，并与阀块回油口相连；第一伺服阀的A口和第二伺服阀的A口均被堵死；第一伺服阀的B口同第二伺服阀的B口通过管路相连，延伸管路形成供油装置的压力油供油和泄油的油口P；油口P通过管路同第一溢流阀的进口相连接；在该管路上安装第一压力传感器和第一测压接头；第一压力表和第一测压接头相连接；第一压力表和第二压力表安装在阀块安装板弯折而成的侧面上；
离合器啮合初期，第二伺服阀向液压离合器控制油腔充入油液；第一压力传感器和第一压力表实时检测充入控制油腔内的油液压力，闭环控制第二伺服阀，实现液压离合器快速啮合状态中大流量情况下的压力精确控制；
随着液压离合器摩擦片贴合，液压离合器控制油腔内弹性模量迅速增大，第二伺服阀切换至中位，第一伺服阀进行小流量情况下的压力精确控制，第一压力传感器和第一压力表实时检测充入控制腔内的油液压力，并闭环控制第一伺服阀，实现小流量情况下的压力精确控制，从而避免冲击并保证液压离合器啮合的平稳性；液压离合器啮合过程中，第一伺服阀和第二伺服阀均进行压力的稳定控制，保证液压离合器稳定啮合；
液压离合器啮合结束后，第二伺服阀和第一伺服阀切换至回油位，实现液压离合器控制腔内的油液卸荷，从而使液压离合器摩擦片脱离啮合状态，结束扭矩传递。
进一步地，该装置还包括安装在第二截止球阀上的流量计；液压离合器采用轴内供油时，通过辅件将油液供给至轴内的管路中；流量计另一端留出作为泄漏油口L口，用于检测该辅件泄漏流量，保障稳定供油。
进一步地，所述液压控制阀组还包括第一蓄能器、第二蓄能器、第二压力传感器、第二测压接头、第二压力表、节流阀；第一蓄能器的油口、第二蓄能器的油口、节流阀的进油口、单向阀出油口通过管路连通；在第一蓄能器、第二蓄能器的油口所在管路处安装第二压力传感器和第二测压接头；第二测压接头与第二压力表相连；第一溢流阀出口、第一伺服阀的T口、第二伺服阀的T 口、节流阀出口以及第二溢流阀出口通过管路连接；第一蓄能器和第二蓄能器用于在液压离合器啮合过程初期提供大压差和大流量，实现液压离合器控制压力的快速建立，实现液压离合器的快速啮合；离合器啮合初期，第二伺服阀向液压离合器控制油腔迅速充入油液，油液由第一蓄能器和第二蓄能器以及液压泵通过第二伺服阀进行快速释放；节流阀用于装置工作结束后第一蓄能器、第二蓄能器的泄油，保证装置在不工作状态下的安全性。
本发明具有的有益效果是：
(1)采用蓄能器作为前期主要油液供给设备，可以短时间内提供大量油液并建立液压离合器控制压力，提高液压离合器啮合过程中的压力响应速度。
(2)采用双伺服阀并联的系统形式，其中第二伺服阀用于离合器啮合前期的快速大流量压力控制，实现快速可控的摩擦片啮合；第一伺服阀用于对液压离合器啮合后而离合器两端仍存在相对转速的过程中对小流量进行精确压力控制，实现液压离合器完整啮合过程中的快速准确压力控制。在离合器完全啮合阶段，第一伺服阀和第二伺服阀均用于维持控制压力稳定，保证离合器稳定传递扭矩。离合器解除啮合状态阶段，第一伺服阀和第二伺服阀均处于回油位置，稳定降低离合器控制压力，解除啮合状态。
(3)采用流量计对供油和控制装置系统外泄漏量进行监测，监控油液供给装置通过周内孔道对液压离合器供油的供油能力，确保液压离合器的稳定可靠啮合。
(4)采用压力传感器对蓄能器出口以及负载压力油出口进行实时压力检测，提高系统检测能力，防止接触压力过高对液压离合器摩擦片表面的损坏，同时监控液压离合器控制压力并计算热负载，防止摩擦片过热。
(5)液压离合器啮合后期采用蓄能器和液压泵站共同供油的供油方式，补充供油管路中的泄漏，保证液压离合器的可靠啮合状态。
附图说明
图1是液压离合器供油和控制装置示意图：其中，(a)为前视图，(b)为俯视图，(c)为立体图；
图2是液压离合器供油和控制装置的液压系统原理图；
图中：堵头1.1、法兰垫片1.2、减震环1.3、钟形罩1.4、吊耳螺栓1.5、阀块1.6、钟形罩垫片1.7、阀块安装板1.8、油箱2.1、液位液温计2.2、交流电机2.3、联轴器2.4、液压泵2.5、第一软管2.6.1、第二软管2.6.2、第一截止球阀2.7.1、第二截止球阀2.7.2、过滤器2.8、第一蓄能器2.9.1、第二蓄能器2.9.2、第一伺服阀2.10.1、第二伺服阀2.10.2、第一压力传感器2.11.1、第二压力传感器2.11.2、第一测压接头2.12.1、第二测压接头2.12.2、第一压力表2.13.1、第二压力表2.13.2、流量计2.14、第一溢流阀2.15.1、第二溢流阀2.15.2、节流阀2.16、单向阀2.17、蝶阀2.18、电子液位液温计2.19、空气过滤器2.20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1、2所示，本发明提供的一种液压离合器供油和控制装置，包括液压泵站和液压控制阀组；
所述液压泵站包括油箱2.1、液位液温计2.2、交流电机2.3、液压泵2.5、第一截止球阀2.7.1、第二截止球阀2.7.2、蝶阀2.18、电子液位液温计2.19、空气过滤器2.20，用于连接的法兰垫片1.2、减震环1.3、钟形罩1.4、钟形罩垫片1.7、联轴器2.4、堵头1.1、第一软管2.6.1和第二软管2.6.2；所述钟形罩垫片1.7通过法兰垫片1.2安装在油箱2.1上；钟形罩1.4通过减震环1.3 连接在钟形罩垫片1.7上；液压泵2.5与交流电机2.3安装在钟形罩1.4上，并通过联轴器2.4连接；电子液位液温计2.19、空气过滤器2.20、堵头1.1固定在油箱2.1上；液位液温计2.2通过安装孔固定在油箱2.1上；液压泵2.5 吸油口连接至液面下方；液压泵2.5出油口通过第一软管2.6.1连接到油箱2.1 上的压力油出口；第一截止球阀2.7.1一端和油箱2.1的压力油出口连接，另一端通过第二软管2.6.2同液压控制阀组进油口连接；蝶阀2.18一端与油箱回油口连接，另一端与阀块1.6回油口相连；第二截止球阀2.7.2固定在油箱2.1 上，并连接至液面下方；
所述液压控制阀组包括吊耳螺栓1.5、阀块1.6、阀块安装板1.8、过滤器 2.8、第一伺服阀2.10.1、第二伺服阀2.10.2、第一压力传感器2.11.1、第一测压接头2.12.1、第一压力表2.13.1、第一溢流阀2.15.1、第二溢流阀2.15.2 和单向阀2.17；
阀块安装板1.8安装在阀块1.6上用于固定安装；吊耳螺栓1.5安装在阀块1.6上用于吊装；过滤器2.8安装在阀块1.6油液进油口处；第二溢流阀2.15.2 安装在过滤器2.8进油口与阀块1.6油液回油口的连通管路上；单向阀2.17安装在过滤器2.8出油口；单向阀2.17出油口、第一伺服阀2.10.1的P口、第二伺服阀2.10.2的P口通过管路连通；第一溢流阀2.15.1出口、第一伺服阀2.10.1的T口、第二伺服阀2.10.2的T口以及第二溢流阀2.15.2出口通过管路连接，并与阀块1.6回油口相连；第一伺服阀2.10.1的A口和第二伺服阀 2.10.2的A口均被堵死；第一伺服阀2.10.1的B口同第二伺服阀2.10.2的B 口通过管路相连，延伸管路形成供油装置的压力油供油和泄油的油口P；油口P 通过管路同第一溢流阀2.15.1的进口相连接；在该管路上安装第一压力传感器 2.11.1和第一测压接头2.12.1；第一压力表2.13.1和第一测压接头2.12.1相连接；第一压力表2.13.1和第二压力表2.13.2安装在阀块安装板1.8弯折而成的侧面上；
离合器啮合初期，第二伺服阀2.10.2向液压离合器控制油腔充入油液；第一压力传感器2.11.1和第一压力表2.13.1实时检测充入控制油腔内的油液压力，闭环控制第二伺服阀2.10.2，实现液压离合器快速啮合状态中大流量情况下的压力精确控制；
随着液压离合器摩擦片贴合，液压离合器控制油腔内弹性模量迅速增大，第二伺服阀2.10.2切换至中位，第一伺服阀2.10.1进行小流量情况下的压力精确控制，第一压力传感器2.11.1和第一压力表2.13.1实时检测充入控制腔内的油液压力，并闭环控制第一伺服阀2.10.1，实现小流量情况下的压力精确控制，从而避免冲击并保证液压离合器啮合的平稳性；液压离合器啮合过程中，第一伺服阀2.10.1和第二伺服阀2.10.2均进行压力的稳定控制，保证液压离合器稳定啮合；
液压离合器啮合结束后，第二伺服阀2.10.2和第一伺服阀2.10.1切换至回油位，实现液压离合器控制腔内的油液卸荷，从而使液压离合器摩擦片脱离啮合状态，结束扭矩传递。
进一步地，该装置还包括安装在第二截止球阀2.7.2上的流量计2.14；液压离合器采用轴内供油时，通过辅件将油液供给至轴内的管路中；流量计2.14 另一端留出作为泄漏油口L口，用于检测该辅件泄漏流量，保障稳定供油。
进一步地，所述液压控制阀组还包括第一蓄能器2.9.1、第二蓄能器2.9.2、第二压力传感器2.11.2、第二测压接头2.12.2、第二压力表2.13.2、节流阀 2.16；第一蓄能器2.9.1的油口、第二蓄能器2.9.2的油口、节流阀2.16的进油口、单向阀2.17出油口通过管路连通；在第一蓄能器2.9.1、第二蓄能器2.9.2 的油口所在管路处安装第二压力传感器2.11.2和第二测压接头2.12.2；第二测压接头2.12.2与第二压力表2.13.2相连；第一溢流阀2.15.1出口、第一伺服阀2.10.1的T口、第二伺服阀2.10.2的T口、节流阀2.16出口以及第二溢流阀2.15.2出口通过管路连接；第一蓄能器2.9.1和第二蓄能器2.9.2用于在液压离合器啮合过程初期提供大压差和大流量，实现液压离合器控制压力的快速建立，实现液压离合器的快速啮合；离合器啮合初期，第二伺服阀2.10.2向液压离合器控制油腔迅速充入油液，油液由第一蓄能器2.9.1和第二蓄能器2.9.2 以及液压泵2.5通过第二伺服阀2.10.2进行快速释放；节流阀2.16用于装置工作结束后第一蓄能器2.9.1、第二蓄能器2.9.2的泄油，保证装置在不工作状态下的安全性。
本发明主要实现液压离合器的快速精确啮合，充分发挥液压离合器的优势，提高转矩传递速度，降低离合器啮合过程所需时间。
实施例1：本实施例中，装置包括安装在第二截止球阀2.7.2上的流量计 2.14、第一蓄能器2.9.1、第二蓄能器2.9.2、第二压力传感器2.11.2、第二测压接头2.12.2、第二压力表2.13.2、节流阀2.16；
参考图1和图2，本装置开始工作时交流电机2.3开始转动，带动液压泵 2.5转动，液压泵2.5开始供给油液，油液通过第一软管2.6.1、第一截止球阀 2.7.1和第二软管2.6.2进入液压控制阀组中。油液通过过滤器2.8进行过滤，随后向第一蓄能器2.9.1和第二蓄能器2.9.2充液并建立压力。第二溢流阀 2.15.2用于控制蓄能器充油压力，单向阀2.17用于防止压力油液回流。第二压力传感器2.11.2和第二压力表2.13.2用于监测蓄能器压力，进行安全监控。当蓄能器内压力达到第二溢流阀2.15.2设定压力时，系统准备过程结束，该过程中第二伺服阀2.10.2和第一伺服阀2.10.1均处于中位状态。
随后第二伺服阀2.10.2切换到左位，向液压离合器控制油腔迅速充入油液，油液由第一蓄能器2.9.1和第二蓄能器2.9.2以及液压泵2.5通过第二伺服阀 2.10.2进行快速释放。第一压力传感器2.11.1和第一压力表2.13.1用于实时检测充入控制油腔内的油液压力，闭环控制第二伺服阀2.10.2，实现液压离合器快速啮合状态中的压力精确控制功能。
随着液压离合器摩擦片贴合，液压离合器控制油腔内弹性模量迅速增大，此时第二伺服阀2.10.2切换至中位，第一伺服阀2.10.1切换至左位，第一压力传感器2.11.1和第一压力表2.13.1用于实时检测充入控制腔内的油液压力，并闭环控制第一伺服阀2.10.1，实现小流量压力精确控制，从而避免冲击并保证液压离合器啮合的平稳性。
液压离合器啮合结束后，第二伺服阀2.10.2和第一伺服阀2.10.1切换至右位，实现液压离合器控制腔内的油液卸荷，从而使液压离合器摩擦片脱离啮合状态，结束扭矩传递。
第一溢流阀2.15.1安装在压力油出口处，用于保护液压离合器。
进油管路中的泄漏油路连接流量计2.14，泄漏出来的油液通过第二截止球阀2.7.2和蝶阀2.18回到油箱2.1内。通过流量计2.14对于泄漏流量的检测，可以对液压离合器进油路的状态进行感知，防止密封元件损坏等问题导致异常泄漏，影响液压离合器的正常啮合。
安装电子液位液温计2.19以及液位液温计2.2进行油箱2.1内油液温度和液位情况进行检测，判断系统是否满足控制液压离合器啮合的条件，并保证液压离合器啮合动作的正常进行。
最后需要注意的是，上述说明只是本发明的一种具体应用实例，可以根据需要，进行多种液压离合器啮合控制，显然与本发明基本原理相同的其他应用实例也应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于液压离合器的供油控制装置，其特征在于：包括液压泵站和液压控制阀组；
所述液压泵站包括油箱(2.1)、液位液温计(2.2)、交流电机(2.3)、液压泵(2.5)、第一截止球阀(2.7.1)、第二截止球阀(2.7.2)、蝶阀(2.18)、电子液位液温计(2.19)、空气过滤器(2.20)，用于连接的法兰垫片(1.2)、减震环(1.3)、钟形罩(1.4)、钟形罩垫片(1.7)、联轴器(2.4)、堵头(1.1)、第一软管(2.6.1)和第二软管(2.6.2)；所述钟形罩垫片(1.7)通过法兰垫片(1.2)安装在油箱(2.1)上；钟形罩(1.4)通过减震环(1.3)连接在钟形罩垫片(1.7)上；液压泵(2.5)与交流电机(2.3)安装在钟形罩(1.4)上，并通过联轴器(2.4)连接；电子液位液温计(2.19)、空气过滤器(2.20)、堵头(1.1)固定在油箱(2.1)上；液位液温计(2.2)通过安装孔固定在油箱(2.1)上；液压泵(2.5)吸油口连接至液面下方；液压泵(2.5)出油口通过第一软管(2.6.1)连接到油箱(2.1)上的压力油出口；第一截止球阀(2.7.1)一端和油箱(2.1)的压力油出口连接，另一端通过第二软管(2.6.2)同液压控制阀组进油口连接；蝶阀(2.18)一端与油箱回油口连接，另一端与阀块(1.6)回油口相连；第二截止球阀(2.7.2)固定在油箱(2.1)上，并连接至液面下方；
所述液压控制阀组包括吊耳螺栓(1.5)、阀块(1.6)、阀块安装板(1.8)、过滤器(2.8)、第一伺服阀(2.10.1)、第二伺服阀(2.10.2)、第一压力传感器(2.11.1)、第一测压接头(2.12.1)、第一压力表(2.13.1)、第一溢流阀(2.15.1)、第二溢流阀(2.15.2)和单向阀(2.17)；
阀块安装板(1.8)安装在阀块(1.6)上用于固定安装；吊耳螺栓(1.5)安装在阀块(1.6)上用于吊装；过滤器(2.8)安装在阀块(1.6)油液进油口处；第二溢流阀(2.15.2)安装在过滤器(2.8)进油口与阀块(1.6)油液回油口的连通管路上；单向阀(2.17)安装在过滤器(2.8)出油口；单向阀(2.17)出油口、第一伺服阀(2.10.1)的P口、第二伺服阀(2.10.2)的P口通过管路连通；第一溢流阀(2.15.1)出口、第一伺服阀(2.10.1)的T口、第二伺服阀(2.10.2)的T口以及第二溢流阀(2.15.2)出口通过管路连接，并与阀块(1.6)回油口相连；第一伺服阀(2.10.1)的A口和第二伺服阀(2.10.2)的A口均被堵死；第一伺服阀(2.10.1)的B口同第二伺服阀(2.10.2)的B口通过管路相连，延伸管路形成供油装置的压力油供油和泄油的油口P；油口P通过管路同第一溢流阀(2.15.1)的进口相连接；在该管路上安装第一压力传感器(2.11.1)和第一测压接头(2.12.1)；第一压力表(2.13.1)和第一测压接头(2.12.1)相连接；第一压力表(2.13.1)和第二压力表(2.13.2)安装在阀块安装板(1.8)弯折而成的侧面上；
离合器啮合初期，第二伺服阀(2.10.2)向液压离合器控制油腔充入油液；第一压力传感器(2.11.1)和第一压力表(2.13.1)实时检测充入控制油腔内的油液压力，闭环控制第二伺服阀(2.10.2)，实现液压离合器快速啮合状态中大流量情况下的压力精确控制；
随着液压离合器摩擦片贴合，液压离合器控制油腔内弹性模量迅速增大，第二伺服阀(2.10.2)切换至中位，第一伺服阀(2.10.1)进行小流量情况下的压力精确控制，第一压力传感器(2.11.1)和第一压力表(2.13.1)实时检测充入控制腔内的油液压力，并闭环控制第一伺服阀(2.10.1)，实现小流量情况下的压力精确控制，从而避免冲击并保证液压离合器啮合的平稳性；液压离合器啮合过程中，第一伺服阀(2.10.1)和第二伺服阀(2.10.2)均进行压力的稳定控制，保证液压离合器稳定啮合；
液压离合器啮合结束后，第二伺服阀(2.10.2)和第一伺服阀(2.10.1)切换至回油位，实现液压离合器控制腔内的油液卸荷，从而使液压离合器摩擦片脱离啮合状态，结束扭矩传递。
2.根据权利要求1所述的一种用于液压离合器的供油控制装置，其特征在于：该装置还包括安装在第二截止球阀(2.7.2)上的流量计(2.14)；液压离合器采用轴内供油时，通过辅件将油液供给至轴内的管路中；流量计(2.14)另一端留出作为泄漏油口L口，用于检测该辅件泄漏流量，保障稳定供油。
3.根据权利要求1所述的一种用于液压离合器的供油控制装置，其特征在于：所述液压控制阀组还包括第一蓄能器(2.9.1)、第二蓄能器(2.9.2)、第二压力传感器(2.11.2)、第二测压接头(2.12.2)、第二压力表(2.13.2)、节流阀(2.16)；第一蓄能器(2.9.1)的油口、第二蓄能器(2.9.2)的油口、节流阀(2.16)的进油口、单向阀(2.17)出油口通过管路连通；在第一蓄能器(2.9.1)、第二蓄能器(2.9.2)的油口所在管路处安装第二压力传感器(2.11.2)和第二测压接头(2.12.2)；第二测压接头(2.12.2)与第二压力表(2.13.2)相连；第一溢流阀(2.15.1)出口、第一伺服阀(2.10.1)的T口、第二伺服阀(2.10.2)的T口、节流阀(2.16)出口以及第二溢流阀(2.15.2)出口通过管路连接；第一蓄能器(2.9.1)和第二蓄能器(2.9.2)用于在液压离合器啮合过程初期提供大压差和大流量，实现液压离合器控制压力的快速建立，实现液压离合器的快速啮合；离合器啮合初期，第二伺服阀(2.10.2)向液压离合器控制油腔迅速充入油液，油液由第一蓄能器(2.9.1)和第二蓄能器(2.9.2)以及液压泵(2.5)通过第二伺服阀(2.10.2)进行快速释放；节流阀(2.16)用于装置工作结束后第一蓄能器(2.9.1)、第二蓄能器(2.9.2)的泄油，保证装置在不工作状态下的安全性。
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