CN106762874B - 液压马达泄油压力控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压马达泄油压力控制装置及方法，其中液压马达泄油压力控制装置包括储油装置(2)和排油机构，储油装置(2)设有与液压马达(1)的泄油口连通的油口，并用于存储液压马达(1)的泄漏油液，排油机构与储油装置(2)连通，以在储油装置(2)内的油压达到预设条件时通过排油机构将泄漏油液排出。与传统的使用满足液压马达泄油压力密封的被动适应形式相比，本发明的控制装置及方法具有主动控制特性，通过排油机构可以使储油装置内的油压保持在许用范围内，防止泄油高压对液压马达的轴端密封带来损坏，使普通的骨架油封可以在液压马达上正常应用，避免使用机械密封带来的安装和更换困难以及高成本问题，适用范围更广。

Description

液压马达泄油压力控制装置及方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种液压马达泄油压力控制装置及方法。

背景技术

在目前的现有技术中，对于液压马达的轴端密封，一般采用普通骨架油封，而轴封的使用寿命受壳体泄油压力的影响，外壳与环境压力之间的平均压差为2bar，在正常工作温度下不会持续高于该值，瞬时压力峰值最高允许值为10bar，轴封的使用寿命会随压力峰值出现频率的增加而缩短，一旦泄油压力持续超过2bar，骨架油封就可能会遭到损坏，进而造成液压马达的泄漏油密封失效，影响设备正常工作。

除了普通骨架油封之外，在一些马达泄油压力持续高的使用条件下会使用机械密封，它的使用原理是采用两个光滑的端面相对旋转形成密封面，这种方式虽然可以提高马达持久工作泄油压力允许范围到25bar(与轴径有关)，但是使用寿命仍然不能保证，且安装要求较高，更换困难，价格昂贵。

综上，普通骨架油封在液压马达的泄油压力较高的特殊环境下无法使用，机械密封不但成本高、更换困难，而且也只能在一定的范围内适应泄油压力高的环境。无论是使用普通骨架油封，还是使用机械密封，都是根据液压马达的使用条件被动地去适应液压马达泄油壳体压力的变化，缺乏主动控制特性。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种液压马达泄油压力控制装置及方法，使液压马达壳体泄油压力保持在普通骨架油封允许的泄油压力范围之内，且能够适应具有更高泄油压力的使用环境。

为实现上述目的，本发明提供了一种液压马达泄油压力控制装置，包括储油装置和排油机构，所述储油装置设有与液压马达的泄油口连通的油口，并用于存储所述液压马达的泄漏油液，所述排油机构与所述储油装置连通，以在所述储油装置内的油压达到预设条件时通过所述排油机构将所述泄漏油液排出。

进一步地，所述排油机构包括与油箱连通的液压管路，所述液压管路上设有单向阀，以至少在所述储油装置内的油压小于预设值时通过所述液压管路将所述储油装置内的泄漏油液排至所述油箱。

进一步地，所述排油机构包括液压泵和用于驱动所述液压泵运转的驱动装置，所述液压泵的进油口与所述储油装置连通，所述液压泵的出油口与油箱连通，以在所述储油装置内的油压大于或等于预设值时通过所述液压泵将所述储油装置内的泄漏油液抽取至所述油箱。

进一步地，所述驱动装置包括电机，并通过控制输入所述电机的电流大小来控制所述电机的转速，进而控制所述液压泵的转速。

进一步地，所述驱动装置包括液压驱动马达和控制阀，所述液压驱动马达与所述液压泵驱动连接，所述控制阀连接在油源与所述液压驱动马达之间，以控制所述油源与所述液压驱动马达之间连接油路的通断或者所述油源向所述液压驱动马达输油的输油量，进而控制所述液压泵的启停或者所述液压泵的吸油量。

进一步地，还包括控制开关，所述控制开关用于检测所述储油装置内的油压，并根据所述油压的大小控制所述控制阀的开闭或者所述控制阀的开度。

进一步地，所述控制阀为换向阀，所述控制开关为压力开关，所述压力开关能够根据所述油压的大小控制所述换向阀换向。

进一步地，所述控制阀为电比例换向阀，所述控制开关为压力传感器，所述压力传感器能够将检测到的油压大小转化为电信号，并通过所述电信号控制所述电比例换向阀的开度。

进一步地，所述液压泵为定量泵，以通过所述电比例换向阀控制所述液压泵的转速，进而控制所述液压泵的吸油量。

进一步地，所述液压泵为变量泵，以通过所述电比例换向阀控制所述液压泵的排量大小，进而控制所述液压泵的吸油量。

为实现上述目的，本发明还提供了一种液压马达泄油压力控制方法，包括：

提供排油机构，该排油机构与用于存储液压马达泄漏油液的储油装置连通；

在所述储油装置内的油压达到预设条件时，通过所述排油机构将所述泄漏油液排出。

进一步地，该方法还包括：

将所述排油机构通过设有单向阀的液压管路与油箱连通，至少在所述储油装置的油压小于预设值时，将所述泄漏油液通过所述液压管路排至所述油箱。

进一步地，该方法还包括：

提供液压泵和用于驱动所述液压泵运转的驱动装置，将所述液压泵的进油口与所述储油装置连通，所述液压泵的出油口与油箱连通，在所述储油装置的油压大于或等于预设值时，通过所述液压泵将所述储油装置内的泄漏油液抽取至所述油箱。

基于上述技术方案，本发明通过设置储油装置和排油机构，使得液压马达的泄漏油液可以流入储油装置进行储存，并且在储油装置内的油压达到预设条件时可以将泄漏油液通过排油机构排出，以达到降低储油装置内油压的目的。与传统的使用满足液压马达泄油压力密封的被动适应形式相比，本发明的控制装置及方法具有主动控制特性，只要储油装置内的油压超过一定的范围，就可以通过排油机构快速泄掉，使储油装置内的油压保持在许用范围内，防止泄油高压对液压马达的轴端密封带来损坏，不仅使普通的骨架油封可以在液压马达上正常应用，避免使用更耐压的机械密封带来的安装和更换困难以及成本高等问题，而且可以适用于具有更高的泄油压力的使用环境，适用范围更广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明液压马达泄油压力控制装置一个实施例的液压控制原理图。

图2为本发明液压马达泄油压力控制装置一个实施例的实体结构布置图。

图中：1、液压马达；2、储油装置；3、单向阀；4、液压泵；5、联轴器；6、油箱；7、液压驱动马达；8、控制开关；9、控制阀；10、油源；11、三通件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

对于现有技术中所存在的普通骨架密封无法适应泄油压力较高的环境、机械密封成本高、更换困难等问题，发明人进行了仔细研究，发现了一种颠覆以往被动地适应高压的轴端密封形式的控制装置，该控制装置从根本上解决了普通骨架无法适应较高泄油压力的环境以及采用机械密封成本高、更换困难的问题。

如图1所示，为本发明液压马达泄油压力控制装置一个实施例的液压控制原理图。在该实施例中，液压马达泄油压力控制装置包括储油装置2和排油机构，储油装置2设有与液压马达1的泄油口连通的油口，并用于收集和存储液压马达1的泄漏油液，排油机构与储油装置2连通，以在储油装置2内的油压达到预设条件时通过排油机构将泄漏油液排出。

其中，储油装置可以为设置在液压系统中的一个储油腔室，也可以是液压系统中的一个合流模块，还可以是一个独立的用于存储泄漏油液的器件。预设条件的设定可以根据实际需要来确定，比如，预设条件可以为油压达到一定的预设值，当油压超过该预设值时，即可使泄漏油液通过排油机构排出。

在上述实施例中，通过设置储油装置2和排油机构，使得液压马达1的泄漏油液可以流入储油装置2进行储存，并且在储油装置2内的油压达到预设条件时可以将泄漏油液通过排油机构排出，以达到降低储油装置2内油压的目的。

与传统的使用满足液压马达泄油压力密封的被动适应形式相比，上述实施例中的控制装置具有主动控制特性，只要储油装置内的油压超过一定的范围，就可以通过排油机构快速泄掉，使储油装置内的油压保持在许用范围内，防止泄油高压对液压马达的轴端密封带来损坏，不仅使普通的骨架油封可以在液压马达上正常应用，避免使用更耐压的机械密封带来的安装和更换困难以及成本高等问题，而且可以适用于具有更高的泄油压力的使用环境，适用范围更广。

具体地，作为本发明液压马达泄油压力控制装置实施例的一种具体实现方式，排油机构包括与油箱6连通的液压管路，液压管路上设有单向阀3，以至少在储油装置2内的油压小于预设值时通过液压管路将储油装置2内的泄漏油液排至油箱6。其中，单向阀3的设置可以防止油液从油箱6中倒流回储油装置2。这种形式的排油机构结构简单，易于实现，油液流通的限制条件较低，有利于缓解储油装置2内的油压大小，避免油压太大对液压马达的轴封造成损坏。

作为本发明液压马达泄油压力控制装置实施例的另一种具体实现方式，排油机构包括液压泵4和用于驱动液压泵4运转的驱动装置，液压泵4的进油口与储油装置2连通，液压泵4的出油口与油箱6连通，以在储油装置2内的油压大于或等于预设值时通过液压泵4将储油装置2内的泄漏油液抽取至油箱6。通过液压泵4对泄漏油液进行抽取的排油方式，主动性更强，泄压更快。

在本发明液压马达泄油压力控制装置的优选实施例中，排油机构既包括与油箱6连通的液压管路，又包括液压泵4和用于驱动液压泵4运转的驱动装置，这样在储油装置2内的压力小于预设值时，可以通过液压管路进行泄油；在储油装置2内的压力大于或等于预设值时，通过液压泵4进行泄油，泄油效率更高、更可靠。当然，除了上述两种排油机构外，也可以采用其他机械结构排出泄漏油液。

用于驱动液压泵4运转的驱动装置的结构形式有多种，只要能够实现其作用即可。比如，驱动装置可以包括电机，通过电机的转动来驱动液压泵4转动，从而实现将泄漏油液抽取至油箱6内的目的。通过控制输入电机的电流大小可以来控制电机的转速，进而控制液压泵4的转速，通过对液压泵4转速的控制可以实现对液压泵4的吸油量的控制，从而使储油装置2中的油压控制在液压马达的轴端密封可以承受的范围内。

作为本发明液压马达泄油压力控制装置实施例中驱动装置的另一具体实施方式，驱动装置包括液压驱动马达7和控制阀9，液压驱动马达7与液压泵4驱动连接，优选地，可通过联轴器5使液压驱动马达7与液压泵4连接。控制阀9连接在油源10与液压驱动马达7之间，以控制油源10与液压驱动马达7之间连接油路的通断或者油源10向液压驱动马达7输油的输油量，进而控制液压泵4的启停或者液压泵4的吸油量。

控制阀9的形式多种多样，比如，当控制阀9为开关阀时，可以用来控制油源10与液压驱动马达7之间连接油路的通断，在油源10与液压驱动马达7之间的连接油路连通时，液压泵4开始转动，泄漏油液被抽取至油箱6中；在油源10与液压驱动马达7之间的连接油路断开时，液压泵4停止转动，泄漏油液可以通过液压管路流入油箱6。当控制阀9为比例控制阀时，可以用来控制油源10向液压驱动马达7输油的输油量，从而控制液压驱动马达7的转速，进而控制液压泵4的转速，控制液压泵4的吸油量。

进一步地，液压马达泄油压力控制装置还包括控制开关8，控制开关8用于检测储油装置2内的油压，并根据油压的大小控制控制阀9的开闭或者控制阀9的开度。通过设置控制开关8，使得液压泵4可以根据控制开关8的检测信号自动开启、开闭或调整转速。

在本发明液压马达泄油压力控制装置的一个实施例中，控制阀9为换向阀，控制开关8为压力开关，压力开关能够根据油压的大小控制换向阀换向。优选地，控制阀9为电磁换向阀，与压力开关相互配合，通过压力开关来控制电磁换向阀进行自动换向。

具体地，控制开关8的一端与储油装置2连接，另一端与控制阀9的控制端连接。当压力开关检测到储油装置2内的油压小于预设值时，换向阀处于第一工作位，此时，油源10与液压驱动马达7之间的连接油路断开，液压泵4处于非工作状态；当压力开关检测到储油装置2内的油压大于或者等于预设值时，压力开关发出控制信号，使换向阀换向至第二工作位，此时，油源10与液压驱动马达7之间的连接油路连通，液压泵4开启，泄漏油液可通过液压泵4进入油箱6。

其中，换向阀的具体结构形式不作限定，可以是二位二通换向阀，也可以如图1所示为四位二通换向阀。

另外，控制阀9也可以为电比例换向阀，控制开关8为压力传感器，压力传感器能够将检测到的油压大小转化为电信号，并通过电信号控制电比例换向阀的开度，通过调整电比例换向阀的开度，可以调整液压驱动马达7的转速，进而调整液压泵4的转速，控制液压泵4的吸油量。

其中，液压泵4为定量泵，以通过电比例换向阀控制液压泵4的转速，进而控制液压泵4的吸油量。

液压泵4也可以为变量泵，以通过电比例换向阀控制液压泵4的排量大小，进而控制液压泵4的吸油量。

在上述各个实施例中所描述的液压马达泄油压力控制装置，可以应用在各种需要控制液压马达泄油压力的机器上，比如挖掘机等。如图2所示，为本发明液压马达泄油压力控制装置一个实施例的实体结构布置图，该实施例用于双轮铣槽机上，在某些工况下，液压马达可能处于水下几十米的深度，储油装置2内的油压也会很大，应用本发明的液压马达泄油压力控制装置可以很好地适应高压环境下的密封。

为实现本发明的目的，本发明还提出一种液压马达泄油压力控制方法，该方法包括：

提供排油机构，该排油机构与用于存储液压马达1泄漏油液的储油装置2连通；

在储油装置2内的油压达到预设条件时，通过排油机构将泄漏油液排出。

进一步地，该方法还包括：将排油机构通过设有单向阀3的液压管路与油箱6连通，至少在储油装置2的油压小于预设值时，将泄漏油液通过液压管路排至油箱6。

更进一步地，该方法还包括：提供液压泵4和用于驱动液压泵4运转的驱动装置，将液压泵4的进油口与储油装置2连通，液压泵4的出油口与油箱6连通，在储油装置2的油压大于或等于预设值时，通过液压泵4将储油装置2内的泄漏油液抽取至油箱6。

在上述各个液压马达泄油压力控制装置中所能实现的积极效果同样适用于液压马达泄油压力控制方法，这里不再赘述。

下面结合图1和图2对本发明液压马达泄油压力控制装置及方法的一个实施例的具体结构和工作过程进行说明，需要说明的是该发明并不局限于该实施例：

如图1所示，液压马达泄油压力控制装置主要包括：液压马达1、储油装置2、单向阀3、液压泵4、联轴器5、油箱6、液压驱动马达7、控制开关8、控制阀9、油源10和三通件11，其中，控制开关8为压力开关，控制阀9为四位二通电磁换向阀。

如图2所示，在实体结构布置图中，储油装置2、单向阀3、液压泵4、联轴器5、油箱6、液压驱动马达7、控制开关8、控制阀9和油源10可以集成安装在一个固定构件上，单向阀3的出油口B与液压泵4的出油口A可以通过三通件11与连接油箱6的管路连接。

液压马达1的泄油口T与储油装置2的T2口连接；单向阀3的进油口A与储油装置2的T1口连接，单向阀3的出油口B与油箱6连接；液压泵4的进油口B与储油装置2的T3口连接，液压泵4的出油口A与油箱6连接，液压泵4的泄油口T与储油装置2的T4口连接；液压泵4与液压驱动马达7通过联轴器5连接；液压驱动马达7的进油口A与控制阀9的B口连接，液压驱动马达7的回油口B与储油装置2的T5口连接；控制开关8的一端与储油装置2连接，另一端与控制阀9的控制端连接。

当液压马达1运转时，泄漏油液通过T口流入储油装置2，当控制开关8检测到储油装置2内的压力低于预设值时，储油装置2中的油液会通过单向阀3流回油箱6；当控制开关8检测到储油装置2内的压力高于预设值时，控制开关8控制控制阀9得电，来自油源10的压力油通过控制阀9流入液压驱动马达7，液压驱动马达7通过联轴器5带动液压泵4运转，将储油装置2中的泄漏油液泵送到油箱6，从而起到将储油装置2中的油液快速卸荷的作用，保证储油装置2中的油液压力处于预设值范围之内。当控制开关8检测储油装置2中的油液压力低于预设值时，控制阀9失电，使液压泵4停止吸油。

在该实施例中，控制阀9(四位二通电磁阀)可以替换为电比例换向阀，控制开关8(压力开关)可以替换为压力传感器，根据压力传感器监测到的压力大小，转化为电流量，可以控制替代的电比例换向阀的电流大小，从而实现对液压驱动马达7的转速的控制，进而控制液压泵4的转速大小，进而控制吸油量。

在该实施例中，液压泵4可以换作变量泵，控制开关8(压力开关)可以替换为压力传感器，根据压力传感器监测到的压力大小，转化为电流量，可以控制替代的变量泵排量大小，进而实现液压泵4对吸油量的控制。

在该实施例中，液压驱动马达7可以用电机替代，通过直接控制电机的转动来驱动液压泵4，通过输入电流大小的改变控制电机转速，进而控制吸油量。

通过对本发明液压马达泄油压力控制装置及方法的多个实施例的说明，可以看到本发明液压马达泄油压力控制装置及方法实施例采用主动控制方法，将泄漏油液通过排油机构排出，达到控制储油装置内泄油压力的目的；通过该装置及方法，不仅使普通的液压马达轴封可以正常应用，而且可以避免更换使用机械密封带来的麻烦与高成本问题，同时可以应用在机械密封不能满足的压力范围内，扩展了使用范围。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，包括储油装置(2)和排油机构，所述储油装置(2)设有与液压马达(1)的泄油口连通的油口，并用于存储所述液压马达(1)的泄漏油液，所述排油机构与所述储油装置(2)连通，以在所述储油装置(2)内的油压达到预设条件时通过所述排油机构将所述泄漏油液排出；

所述排油机构包括液压泵(4)和用于驱动所述液压泵(4)运转的驱动装置，所述液压泵(4)的进油口与所述储油装置(2)连通，所述液压泵(4)的出油口与油箱(6)连通，以在所述储油装置(2)内的油压大于或等于预设值时通过所述液压泵(4)将所述储油装置(2)内的泄漏油液抽取至所述油箱(6)；

所述驱动装置包括液压驱动马达(7)和控制阀(9)，所述液压驱动马达(7)与所述液压泵(4)驱动连接，所述控制阀(9)连接在油源(10)与所述液压驱动马达(7)之间，以控制所述油源(10)与所述液压驱动马达(7)之间连接油路的通断或者所述油源(10)向所述液压驱动马达(7)输油的输油量，进而控制所述液压泵(4)的启停或者所述液压泵(4)的吸油量。

2.根据权利要求1所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，所述排油机构包括与油箱(6)连通的液压管路，所述液压管路上设有单向阀(3)，以至少在所述储油装置(2)内的油压小于预设值时通过所述液压管路将所述储油装置(2)内的泄漏油液排至所述油箱(6)。

3.根据权利要求1所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机，并通过控制输入所述电机的电流大小来控制所述电机的转速，进而控制所述液压泵(4)的转速。

4.根据权利要求1所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，还包括控制开关(8)，所述控制开关(8)用于检测所述储油装置(2)内的油压，并根据所述油压的大小控制所述控制阀(9)的开闭或者所述控制阀(9)的开度。

5.根据权利要求4所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，所述控制阀(9)为换向阀，所述控制开关(8)为压力开关，所述压力开关能够根据所述油压的大小控制所述换向阀换向。

6.根据权利要求4所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，所述控制阀(9)为电比例换向阀，所述控制开关(8)为压力传感器，所述压力传感器能够将检测到的油压大小转化为电信号，并通过所述电信号控制所述电比例换向阀的开度。

7.根据权利要求6所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，所述液压泵(4)为定量泵，以通过所述电比例换向阀控制所述液压泵(4)的转速，进而控制所述液压泵(4)的吸油量。

8.根据权利要求6所述的液压马达泄油压力控制装置，其特征在于，所述液压泵(4)为变量泵，以通过所述电比例换向阀控制所述液压泵(4)的排量大小，进而控制所述液压泵(4)的吸油量。

9.一种基于如权利要求1～8任一项所述的液压马达泄油压力控制装置的液压马达泄油压力控制方法，其特征在于，包括：

提供排油机构，该排油机构与用于存储液压马达(1)泄漏油液的储油装置(2)连通；

在所述储油装置(2)内的油压达到预设条件时，通过所述排油机构将所述泄漏油液排出。

10.根据权利要求9所述的液压马达泄油压力控制方法，其特征在于，还包括：

将所述排油机构通过设有单向阀(3)的液压管路与油箱(6)连通，至少在所述储油装置(2)的油压小于预设值时，将所述泄漏油液通过所述液压管路排至所述油箱(6)。

11.根据权利要求9或10所述的液压马达泄油压力控制方法，其特征在于，还包括：

提供液压泵(4)和用于驱动所述液压泵(4)运转的驱动装置，将所述液压泵(4)的进油口与所述储油装置(2)连通，所述液压泵(4)的出油口与油箱(6)连通，在所述储油装置(2)的油压大于或等于预设值时，通过所述液压泵(4)将所述储油装置(2)内的泄漏油液抽取至所述油箱(6)。