CN107061389A - 工程机械回转制动的防摆控制系统及方法 - Google Patents

工程机械回转制动的防摆控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工程机械回转制动的防摆控制系统，包括：压力油源、回转控制阀、防摆连通阀、回转液压马达、油压检测模块和控制器模块；压力油源与回转控制阀连接，回转控制阀与回转液压马达连接，防摆连通阀也与回转液压马达连接；油压检测模块与回转液压马达的2个工作油腔分别连接，用于检测其油压变化情况；控制器模块根据回转液压马达工作油腔的油压变化信息，通过控制防摆连通阀的工作状态，实现回转液压马达2个工作油腔的连通或切断。本发明提供的技术方案能够有效抑制工程机械回转制动过程中的反向回摆现象。同时，本发明还提供了包括有该防摆控制系统的一种工程机械回转制动的防摆控制方法。

Description

工程机械回转制动的防摆控制系统及方法
技术领域
本发明涉及工程机械设备领域，更具体地，涉及一种工程机械回转制动的防摆控制系统及方法。
背景技术
随着国民经济的迅速发展，工程机械得到了迅猛发展，而回转性能的好坏直接影响到工程机械的性能和操作手的人身安全。目前，工程机械设备主要采用液体传动来驱动回转装置进行工作，即利用压力油作用在回转马达上实现回转装置的各项相关作业。
在现有技术中，工程机械的回转制动系统主要是通过液压阀回中位时，回转马达的回油腔油路关闭，回转装置由于惯性还会顺势转动，使得回转马达的回油腔油压急剧升高而产生回转制动力矩实现回转制动。但当回转装置的转动速度被制动到零时，此时回转马达的回油腔与进油腔之间的油压差很大，使得回转装置不能立即停止，而是进行了反向转动。在工程机械回转制动过程中，这一反向回摆现象一般会重复出现多次，造成回转装置制动过程运行不平稳。尤其是一些带有超长悬臂结构的工程机械，如混凝土泵车，在回转制动过程中，回转装置运行更不平稳，回摆现象亦更严重，严重影响了设备作业的效率，也给工程建设施工带来了很大的安全隐患。因此，迫切需要找到一种技术来有效防止或抑制工程机械回转制动过程中的反向回摆现象。
发明内容
为了解决现有工程机械回转制动过程中存在的上述技术问题，本发明提供了一种工程机械回转制动的防摆控制系统及方法，旨在有效防止工程机械回转制动过程中回转装置的反向回摆现象。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
工程机械回转制动的防摆控制系统及方法，包括：压力油源、回转控制阀、防摆连通阀、回转液压马达、油压检测模块和控制器模块，其中，所述压力油源提供的高压油连通至所述回转控制阀的高压油进油口，所述回转控制阀的油液回油口与回油路连通，所述回转控制阀的2个工作油口与所述回转液压马达的2个工作油腔分别连通；所述防摆连通阀的2个工作油口与所述回转液压马达的2个工作油腔也分别连通，所述防摆连通阀用于连通或切断所述回转液压马达的2个工作油腔；所述油压检测模块与所述回转液压马达的2个工作油腔分别连接，所述油压检测模块用于分别检测所述回转液压马达2个工作油腔的油压情况；所述控制器模块与所述回转控制阀、防摆连通阀和油压检测模块连接，所述控制器模块能够根据所述回转控制阀的回转制动信息和所述油压检测模块的油压变化信息，通过切换所述防摆连通阀的工作状态，从而控制所述回转液压马达2个工作油腔的连通或切断，最终达到有效抑制工程机械回转制动过程中的反向回摆现象。
在上述技术方案中，优选地，所述防摆连通阀为二位二通的电磁换向阀，所述防摆连通阀的第一位工作状态将所述回转液压马达的2个工作油腔切断，所述防摆连通阀的第二位工作状态将所述回转液压马达的2个工作油腔连通。
在上述技术方案中，优选地，所述油压检测模块至少包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别设置于所述回转液压马达的第一工作油腔和第二工作油腔。
在上述技术方案中，优选地，所述回转控制阀为三位四通电磁换向阀，所述回转控制阀的第一位工作状态和第二位工作状态分别控制所述回转液压马达驱动回转装置进行顺时针和逆时针转动；所述回转控制阀在中位工作状态时，控制所述回转液压马达进行回转制动。
在上述技术方案中，优选地，所述控制器模块在回转装置的回转制动过程中根据所述油压检测模块检测到的所述回转液压马达的背压油腔的压力下降作为信号来控制所述防摆连通阀将所述回转液压马达的2个工作油腔连通一段时间，使得所述回转液压马达2个工作油腔的油压差迅速减小到接近于零，回转装置反向转动的驱动力矩迅速减小，从而能够有效防止或抑制回转制动过程中的反向回摆现象。
本发明所提供的技术方案具有的显著有益效果：在工程机械回转装置的回转制动过程中，一旦回转装置出现反向转动的回摆现象时，所述油压检测模块就能够立即检测到所述回转液压马达的背压油腔压力在下降，并将其压力下降作为信号及时传递给所述所述控制器模块，所述控制器模块依此信号迅速控制所述防摆连通阀将所述回转液压马达的2个工作油腔连通，所述回转液压马达2个工作油腔的油压差瞬间减小到接近于零，使得回转装置在出现反向回摆的初始阶段就大幅度失去了反向转动的驱动力矩，从而有效抑制了回转制动过程中的反向回摆现象。
附图说明
图1为本发明所述回转装置的防摆控制系统结构简图。
图2为本发明所述回转装置的防摆控制系统控制框图。
图中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1-压力油源
2-回转控制阀，2P-高压油进油口，2T-油液回油口，2A-第一工作油口， 2B-第二工作油口，21-第一位工作状态， 22-第二位工作状态，23-中位工作状态
3-防摆连通阀，3A-第一工作油口， 3B-第二工作油口，31-第一位工作状态，32-第二位工作状态
4-回转液压马达， 41-第一工作油腔， 42-第二工作油腔
5-油压检测模块， 51-第一压力传感器， 52-第二压力传感器
6-控制器模块。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1为本发明所述回转装置的防摆控制系统结构简图；图2为为本发明所述回转装置的防摆控制系统控制框图。
如图1所示，根据本发明的实施例的回转装置的防摆控制系统，包括：压力油源1、回转控制阀2、防摆连通阀3、回转液压马达4、油压检测模块5和控制器模块6；压力油源1提供的高压油连接至回转控制阀2的高压油进油口2P，回转控制阀2的油液回油口2T与回油路连通，回转控制阀2的第一工作油口2A与回转液压马达4的第一工作油腔41连通，回转控制阀2的第二工作油口2B与回转液压马达4的第二工作油腔42连通；防摆连通阀3的第一工作油口3A与回转液压马达4的第一工作油腔41连通，防摆连通阀3的第二工作油口3B与回转液压马达4的第二工作油腔42连通，防摆连通阀4是用于连通或切断回转液压马达4的第一工作油腔41与第二工作油腔42之间的油路；油压检测模块5包括第一压力传感器51和第二压力传感器52，第一压力传感器51与回转液压马达4的第一工作油腔41连接，第二压力传感器52与回转液压马达4的第二工作油腔42连接，第一压力传感器51用于检测回转液压马达4的第一工作油腔41的油压情况，第二压力传感器52用于检测回转液压马达4的第二工作油腔42的油压情况；控制器模块6与回转控制阀2、油压检测模块5和防摆连通阀3连接，回转控制阀2将回转装置的回转制动情况传递给控制器模块6，油压检测模块5将第一压力传感器51和第二压力传感器52所检测到的回转液压马达4的第一工作油腔41和第二工作油腔42的油压变化情况传递给控制器模块6，控制器模块6能够根据回转控制阀2的回转制动信息和油压检测模块5的油压变化信息，通过切换防摆连通阀3的工作状态，从而控制回转液压马达4的第一工作油腔41与第二工作油腔42之间相连通或切断，最终达到抑制回转装置制动过程中的反向回摆现象。
在本实施例中，回转控制阀2为O型机能的三位四通电磁换向阀，当回转控制阀2在第一位工作状态21时，压力油源1提供的高压油进入回转液压马达4的第一工作油腔41驱动回转装置进行顺时针转动；当回转控制阀2在第二位工作状态22时，压力油源1提供的高压油进入回转液压马达4的第二工作油腔42驱动回转装置进行逆时针转动；当回转控制阀2在中位工作状态23时，回转液压马达4的两工作油腔的油路被关闭，回转装置进行制动。
在本实施例中，防摆连通阀3为二位二通的电磁换向阀，当防摆连通阀3在第一位工作状态31时，回转液压马达4的第一工作油腔41与第二工作油腔42切断；当防摆连通阀3在第二位工作状态32时，回转液压马达4的第一工作油腔41与第二工作油腔42相连通。
在本实施例中，当回转装置在顺时针转动的状态下进行制动时，回转液压马达4的第二工作油腔42为背压油腔；当回转装置在逆时针转动的状态下进行制动时，回转液压马达4的第一工作油腔41为背压油腔。
在本实施例中，仅以回转装置在顺时针回转状态下进行制动时的防摆控制过程为例进行了详细说明，但本发明并不受此限制，本发明可用于工程机械在任意回转状态下进行回转制动过程中的防摆控制。
当回转控制阀2处于第一位工作状态21、防摆连通阀3处于第一位工作状态31时，压力油源1的高压油通过回转控制阀2的高压油进油口2P和第一工作油口2A进入到回转液压马达4的第一工作油腔41驱动回转装置按顺时针方向转动，回转液压马达4的第二工作油腔42的油液通过回转控制阀2的第二工作油口2B和油液回油口2T完成回油。
当回转装置进行制动时，回转控制阀2由第一位工作状态21切换到中位工作状态23，第一工作油口2A和第二工作油口2B都被切断，回转液压马达4的第一工作油腔41和第二工作油腔42都分别形成封闭腔，但回转装置由于惯性还会继续顺时针方向转动，回转液压马达4的第二工作油腔42（即背压油腔）的油压将会迅速升高，第一工作油腔41的油压会有所下降，使得回转液压马达4的第二工作油腔42与第一工作油腔41形成较大油压差，从而产生逆时针方向力矩进行制动，回转装置的回转速度会逐渐减小。当回转装置转速减小到零时，但由于此时回转液压马达4的第二工作油腔42与第一工作油腔41的油压差仍然很大，回转装置会在逆时针方向力矩的作用下进行反向回转；一旦回转装置进行反向回转，回转液压马达4的第一工作油腔41的油压将会升高，而第二工作油腔42（即背压油腔）的油压将会下降，油压检测模块5的第二压力传感器52将会迅速检测到第二工作油腔42（即背压油腔）的油压下降信息，并将其作为信号传递给控制器模块6，控制器模块6依此信号立即控制防摆连通阀3从第一位工作状态31切换到第二位工作状态32一段时间（本实施例约为0.2秒），将回转液压马达4的第一工作油腔41和第二工作油腔42短时连通，回转液压马达4的第二工作油腔42和第一工作油腔41的油压差瞬间减小到接近于零（即逆时针方向的力矩瞬间减小到接近于零），从而使得回转装置在出现反向回摆的初始阶段就大幅度失去了反向转动的驱动力矩，反向回摆的幅度得到明显抑制；依此过程，如图2所示，进行防摆控制多次（本实施例为2次），则可使得回转制动过程中的反向回摆现象得到明显改善。
仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种工程机械回转制动的防摆控制系统，其特征在于，包括：压力油源(1)、回转控制阀(2)、防摆连通阀(3)、回转液压马达(4)、油压检测模块(5)和控制器模块(6)；
所述压力油源(1)提供的高压油连通至所述回转控制阀(2)的高压油进油口(2P)，所述回转控制阀(2)的油液回油口(2T)与回油路连通，所述回转控制阀(2)的2个工作油口与所述回转液压马达(4)的2个工作油腔分别连通；
所述防摆连通阀(3)的2个工作油口与所述回转液压马达(4)的2个工作油腔也分别连通，所述防摆连通阀(3)用于连通或切断所述回转液压马达(4)的2个工作油腔；
所述油压检测模块(5)与所述回转液压马达(4)的2个工作油腔分别连接，所述油压检测模块(5)用于分别检测所述回转液压马达(4)的2个工作油腔的油压情况；
所述控制器模块(6)与所述回转控制阀(2)、防摆连通阀(3)和油压检测模块(5)连接，所述控制器模块(6)能够根据所述回转控制阀(2)的回转制动信息和所述油压检测模块(5)的油压变化信息，通过切换所述防摆连通阀(3)的工作状态，控制所述回转液压马达(4)的2个工作油腔的连通或切断，从而达到有效抑制工程机械回转制动过程中的反向回摆现象。
2.根据权利要求1所述的工程机械回转制动的防摆控制系统，其特征在于，所述防摆连通阀(3)为二位二通的电磁换向阀，所述防摆连通阀(3)的第一位工作状态(31)将所述回转液压马达(4)的2个工作油腔切断，所述防摆连通阀的第二位工作状态(32)将所述回转液压马达(4)的2个工作油腔连通。
3.根据权利要求1所述的工程机械回转制动的防摆控制系统，其特征在于，所述油压检测模块(5)至少包括第一压力传感器(51)和第二压力传感器(52)，所述第一压力传感器(51)和第二压力传感器(52)分别设置于所述回转液压马达(4)的第一工作油腔(41)和第二工作油腔(42)。
4.根据权利要求1所述的工程机械回转制动的防摆控制系统，其特征在于，所述回转控制阀(2)为三位四通电磁换向阀，所述回转控制阀(2)的第一位工作状态(21)和第二位工作状态(22)分别控制所述回转液压马达(4)驱动回转装置进行顺时针和逆时针转动；所述回转控制阀(2)在中位工作状态(23)时，控制所述回转液压马达(4)进行回转制动。
5.一种工程机械，其特征在于，包含有如权利要求1至4中任一项所述的回转制动的防摆控制系统。
6.一种工程机械回转制动的防摆控制方法，其特征在于，用于包含有压力油源(1)、回转控制阀(2)、防摆连通阀(3)、回转液压马达(4)、油压检测模块(5)和控制器模块(6)的防摆控制系统；所述压力油源(1)提供的高压油连通至所述回转控制阀(2)的高压油进油口(2P)，所述回转控制阀(2)的油液回油口(2T)与回油路连通，所述回转控制阀(2)的2个工作油口与所述回转液压马达(4)的2个工作油腔分别连通；所述防摆连通阀(3)的2个工作油口与所述回转液压马达(4)的2个工作油腔也分别连通；所述油压检测模块(5)与所述回转液压马达(4)的2个工作油腔分别连接；所述控制器模块(6)与所述回转控制阀(2)、防摆连通阀(3)和油压检测模块(5)连接；
所述防摆控制方法：
在工程机械回转装置的回转制动过程中，当回转装置出现反向转动的回摆现象时，所述油压检测模块(5)立即检测到所述回转液压马达(4)的背压油腔压力在下降，并将其压力下降作为信号传递给所述所述控制器模块(6)，所述控制器模块(6)依此信号迅速控制所述防摆连通阀(2)将所述回转液压马达(4)的2个工作油腔连通，所述回转液压马达(4)的2个工作油腔的油压差瞬间减小到接近于零，使得回转装置在出现反向回摆的初始阶段就大幅度失去了反向转动的驱动力矩，从而有效抑制了回转制动过程中的反向回摆现象。
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