CN112268028B - 一种压路机行走系统及行走控制方法 - Google Patents

一种压路机行走系统及行走控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种压路机行走系统及行走控制方法，压路机行走系统包括车架，于所述车架上设置有电机；变量泵，所述变量泵与液压油箱连通，且与所述电机传动连接；左行走马达，所述左行走马达的进油口与所述变量泵的高压出油口连通，所述左行走马达的回油口与所述变量泵的低压回油口连通，所述左行走马达与左行走系统传动连接；右行走马达；补油泵，所述补油泵的出油口与所述变量泵的控制口、所述左行走马达的控制口和所述右行走马达的控制口均连通；控制器，与所述电机电连接。本发明能够无需使用液力变矩器和变速箱即可在压路机行走系统行走时实现无级变速控制。

Description

一种压路机行走系统及行走控制方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种压路机行走系统及行走控制方法。
背景技术
传统的振动压路机行走系统行走有两种方式，机械式传动和液力传动，这两种行走驱动方式主要靠液力变矩器和变速箱变速，无法实现无极调速，在实际操作上对速度的控制较为复杂，且出现故障后维修成本较高。
因此，需要一种压路机行走系统及行走控制方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压路机行走系统及行走控制方法，无需使用液力变矩器和变速箱即可在压路机行走系统行走时实现无级变速控制。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种压路机行走系统，包括：
车架，于所述车架上设置有电机；
变量泵，所述变量泵与液压油箱连通，且与所述电机传动连接；
左行走马达，所述左行走马达的进油口与所述变量泵的高压出油口连通，所述左行走马达的回油口与所述变量泵的低压回油口连通，所述左行走马达与左行走系统传动连接；
右行走马达，所述右行走马达的进油口与所述变量泵的高压出油口连通，所述右行走马达的回油口与所述变量泵的低压回油口连通，所述右行走马达与右行走系统传动连接；
补油泵，所述补油泵与所述液压油箱连通，且与所述电机传动连接，所述补油泵的出油口与所述变量泵的控制口、所述左行走马达的控制口和所述右行走马达的控制口均连通；
控制器，与所述电机电连接；
进一步地，还包括：
第一液压变压器，所述第一液压变压器的进油口与所述变量泵的高压出油口连通，所述第一液压变压器的出油口与所述左行走马达的进油口和所述右行走马达的进油口均连通，所述第一液压变压器的控制口与所述补油泵的出油口连通；
第二液压变压器，所述第二液压变压器的进油口与所述变量泵的高压出油口连通，所述第二液压变压器的出油口与所述左行走马达的进油口和所述右行走马达的进油口均连通，所述第二液压变压器的控制口与所述补油泵的出油口连通；
当压路机行走系统前进时，所述第一液压变压器工作；当所述压路机行走系统后退时，所述第二液压变压器工作。
进一步地，所述补油泵的出油口处设置有第一过滤器。
进一步地，所述变量泵与所述液压油箱之间设置有第二过滤器。
进一步地，所述变量泵的控制口、所述左行走马达的控制口、所述右行走马达的控制口、所述第一液压变压器的控制口以及所述第二液压变压器的控制口均设置有节流电磁阀，所述节流电磁阀与所述控制器电连接，所述控制器能够控制所述节流电磁阀的开度。
进一步地，所述变量泵为柱塞变量泵。
进一步地，所述电机的输出轴上设置有转速传感器和扭矩传感器，所述转速传感器和所述扭矩传感器均与所述控制器电连接。
进一步地，所述左行走马达和所述右行走马达上均设置有力矩传感器，所述力矩传感器与所述控制器电连接。
进一步地，所述第一液压变压器和所述第二液压变压器上均设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接。
一种压路机行走系统行走控制方法，用于控制如上所述的压路机行走系统，包括如下步骤：
S1、驾驶员选择上坡行走模式、平地行走模式和下坡行走模式其中之一；
S2、控制器接收到驾驶员选择的行走模式信号后，控制电机按设定参数转动；
S3、所述控制器接收所述电机的转速和转矩的反馈数值，并将所述反馈数值与所述设定参数做差得到参数修正值；
S4、按照所述参数修正值控制所述电机改变转速和转矩；
S5、所述控制器判断修正后的所述电机的转速和转矩是否满足要求；如果满足，则控制所述压路机行走系统运行；如果不满足，则按照所述参数修正值控制左行走马达和右行走马达，使得所述压路机行走系统按照该行走模式下的行走速度运行。
本发明的有益效果：
本发明所提供的压路机行走系统及行走控制方法，变量泵与补油泵均与电机传动连接，变量泵的高压出油口分别与所述左行走马达的进油口和右行走马达的进油口连通，补油泵的出油口与变量泵的控制口、左行走马达的控制口和右行走马达的控制口均连通，通过控制器控制电机转动，从而带动变量泵泵油驱动左行走马达和右行走马达运动带动压路机行走系统运行，只要控制电机转动的速度、方向即可实现对压路机行走系统行走的控制，通过补油泵控制变量泵、左行走马达和右行走马达的排量，从而适应负载对压力和流量的要求。通过上述方式，能够满足压路机对行驶速度和牵引力的要求。无需使用液力变矩器和变速箱即可在压路机行走系统行走时实现无级变速控制。
附图说明
图1是本发明一种压路机行走系统的液路图。
图中：
1、电机；2、变量泵；3、左行走马达；4、右行走马达；5、补油泵；6、第一液压变压器；7、第二液压变压器；8、控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
为了在不使用液力变矩器和变速箱的情况下，便于对压路机行走系统的行走进行控制，如图1所示，本发明提供一种压路机行走系统。本压路机行走系统包括：车架、左行走马达3、右行走马达4、补油泵5和控制器8，其中于车架上固定设置有电机1，在本实施例中为永磁式同步电机；变量泵2与液压油箱连通，且与电机1传动连接；左行走马达3的进油口与变量泵2的高压出油口连通，左行走马达3的回油口与变量泵2的低压回油口连通，左行走马达3与左行走系统传动连接；右行走马达4的进油口与变量泵2的高压出油口连通，右行走马达4的回油口与变量泵2的低压回油口连通，右行走马达4与右行走系统传动连接；补油泵5与液压油箱连通，且与电机1传动连接，补油泵5的出油口与变量泵2的控制口、左行走马达3的控制口和右行走马达4的控制口均连通；控制器8与电机1电连接，用于控制电机1的启动、转速和转向。
通过控制器8控制电机1转动，从而带动变量泵2泵油驱动左行走马达3和右行走马达4运动带动压路机行走系统运行，只要控制电机1转动的速度、方向即可实现对压路机行走系统行走的控制，通过补油泵5控制变量泵2、左行走马达3和右行走马达4的排量，从而适应负载对压力和流量的要求。通过上述方式，能够满足压路机对行驶速度和牵引力的要求，进而实现系统的功率匹配，降低了电能消耗，提高了工作效率。无需使用液力变矩器和变速箱即可在压路机行走系统行走时实现变速控制。
与压路机行走系统采用传统的机械、液力传动系统相比，本压路机行走系统最大的特点就是省去了液力变矩器与变速箱以及前后桥，使整个行走系统更加紧凑、简单，容易实现自动化控制。而且采用变量泵2控制左行走马达3和右行走马达4具有无级不中断调速的特点，故系统中省去了离合器。使操控更加方便，减少了驾驶员的工作量，提高了工作效率。
进一步地，本压路机行走系统还包括：第一液压变压器6和第二液压变压器7，其中，第一液压变压器6的进油口与变量泵2的高压出油口连通，第一液压变压器6的出油口与左行走马达3的进油口和右行走马达4的进油口均连通，第一液压变压器6的控制口与补油泵5的出油口连通；第二液压变压器7的进油口与变量泵2的高压出油口(变量泵2的进出油口互换后的高压出油口)连通，第二液压变压器7的出油口与左行走马达3的进油口和右行走马达4的进油口均连通，第二液压变压器7的控制口与补油泵5的出油口连通；
当压路机行走系统前进时，第一液压变压器6工作，第二液压变压器7不工作，流经第二液压变压器7的液压油直接排入油箱；当压路机行走系统后退时，第二液压变压器7工作，第一液压变压器6不工作，流经第一液压变压器6的液压油直接排入油箱。通过补油泵5调节第一液压变压器6和第二液压变压器7上的配流盘来控制左行走马达3和右行走马达4的压力和排量，以适应负载对压力和流量的要求，满足了压路机对行驶速度及牵引力的要求，进而实现系统的功率匹配，降低了电能消耗，提高了工作效率。
其中，第一液压变压器6和第二液压变压器7均为：使用一个变量马达和一个伺服调节机构组成，通过快速调节液压马达的斜盘角度以适应二次负载流量、压力的需要，液压变压器是现有技术，在此不对其工作原理和结构进行赘述。
进一步地，补油泵5的出油口处设置有第一过滤器。通过设置第一过滤器，能够对经过补油泵5的液压油进行过滤，拦阻液压油中的杂质，从而起到保护变量泵2、左行走马达3、右行走马达4、第一液压变压器6和第二液压变压器7的作用。
进一步地，变量泵2与液压油箱之间设置有第二过滤器。通过设置第二过滤器，能够对经过补油泵5的液压油进行过滤，拦阻液压油中的杂质。
进一步地，变量泵2的控制口、左行走马达3的控制口、右行走马达4的控制口、第一液压变压器6的控制口以及第二液压变压器7的控制口均设置有节流电磁阀(图中未示出)，节流电磁阀与控制器8电连接，控制器8能够控制节流电磁阀的开度。在压路机行走过程中，控制器8根据电机1的转动速度控制节流电磁阀的开度，从而控制变量泵2、左行走马达3、右行走马达4、第一液压变压器6和第二液压变压器7的流量和压力。
进一步地，变量泵2为柱塞变量泵。由于柱塞变量泵具有容积效率高、泄漏小，能够在高压下工作，能够满足本压路机行走系统的需要。
进一步地，电机1的输出轴上设置有转速传感器和扭矩传感器，转速传感器和扭矩传感器均与控制器8电连接。控制器8通过转速传感器和扭矩传感器采集电机1的状态，便于控制器8对电机1进行精准控制。
进一步地，左行走马达3和右行走马达4上均设置有力矩传感器，力矩传感器与控制器8电连接。控制器8通过力矩传感器采集左行走马达3和右行走马达4的输出力矩，从而便于对左行走马达3和右行走马达4进行控制，使得左行走马达3和右行走马达4的输出力矩均能够满足压路机行走的需要。
进一步地，第一液压变压器6和第二液压变压器7上均设置有压力传感器，压力传感器与控制器8电连接。控制器8通过压力传感器采集第一液压变压器6和第二液压变压器7的压力。
通过在电机1的输出轴设置转速传感器和扭矩传感器，在左行走马达3、右行走马达4的输出轴上设置了力矩传感器，在第一液压变压器6和第二液压变压器7上设置压力传感器，这样整个系统就形成了一个闭环反馈系统，各个部分的反馈信号统一传达到控制器8，控制器8根据预设的算法对电机1、左行走马达3、右行走马达4、第一液压变压器6和第二液压变压器7进行控制。
实施例二
本实施例提供了一种压路机行走系统行走控制方法，用于控制如上的压路机行走系统，包括如下步骤：
S1、驾驶员选择上坡行走模式、平地行走模式和下坡行走模式其中之一；
S2、控制器8接收到驾驶员选择的行走模式信号后，控制电机1按设定参数转动；
S3、控制器8接收电机1的转速和转矩的反馈数值，并将反馈数值与设定参数做差得到参数修正值；
S4、按照参数修正值控制电机1改变转速和转矩；
S5、控制器8判断修正后的电机1的转速和转矩是否满足要求；如果满足，则控制压路机行走系统运行；如果不满足，则按照参数修正值控制左行走马达3和右行走马达4，使得压路机行走系统按照该行走模式下的行走速度运行。
通过上述控制方法，能够保证压路机按照驾驶员选择的模式进行运动，而且由于电机1的响应速度较快，因此，对电机1的转速和转矩优先进行调整控制。
进一步地，如果调整左行走马达3和右行走马达4还不能满足，则控制器8进一步调整第一液压变压器6和第二液压变压器7的压力值，进而调整左行走马达3和右行走马达4，使得压路机行走系统按照该行走模式下的行走速度运行。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种压路机行走系统，其特征在于，包括：
车架，于所述车架上设置有电机(1)；
变量泵(2)，所述变量泵(2)与液压油箱连通，且与所述电机(1)传动连接；
左行走马达(3)，所述左行走马达(3)的进油口与所述变量泵(2)的高压出油口连通，所述左行走马达(3)的回油口与所述变量泵(2)的低压回油口连通，所述左行走马达(3)与左行走系统传动连接；
右行走马达(4)，所述右行走马达(4)的进油口与所述变量泵(2)的高压出油口连通，所述右行走马达(4)的回油口与所述变量泵(2)的低压回油口连通，所述右行走马达(4)与右行走系统传动连接；
补油泵(5)，所述补油泵(5)与所述液压油箱连通，且与所述电机(1)传动连接，所述补油泵(5)的出油口与所述变量泵(2)的控制口、所述左行走马达(3)的控制口和所述右行走马达(4)的控制口均连通；
控制器(8)，与所述电机(1)电连接；
还包括：
第一液压变压器(6)，所述第一液压变压器(6)的进油口与所述变量泵(2)的高压出油口连通，所述第一液压变压器(6)的出油口与所述左行走马达(3)的进油口和所述右行走马达(4)的进油口均连通，所述第一液压变压器(6)的控制口与所述补油泵(5)的出油口连通；
第二液压变压器(7)，所述第二液压变压器(7)的进油口与所述变量泵(2)的高压出油口连通，所述第二液压变压器(7)的出油口与所述左行走马达(3)的进油口和所述右行走马达(4)的进油口均连通，所述第二液压变压器(7)的控制口与所述补油泵(5)的出油口连通；
当压路机行走系统前进时，所述第一液压变压器(6)工作；当所述压路机行走系统后退时，所述第二液压变压器(7)工作。
2.根据权利要求1所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述补油泵(5)的出油口处设置有第一过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述变量泵(2)与所述液压油箱之间设置有第二过滤器。
4.根据权利要求1所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述变量泵(2)的控制口、所述左行走马达(3)的控制口、所述右行走马达(4)的控制口、所述第一液压变压器(6)的控制口以及所述第二液压变压器(7)的控制口均设置有节流电磁阀，所述节流电磁阀与所述控制器(8)电连接，所述控制器(8)能够控制所述节流电磁阀的开度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述变量泵(2)为柱塞变量泵。
6.根据权利要求1所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述电机(1)的输出轴上设置有转速传感器和扭矩传感器，所述转速传感器和所述扭矩传感器均与所述控制器(8)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述左行走马达(3)和所述右行走马达(4)上均设置有力矩传感器，所述力矩传感器与所述控制器(8)电连接。
8.根据权利要求1所述的一种压路机行走系统，其特征在于，所述第一液压变压器(6)和所述第二液压变压器(7)上均设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器(8)电连接。
9.一种压路机行走系统行走控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1-8任一项所述的压路机行走系统，包括如下步骤：
S1、驾驶员选择上坡行走模式、平地行走模式和下坡行走模式其中之一；
S2、控制器(8)接收到驾驶员选择的行走模式信号后，控制电机(1)按设定参数转动；
S3、所述控制器(8)接收所述电机(1)的转速和转矩的反馈数值，并将所述反馈数值与所述设定参数做差得到参数修正值；
S4、按照所述参数修正值控制所述电机(1)改变转速和转矩；
S5、所述控制器(8)判断修正后的所述电机(1)的转速和转矩是否满足要求；如果满足，则控制所述压路机行走系统运行；如果不满足，则按照所述参数修正值控制左行走马达(3)和右行走马达(4)，使得所述压路机行走系统按照该行走模式下的行走速度运行。
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