CN112555206B - 一种液压控制系统及青贮饲料收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压控制系统及青贮饲料收获机，属于农用机械技术领域。液压控制系统包括液压马达、变量泵模块和先导油路组件，液压马达用于驱动执行机构运转，变量泵模块包括变量泵、变量缸、第一电磁阀、限位缸和第二电磁阀，第一电磁阀与变量缸连接，第一电磁阀能够调节活塞的运动速度和运动方向，从而调节变量泵的斜盘角度，从而调节执行机构的正转和反转，当执行机构反转时，可实现执行机构将坚硬物体吐出，避免对机器造成损坏以及对牲畜造成伤害；第二电磁阀与限位缸连接，第二电磁阀使得限位缸限制活塞杆的运动以使变量泵的排量仅能在零排量至最大正排量之间调节，能够实现执行机构的停转，限位缸对变量缸的活塞杆的机械限位，成本低。

Description

一种液压控制系统及青贮饲料收获机

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，尤其涉及一种液压控制系统及青贮饲料收获机。

背景技术

目前国内青贮饲料收获机基本没有金属探测和石头探测功能，在实际收获作业时，金属和石头很容易进入机器内部，造成机器工作部件的损坏，同时混入金属或石头的饲料对牲畜也可能造成伤害。

传统的贮饲料收获机的喂入机构采用静液压驱动，在马达上加装电磁阀实现快速停止的功能，由于喂入机构需要在尽可能短的时间内停止转动，所以用于驱动喂入机构的液压系统对响应性要求较高，进而对马达上的活塞的精度要求较高，成本上相对较高。除此之外，传统的液压系统虽然能够实现喂入机构停转的功能，但是已经混入的金属和石头等坚硬物体仍然会留在机器内部，对机器造成损坏以及对牲畜造成伤害。

因此，亟需一种成本较低实现执行机构停转且执行机构能够吐出坚硬物体的液压控制系统及青贮饲料收获机，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种液压控制系统及青贮饲料收获机，该液压控制系统及青贮饲料收获机能够实现较低成本的执行机构停转的功能，且执行机构能够吐出坚硬物体，避免对机器造成损坏以及对牲畜造成伤害。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种液压控制系统，包括：

液压马达，所述液压马达用于驱动执行机构运转；

变量泵模块，所述变量泵模块包括：

变量泵，所述变量泵与所述液压马达连接；

变量缸，所述变量缸包括相互连接的活塞和活塞杆，所述活塞杆与所述变量泵的斜盘连接以调节所述斜盘的角度；

第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述变量缸连接，所述第一电磁阀被配置为能够调节所述活塞的运动速度和运动方向；

限位缸和第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述限位缸连接，所述第二电磁阀被配置为能够使得所述限位缸限制所述活塞杆的运动以使所述变量泵的排量仅能在零排量至最大正排量之间调节；

先导油路组件，所述先导油路组件与所述第一电磁阀和所述第二电磁阀连接用于向所述变量缸和所述限位缸内提供控制油。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述第一电磁阀包括第一工作位置和第二工作位置，当所述第一电磁阀失电时，所述第一电磁阀处于第一工作位置，所述变量缸的无杆腔进油，所述变量缸的有杆腔回油；当所述第一电磁阀得电并处于所述第二工作位置时，所述变量缸的无杆腔回油，所述变量缸的有杆腔进油。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述第一电磁阀为两位四通比例电磁阀。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述第二电磁阀包括第三工作位置和第四工作位置，当所述第二电磁阀失电时，所述第二电磁阀处于第四工作位置，所述限位缸的无杆腔排油；当所述第二电磁阀得电时，所述第二电磁阀处于第三工作位置，所述限位缸的无杆腔进油。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述第二电磁阀为两位三通开关电磁阀。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述先导油路组件包括先导油路、先导泵和阀组，所述先导油路一端用于与外部油箱连通，另一端与所述第一电磁阀和所述第二电磁阀连接，所述先导泵和所述阀组设置于所述先导油路上，且所述先导泵位于所述阀组的上游，所述阀组被配置为能够调节所述先导油路的油压。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述阀组包括溢流阀，所述溢流阀的溢流压力可调。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述先导油路组件还包括过滤器，所述过滤器设置于所述先导泵和所述阀组之间。

作为一种液压控制系统的优选技术方案，所述先导油路组件还包括蓄能器阀组，所述蓄能器阀组连接于所述阀组的下游。

为达上述目的，本发明还提供了一种青贮饲料收获机，应用如上所述的液压控制系统。

本发明提供了一种液压控制系统及青贮饲料收获机，液压控制系统包括液压马达、变量泵模块和先导油路组件，液压马达用于驱动执行机构运转，变量泵模块包括变量泵、变量缸、第一电磁阀、限位缸和第二电磁阀，其中，第一电磁阀与变量缸连接，第一电磁阀能够调节活塞的运动速度和运动方向，从而调节变量泵的斜盘角度，从而调节执行机构的正转和反转，当执行机构反转时，可实现执行机构将坚硬物体吐出，避免对机器造成损坏以及对牲畜造成伤害；第二电磁阀与限位缸连接，第二电磁阀使得限位缸限制活塞杆的运动以使变量泵的排量仅能在零排量至最大正排量之间调节，当第一电磁阀使得活塞朝向负排量的方向运动时，限位缸对活塞杆的机械限位，能够实现执行机构的停转，且成本低。青贮饲料收获机应用上述的液压控制系统，因此，同样具备上述液压控制系统的优点。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的液压控制系统的原理图。

附图标记：

1、液压马达；

2、变量泵模块；21、变量泵；22、变量缸；23、第一电磁阀；24、限位缸；25、第二电磁阀；

3、先导油路组件；31、先导泵；32、阀组；321、溢流阀；322、单向阀；33、过滤器；34、蓄能器阀组；

4、补油泵；5、补油阀组；

100、执行机构。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了一种液压控制系统，该液压控制系统包括液压马达1、变量泵模块2和先导油路组件3，其中，液压马达1用于驱动执行机构100运转；变量泵模块2包括变量泵21、变量缸22、第一电磁阀23、限位缸24和第二电磁阀25，其中，变量泵21与液压马达1连接；变量缸22包括相互连接的活塞和活塞杆，活塞杆与变量泵21的斜盘连接以调节斜盘的角度；第一电磁阀23与变量缸22连接，第一电磁阀23被配置为能够调节活塞的运动速度和运动方向；第二电磁阀25与限位缸24连接，第二电磁阀25被配置为能够使得限位缸24限制活塞杆的运动以使变量缸22的排量仅能在零排量至最大正排量之间调节；先导油路组件3与第一电磁阀23和第二电磁阀25连接用于向变量缸22和限位缸24内提供控制油。

第一电磁阀23能够调节活塞的运动速度和运动方向，从而调节变量泵21的斜盘角度，进而调节执行机构100的转速和旋转方向，当变量缸22中的活塞在零排量至最大正排量之间运动时，执行机构100正转；当变量缸22中的活塞在零排量至最大负排量之间运动时，执行机构100反转。当执行机构100反转时，执行机构100能够将坚硬物体吐出，避免对机器造成损坏以及对牲畜造成伤害；第二电磁阀25使得限位缸24限制活塞杆的运动以使变量泵21仅能在零排量至最大正排量之间调节，当第一电磁阀23使得活塞杆推动斜盘朝向负排量的方向运动时，限位缸24对活塞杆进行机械限位，能够实现执行机构100停转，且成本低。

本实施例中液压控制系统为闭式回路，变量泵21提供高压油源，通过改变变量泵21的和斜盘摆角来改变液压马达1的转速和旋转方向，液压马达1由变量泵21输出的高压油驱动实现旋转，输出扭矩和转速，驱动执行机构100即青贮饲料收获机中的喂入机构，变量泵21和液压马达1通过高压管路连接。可选用响应时间较短变量泵21，以实现执行机构100的快速停转。

在本实施例中，变量缸22包括正转腔室和反转腔室，当变量缸22的活塞在正转腔室内运动时，能够调节变量泵21的斜盘角度使得液压马达1驱动执行机构100正转；当变量缸22的活塞在反转腔室内运动时，能够调节变量泵21的斜盘角度使得液压马达1驱动执行机构100反转。第二电磁阀25使得限位缸24限制变量缸22的活塞在正转腔室内运动。当第一电磁阀23使得变量缸22的活塞从正转腔室向反转腔室的方向运动的过程中，当活塞运动至正转腔室和反转腔室的交界处时，限位缸24能够限制变量缸22的活塞杆继续运动，从而使得变量泵21的排量为零排量；当限位缸24不再限制变量缸22的活塞杆的运动，则变量缸22的活塞能够在反转腔室内运动，从而使得液压马达1驱动执行机构100反转，以将坚硬物体吐出。

在本实施例中，限位缸24通过其活塞杆对变量缸22的活塞杆进行机械限位。

具体地，第一电磁阀23包括第一工作位置和第二工作位置，当第一电磁阀23失电时，第一电磁阀23处于第一工作位置，变量缸22的无杆腔进油，变量缸22的有杆腔回油；当第一电磁阀23得电并处于第二工作位置时，变量缸22的无杆腔回油，变量缸22的有杆腔进油。优选地，在本实施例中，第一电磁阀23为两位四通比例电磁阀。当第一电磁阀23失电或者电磁铁电流小于启调电流时，变量泵21的排量为执行机构100反转时的最大排量，当第一电磁阀23的电磁铁逐渐增加电流至最大时，变量泵21的排量变为执行机构100正转时的最大排量。

具体地，第二电磁阀25包括第三工作位置和第四工作位置，当第二电磁阀25失电时，第二电磁阀25处于第四工作位置，限位缸24的无杆腔排油；当第二电磁阀25得电时，第二电磁阀25处于第三工作位置，限位缸24的无杆腔进油。优选地，在本实施例中，第二电磁阀25为两位三通开关电磁阀。当第二电磁阀25的电磁铁得电时，先导油路组件3提供的控制油进入限位缸24，限定变量泵21的排量从零排量到执行机构100正转时的最大排量之间；当第二电磁阀25的电磁铁失电时，通过限位缸24可以将变量泵21的排量限至执行机构100反转的某一小排量。需要说明的是，由于限位缸24的活塞杆具有一定的长度，因此，当第二电磁阀25的电磁铁失电后，变量缸22的活塞不能运动至执行机构100反转时的最大排量的位置，因此起到将变量泵21的排量限至执行机构100反转的某一小排量。

如图1所示，先导油路组件3包括先导油路、先导泵31和阀组32，先导油路一端用于与外部油箱连通，另一端与第一电磁阀23和第二电磁阀25连接，先导泵31和阀组32设置于先导油路上，且先导泵31位于阀组32的上游，阀组32被配置为能够调节先导油路的油压。先导泵31为液压控制系统提供先导控制油。阀组32的作用是设定先导油路的先导压力。通过改变阀组32的设定压力，可以调节先导压力的大小，进而可以控制变量泵21变量的响应时间。

具体地，阀组32包括溢流阀321和单向阀322，溢流阀321的溢流压力可调，从而调节变量泵21变量的响应时间，以调节喂入机构停转的时间，使得变量泵21能够以最快的时间变为零排量，从而使得喂入机构快速停转。

如图1所示，先导油路组件3还包括过滤器33，过滤器33设置于先导泵31和阀组32之间。过滤器33的作用是过滤先导油路中的杂质。

如图1所示，先导油路组件3还包括蓄能器阀组34，蓄能器阀组34连接于阀组32的下游。蓄能器阀组34的作用是积蓄能量，在液压控制系统需要时提供动力油源，另外可以吸收液压控制系统压力振荡。

如图1所示，液压控制系统还包括补油管路、补油泵4和补油阀组5，补油管路一端用于与外部油箱连通，另一端用于向变量泵21和液压马达1形成的闭式液压回路中补充油液。补油泵4在闭式回路中补充液压控制系统泄漏，以及给液压控制系统提供冷却油，降低系统的温度。补油阀组5包括补油过滤器和补油溢流阀，补油过滤器是过滤补油管路中的杂质，补油溢流阀的作用是设定补油管路的补油压力。补油泵4的出油经补油过滤器后进入变量泵21的S1口，为系统进行补油，补油压力由补油阀组5的补油溢流阀来设定。

先导泵31为变量泵21变量提供控制油源，先导泵31的出油经过滤器33过滤后到达阀组32，油液经阀组32的单向阀322后，一路油进入蓄能器阀组34为蓄能器充液，当达到设定压力后，油液通过蓄能器阀组34中的溢流阀溢流，以停止充液；另一路油进入变量泵21的变量控制油口E1，一部分油液经第一电磁阀23的阀芯进入变量泵21的变量缸22，另一部分油液到达第二电磁阀25的阀口处。

本实施例还提供了一种青贮饲料收获机，该青贮饲料收获机应用上述的液压控制系统。

液压控制系统在青贮饲料收获机上的工作过程为：

1)喂入机构不工作：第二电磁阀25得电，第一电磁阀23失电，此时变量泵21的排量为零，喂入机构不运转；

2)喂入机构工作：第二电磁阀25得电，第一电磁阀23电流逐渐增至最大，变量泵21的排量从零变到最大，喂入机构的转速达到最高；

当喂入机构在工作过程中需要喂入机构急停：当青贮饲料收获机在工作中检测到金属或石头等坚硬物体时，第二电磁阀25得电，第一电磁阀23失电，变量泵21的排量迅速变为零，喂入机构停转；

喂入机构反转：喂入机构停转后，第二电磁阀25失电，第一电磁阀23失电，变量泵21的排量变为喂入机构反转的某一小排量，喂入机构实现低速反转，尝试将坚硬物体吐出。

本实施例提供的青贮饲料收获机采用快速响应的变量泵21实现喂入机构的快速停转，且停转的时间可以通过先导设定压力进行调节，成本相对较低；只需将第二电磁阀25失电，即可实现喂入机构反转的功能。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种液压控制系统，其特征在于，包括：

液压马达（1），所述液压马达（1）用于驱动执行机构（100）运转；

变量泵模块（2），所述变量泵模块（2）包括：

变量泵（21），所述变量泵（21）与所述液压马达（1）连接；

变量缸（22），所述变量缸（22）包括相互连接的活塞和活塞杆，所述活塞杆与所述变量泵（21）的斜盘连接以调节所述斜盘的角度；

第一电磁阀（23），所述第一电磁阀（23）与所述变量缸（22）连接，所述第一电磁阀（23）被配置为能够调节所述活塞的运动速度和运动方向；

限位缸（24）和第二电磁阀（25），所述第二电磁阀（25）与所述限位缸（24）连接，所述第二电磁阀（25）被配置为能够使得所述限位缸（24）限制所述活塞杆的运动以使所述变量泵（21）的排量仅能在零排量至最大正排量之间调节；

先导油路组件（3），所述先导油路组件（3）与所述第一电磁阀（23）和所述第二电磁阀（25）连接用于向所述变量缸（22）和所述限位缸（24）内提供控制油；

所述第一电磁阀（23）包括第一工作位置和第二工作位置，当所述第一电磁阀（23）失电时，所述第一电磁阀（23）处于第一工作位置，所述变量缸（22）的无杆腔进油，所述变量缸（22）的有杆腔回油；当所述第一电磁阀（23）得电并处于所述第二工作位置时，所述变量缸（22）的无杆腔回油，所述变量缸（22）的有杆腔进油。

2.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述第一电磁阀（23）为两位四通比例电磁阀。

3.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述第二电磁阀（25）包括第三工作位置和第四工作位置，当所述第二电磁阀（25）失电时，所述第二电磁阀（25）处于第四工作位置，所述限位缸（24）的无杆腔排油；当所述第二电磁阀（25）得电时，所述第二电磁阀（25）处于第三工作位置，所述限位缸（24）的无杆腔进油。

4.如权利要求3所述的液压控制系统，其特征在于，所述第二电磁阀（25）为两位三通开关电磁阀。

5.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述先导油路组件（3）包括先导油路、先导泵（31）和阀组（32），所述先导油路一端用于与外部油箱连通，另一端与所述第一电磁阀（23）和所述第二电磁阀（25）连接，所述先导泵（31）和所述阀组（32）设置于所述先导油路上，且所述先导泵（31）位于所述阀组（32）的上游，所述阀组（32）被配置为能够调节所述先导油路的油压。

6.如权利要求5所述的液压控制系统，其特征在于，所述阀组（32）包括溢流阀（321），所述溢流阀（321）的溢流压力可调。

7.如权利要求5所述的液压控制系统，其特征在于，所述先导油路组件（3）还包括过滤器（33），所述过滤器（33）设置于所述先导泵（31）和所述阀组（32）之间。

8.如权利要求5所述的液压控制系统，其特征在于，所述先导油路组件（3）还包括蓄能器阀组（34），所述蓄能器阀组（34）连接于所述阀组（32）的下游。

9.一种青贮饲料收获机，其特征在于，应用如权利要求1~8任一项所述的液压控制系统。

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