CN115182843A - 一种应用于采棉机的动力驱动系统及采棉机 - Google Patents

一种应用于采棉机的动力驱动系统及采棉机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及采棉机设备领域，尤其涉及一种应用于采棉机的动力驱动系统，该驱动系统包括：发动机、散热器液压子系统和除渣风机液压子系统；发动机提供驱动系统旋转动力；所述除渣风机液压子系统包括第一液压泵、第一液压马和除渣风机；第一液压泵与发动机连接，第一液压泵与第一液压马达通过第一液压油路连接，第一液压马达的输出轴与除渣风机连接，提供除渣风机转动动力；散热器液压子系统包括第二液压泵、第二液压马达和散热器；第二液压泵与所述发动机连接，第二液压泵与第二液压马达通过第二液压油路连接，第二液压马达的输出轴与散热器的散热风扇连接，提供散热风扇转动动力；实现了散热风扇、除渣风机与发动机三者的独立控制调节。

Description

一种应用于采棉机的动力驱动系统及采棉机
技术领域
本发明涉及采棉机设备领域，尤其涉及一种应用于采棉机的动力驱动系统及采棉机。
背景技术
采棉机是棉花采摘必不可少的农用设备，其具有棉花采摘效率高、降低劳动强度以及节约人力成本等优势。参见图1所示，现有的采棉机动力系统通常为发动机直连结构；散热器的散热风扇直接安装于发动机的风扇轮毂上；散热风扇转速与发动机转速成比例关系，即散热风扇转速随发动机转速变化而变化；当环境温度低时，发动机需要一定时间才能达到工作温度，此时间段内发动机的转速提升过程中，对应的散热风扇的工作是起反作用的，浪费发动机功率。当环境温度高时，散热风扇的转速又受制于发动机的转速；同时发动机高转速下，散热器的散热风扇运行噪声大。
发动机输出轴与除渣风机的叶轮转轴直接传动连接；进而带动除渣风机叶轮旋转工作；此种传动连接方案的缺点是除渣风机的转速不稳定，除渣风机转速随发动机的转速变化而变化；发动机低速时，除渣风机的转速也低，致使除渣风机的吸力存在偏小的问题，影响除渣效果；发动机高速时，除渣风机的转速也高，除渣风机的吸力强劲，存在超过所需吸力要求值的问题，导致动力浪费；再者，发动机转速的频繁波动，影响除渣风机的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于采棉机的动力驱动系统及采棉机，能够解决现有技术中的不足，实现散热系统中散热风扇以及除渣系统中除渣风机转速独立控制调节，运行平稳的目的。
本发明提供了一种应用于采棉机的动力驱动系统，包括：发动机、散热器液压子系统和除渣风机液压子系统；
所述发动机用以提供驱动系统旋转动力；
所述散热器液压子系统包括第二液压泵、第二液压马达和散热器；第二液压泵与所述发动机连接，发动机提供第二液压泵输入端的旋转动力；
所述第二液压泵与第二液压马达通过第二液压油路连接，第二液压马达用以将第二液压泵提供的液压能转换为机械能输出；所述第二液压马达的输出轴与所述散热器的散热风扇连接，提供散热风扇转动动力；
所述除渣风机液压子系统包括第一液压泵、第一液压马和除渣风机；第一液压泵与所述发动机连接，发动机提供第一液压泵输入端的旋转动力；
所述第一液压泵与第一液压马达通过第一液压油路连接，第一液压马达用以将第一液压泵提供的液压能转换为机械能输出；所述第一液压马达的输出轴与所述除渣风机连接，提供除渣风机转动动力。
进一步地，所述第一液压油路中设有第一流量调节件，第一流量调节件用以控制进入第一液压马达的液压油流量。
进一步地，所述第二液压油路中设有第二流量调节件，第二流量调节件用以控制进入第二液压马达的液压油流量。
进一步地，所述第一流量调节件为相互并联的节流阀和溢流阀；或者是第一流量调节件为比例阀。
进一步地，所述第二流量调节件为相互并联的节流阀和溢流阀；或者是第二流量调节件为比例阀。
进一步地，本申请驱动系统还包括：控制器，以及，用以获取发动机出水水温的第一温度传感器、发动机进气温度的第二温度传感器和液压油油温的第三温度传感器；所述第二流量调节件、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别与所述控制器连接，控制器依据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器测量的温度值控制第二流量调节件运转，以控制第二液压马达的输出轴转速。
进一步地，所述除渣风机布置于除渣管道中，提供除渣管道抽吸力吸附除渣；所述除渣管道中布置有吸力探头，所述吸附探头用以检测除渣通道的吸力；所述吸力探头和第一流量调节件分别与所述控制器连接，控制器依据除渣管道所需的吸力控制第一流量调节件运转，以控制第一液压马达的输出轴转速。
进一步地，所述第一液压泵的进油口连接液压油箱，第一液压泵的出油口连接第一液压马达的进油口，第一液压马达的出油口连接回油箱；
所述第二液压泵的进油口连接液压油箱，第二液压泵的出油口连接第二液压马达的进油口，第二液压马达的出油口连接回油箱。
进一步地，第一液压马达的输出轴与所述除渣风机的转轴通过传动结构连接，传动结构为带传动结构、链条传动结构以及齿轮传动结构中的一种。
本申请还提供一种采棉机，包括上述的应用于采棉机的动力驱动系统。
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明的一种应用于采棉机的动力驱动系统，发动机的动力经液压泵输入，利用液压泵输出的液压能至液压马达转换输出机械能；一方面使得，散热器的散热风扇转速与发动机的转速相互独立，散热风扇的转速与第二液压马达输出轴的转速对应，通过控制进入第二液压马达的液压油流量实现散热风扇转速调节，满足散热器风扇转速与发动机散热对应匹配，实现发动机及驱动系统的良好散热；另一方面，除渣风机的转速也与发动机转速相互独立，除渣风机的转速与第一液压马达输出轴的转速对应，通过控制进入第一液压马达的液压油流量实现除渣风机转速调节，能够实现除渣风机转速与驱动系统所需抽吸力对应匹配；同时能够保持进入第一液压马达的液压油流量稳定即可除渣风机稳定运转。
本申请还提供一种采棉机，包括上述的应用于采棉机的动力驱动系统。本申请采棉机的有益效果与上述应用于采棉机的动力驱动系统相对应，不再重复赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有采棉机的动力驱动系统的结构示意图；
图2为本申请一种应用于采棉机的动力驱动系统的结构示意图；
其中：1、发动机，2、第一液压泵，3、第一液压马达，4、散热风扇，5、第二液压泵，6、第二液压马达，7、除渣风机，8、第一液压油路，9、第二液压油路，10、带传动结构。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
参见图2，本发明提供了一种应用于采棉机的动力驱动系统，包括：发动机1、散热器液压子系统和除渣风机液压子系统；所述发动机用以提供驱动系统旋转动力；所述散热器液压子系统包括第二液压泵5、第二液压马达6和散热器4；第二液压泵与所述发动机连接，发动机提供第二液压泵输入端的旋转动力；所述第二液压泵与第二液压马达通过第二液压油路9连接，第二液压马达用以将第二液压泵提供的液压能转换为机械能输出；所述第二液压马达的输出轴与所述散热器的散热风扇连接，提供散热风扇转动动力；所述除渣风机液压子系统包括第一液压泵2、第一液压马3和除渣风机7；第一液压泵与所述发动机连接，发动机提供第一液压泵输入端的旋转动力；所述第一液压泵与第一液压马达通过第一液压油路8连接，第一液压马达用以将第一液压泵提供的液压能转换为机械能输出；所述第一液压马达的输出轴与所述除渣风机连接，提供除渣风机转动动力。
上述方案中，发动机的动力经液压泵输入，利用液压泵输出的液压能至液压马达转换输出机械能；一方面使得，散热器的散热风扇转速与发动机的转速相互独立，散热风扇的转速与第二液压马达输出轴的转速对应，通过控制进入第二液压马达的液压油流量实现散热风扇转速调节，满足散热器风扇转速与发动机散热对应匹配，实现发动机及驱动系统的良好散热；另一方面，除渣风机的转速也与发动机转速相互独立，除渣风机的转速与第一液压马达输出轴的转速对应，通过控制进入第一液压马达的液压油流量实现除渣风机转速调节，能够实现除渣风机转速与驱动系统所需抽吸力对应匹配；同时能够保持进入第一液压马达的液压油流量稳定即可除渣风机稳定运转。
本实施例中，第一液压泵和第二液压泵一同串接于发动机的输出轴，结构紧凑，有效缩减发动机的布局空间。作为一种可行实施例，发动机的输出轴可连接分动箱，第一液压泵和第二液压泵安装连接于分动箱的输出轴。
作为一种可行实施例，所述第一液压泵的进油口连接液压油箱，第一液压泵的出油口连接第一液压马达的进油口，第一液压马达的出油口连接回油箱；述第二液压泵的进油口连接液压油箱，第二液压泵的出油口连接第二液压马达的进油口，第二液压马达的出油口连接回油箱。
优选的，所述第一液压油路中设有第一流量调节件，第一流量调节件用以控制进入第一液压马达的液压油流量；更优选的，所述第一流量调节件为相互并联的节流阀和溢流阀，或者是第一流量调节件为比例阀；通过控制进入第一液压马达的液压油流量进而控制第一液压马达的输出轴转速，实现除渣风机的转速控制。
所述第二液压油路中设有第二流量调节件，第二流量调节件用以控制进入第二液压马达的液压油流量；更优选的，所述第二流量调节件为相互并联的节流阀和溢流阀；或者是第二流量调节件为比例阀。
通过控制进入第二液压马达的液压油流量进而控制第二液压马达的输出轴转速，实现散热风扇的转速控制。
作为一种优选实施例，本申请驱动系统还包括：控制器，以及，用以获取发动机出水水温的第一温度传感器、发动机进气温度的第二温度传感器和液压油油温的第三温度传感器；所述第二流量调节件、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别与所述控制器连接，控制器依据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器测量的温度值控制第二流量调节件运转，以控制第二液压马达的输出轴转速。
控制器通过控制第二流量调节件运转，进而控制进入第二液压马达的液压油流量，进入第二液压马达的液压油流量大，第二液压马达输出轴的转速就大，进入第二液压马达的液压油流量小，第二液压马达输出轴的转速就小；第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中的任意一个温度传感器检测的温度值高于预设的温度范围值时，通过第二流量调节件控制，以增大进入第二液压马达的流量，提高第二液压马达输出轴转速及散热器风扇转速；本申请驱动系统能够独立控制散热风扇的转速，实现自适应匹配发动机的运转功率散热、分动箱油散热以及液压油散热。
本实施例中除渣风机布置于除渣管道中，提供除渣管道抽吸力吸附除渣；所述除渣管道中布置有吸力探头，所述吸附探头用以检测除渣通道的吸力；所述吸力探头和第一流量调节件分别与所述控制器连接，控制器依据除渣管道所需的吸力控制第一流量调节件运转，以控制第一液压马达的输出轴转速。
控制器通过控制第一流量调节件运转，进而控制进入第一液压马达的液压油流量，进入第一液压马达的液压油流量大，第一液压马达输出轴的转速就大，进入第一液压马达的液压油流量小，第一液压马达输出轴的转速就小。本申请驱动系统通过控制除渣风机的转速，实现除渣管道中抽吸力大小的控制。除渣风机根据不同的除渣量，匹配相应的抽吸力除渣，保证除渣质量的同时具有节能功效；同时控制器控制进入第一液压马达的液压油流量为一恒定值，进而保证第一液压马达的输出轴转速恒定及除渣风机的转速恒定，使得除渣风机稳定运转的同时有效保证除渣风机的抽吸力稳定，保证其除渣效果。
作为一种可行实施例，第一液压马达的输出轴与所述除渣风机的转轴通过传动结构连接，传动结构为带传动结构、链条传动结构以及齿轮传动结构中的一种；本实施例采用带传动结构10，具体的，第一液压马达的输出轴设有第一带轮，除渣风机的叶轮轴上设有第二带轮，第一带轮与第二带轮套有传动带相连。
本申请还提供一种采棉机，包括上述的应用于采棉机的动力驱动系统。该采棉机的有益效果与本申请的应用于采棉机的动力驱动系统的有益效果相对应，不再重复赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，包括：发动机、散热器液压子系统和除渣风机液压子系统；
所述发动机用以提供驱动系统旋转动力；
所述除渣风机液压子系统包括第一液压泵、第一液压马和除渣风机；第一液压泵与所述发动机连接，发动机提供第一液压泵输入端的旋转动力；
所述第一液压泵与第一液压马达通过第一液压油路连接，第一液压马达用以将第一液压泵提供的液压能转换为机械能输出；所述第一液压马达的输出轴与所述除渣风机连接，提供除渣风机转动动力；
所述散热器液压子系统包括第二液压泵、第二液压马达和散热器；第二液压泵与所述发动机连接，发动机提供第二液压泵输入端的旋转动力；
所述第二液压泵与第二液压马达通过第二液压油路连接，第二液压马达用以将第二液压泵提供的液压能转换为机械能输出；所述第二液压马达的输出轴与所述散热器的散热风扇连接，提供散热风扇转动动力。
2.如权利要求1所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，所述第一液压油路中设有第一流量调节件，第一流量调节件用以控制进入第一液压马达的液压油流量。
3.如权利要求1所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，所述第二液压油路中设有第二流量调节件，第二流量调节件用以控制进入第二液压马达的液压油流量。
4.如权利要求2所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，所述第一流量调节件为相互并联的节流阀和溢流阀；或者是第一流量调节件为比例阀。
5.如权利要求3所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，所述第二流量调节件为相互并联的节流阀和溢流阀；或者是第二流量调节件为比例阀。
6.如权利要求4或5所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，包括：控制器，以及，用以获取发动机出水水温的第一温度传感器、发动机进气温度的第二温度传感器和液压油油温的第三温度传感器；
所述第二流量调节件、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别与所述控制器连接，控制器依据第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器测量的温度值控制第二流量调节件运转，以控制第二液压马达的输出轴转速。
7.如权利要求6所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，所述除渣风机布置于除渣管道中，提供除渣管道抽吸力吸附除渣；
所述除渣管道中布置有吸力探头，所述吸附探头用以检测除渣通道的吸力；
所述吸力探头和第一流量调节件分别与所述控制器连接，控制器依据除渣管道所需的吸力控制第一流量调节件运转，以控制第一液压马达的输出轴转速。
8.如权利要求1-5、7任意一项所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，
所述第一液压泵的进油口连接液压油箱，第一液压泵的出油口连接第一液压马达的进油口，第一液压马达的出油口连接回油箱；
所述第二液压泵的进油口连接液压油箱，第二液压泵的出油口连接第二液压马达的进油口，第二液压马达的出油口连接回油箱。
9.如权利要求8所述的应用于采棉机的动力驱动系统，其特征在于，第一液压马达的输出轴与所述除渣风机的转轴通过传动结构连接，传动结构为带传动结构、链条传动结构以及齿轮传动结构中的一种。
10.一种采棉机，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的应用于采棉机的动力驱动系统。
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