CN204239363U - 液压马达转速控制装置与工程机械 - Google Patents

Abstract

一种液压马达转速控制装置，包括主泵、先导泵、油箱、换向控制阀、液控比例换向阀及液压马达，液控比例换向阀连接在主泵与液压马达之间，换向控制阀连接在先导泵与液控比例换向阀的控制口之间，液压马达转速控制装置还包括比例溢流阀、控制器与测速元件，比例溢流阀连接在液控比例换向阀的控制口与油箱之间，比例溢流阀还与控制器连接，测速元件与液压马达及控制器连接，测速元件测定液压马达的当前转速并反馈给控制器，控制器接受用户的设定转速并将液压马达的当前转速与设定转速进行对比，并根据对比结果向比例溢流阀输出控制电流，以调整液压马达的转速到达设定转速。

Description

液压马达转速控制装置与工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械的技术领域，特别是关于一种工程机械的液压马达转速控制装置。

背景技术

目前，旋挖钻机的液压系统执行元件中，较多使用定量马达和变量马达。定量马达的排量是一定的，根据公式n＝Q×1000×η/V，n为马达速度，Q为马达的输入流量，η为马达的容积效率，V为马达的排量。因此，定量马达转速除了与自身的容积效率有关以外，运行速度仅与输入流量有关。而变量马达依靠本身工况可以自动实现无极变速，它主要靠变量缸的控制来实现排量的变化，从而可在给定输入流量不变的情况下，可以实现转速变化。

通常，定量马达的油路分为两部分：主油路和控制油路。主油路由主泵、液控比例换向阀、定量马达等主要部分组成。控制油路由先导泵、手柄控制阀等主要部分组成。从先导泵打出的先导油经过手柄控制阀的手动控制，到达液控比例换向阀的左端控制口或右端控制口。当先导油达到一定压力后，液控比例换向阀渐渐开启。这样，主油路的压力油经过液控比例换向阀进入定量马达的一端，此时定量马达的另一端的油液经过此液控比例换向阀流回油箱，这样定量马达就开始旋转运行。

旋挖钻机的定量马达的转速变化除了靠档位变化(发动机转速变化，主泵的输出流量也发生变化)，还与手柄控制阀的开启度有一定关系。由于旋挖钻机在工作时档位基本保持不变，所以定量马达的速度变化基本靠手柄开启的大小控制。当手柄控制阀阀后的先导油的压力达到28 bar之前，随着手柄开启以及逐渐开大，通过手柄控制阀到达液控比例换向阀的先导油的压力逐渐增大，这样使液控比例换向阀的阀芯开启度渐渐变大。此时，通过液控比例换向阀的液压油流量发生变化，使定量马达的速度发生变化。也就是说，手柄开启度越大，经过手柄控制阀到达液控比例换向阀的控制口的液压油压力越高，液控比例换向阀的开启度越大，这样主油路经过液控比例换向阀到达定量马达的液压油流量越大，使定量马达的转速发生变化。当手柄控制阀阀后的先导油的压力达到28 bar后，再继续开启手柄对改变液控比例换向阀的开启度不起作用，即当施加在液控比例换向阀的左端控制口或右端控制口上的控制压力达到28 bar时，液控比例换向阀即达到最大开启度。

因此，在手柄控制阀阀后的先导油的压力达到28 bar之前，主要靠手柄移动来控制液控比例换向阀的开启度，从而使输入至定量马达的液压油流量发生变化，此过程是无法精确地控制定量马达速度的大小，而且手柄开启行程很小，当手柄控制阀阀后的先导压力达到28 bar后，手柄控制阀的继续开启对液控比例换向阀的开启度不起作用，用户在整个过程只能凭感觉来操作手柄控制阀来控制定量马达的速度，而此种控制也只能很有限地改变定量马达的速度。也就是说，定量马达的速度目前无法量化控制，无法人为精确地实现定量马达的速度。而对变量马达而言，旋挖钻机的变量马达是通过负载的大小自行调节马达速度的大小，同样也无法实现人为准确地控制马达的多档速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液压马达转速控制装置，可对液压马达的转速进行精确控制，以精确地实现液压马达的速度。

本实用新型提供一种液压马达转速控制装置，包括主泵、先导泵、油箱、换向控制阀、液控比例换向阀及液压马达，该液控比例换向阀连接在该主泵与该液压马达之间，该换向控制阀连接在该先导泵与该液控比例换向阀的控制口之间，该液压马达转速控制装置还包括比例溢流阀、控制器与测速元件，该比例溢流阀连接在该液控比例换向阀的控制口与该油箱之间，该比例溢流阀还与该控制器连接，该测速元件与该液压马达及该控制器连接，该测速元件测定该液压马达的当前转速并反馈给该控制器，该控制器接受用户的设定转速并将该液压马达的当前转速与该设定转速进行对比，并根据对比结果向该比例溢流阀输出控制电流，以调整该液压马达的转速到达该设定转速。

进一步地，该液控比例换向阀具有第一控制口和第二控制口，该液控比例换向阀的第一控制口与该油箱之间连接有第一比例溢流阀，该液控比例换向阀的第二控制口与该油箱之间连接有第二比例溢流阀。

进一步地，该液控比例换向阀为一个三位四通的液控比例换向阀。

进一步地，该液控比例换向阀具有进油口、回油口与两个工作油口，该主泵的出油口和该液控比例换向阀的进油口连接，该液控比例换向阀的其中一个工作油口和该液压马达的其中一个油口连接，该液控比例换向阀的另一个工作油口和该液压马达的另一个油口连接，该液控比例换向阀的回油口与该油箱连接。

进一步地，该换向控制阀为一个三位四通的手动换向阀。

进一步地，该换向控制阀具有进油口、回油口与两个工作油口，该先导泵的出油口和该换向控制阀的进油口连接，该换向控制阀的其中一个工作油口和该液控比例换向阀的其中一个控制口连接，该换向控制阀的另一个工作油口和该液控比例换向阀的另一个控制口连接，该换向控制阀的回油口与该油箱连接。

进一步地，该换向控制阀为一个带有手柄的比例换向阀。

进一步地，该测速元件为该液压马达自带的转速测量元件。

本实用新型还提供一种工程机械，包括如上所述的液压马达转速控制装置。

进一步地，该工程机械为旋挖钻机。

本实用新型的实施例中，通过在液控比例换向阀的控制口与油箱之间安装比例溢流阀，通过测速元件对液压马达的当前转速进行测定，利用控制器向比例溢流阀输入控制电流，进而控制施加在液控比例换向阀的控制口上的先导油压力，以控制液控比例换向阀的开启程度及通过液控比例换向阀的液压油流量，从而将液压马达的转速调整至设定转速，可实时、精确控制液压马达的转速，使液压马达的速度可以实现量化控制，可根据工程机械的施工工况的要求，人为地精确控制液压马达的转速，可实现节省燃油的目的，并可满足工程机械对液压马达多档速度的控制要求。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中液压马达转速控制装置的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例中液压马达转速控制装置的控制示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本实用新型一个实施例中液压马达转速控制装置的整体结构示意图。如图1所示，本实用新型的液压马达转速控制装置包括主泵11、先导泵12、油箱13、换向控制阀14、液控比例换向阀15及液压马达16，液控比例换向阀15连接在主泵11与液压马达16之间，换向控制阀14连接在先导泵12与液控比例换向阀15的控制口X1、X2之间。从先导泵12打出的先导油经过换向控制阀14到达液控比例换向阀15的左端控制口X1(或称为“第一控制口”)或右端控制口X2(或称为“第二控制口”)，当先导油的压力达到一定值后，在先导油的推动下，液控比例换向阀15逐渐开启，且随着先导油的压力增大，液控比例换向阀15的开启程度逐渐增大。同时，由主泵11打出的压力油经过开启的液控比例换向阀15进入液压马达16的一端的油口，并由液压马达16的另一端的油口流出，并经过液控比例换向阀15流回油箱13，液压马达16开始旋转运行。通过换向控制阀14可控制先导油达到液控比例换向阀15的左端控制口X1或右端控制口X2，以推动液控比例换向阀15的阀芯向右移动或向左移动，使主泵11的液压油进入液压马达16的右端或左端，从而实现液压马达16的正反转。在本实施例中，液压马达16为变量马达或定量马达。

本实施例中，液控比例换向阀15为一个三位四通的液控比例换向阀，其具有进油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B及两个控制口(即左端控制口X1和右端控制口X2)，该三位四通液控比例换向阀15的中位机能为O型，即当液控比例换向阀15的阀芯在中位时，液控比例换向阀15的各油口(进油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B)之间互不连通。该三位四通液控比例换向阀15处于第一工作位(即图中的左位)时，进油口P与第二工作油口B连通，回油口T与第一工作油口A连通，液压马达16朝一个方向转动。该三位四通液控比例换向阀15处于第二工作位(即图中的右位)时，进油口P与第一工作油口A连通，回油口T与第二工作油口B连通，液压马达16朝另一个反方向转动。具体地，液控比例换向阀15通过第一管路181、第二管路182、第三管路183及第四管路184连接在主泵11与液压马达16之间，其中，第一管路181连接在主泵11的出油口和液控比例换向阀15的进油口P之间，第二管路182连接在液控比例换向阀15的其中一个工作油口(例如第一工作油口A)和液压马达16的其中一个油口之间，第三管路183连接在液控比例换向阀15的另一个工作油口(例如第二工作油口B)和液压马达16的另一个油口之间，第四管路184连接在液控比例换向阀15的回油口T与油箱13之间。

在本实施例中，换向控制阀14为一个三位四通手动换向阀，其具有进油口P、回油口T、第一工作油口A与第二工作油口B。具体地，换向控制阀14通过第五管路185、第六管路186、第七管路187及第八管路188连接在液控比例换向阀15与先导泵12之间，第五管路185连接在先导泵12的出油口和换向控制阀14的进油口P之间，第六管路186连接在换向控制阀14的其中一个工作油口(例如第一工作油口A)和液控比例换向阀15的其中一个控制口(例如左端控制口X1)之间，第七管路187连接在换向控制阀14的另一个工作油口(例如第二工作油口B)和液控比例换向阀15的另一个控制口(例如右端控制口X2)之间，第八管路188连接在换向控制阀14的回油口T与油箱13之间。在本实施例中，该三位四通手动液控比例换向阀14的中位机能为Y型，即当换向控制阀14的阀芯在中位时，第一工作油口A、第二工作油口B与回油口T之间相互连通，进油口P截止，使进油口P与第一工作油口A、第二工作油口B、回油口T之间均不连通。当换向控制阀14关闭(即阀芯处于中位时)，第一工作油口A、第二工作油口B与回油口T之间相互连通，使第六管路186及第七管路187与油箱13连通，液控比例换向阀15的左端或右端均未施加先导压力，从而使液控比例换向阀15位于中位，液压马达16停止旋转。该三位四通手动换向阀14处于第一工作位(即图中的左位)时，进油口P与第二工作油口B连通，回油口T与第一工作油口A连通，来自先导泵12的先导油被施加在液控比例换向阀15的右端控制口X2，以推动液控比例换向阀15向左移动。该三位四通手动换向阀14处于第二工作位(即图中的右位)时，进油口P与第一工作油口A连通，回油口T与第二工作油口B连通，来自先导泵12的先导油被施加在液控比例换向阀15的左端控制口X1，以推动液控比例换向阀15向右移动。

进一步地，请结合图2，本实用新型的液压马达转速控制装置还包括控制器20、测速元件161、第一比例溢流阀171与第二比例溢流阀172，测速元件161优选为液压马达16自带的转速测量元件，此时测速元件161集成安装在液压马达16上，第一比例溢流阀171安装在液控比例换向阀15的左端控制口X1与油箱13之间，第二比例溢流阀172安装在液控比例换向阀15的右端控制口X2与油箱13之间，比例溢流阀171、172的进油口与液控比例换向阀15的控制口X1、X2相连，比例溢流阀171、172的回油口均与油箱13相连。测速元件161用于测定液压马达16的当前转速，比例溢流阀171、172分别用于调节输入至液控比例换向阀15的控制口X1、X2的先导油的油压。测速元件161测定液压马达16的当前转速并反馈给控制器20，控制器20将液压马达16的当前转速与用户的设定转速对比并向相应的比例溢流阀171、172输出控制电流，直至使液压马达16的当前转速达到设定转速。

具体地，如图2所示，当根据工程机械的施工工况需要控制液压马达16的转速为1200r/min时，首先由用户通过输入界面(图未示)对控制器20输入该设定转速即1200r/min，然后由液压马达16上的测速元件161对液压马达16的当前转速进行测定并将转速信息反馈给控制器20，控制器20将液压马达16的当前转速与设定转速(即需要的转速1200r/min)进行对比，并向相应的比例溢流阀(例如当前工作的比例溢流阀为第一比例溢流阀171)发出一定的控制电流，使第一比例溢流阀171的阀芯根据电流值的大小按比例移动以控制输入至液控比例换向阀15的左端控制口X1中的先导油压力，进而控制液控比例换向阀15的开启度以调整通过液控比例换向阀15的液压油流量，直至将液压马达16的当前转速调节为设定转速(即1200r/min)。在此过程中，控制器20对液压马达16转速的控制及调节是实时进行的。

本实施例中，换向控制阀14优选为一个带有手柄的比例换向阀，可以由用户对该手柄进行比例控制，当改变换向控制阀14的手柄开启度大小时，将改变施加在液控比例换向阀15的控制口X1、X2上的先导油的压力，也就相应改变液控比例换向阀15的开启度大小，并相应改变通过液控比例换向阀15的液压油流量大小，而最终改变液压马达16的转速。这样，一方面可以通过对该手柄比例换向阀14的手柄进行比例操作，例如逐步增大手柄开启度时，该手柄比例换向阀14输出至液控比例换向阀15的控制口X1、X2上的先导油压力也逐步增大，使液控比例换向阀15的开启度逐步增大，进而使液压马达16的转速逐步增大，即实现对液压马达16的比例控制；另一方面，也可以在该手柄比例换向阀14处于较大开启度或者完全开启时，通过用户对液压马达16设定所需的转速，由控制器20对比例溢流阀171、172的溢流压力进行控制，从而使液压马达16的转速被精确地控制在该设定的转速上，如图2所示。

本实用新型还提供一种工程机械，该工程机械包括如上所述的液压马达转速控制装置，该工程机械可以为旋挖钻机等需对液压马达进行转速控制的工程机械。

本实用新型的实施例中，通过在液控比例换向阀的控制口与油箱之间安装比例溢流阀，通过测速元件对液压马达的当前转速进行测定，利用控制器向比例溢流阀输入控制电流，进而控制施加在液控比例换向阀的控制口上的先导油压力，以控制液控比例换向阀的开启程度及通过液控比例换向阀的液压油流量，从而将液压马达的转速调整至设定转速，可实时、精确控制液压马达的转速，使液压马达的速度可以实现量化控制，可根据工程机械的施工工况的要求，人为地精确控制液压马达的转速，可实现节省燃油的目的，并可满足工程机械对液压马达多档速度的控制要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种液压马达转速控制装置，包括主泵、先导泵、油箱、换向控制阀、液控比例换向阀及液压马达，该液控比例换向阀连接在该主泵与该液压马达之间，该换向控制阀连接在该先导泵与该液控比例换向阀的控制口之间，其特征在于：该液压马达转速控制装置还包括比例溢流阀、控制器与测速元件，该比例溢流阀连接在该液控比例换向阀的控制口与该油箱之间，该比例溢流阀还与该控制器连接，该测速元件与该液压马达及该控制器连接，该测速元件测定该液压马达的当前转速并反馈给该控制器，该控制器接受用户的设定转速并将该液压马达的当前转速与该设定转速进行对比，并根据对比结果向该比例溢流阀输出控制电流，以调整该液压马达的转速到达该设定转速。

2.如权利要求1所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该液控比例换向阀具有第一控制口和第二控制口，该液控比例换向阀的第一控制口与该油箱之间连接有第一比例溢流阀，该液控比例换向阀的第二控制口与该油箱之间连接有第二比例溢流阀。

3.如权利要求2所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该液控比例换向阀为一个三位四通的液控比例换向阀。

4.如权利要求3所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该液控比例换向阀具有进油口、回油口与两个工作油口，该主泵的出油口和该液控比例换向阀的进油口连接，该液控比例换向阀的其中一个工作油口和该液压马达的其中一个油口连接，该液控比例换向阀的另一个工作油口和该液压马达的另一个油口连接，该液控比例换向阀的回油口与该油箱连接。

5.如权利要求2所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该换向控制阀为一个三位四通的手动换向阀。

6.如权利要求5所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该换向控制阀具有进油口、回油口与两个工作油口，该先导泵的出油口和该换向控制 阀的进油口连接，该换向控制阀的其中一个工作油口和该液控比例换向阀的其中一个控制口连接，该换向控制阀的另一个工作油口和该液控比例换向阀的另一个控制口连接，该换向控制阀的回油口与该油箱连接。

7.如权利要求5所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该换向控制阀为一个带有手柄的比例换向阀。

8.如权利要求2所述的液压马达转速控制装置，其特征在于：该测速元件为该液压马达自带的转速测量元件。

9.一种工程机械，其特征在于：包括如权利要求1至8中任一项所述的液压马达转速控制装置。

10.如权利要求9所述的工程机械，其特征在于：该工程机械为旋挖钻机。