CN210461207U - 一种变量马达排量平缓调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变量马达排量平缓调节装置，包括提供变量马达的排量控制阀控制油压的油泵，油泵通过控制油路连接至排量控制阀，控制油路上串联设置有节流阀和蓄能器，通过节流阀缓慢建立排量控制阀的压力，通过蓄能器缓慢释放排量控制阀的压力，控制油路上设有切换排量控制阀压力建立和释放的换向阀。本实用新型使变量马达的排量控制阀内的压力缓慢建立和释放，避免了变量马达的排量在开关量信号控制下瞬间变化幅度过大造成的机械机构冲击；排量平缓调节装置可靠性更高，成本也更低；排量控制阀内的压力变化曲线由蓄能器充气压力、容积以及节流阀的阻尼孔径、长度决定，相比对不同温度导致的油液粘度变化不敏感。

Description

一种变量马达排量平缓调节装置

技术领域

本实用新型属于液压技术，具体涉及一种变量马达排量平缓调节装置。

背景技术

滑移装载机的液压系统包括工作装置液压系统和行走液压系统，行走液压系统包括行走泵和左右两侧的驱动马达，驱动马达通过链条带动滑移装载机两侧的车轮转动，滑移装载机的行走和转向是通过行走主泵将液压油泵进入驱动马达，通过调节驱动马达实现两侧车轮产生线速度差从而实现转向和行走。驱动马达采用变量马达，一般有两个马达排量，一个为标准排量，另一个排量比标准排量更小，小排量模式行走时，驱动轮转速更快，可实现更高的行走速度。

但是马达排量通常通过一个开关量信号控制，切换瞬间马达排量立即变化产生较大行走冲击，整车在操作过程中会产生急停或者急加速的现象，对机械机构和整个液压系统都会产生较大冲击，严重影响机器的操作舒适性和使用寿命。

为解决这个问题，马达排量切换都增加了平缓调节装置，目前主要有两种结构形式。

一种结构如图1a所示，在油泵4和变量马达的排量控制阀2之间增加并联的节流孔100和限压阀101，其中排量控制阀2控制变量马达的排量变化，油泵4作为控制排量控制阀2动作的压力油源，通过油路与排量控制阀2连接，油泵4通过节流孔的节流作用和限压阀101的限压控制切换来调节变量马达的压力变化。这种方案在实际应用过程中实用性较差，只有在控制压力范围比较大，变量马达的变量机构液压容腔比较大的元件效果比较明显时比较适用，但这种应用环境很少。大多数变量马达的变量机构容腔变化都比较小，而且控制压力都比较低。为了获得更平缓的压力控制曲线，就要求节流孔100的孔径很小。一方面节流孔100越小越难加工，另一方面节流孔太小容易出现油路堵塞。因此该方案在实际应用中有很大局限性。

另一种平缓调节装置的结构如图1b所示，在油泵4和变量马达的排量控制阀2之间增加电比例减压阀200，其中排量控制阀2控制变量马达的排量变化，油泵4作为控制排量控制阀2动作的压力油源，通过油路与排量控制阀2连接，油泵4通过液压系统的控制器输出比例斜坡信号控制电比例减压阀200获得斜坡压力切换来调节控制液压排量控制阀2动作。该方案获得的控制压力可以根据需求任意控制，柔性很大，但是变量马达排量切换过程时间很短，只有不到1秒，比例控制阀本身的响应速度及稳定性容易造成切换过程增加确定性，并且电比例减压阀的成本相比高，若设备本身不带可编程控制器，需要为此单独增加控制器，实现成本比较高。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的变量马达排量切换过程中的平缓调节结构存在的实用性低或者成本高的缺陷，提供一种新型的变量马达排量平缓调节装置，能够使液压控制油平缓变化从而使变量马达排量缓慢变化，减小因排量突然变化而对设备产生的剧烈冲击。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种变量马达排量平缓调节装置，包括提供变量马达的排量控制阀控制油压的油泵，所述油泵通过控制油路连接至排量控制阀，所述控制油路上串联设置有节流阀和蓄能器，通过所述节流阀缓慢建立排量控制阀的压力，通过所述蓄能器缓慢释放排量控制阀的压力；所述控制油路上设有切换排量控制阀压力建立和释放的换向阀。

进一步的，所述蓄能器靠近排量控制阀布置，所述节流阀靠近油泵布置，所述换向阀设置在节流阀和油泵之间的控制油路上。

进一步的，所述蓄能器通过阻尼孔与控制油路连通。

进一步的，所述换向阀具有至少三个油口，分别连接至油泵、节流阀以及油箱，所述换向阀包括液压油从油泵向排量控制阀流动建立压力和液压油从排量控制阀向油箱流动释放压力的两个工作位。

优选的，所述换向阀为两位三通电磁换向阀。

优选的，所述变量马达为径向柱塞变量马达或轴向柱塞变量马达。

进一步的，所述换向阀还具有将节流阀与油泵和油箱全部截止的截止工作位。

优选的，所述变量马达为径向柱塞变量马达。

进一步的，所述换向阀为电磁比例控制阀。

在本实用新型的变量马达排量平缓调节装置中，所述蓄能器、节流阀和换向阀集成布置在阀块上；也可以分散布置，然后用管路连接；或者集成在其他功能阀块中。

本实用新型的变量马达排量平缓调节装置将经过缓冲减压的控制油液输入控制变量马达排量的排量控制阀中，通过节流阀，压力在排量控制阀内缓慢建立,控制油液依次通过换向阀阀和节流阀进入排量控制阀，变量马达的排量也随着压力的缓慢建立而缓慢变化，避免了变量马达的排量在开关量信号控制下瞬间变化幅度过大造成的剧烈机械冲击。蓄能器与排量控制阀通过控制油路直接相连，控制油液通过阻尼孔进入蓄能器，蓄能器内压力慢慢上升，排量控制阀内的压力跟随蓄能器缓慢建立。反过来，由于蓄能器的存在，蓄能器内的压力控制油液通过节流阀、换向阀回油箱，蓄能器内部控制压力缓慢降低，进而排量控制阀压力油压力缓慢平稳释放，实现排量控制阀的平缓切换。通过调节节流阀内的阻尼孔孔径、长度、蓄能器容积和充气压力可以改变实现缓冲的时间。

综上所述，本实用新型的变量马达排量平缓调节装置具有如下有益效果：本实用新型通过排量平缓调节装置使变量马达的排量控制阀内的压力缓慢建立和释放，避免了变量马达的排量在开关量信号控制下瞬间变化幅度过大造成的机械机构冲击；排量平缓调节装置可以不采用电比例控制元件，可靠性更高，成本也更低；排量控制阀内的压力变化曲线由蓄能器充气压力、容积以及节流阀的阻尼孔径、长度决定，相比对不同温度导致的油液粘度变化不敏感，可用于滑移装载机等工程机械的行走驱动马达上，也可以应用于其他需要变量马达控制的场合。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1a、1b分别为背景技术中的两种变量马达平缓调节装置的结构示意图。

图2为实施例中的变量马达排量平缓调节装置的液压原理示意图。

图中标号：1-变量马达，100-节流孔，101-限压阀，200-电比例减压阀，2-排量控制阀，3-阀块，4-油泵，5-换向阀，6-开关量控制信号，7-蓄能器，8-节流阀，9-控制油路，10-回油路。

具体实施方式

实施例

参见图2，图示中的变量马达排量平缓调节装置为本实用新型的具体实施方案，变量马达1为应用在滑移装载机上的行走驱动马达，采用径向柱塞变量马达或轴向柱塞变量马达，其配备有排量控制阀2，为一个活塞缸或液压滑阀，油泵4通过控制油路9连接至排量控制阀2，通过油泵4建立起来的压力控制排量控制阀2的活塞缸运动，推动变量马达1内部的配油机构移动，实现变量马达1的排量变化，实现滑移装载机的运动速度调节。以上为变量马达的排量调节工作原理，具体的变量马达的内部结构以及液压管路布置为常规设置，本实施例在此不进行赘述。

本实施例通过在控制油路9上设置平缓调节装置，可以实现变量马达1的排量平缓切换，减小变量马达1因为排量变化造成对设备的机械冲击。

具体的，控制油路9上串联设置有蓄能器7和节流阀8，蓄能器7靠近排量控制阀2布置，节流阀8靠近油泵4布置。其中油泵4向排量控制阀2内建立压力的过程，液压油液从节流阀8通过，使得排量控制阀2内部的压力缓慢变化。同时蓄能器7通过阻尼孔与控制油路连通，在排量控制阀2压力建立的过程中同时对蓄能器7进行充能，当排量控制阀2内部的压力释放的过程，通过蓄能器7内的压力释放控制液压油液通过节流阀8回油箱，蓄能器7内部控制压力缓慢降低，进而排量控制阀2内部压力缓慢平稳释放。排量控制阀2内部无论是建立压力还是释放压力，排量控制阀的活塞缸均能够平缓切换，降低了变量马达速度调节切换过程中的冲击。

在控制油路9上还设有切换排量控制阀压力建立和释放的换向阀5，换向阀5设置在节流阀8和油泵4之间的控制油路9上，图2中的换向阀5具有三个工作油口，分别连接至控制油路9上的油泵4、节流阀8以及通过回油路10连接至油箱。本实施例中的换向阀5采用两位三通电磁换向阀，包括液压油从油泵向排量控制阀流动建立压力和液压油从排量控制阀向油箱流动释放压力的两个工作位，换向阀的阀芯移动到其中一个工作位将油泵4与节流阀8连通，连通回油路10的工作油口截止，此时油泵4泵送压力油通过节流阀8缓慢进入排量控制阀2；换向阀的阀芯移动到另外一个工作位将节流阀8和回油路10连通，连通油泵4的工作油口截止，此时排量控制阀2以及蓄能器7内部的压力油通过节流阀8缓慢回流至油箱。通过滑移装载机控制系统发出的电信号控制换向阀5的电磁铁动作,实现换向阀5的阀芯在两个工作位之间切换移动。

在实际应用中，蓄能器7、节流阀8和换向阀5可以集成布置在同一个阀块3上，构成一个平缓调节装置的整体模块，也可以分散布置，然后用管路连接；或者集成在其他功能阀块中，有关阀块内部的油路设计属于根据选用的蓄能器、节流阀以及换向阀的常规设计，本实施例在此不做赘述。

应用本实施例的滑移装载机具有两个驱动速度，即变量马达1为双排量变量马达。用户操作整机时通过操作切换按钮给换向阀5输入一个开关量控制信号6，油泵4产生的控制压力油通过换向阀5进入节流阀8，控制压力油通过节流阀8进入蓄能器7和排量控制阀2，压力油逐步进入蓄能器7，排量控制阀2和控制油路9内的压力缓慢平稳上升，排量控制阀2实现平缓切换，变量马达1的排量平缓减小，排量控制阀2的活塞缸移动到位，触发油泵4的限压阀，使控制油路以及排量控制阀2内部的压力恒定，滑移装载机速度能平缓增加，消除了大幅度机械冲击。

用户再次操作切换按钮给换向阀5输入一个低电平开关控制信号，换向阀的阀芯移动切换工作位，切断油泵4的压力油源。蓄能器7内控制压力油通过节流阀8、换向阀5回油箱，蓄能器7内控制压力缓慢降低，进而排量控制阀2压力油压力缓慢平稳下降，排量控制阀2实现平缓切换，直至排量控制阀2的活塞缸回位到位，变量马达1的排量平缓增大，滑移装载机速度平缓减小，从而减小了速度变慢导致的大幅度的机械冲击。

理论上还可以考虑将换向阀5增加一个工作位，换向阀5的阀芯移动到该工作位后，将换向阀5与节流阀8、油泵4和油箱连通的工作油口全部截止，可以通过蓄能器7对排量控制阀2维持压力，此时可以将排量控制阀2的活塞缸保持在两个极限位置之间的任意位置，实现变量马达1的排量无级调节切换，这种方式仅适用于径向柱塞变量马达，并且需要保证控制油路各个连接部位的密封性能。也可以将换向阀5采用电磁比例控制阀，实现对阀芯位置的精确控制。

以上仅是本实用新型的其中一种具体实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种变量马达排量平缓调节装置，包括提供变量马达的排量控制阀控制油压的油泵，所述油泵通过控制油路连接至排量控制阀，其特征在于：所述控制油路上串联设置有节流阀和蓄能器，通过所述节流阀缓慢建立排量控制阀的压力，通过所述蓄能器缓慢释放排量控制阀的压力；所述控制油路上设有切换排量控制阀压力建立和释放的换向阀。

2.根据权利要求1所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述蓄能器靠近排量控制阀布置，所述节流阀靠近油泵布置，所述换向阀设置在节流阀和油泵之间的控制油路上。

3.根据权利要求2所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述蓄能器通过阻尼孔与控制油路连通。

4.根据权利要求3所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述换向阀具有至少三个油口，分别连接至油泵、节流阀以及油箱，所述换向阀包括液压油从油泵向排量控制阀流动建立压力和液压油从排量控制阀向油箱流动释放压力的两个工作位。

5.根据权利要求4所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述换向阀为两位三通电磁换向阀。

6.根据权利要求4所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述变量马达为径向柱塞变量马达或轴向柱塞变量马达。

7.根据权利要求3所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述换向阀还具有将节流阀与油泵和油箱全部截止的截止工作位。

8.根据权利要求7所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述变量马达为径向柱塞变量马达。

9.根据权利要求3所述的一种变量马达排量平缓调节装置，其特征在于：所述换向阀为电磁比例控制阀。

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