單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，屬于液壓傳動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，包括液壓馬達、主動控制回路、被動控制回路、液壓泵、蓄能器及油箱，液壓馬達采用獨特的配流結(jié)構(gòu)，設(shè)置有四個進出油口，主動控制回路與被動控制回路獨立工作控制液壓馬達，可以主動控制回路與被動控制回路同時驅(qū)動或任意一個回路單獨驅(qū)動，也可以將制動動能和負載具有的勢能儲存到蓄能器，進行能量回收。該發(fā)明采用一個液壓馬達同時滿足了不同工況、負載的驅(qū)動需求，具有結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)可靠性高、節(jié)能高效的優(yōu)勢。
【專利說明】單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液壓傳動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]液壓馬達作為旋轉(zhuǎn)執(zhí)行元件，主要用于驅(qū)動機器的回轉(zhuǎn)、起升和行駛運動，在實際使用中，由于所驅(qū)動的負載慣性都比較大，往往是在起動和加速階段要求液壓馬達具有大的輸出扭矩，而轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運行后，所需扭矩就會減小很多，而在制動過程又需要具有大的制動扭矩，因此，在選用液壓馬達時，必須按工作中的最大扭矩來確定系統(tǒng)的壓力和排量，往往增大了液壓馬達的體積和配套液壓控制系統(tǒng)的體積，使整個系統(tǒng)的工作效率降低。
[0003]在現(xiàn)有采用液壓閥控制機構(gòu)的回轉(zhuǎn)、起升和行駛過程中，回轉(zhuǎn)制動時產(chǎn)生的動能、減速制動時產(chǎn)生的動能、起升后機構(gòu)下降具有的的勢能及下坡行駛時產(chǎn)生的勢能，通過閥的節(jié)流作用轉(zhuǎn)化為油液的發(fā)熱白白浪費掉了，而發(fā)熱也是造成液壓系統(tǒng)故障的主要原因，為了減少發(fā)熱，需要附加的冷卻系統(tǒng)對油液進行冷卻，進一步加大了系統(tǒng)的能耗。如果能夠回收利用這部分損失掉的能量，不僅節(jié)能，降低系統(tǒng)的裝機功率，同時也可減少系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，提高生產(chǎn)效率。申請?zhí)?01180033048.7的發(fā)明專利就公開了一種對回轉(zhuǎn)制動動能進行存儲利用的混合動力挖掘機，在傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)控制回路的基礎(chǔ)上，增設(shè)一個與回轉(zhuǎn)機構(gòu)共同驅(qū)動的電動/發(fā)電機，挖掘機上車回轉(zhuǎn)制動時，電動/發(fā)動機處于發(fā)電工況，將回轉(zhuǎn)制動的動能存儲到超級電容中；當上車再次加速回轉(zhuǎn)時，電動/發(fā)電機處于電動狀態(tài)，與原有的液壓系統(tǒng)共同驅(qū)動上車加速回轉(zhuǎn)，加速結(jié)束后，電動/發(fā)電機停止運行。這種混合動力挖掘機既提高了系統(tǒng)的能量利用率，又降低了液壓系統(tǒng)的體積和功率，但其不足是只適用于混合動力機器，而且成本較高。
[0004]發(fā)明專利CN201010106824.9公開了一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)減速制動能量回收系統(tǒng)，在傳統(tǒng)多路閥控制的液壓馬達系統(tǒng)中，在液壓馬達的兩側(cè)各設(shè)置一個液控換向閥，增設(shè)了蓄能器和兩個壓力傳感器，當壓力傳感器檢測到液壓馬達制動時，系統(tǒng)自動控制液控換向閥換向，壓力高的油腔與蓄能器連通；當系統(tǒng)再次加速回轉(zhuǎn)時，蓄能器中存儲的高壓油液經(jīng)過電磁閥和單向閥進入到多路閥的進口，實現(xiàn)再生利用。但該發(fā)明的蓄能器狀態(tài)會影響回轉(zhuǎn)的運行速度特性，存儲的能量得不到充分利用。
[0005]2013年I月3號公布的國際發(fā)明專利申請W02013/003049 A2，公開了一種液壓挖掘機回轉(zhuǎn)制動能量回收利用裝置，在進出油口獨立控制的液壓馬達回路中設(shè)置了選擇閥、蓄能器充液閥、蓄能器排液閥和蓄能器，選擇閥是液控的二位三通閥，2個控制腔分別連通液壓馬達的兩腔來選擇該閥的油口始終與液壓馬達的高壓腔連通，當液壓馬達制動時，高壓油經(jīng)選擇閥和蓄能器充液閥向蓄能器充壓，回收制動能量；當馬達加速運動時，蓄能器經(jīng)排液閥和選擇閥向液壓馬達進油腔供油，再生利用存儲的制動能量。但是該系統(tǒng)的儲能回路和控制回路不能同時驅(qū)動液壓馬達，而儲能回路單獨驅(qū)動液壓馬達時，動力不足，則會影響再生利用效果。
[0006]盡管上述技術(shù)方案實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)、起升和行駛機構(gòu)中能量的有效回收，且將其作為驅(qū)動力應(yīng)用，但均無法用一個液壓馬達同時滿足不同工況、負載的驅(qū)動需求，同時又具有結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)可靠性高、節(jié)能高效的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服液壓馬達及相應(yīng)液壓系統(tǒng)實現(xiàn)作業(yè)機構(gòu)液壓驅(qū)動和能量回收利用一體化存在的問題，提供一種單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)。通過一個液壓馬達結(jié)合兩個控制回路實現(xiàn)液壓驅(qū)動和能量回收的一體化。
[0008]單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)包括液壓馬達、主動控制回路、被動控制回路、液壓泵、蓄能器及油箱T，液壓馬達上設(shè)置有第I進出油口 A、第II進出油口 B、第III進出油口 C及第IV進出油口 D ；
主動控制回路包含第I工作油口 E和第II工作油口 F兩個工作油口，分別通過主動控制回路進油口 E,進油、主動控制回路回油口 F,回油；主動控制回路的第I工作油口 E與液壓馬達的第I進出油口 A相連通、主動控制回路的第II工作油口 F與液壓馬達的第II進出油口 B相連通，主動控制回路進油口 E,與液壓泵的出油口相連，主動控制回路回油口 F,與油箱T或液壓泵的進油口相連；主動控制回路是進出、油口獨立控制的開式回路或液壓泵控制的閉式回路；
被動控制回路包含第III工作油口 G和第IV工作油口 H兩個工作油口，分別通過被動控制回路進油口 G,進油、被動控制回路回油口 H,回油；被動控制回路的第III工作油口 G與液壓馬達的第III進出油口 C相連通、被動控制回路的第IV工作油口 H與液壓馬達的第IV進出油口 D連通，被動控制回路進油口 G,與蓄能器連通，被動控制回路回油口 H,與油箱或蓄能器連通；被動控制回路是進出、油口獨立控制的開式回路或比例方向閥控制的開式回路；主動控制回路與被動控制回路獨立工作，且可以互換使用；當系統(tǒng)需要大的驅(qū)動力時，主動控制回路與被動控制回路同時驅(qū)動液壓馬達；當系統(tǒng)需要較小的驅(qū)動力時，主動控制回路或被動控制回路中的一個回路單獨驅(qū)動液壓馬達，另一個回路停止工作；當液壓馬達減速制動和被負載牽引運動時，主動控制回路停止工作，被動控制回路將制動動能和負載具有的勢能儲存到蓄能器，進行能量回收。
[0009]所述的液壓馬達是軸向柱塞式液壓馬達或葉片式液壓馬達；液壓泵是定量液壓泵或雙向變排量液壓泵。
[0010]主動控制回路是進出、油口獨立控制的開式回路時，包括三個壓力傳感器，四個二位二通比例節(jié)流閥，以及一個溢流閥；被動控制回路是比例方向閥控制的開式回路時，包括兩個單向閥和一個電磁比例方向閥。
[0011]主動控制回路是液壓泵控制的閉式回路時，包括三個溢流閥，兩個單向閥，一個二位二通比例節(jié)流閥以及補油泵；被動控制回路是進出、油口獨立控制的開式回路時，包括三個壓力傳感器，四個二位二通比例節(jié)流閥，以及一個溢流閥。
[0012]本發(fā)明采用一種雙回路的單液壓馬達，通過對傳統(tǒng)液壓柱塞馬達或葉片馬達配流窗口進行重新設(shè)計，將兩個馬達的控制回路集成在一個馬達上完成，并具有能量回收再生功能，主動控制回路和儲能回路可共同驅(qū)動液壓馬達，使存儲的能量被充分利用；而儲能時，兩個回路也可以同時工作，方便控制制動速度。與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點及積極效果是: ①通過雙回路單液壓馬達控制系統(tǒng)對工程機械作業(yè)機構(gòu)進行分級驅(qū)動及動勢能回收，連續(xù)控制作業(yè)機構(gòu)運動速度、方向和位置，實現(xiàn)工程機械作業(yè)機構(gòu)驅(qū)動與動勢能回收一體化。
[0013]②當工作裝置啟動或加速時，主動控制回路和被動控制回路共同驅(qū)動，可輸出較大的動力；當作業(yè)機構(gòu)啟動后或緩慢加速時，所需驅(qū)動力較小，可由液壓馬達主動控制回路或被動控制回路獨立驅(qū)動。
[0014]③系統(tǒng)簡化、能量使用效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2雙作用的軸向柱塞式液壓馬達配流盤結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3雙作用的葉片式液壓馬達配流結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)第I實施例示意圖；
圖5單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)第2實施例示意圖；
圖6單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)第3實施例示意圖。
[0016]圖中，1-液壓馬達，2-主動回路，3-被動回路，4-液壓泵，5-蓄能器，6_配流盤，7-第I配流槽，8-第II配流槽，9-第III配流槽，10-第IV配流槽，19-馬達殼體，20-第I配流窗口，21-第II配流窗口，22-第III配流窗口，23-第IV配流窗口，24-定子，25-轉(zhuǎn)子，26-葉片，27-第I壓力傳感器，28-第II壓力傳感器，29-第I 二位二通比例節(jié)流閥，30-第
II二位二通比例節(jié)流閥，31-第I溢流閥,32-第III二位二通比例節(jié)流閥,33-第IV二位二通比例節(jié)流閥，34-第III壓力傳感器，35-電磁比例方向閥，36-第I單向閥，37-第II單向閥，38-低壓蓄能器，39-動力源，40-斜盤傾角控制器，41-第II溢流閥，42-第III溢流閥，43-補油泵，44-第V 二位二通比例節(jié)流閥；A-液壓馬達第I進出油口，B -液壓馬達第II進出油口，C -液壓馬達第III進出油口，D-液壓馬達第IV進出油口，E -控制回路第I工作油口，F(xiàn)-控制回路第II工作油口，G -控制回路第III工作油口，H -控制回路第IV工作油口，E,-主動控制回路進油口，F(xiàn),-主動控制回路回油口，G,-被動控制回路進油口，H,-被動控制回路回油口，M-電磁比例方向閥第I工作油口，N-電磁比例方向閥第II工作油口，O-電磁比例方向閥回油口，P-電磁比例方向閥進出油口，T-油箱。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細說明:
如圖1所示，雙回路單液壓馬達控制系統(tǒng)包括液壓馬達1、主動控制回路2、被動控制回路3、液壓泵4、蓄能器5及油箱T。液壓馬達上制有第I進出油口 A、第II進出油口 B、第III進出油口 C及第IV進出油口 D ;主動控制回路包含第I工作油口 E和第II工作油口 F兩個工作油口，分別通過主動控制回路進油口 E,進油、主動控制回路回油口 F,回油；主動控制回路的兩個工作油口分別與液壓馬達的兩個進出油口相連，主動控制回路進油口 E,與液壓泵的出油口相連；主動控制回路是進出、油口獨立控制的開式回路或液壓泵控制的閉式回路；被動控制回路包含第III工作油口 G和第IV工作油口 H兩個工作油口，分別通過被動控制回路進油口 G,進油、被動控制回路回油口 H,回油；被動控制回路的兩個工作油口分別與液壓馬達的另外兩個進出油口相連，被動控制回路進油口 G,與蓄能器連通，被動控制回路回油口 H,與油箱或蓄能器連接；被動控制回路是進出、油口獨立控制的開式回路或比例方向閥控制的開式回路。
[0018]主動控制回路與被動控制回路獨立工作，且可以互換使用，即主動控制回路可以用作被動控制回路、被動控制回路也可以作為主動控制回路使用；當系統(tǒng)需要大的驅(qū)動力時，主動控制回路與被動控制回路同時驅(qū)動液壓馬達；當系統(tǒng)需要較小的驅(qū)動力時，主動控制回路或被動控制回路中的一個回路單獨驅(qū)動液壓馬達，另一個回路停止工作；當液壓馬達減速制動和被負載牽引運動時，主動控制回路停止工作，被動控制回路將制動動能和負載具有的勢能儲存到蓄能器，進行能量回收。
[0019]所述的液壓馬達是軸向柱塞式液壓馬達或葉片式液壓馬達；液壓泵是定量液壓泵或雙向變排量液壓泵。
[0020]如圖2所示，當液壓馬達是軸向柱塞式液壓馬達時，其配流盤6的結(jié)構(gòu)為:配流盤的盤體上分內(nèi)、外兩個圓周、左右對稱地開設(shè)有四個腰形配流槽，外圈的大圓周上左右對稱地制有第I配流槽7和第II配流槽8 ;內(nèi)圈的小圓周上左右對稱地制有第III配流槽9和第IV配流槽10，四個腰形配流槽的前后兩端均加工卸荷槽。第I配流槽7、第IV配流槽10、第II配流槽8、第III配流槽9各分別占1/2圓周的角度，第I配流槽7、第II配流槽8、第III配流槽9、第IV配流槽10分別與液壓馬達的第I進出油口 A、第II進出油口 B、第III進出油口 C、第IV進出油口 D通過管路相連通。
[0021]如圖3所示，當液壓馬達是葉片式液壓馬達時，其配流盤的結(jié)構(gòu)為:在定子24的內(nèi)圈上制有4個相互獨立且對稱的配流窗口。第I配流窗口 20、第II配流窗口 21、第III配流窗口 22、第IV配流窗口 23，分別與液壓馬達的第I進出油口 A、第II進出油口 B、第III進出油口 C、第IV進出油口 D相連通。
[0022]實施例1:
如圖4所示，本實施例中的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)主動控制回路2采用進出、油口獨立控制的開式回路、被動控制回路3采用比例方向閥控制的開式回路，其中，主動控制回路2包括第1、第I1、第III壓力傳感器27、28、34，第1、第I1、第II1、第IV二位二通比例節(jié)流閥29、30、32、33，以及第I溢流閥31 ;被動控制回路3包括第1、第II單向閥36、37和電磁比例方向閥35 ； 主動控制回路的第I工作油口 E與液壓馬達I的第I進出油口 A相連通、主動控制回路的第II工作油口 F與液壓馬達I的第II進出油口 B相連通；被動控制回路的第III工作油口 G與液壓馬達I的第III進出油口 C相連通、被動控制回路的第IV工作油口 H與液壓馬達I的第IV進出油口 D連通；液壓泵4的出油口與主動控制回路的進油口 E,連通、液壓泵4的進油口和油箱T連通；主動控制回路的回油口 F,與油箱T連通；被動控制回路的進油口 G,與蓄能器5連通，被動控制的回路回油口 H,與低壓蓄能器38連通；主動控制回路2中，第I二位二通比例節(jié)流閥29的進油口與主動控制回路第I工作油口 E連通、第I 二位二通比例節(jié)流閥29的出油口與主動控制回路回油口 F'連通；第II 二位二通比例節(jié)流閥30的進油口與主動控制回路的第II工作油口 F連通、第II 二位二通比例節(jié)流閥30的出油口與主動控制回路的回油口 P連通；第111 二位二通比例節(jié)流閥32的進油口與主動控制回路的進油口E'連通、第III二位二通比例節(jié)流閥32的出油口與主動控制回路的第I工作油口 E連通；第IV二位二通比例節(jié)流閥33的進油口與主動控制回路的進油口 P連通、出油口與主動控制回路的第II工作油口 F連通；第I壓力傳感器27安裝在第I 二位二通比例節(jié)流閥29的進油口與主動控制回路第I工作油口 E連通的管路上；第II壓力傳感器28安裝在第II 二位二通比例節(jié)流閥30的進油口與主動控制回路第II工作油口 F連通的管路上；第I溢流閥31和第III壓力傳感器34先后順次安裝在主動控制回路進油口 E,與主動控制回路回油口 F,連通的管路上；被動控制回路3中，電磁比例方向閥35的進出油口 P、回油口 O、工作油口 M及工作油口 N分別與被動控制回路的進油口 G,、被動控制回路的回油口 H,、被動控制回路的第III工作油口 G以及被動控制回路第IV工作油口 H連通；第I單向閥36的出油口和進油口分別與被動控制回路的第III工作油口 G和被動控制回路回油口 H,連通；第11單向閥37的出油口和進油口分別與被動控制回路的第IV工作油口 H和被動控制回路的回油口 H,連通。
[0023]本實施例中的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，當工作裝置啟動或加速時，主動控制回路中的第IV二位二通比例節(jié)流閥33和第I 二位二通比例節(jié)流閥29處于導通狀態(tài)，控制液壓泵4為液壓馬達供油，同時，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中上位，控制蓄能器5為液壓馬達供油；或者，主動控制回路中的第III二位二通比例節(jié)流閥32和第II 二位二通比例節(jié)流閥30處于導通狀態(tài)，控制液壓泵4為液壓馬達供油，同時，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中下位，控制蓄能器5為液壓馬達供油，上述兩種情況時，主動控制回路與被動控制回路共同驅(qū)動液壓馬達，可輸出較大的動力。
[0024]當工作裝置啟動后或緩慢加速時,所需驅(qū)動力較小,這時,主動控制回路或被動控制回路獨立驅(qū)動液壓馬達。如果主動控制回路驅(qū)動液壓馬達，則主動控制回路中的第IV二位二通比例節(jié)流閥33和第I 二位二通比例節(jié)流閥29處于導通狀態(tài)，或主動控制回路中的第III二位二通比例節(jié)流閥32和第II 二位二通比例節(jié)流閥30處于導通狀態(tài)，同時，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于中位，被動控制回路不工作；如果被動控制回路驅(qū)動液壓馬達，則被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中上位或下位，同時，主動控制回路中的第1、第II二位二通比例節(jié)流閥29、30處于導通狀態(tài)，主動控制回路不工作。
[0025]當工作裝置減速制動或負載下降時，主動控制回路中的第1、第II 二位二通比例節(jié)流閥29、30處于導通狀態(tài)，主動控制回路不工作；與被動控制回路連通的液壓馬達處于泵工況，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中上位或下位，其動能和勢能被轉(zhuǎn)換為液壓能存儲到蓄能器中以備后用。
[0026]實施例2:
如圖5所示，本實施例中的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)主動控制回路2采用液壓泵控制的閉式回路，被動控制回路是比例方向閥控制的開式回路。其中，主動控制回路2包括第
1、第I1、第III溢流閥31、41、42，第1、第II單向閥36、37，第V二位二通比例節(jié)流閥44以及補油泵43 ;被動控制回路3包括電磁比例方向閥35 ;液壓泵4為雙向變量泵，由動力源39提供動力，動力源39為內(nèi)燃機或轉(zhuǎn)速恒定的電動機；
主動控制回路的第I工作油口 E和第II工作油口 F分別與液壓馬達I的第I進出油口A和第II進出油口 B相連通；被動控制回路的第III工作油口 G和第IV工作油口 H分別與液壓馬達I的第III進出油口 C和第IV進出油口 D連通；液壓泵4的出油口和進油口分別與主動控制回路的進油口 E,和主動控制回路的回油口 F,連通；液壓泵4與補油泵43串聯(lián)，動力源39與液壓泵4連接；被動控制回路的進油口 G,和回油口 H,分別與蓄能器5和油箱T連通；主動控制回路中，第I單向閥36的進油口和出油口分別與補油泵43的出油口和主動控制回路第I工作油口 E連通；第11單向閥37的進油口和出油口分別與補油泵43的出油口和主動控制回路第II工作油口 F連通；第I溢流閥31的進油口和出油口分別與補油泵43的出油口和油箱T連通；第II溢流閥41的進油口和出油口分別與主動控制回路第I工作油口E和油箱T連通；第111溢流閥42的進油口和出油口分別與主動控制回路的第II工作油口 F和油箱T連通；被動控制回路中的電磁比例方向閥35的進出油口 P、回油口 O、工作油口 M以及工作油口 N分別與被動控制回路的進油口 G,、被動控制回路的回油口 H,、被動控制回路的第III工作油口 G以及被動控制回路的第IV工作油口 H連通。
[0027]本實施例中的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，當工作裝置啟動或加速時，主動控制回路控制液壓泵4為液壓馬達供油，第V二位二通比例節(jié)流閥44處于截至位，同時，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中上位或下位，控制蓄能器5為液壓馬達供油，這時，主動控制回路與被動控制回路共同驅(qū)動液壓馬達，輸出較大的動力。
[0028]當工作裝置啟動后或緩慢加速時,主動控制回路或被動控制回路獨立驅(qū)動液壓馬達。如果主動控制回路驅(qū)動液壓馬達，則主動控制回路控制液壓泵4為液壓馬達供油，同時，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于中位，被動控制回路不工作；如果被動控制回路驅(qū)動液壓馬達，則被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中上位或下位，主動控制回路中的第V二位二通比例節(jié)流閥44導通，主動控制回路不工作。
[0029]當工作裝置減速制動或負載下降時，主動控制回路中的第V 二位二通比例節(jié)流閥44導通，主動控制回路不工作；與被動控制回路連通的液壓馬達處于泵工況，被動控制回路中的電磁比例方向閥35處于圖中上位或下位，其動能和勢能被轉(zhuǎn)換為液壓能存儲到蓄能器中以備后用。
[0030]實施例3:
如圖6所示，液壓泵4是定量液壓泵，動力源39是轉(zhuǎn)速可調(diào)的電動機，它可以是交流異步電機、交流或直流伺服電機或開關(guān)磁阻電機等形式，具有轉(zhuǎn)速控制裝置。
[0031]本實施例中的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，主動控制回路液壓泵控制的閉式回路，與實施例2的主動控制回路相同，被動控制回路3采用進出、油口獨立控制的開式回路，與實施例1中的主動控制回路相同。
[0032]主動控制回路與液壓馬達的連接方式與實施例2中主動控制回路與液壓馬達的連接方式相同；被動控制回路的第III工作油口 G和第IV工作油口 H分別與液壓馬達的第III進出油口 C和第IV進出油口 D連通；被動控制回路的進油口 G,和回油口 H,分別與蓄能器和油箱T連通。
[0033]本實施例中的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，當工作裝置啟動或加速時，主動控制回路控制液壓泵4為液壓馬達供油，同時，被動控制回路中的第IV二位二通比例節(jié)流閥33和第I 二位二通比例節(jié)流閥29處于導通狀態(tài)；或者，主動控制回路中的第III二位二通比例節(jié)流閥32和第II 二位二通比例節(jié)流閥30處于導通狀態(tài)，控制蓄能器5為液壓馬達供油，這時，主動控制回路與被動控制回路共同驅(qū)動液壓馬達，可輸出較大的動力。
[0034]當工作裝置啟動后或緩慢加速時,所需驅(qū)動力較小,這時,主動控制回路或被動控制回路獨立驅(qū)動液壓馬達。如果主動控制回路驅(qū)動液壓馬達，則主動控制回路控制液壓泵4為液壓馬達供油，被動控制回路不工作；如果被動控制回路驅(qū)動液壓馬達，則被動控制回路中的第IV二位二通比例節(jié)流閥33和第I 二位二通比例節(jié)流閥29處于導通狀態(tài)，或者，被動控制回路中的第III二位二通比例節(jié)流閥32和第II 二位二通比例節(jié)流閥30處于導通狀態(tài)，控制蓄能器5為液壓馬達供油，同時，主動控制回路中的第V二位二通比例節(jié)流閥44導通，主動控制回路不工作。
[0035]當工作裝置減速制動或負載下降時，主動控制回路中的第V 二位二通比例節(jié)流閥44導通，主動控制回路不工作；與被動控制回路連通的液壓馬達處于泵工況，被動控制回路中的第IV二位二通比例節(jié)流閥33和第I 二位二通比例節(jié)流閥29處于導通狀態(tài)；或者，被動控制回路中的第III二位二通比例節(jié)流閥32和第II 二位二通比例節(jié)流閥30處于導通狀態(tài)，其動能和勢能被轉(zhuǎn)換為液壓能存儲到蓄能器中以備后用。
[0036]以上三個實施例中，第1、第I1、第II1、第IV、第V二位二通比例節(jié)流閥29、30、32、
33、44也可以是二位二通換向閥，它們是電磁鐵直接驅(qū)動的閥、電磁控制先導型的閥，或是前述兩種閥的任意組合，可以是內(nèi)反饋形式的閥，或是含有位移傳感器電子閉環(huán)控制的閥；溢流閥31為直接作用式卸荷溢流閥；電磁比例方向閥35也可以采用電磁換向閥代替；采用如圖2或圖3所示的配流結(jié)構(gòu)，液壓馬達的進、出油口由傳統(tǒng)的2個擴展為4個。
【權(quán)利要求】
1.單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)其特征在于:系統(tǒng)包括液壓馬達(I)、主動控制回路(2)、被動控制回路(3)、液壓泵(4)、蓄能器(5)及油箱T，液壓馬達上設(shè)置有第I進出油口A、第II進出油口 B、第III進出油口 C及第IV進出油口 D ； 主動控制回路包含第I工作油口 E和第II工作油口 F兩個工作油口，分別通過主動控制回路進油口 E,進油、主動控制回路回油口 F,回油；主動控制回路的第I工作油口 E與液壓馬達(I)的第I進出油口 A相連通、主動控制回路的第II工作油口 F與液壓馬達(I)的第II進出油口 B相連通，主動控制回路進油口 E,與液壓泵的出油口相連，主動控制回路回油口 F,與油箱T或液壓泵(4)的進油口相連；主動控制回路是進、出油口獨立控制的開式回路或液壓泵控制的閉式回路； 被動控制回路包含第III工作油口 G和第IV工作油口 H兩個工作油口，分別通過被動控制回路進油口 G,進油、被動控制回路回油口 H,回油；被動控制回路的第III工作油口 G與液壓馬達(I)的第III進出油口 C相連通、被動控制回路的第IV工作油口 H與液壓馬達(I)的第IV進出油口 D連通，被動控制回路進油口 G,與蓄能器連通，被動控制回路回油口 H,與油箱或蓄能器連通；被動控制回路是進、出油口獨立控制的開式回路或比例方向閥控制的開式回路； 主動控制回路與被動控制回路獨立工作，且可以互換使用；當系統(tǒng)需要大的驅(qū)動力時，主動控制回路與被動控制回路同時驅(qū)動液壓馬達；當系統(tǒng)需要較小的驅(qū)動力時，主動控制回路或被動控制回路中的一個回路單獨驅(qū)動液壓馬達，另一個回路停止工作；當液壓馬達減速制動和被負載牽引運動時，主動控制回路停止工作，被動控制回路將制動動能和負載具有的勢能儲存到蓄能器，進行能量回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的液壓馬達(I)是軸向柱塞式液壓馬達或葉片式液壓馬達；液壓泵(4)是定量液壓泵或雙向變排量液壓栗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，其特征在于:主動控制回路(2)是進出、油口獨立控制的開式回路時，包括三個壓力傳感器(27)、(28)、(34)，四個二位二通比例節(jié)流閥(29 )、( 30 )、( 32 )、( 33 )，以及一個溢流閥(31);其中，第I 二位二通比例節(jié)流閥(29)的進油口與主動控制回路第I工作油口 E連通、第I 二位二通比例節(jié)流閥(29)的出油口與主動控制回路回油口 F,連通；第11 二位二通比例節(jié)流閥(30)的進油口與主動控制回路的第II工作油口 F連通、第II 二位二通比例節(jié)流閥(30)的出油口與主動控制回路的回油口 F'連通；第III二位二通比例節(jié)流閥(32)的進油口與主動控制回路的進油口 E'連通、第III二位二通比例節(jié)流閥(32)的出油口與主動控制回路的第I工作油口 E連通；第1￥二位二通比例節(jié)流閥(33)的進油口與主動控制回路的進油口 U連通、出油口與主動控制回路的第II工作油口 F連通； 被動控制回路(3)是比例方向閥控制的開式回路時，包括兩個單向閥(36)、(37)和一個電磁比例方向閥(35);其中，電磁比例方向閥(35)的進出油口 P、回油口 O、工作油口 M及工作油口 N分別與被動控制回路的進油口 G,、被動控制回路的回油口 H,、被動控制回路的第III工作油口 G以及被動控制回路第IV工作油口 H連通；第I單向閥(36)的出油口和進油口分別與被動控制回路的第III工作油口 G和被動控制回路回油口 H,連通；第II單向閥(37)的出油口和進油口分別與被動控制回路的第IV工作油口 H和被動控制回路的回油口 H,連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，其特征在于:主動控制回路(2)是液壓泵控制的閉式回路時，包括三個溢流閥(31)、(41)、(42)，兩個單向閥(36)、(37)、一個二位二通比例節(jié)流閥(44)以及補油泵(43);其中，第I單向閥(36)的進油口和出油口分別與補油泵(43)的出油口和主動控制回路第I工作油口 E連通；第II單向閥(37)的進油口和出油口分別與補油泵(43)的出油口和主動控制回路第II工作油口 F連通；第I溢流閥(31)的進油口和出油口分別與補油泵(43)的出油口和油箱T連通；第11溢流閥(41)的進油口和出油口與主動控制回路第I工作油口 E和油箱T連通；第111溢流閥(42)的進油口和出油口分別與主動控制回路的第II工作油口 F和油箱T連通第V 二位二通換向閥(44)的兩個油口分別與第I工作油口 E和第II工作油口 F連通； 被動控制回路(3 )是比例方向閥控制的開式回路時，包括一個電磁比例方向閥(35 );其中，電磁比例方向閥(35)的進出油口 P、回油口 O、工作油口 M及工作油口 N分別與被動控制回路的進油口 G,、被動控制回路的回油口 H,、被動控制回路的第III工作油口 G以及被動控制回路第IV工作油口 H連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單液壓馬達雙回路控制系統(tǒng)，其特征在于:主動控制回路(2)是液壓泵控制的閉式回路時，包括三個溢流閥(31)、(41)、(42)，兩個單向閥(36)、(37)、一個二位二通比例節(jié)流閥(44)以及補油泵(43);其中，第I單向閥(36)的進油口和出油口分別與補油泵(43)的出油口和主動控制回路第I工作油口 E連通；第II單向閥(37)的進油口和出油口分別與補油泵(43)的出油口和主動控制回路第II工作油口 F連通；第I溢流閥(31)的進油口和出油口分別與補油泵(43)的出油口和油箱T連通；第11溢流閥(41)的進油口和出油口與主動控制回路第I工作油口 E和油箱T連通；第111溢流閥(42)的進油口和出油口分別與主動控制回路的第II工作油口 F和油箱T連通；第V二位二通換向閥(44)的兩個油口分別與第I工作油口 E和第II工作油口 F連通； 被動控制回路(3)是進、出油口獨立控制的開式回路時，包括三個壓力傳感器(27)、(28)、(34)，四個二位二通比例節(jié)流閥(29)、(30)、(32)、(33)，以及一個溢流閥(31);其中，第I 二位二通比例節(jié)流閥(29)的進油口與被動控制回路第III工作油口 G連通、第I 二位二通比例節(jié)流閥(29)的出油口與被動控制回路的回油口 H,連通；第11 二位二通比例節(jié)流閥(30)的進油口與被動控制回路的第IV工作油口 H連通、第II 二位二通比例節(jié)流閥(30)的出油口與被動控制回路的回油口 H,連通；第111 二位二通比例節(jié)流閥(32)的進油口與被動控制回路的進油口 G,連通、第III二位二通比例節(jié)流閥(32)的出油口與被動控制回路的第III工作油口 G連通；第 1￥二位二通比例節(jié)流閥(33)的進油口與被動控制回路的進油口 6連通、出油口與被動控制回路的第IV工作油口 H連通。
【文檔編號】F15B1/02GK103807223SQ201410045978
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】權(quán)龍 , 高有山, 郝慧敏, 黃家海, 楊敬 申請人:太原理工大學