一种定量液压泵的液压无级调速系统的制作方法

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1.本实用新型涉及液压传动技术领域，特别涉及一种定量液压泵的液压无级调速系统。

背景技术：

2.液压系统中，速度控制回路是实现负载速度调节，控制输出功率的重要方式，较为常用的液压系统调速方法有泵控调速和阀控调速两种。对于使用变量泵作为动力源的液压系统来说，通过调节液压泵自身排量，即泵控调速方式，可以实现对负载的无级速度调节且无节流损失，具有较高的效率；而在使用定量泵作为动力源的液压系统中，由于无法改变液压泵的排量，因此只能通过液压阀来调节负载的运动速度，但这种阀控调速方式节流损失大、效率低，且发热大，不仅导致了大量的能源浪费，同时机器也容易产生过热。

技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种定量液压泵的液压无级调速系统，以解决现有技术中现有的液压系统节流损失大，效率低的技术问题。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.本实用新型提供了一种定量液压泵的液压无级调速系统，包括进油模块、出油模块、多联液压同轴马达、进油方向阀组、出油方向阀组、控制器；
6.所述进油方向阀组的入口端与所述进油模块连通，所述进油方向阀组的出口端、所述出油方向阀组的入口端分别通过多联液压同轴马达的入口端、出口端连通；所述出油方向阀组的出口端与所述出油模块连通；所述多联液压同轴马达包括多个第一液压马达和多根连接轴，相邻的两个所述第一液压马达的驱动端通过所述连接轴连接；
7.所述控制器分别与所述进油方向阀组、所述出油方向阀组电连接，用于分别控制所述进油方向阀组、所述出油方向阀组的开闭。
8.进一步地，所述进油方向阀组包括第一开关阀和多个第一方向阀，所述第一开关阀和多个所述第一方向阀均为电磁阀且均与所述控制器电连接；
9.所述第一开关阀和多个所述第一方向阀两者的总数量与所述第一液压马达的数量相等且分别对应，所述第一开关阀的出口端、多个所述第一方向阀的出口端分别与对应的所述第一液压马达的入口端连通。
10.进一步地，所述出油方向阀组包括包括第二开关阀和多个第二方向阀，所述第二开关阀和多个所述第二方向阀均为电磁阀且均与所述控制器电连接；
11.所述第二开关阀和多个所述第二方向阀两者的总数量与所述第一液压马达的数量相等且分别对应，所述第二开关阀的入口端、多个所述第二方向阀的入口端分别与对应的所述第一液压马达的出口端连通。
12.进一步地，所述第一开关阀、第二开关阀、多个所述第一方向阀和多个所述第二方向阀均为两位三通电磁阀，且均设置有三个油口，三个油口分别是p油口、a油口和t油口；
13.所述第一开关阀和多个所述第一方向阀上的p油口、a油口均为进油口，且其上的t油口设置为出油口；所述进油模块分别与所述第一开关阀上的a油口、多个所述第一方向阀上的a油口连通，所述第一开关阀上的p油口和多个所述第一方向阀上的p油口分别与对应的所述第一液压马达的入口端连通；
14.所述第二开关阀和多个所述第二方向阀上的p油口设置有进油口，且其上的a油口和t油口设置为出油口，所述第二开关阀上的p油口、多个所述第二方向阀上的p油口分别与对应的所述第一液压马达的出口端连通，所述出油模块分别与所述第二开关阀上的t油口和多个所述第二方向阀上的t油口连通。
15.进一步地，所述液压无级调速系统还包括第一油箱、第一线路和第二线路，所述第一线路一端与所述第一油箱连通，其另一端分别与所述第一开关阀上的t油口、多个所述第一方向阀上的t油口连通；所述第二线路的一端与所述第一油箱连通，其另一端与所述第二开关阀上的a油口、多个所述第二方向阀上的a油口连通。
16.进一步地，所述进油模块包括定量液压泵、第一蓄能器，所述定量液压泵和所述第一蓄能器分别与所述进油方向阀组的入口端连通。
17.进一步地，所述进油模块还包括第一溢流阀组件，第一溢流阀组件与所述进油方向阀组的入口端连通。
18.进一步地，所述出油模块包括液压执行马达、第二蓄能器，所述液压执行马达、所述第二蓄能器分别与所述出油方向阀组的出口端连通，所述液压执行马达与外部的负载传动连接。
19.进一步地，所述出油模块还包括第二溢流阀组件与所述出油方向阀组的出口端连通。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型利用多个第一液压马达之间的能量相互转换机制，通过进油方向阀组、出油方向阀组中液压油流入和流出方向的控制，通过进油方向阀组、出油方向阀组的不同启闭控制实现无节流损失、无级调节本系统有效输出流量，可以极大的节约传统的定量泵系统中使用阀控节流调速方式产生的能量浪费。
附图说明
22.图1为本实用新型第一实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型第二实施例的结构示意图；
24.附图标记说明：
25.1、原动机；2、定量液压泵；3、第一溢流阀组件；4、第一蓄能器；5、多联液压同轴马达；6、控制器；7、第二蓄能器；8、第二溢流阀组件；9、液压执行马达；10、负载；11、第一油箱；12、进油方向阀组；13、出油方向阀组。
具体实施方式
26.下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。
27.在本实用新型中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
28.第一实施例：
29.参照图1，本技术实施例提供了一种定量液压泵的液压无级调速系统，包括进油模块、出油模块、多联液压同轴马达5、进油方向阀组12、出油方向阀组13、控制器6；
30.所述进油方向阀组12的入口端与所述进油模块连通，所述进油方向阀组12的出口端、所述出油方向阀组13的入口端分别通过多联液压同轴马达5的入口端、出口端连通；所述出油方向阀组13的出口端与所述出油模块连通；所述多联液压同轴马达5包括多个第一液压马达和多根连接轴，相邻的两个所述第一液压马达的驱动端通过所述连接轴连接，使之具有相同的转速；
31.所述控制器6分别与所述进油方向阀组12、所述出油方向阀组13电连接，用于分别控制所述进油方向阀组12、所述出油方向阀组13的开闭。
32.在本实施例中，第一液压马达为齿轮式马达结构，其包括壳体、主动齿轮、从动齿轮、左端盖、左端盖密封环、右端盖、右端盖密封环、浮动侧板和轴套轴，其主动齿轮和从动齿轮相互啮合，在壳体上对应啮合区两侧分别开有一个输入油口和一个输出油口。
33.在本实施例中，多个第一液压马达的排量按照以下两种方式之一进行配置：
34.第一种配置方案：各个第一液压马达之间的排量均相等；
35.第二种配置方案：以图1为例，各个第一液压马达从左至右的排量按照1:1:2:4:
…2n-2
依次增加，n为同轴马达的并联个数，在本实施例中，所述n等于4；
36.所述进油方向阀组12包括第一开关阀和多个第一方向阀，所述第一开关阀和多个所述第一方向阀均为电磁阀且均与所述控制器6电连接；
37.所述第一开关阀和多个所述第一方向阀两者的总数量与所述第一液压马达的数量相等且分别对应，所述第一开关阀的出口端、多个所述第一方向阀的出口端分别与对应的所述第一液压马达的入口端连通。
38.所述出油方向阀组13包括包括第二开关阀和多个第二方向阀，所述第二开关阀和多个所述第二方向阀均为电磁阀且均与所述控制器6电连接；
39.所述第二开关阀和多个所述第二方向阀两者的总数量与所述第一液压马达的数量相等且分别对应，所述第二开关阀的入口端、多个所述第二方向阀的入口端分别与对应的所述第一液压马达的出口端连通。
40.在本实施例中，多个所述第一方向阀和多个所述第二方向阀均由控制器6通过pwm(脉冲宽度调制)信号进行控制，其余的方向阀均由控制器6通过普通开关量信号进行控制。
41.所述第一开关阀、第二开关阀、多个所述第一方向阀和多个所述第二方向阀均为两位三通电磁阀，且均设置有三个油口，三个油口分别是p油口、a油口和t油口；
42.所述第一开关阀和多个所述第一方向阀上的p油口、a油口均为进油口，且其上的t油口设置为出油口；所述进油模块分别与所述第一开关阀上的a油口、多个所述第一方向阀上的a油口连通，所述第一开关阀上的p油口和多个所述第一方向阀上的p油口分别与对应的所述第一液压马达的入口端连通；
43.所述第二开关阀和多个所述第二方向阀上的p油口设置有进油口，且其上的a油口和t油口设置为出油口，所述第二开关阀上的p油口、多个所述第二方向阀上的p油口分别与
对应的所述第一液压马达的出口端连通，所述出油模块分别与所述第二开关阀上的t油口和多个所述第二方向阀上的t油口连通。
44.所述液压无级调速系统还包括第一油箱11、第一线路和第二线路，所述第一线路一端与所述第一油箱11连通，其另一端分别与所述第一开关阀上的t油口、多个所述第一方向阀上的t油口连通；所述第二线路的一端与所述第一油箱11连通，其另一端与所述第二开关阀上的a油口、多个所述第二方向阀上的a油口连通。
45.第二实施例：
46.第二实施例在第一实施例的基础上对进油模块和出油模块进行举例说明。
47.参照图2，所述进油模块包括原动机1、定量液压泵2、第一蓄能器4，所述定量液压泵2和所述第一蓄能器4分别与所述进油方向阀组12的入口端连通；定量液压泵2通过原动机1进行驱动；
48.所述进油模块还包括第一溢流阀组件3，第一溢流阀组件3与所述进油方向阀组12的入口端连通。第一溢流阀组件3包括第一溢流阀和第二油箱，第一溢流阀的一端与定量液压泵2的出口端连通，另一端与第二油箱连通。
49.所述出油模块包括液压执行马达9、第二蓄能器7，所述液压执行马达9、所述第二蓄能器7分别与所述出油方向阀组13的出口端连通，所述液压执行马达9与外部的负载10传动连接。
50.所述出油模块还包括第二溢流阀组件8与所述出油方向阀组13的出口端连通。所述第二溢流阀组件8包括第二溢流阀和第三油箱，第二溢流阀的一端与液压执行马达9的入口端连通，另一端与第三油箱连通。
51.在本实施例中，多个所述第一方向阀的数量优选为3个，从左至右分别为第一方向阀a、第一方向阀b和第一方向阀c，多个第二方向阀的数量优选为3个，从左至右分别为第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f；
52.假设进油模块的恒定输出流量为q，保持第一开关阀、第一方向阀a、第一方向阀b和第一方向阀c均处于常开状态不变，即进油方向阀组12与多联液压同轴马达5导通；操作人员可通过改变出油方向阀组13的通断状态，能实现对负载10的无级降速调节，具体调节方式如下:
53.1、当第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均处于断开状态，即第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均与所述第一油箱11导通，由于各个第一液压马达从左至右的排量按照1:1:2:4:
…2n-2
依次增加，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型经液压执行马达9输出的流量在[0，q/8]区间内连续变化；具体如下：
[0054]
在第二开关阀的pwm信号占空比为0时，由于此时，第二开关阀、第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均处于断开状态，即第二开关阀、第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均与所述第一油箱11导通，所以此时本实用新型经液压执行马达9输出的流量为0；
[0055]
在第二开关阀的pwm信号占空比为1时，此时，第二开关阀与液压执行马达9导通，其他均为断开状态，所以第二开关阀对应的马达分配的流量为1/(1+1+2+4)q＝1/8q，即此时本实用新型经液压执行马达9输出的流量为1/8q；
[0056]
综上所述，当第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均处于断开状态，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型经液压执行马达9输出的流量在
[0，q/8]区间内连续变化。
[0057]
2、当第二方向阀e和第二方向阀f断开，第二方向阀d开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[q/8，q/4]区间内连续变化。
[0058]
3、当第二方向阀d和第二方向阀f断开，第二方向阀e开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[q/4，3q/8]区间内连续变化。
[0059]
4、当第二方向阀f断开，第二方向阀d和第二方向阀e均开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[3q/8，q/2]区间内连续变化。
[0060]
5、当第二方向阀d和第二方向阀e均断开，第二方向阀f开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[q/2，5q/8]区间内连续变化。
[0061]
6、当第二方向阀e断开，第二方向阀d和第二方向阀f均开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[5q/8，3q/4]区间内连续变化。
[0062]
7、当第二方向阀d断开，第二方向阀e和第二方向阀f均开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[3q/4，7q/8]区间内连续变化。
[0063]
8、当第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均开启，从0到1逐渐增加第二开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[7q/8，q]区间内连续变化。
[0064]
在上述降速控制方案下，本实用新型输出流量的无级连续调节区间为[0，q]。
[0065]
假设进油模块恒定输出流量为q，保持第二开关阀、第二方向阀d、第二方向阀e和第二方向阀f均处于常开状态不变，改变进油方向阀组12的通断状态可实现对负载10的无级增速调节。具体控制方式如下:
[0066]
1、当第一方向阀a、第一方向阀b和第一方向阀c均处于开启状态，从1到0逐渐减小第一开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[q，8q/7]区间内连续变化。
[0067]
2、当第一方向阀b和第一方向阀c均开启，第一方向阀a断开，从1到0逐渐减小换向阀1的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[8q/7，4q/3]区间内连续变化。
[0068]
3、当第一方向阀a和第一方向阀c均开启，第一方向阀b断开，从1到0逐渐减小第一开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[4q/3，8q/5]区间内连续变化。
[0069]
4、当第一方向阀c开启，第一方向阀a和第一方向阀b均断开，从1到0逐渐减小第一开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[8q/5，2q]区间内连续变化。
[0070]
5、当第一方向阀a和第一方向阀b均开启，第一方向阀c断开，从1到0逐渐减小第一开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[2q，8q/3]区间内连续变化。
[0071]
6、当第一方向阀b开启，第一方向阀a和第一方向阀c均断开，从1到0逐渐减小第一开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[8q/3，4q]区间内连续变化。
[0072]
7、当第一方向阀a开启，第一方向阀b和第一方向阀c均断开，从1到0逐渐减小第一开关阀的pwm信号占空比，此时本实用新型输出流量处于[4q，8q]区间内连续变化。
[0073]
本实用新型中由于在pwm控制方式下的第一开关阀和第二开关阀一直处于高频的开启和闭合状态之间循环切换，因此导致系统瞬时输出流量也将产生高频脉动，为了获得更加平稳的输出特性，降低负载10的速度波动，图2中采用了第一蓄能器4和第二蓄能器7作为缓冲元件，分别吸收定量液压泵2出口处的压力脉动和负载10处的流量脉动。
[0074]
在上述增速调节下，本实用新型输出流量的无级调节区间为[q，8q]。
[0075]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不同限
于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种定量液压泵的液压无级调速系统，其特征在于：包括进油模块、出油模块、多联液压同轴马达(5)、进油方向阀组(12)、出油方向阀组(13)、控制器(6)；所述进油模块包括定量液压泵(2)，所述进油方向阀组(12)的入口端与所述定量液压泵(2)连通，所述进油方向阀组(12)的出口端、所述出油方向阀组(13)的入口端通过所述多联液压同轴马达(5)连通；所述出油方向阀组(13)的出口端与所述出油模块连通；所述控制器(6)分别与所述进油方向阀组(12)、所述出油方向阀组(13)电连接。2.根据权利要求1所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述多联液压同轴马达(5)包括多个第一液压马达和多根连接轴，相邻的两个所述第一液压马达的驱动端通过所述连接轴连接。3.根据权利要求2所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述进油方向阀组(12)包括第一开关阀和多个第一方向阀，所述第一开关阀和多个所述第一方向阀均为电磁阀且均与所述控制器(6)电连接；所述第一开关阀和多个所述第一方向阀两者的总数量与所述第一液压马达的数量相等且分别对应，所述第一开关阀的出口端、多个所述第一方向阀的出口端分别与对应的所述第一液压马达的入口端连通。4.根据权利要求3所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述出油方向阀组(13)包括第二开关阀和多个第二方向阀，所述第二开关阀和多个所述第二方向阀均为电磁阀且均与所述控制器(6)电连接；所述第二开关阀和多个所述第二方向阀两者的总数量与所述第一液压马达的数量相等且分别对应，所述第二开关阀的入口端、多个所述第二方向阀的入口端分别与对应的所述第一液压马达的出口端连通。5.根据权利要求4所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述第一开关阀、第二开关阀、多个所述第一方向阀和多个所述第二方向阀均为两位三通电磁阀，且均设置有三个油口，三个油口分别是p油口、a油口和t油口；所述第一开关阀和多个所述第一方向阀上的p油口、a油口均为进油口，且其上的t油口设置为出油口；所述进油模块分别与所述第一开关阀上的a油口、多个所述第一方向阀上的a油口连通，所述第一开关阀上的p油口和多个所述第一方向阀上的p油口分别与对应的所述第一液压马达的入口端连通；所述第二开关阀和多个所述第二方向阀上的p油口设置有进油口，且其上的a油口和t油口设置为出油口，所述第二开关阀上的p油口、多个所述第二方向阀上的p油口分别与对应的所述第一液压马达的出口端连通，所述出油模块分别与所述第二开关阀上的t油口和多个所述第二方向阀上的t油口连通。6.根据权利要求5所述的液压无级调速系统，其特征在于，还包括第一油箱(11)、第一线路和第二线路，所述第一线路一端与所述第一油箱(11)连通，其另一端分别与所述第一开关阀上的t油口、多个所述第一方向阀上的t油口连通；所述第二线路的一端与所述第一油箱(11)连通，其另一端与所述第二开关阀上的a油口、多个所述第二方向阀上的a油口连通。7.根据权利要求1所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述进油模块还包括第一蓄能器(4)，所述第一蓄能器(4)与所述进油方向阀组(12)的入口端连通。
8.根据权利要求7所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述进油模块还包括第一溢流阀组件(3)，第一溢流阀组件(3)与所述进油方向阀组(12)的入口端连通。9.根据权利要求1所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述出油模块包括液压执行马达(9)、第二蓄能器(7)，所述液压执行马达(9)、所述第二蓄能器(7)分别与所述出油方向阀组(13)的出口端连通，所述液压执行马达(9)与外部的负载(10)传动连接。10.根据权利要求8所述的液压无级调速系统，其特征在于，所述出油模块还包括第二溢流阀组件(8)与所述出油方向阀组(13)的出口端连通。

技术总结

本实用新型涉及液压传动技术领域，具体为一种定量液压泵的液压无级调速系统，包括进油模块、出油模块、多联液压同轴马达、进油方向阀组、出油方向阀组、控制器；进油方向阀组与进油模块连通，进油方向阀组的出口端、出油方向阀组的入口端分别通过多联液压同轴马达的入口端、出口端连通；出油方向阀组与所述出油模块连通；多联液压同轴马达包括多个第一液压马达和连接轴，相邻两个第一液压马达的驱动端通过连接轴连接；控制器分别与进油方向阀组、出油方向阀组电连接。本实用新型利用多个第一液压马达之间的能量转换机制，对第一液压马达进出口开闭的组合控制，实现了无级、无节流损失的系统输出调节，避免了系统的节流损失，调速效率高。率高。率高。