泵控液压驱动装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械液压控制技术领域，尤其涉及一种栗控液压驱动装置及方法。
【背景技术】
[0002]非公路矿用洒水车是指在露天矿山或大型土建工地等专用道路上，进行降尘、消防、冲爆堆及输送工业用水等作业的一种专用车辆，具有高洒、低洒、重力洒、高空喷雾、消防、自循环及输送工业用水等工作模式。因此针对不同工作模式，需要提供压力水源的离心水栗输出不同的流量及扬程，而离心水栗由液压马达驱动，故而要求对液压马达的转速进行分档调速控制，同时尽量不受发动机转速的影响。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种栗控液压驱动装置及方法，实现对液压马达的转速进行分档调速控制，同时不受发动机转速的影响。
[0004]为了解决上述技术问题，一方面提供了一种栗控液压驱动装置，包括离心水栗、联轴器、转速传感器、液压马达、液压阀组、电控变量栗和液压油箱，所述离心水栗通过所述联轴器连接至所述液压马达，所述转速传感器设置于所述液压马达上，所述液压油箱的油路的依次与所述电控变量栗、所述液压阀组、所述液压马达连接并形成回路；
[0005]其中，所述液压阀组用于进行油路的保护和监测，以及控制所述液压马达的启动和关闭，所述电控变量栗用于在所述液压阀组的启动液压马达后输出不同的压力，从而使所述液压马达达到不同的转速，进而使所述离心水栗输出不同的流量及扬程。
[0006]进一步的，所述驱动装置还包括高压过滤器，所述高压过滤器一端通过油路连接至所述电控变量栗，另一端通过油路连接至所述液压阀组。
[0007]进一步的，所述驱动装置还包括第一测压接头，所述第一测压接头通过控制线路连接至所述液压马达，用于监测所述液压马达的泄油压力。
[0008]进一步的，所述液压阀组具体包括:电磁开关阀、安全阀和单向阀，其中，
[0009]所述电磁开关阀一端通过油路连接所述液压马达，另一端通过油路连接至所述高压过滤器；
[0010]所述安全阀的一端连接至所述电磁开关阀和所述高压过滤器之间的油路，另一端连接至所述液压马达和所述液压油箱之间的油路；
[0011]所述单向阀的进口端连接至所述电磁开关阀和所述液压马达之间的油路，出口端连接至所述液压马达和所述液压油箱之间的油路。
[0012]另一方面，提供了一种栗控液压驱动方法，所述方法是基于上述的栗控液压驱动装置，则所述方法包括:
[0013]根据所需m个工作模式的流量及扬程要求设定液压马达的m个目标转速为&、n2、...、nm;
[0014]通过调节电控变量栗的输入PWM信号，使电控变量栗输出不同的压力，进而使液压马达达到m个目标转速，并通过对比转速传感器监测到的实时转速确定对应于m个目标转速的输入PWM信号IpI2、…、1?;
[0015]开环控制时，打开电磁开关阀后，当用户选择工作模式后，电控变量栗输入当前工作模式对应的输入PWM信号，输出压力升至目标调定压力，液压马达达到该工作模式所需的目标转速；
[0016]闭环控制时，通过转速传感器检测液压马达转速，与控制线路组成闭环控制回路，采用带死区的PID控制策略实现各个工作模式下的目标转速，允许液压马达实际转速偏离目标转速25rpm，超出这个转速误差范围后，调节电控变量栗输入信号，进而调节液压马达输出转速。
[0017]上述技术方案具有如下优点或有益效果:通过电控变量栗的输出压力的控制，可以实现对液压马达的转速进行分档调速控制，使离心水栗输出不同的流量及扬程，从而实现非公路矿用洒水车的高洒、低洒、重力洒、高空喷雾、消防、自循环及输送工业用水等工作模式，且不受发动机转速的影响。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0019]图1是本发明提供的栗控液压驱动装置的一个实施例的结构示意图；
[0020]图2是本发明提供的液压马达、离心水栗装配组件示意图；
[0021]图3是本发明提供的栗控液压驱动装置的另一实施例的结构示意图；
[0022]图4是本发明提供的栗控液压驱动装置的又一实施例的结构示意图；
[0023]图5是本发明提供的栗控液压驱动装置的再一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]图1是本发明提供的栗控液压驱动装置的一个实施例的结构示意图，本发明实施例主要应用于非公路矿用洒水车中，如图1所示，本发明实施例包括离心水栗1、联轴器2、转速传感器3、液压马达4、液压阀组5、电控变量栗6和液压油箱7。液压油箱7的油路的依次与电控变量栗6、液压阀组5、液压马达4连接并形成回路。液压阀组5用于进行油路的保护和监测，以及控制液压马达4的启动和关闭。液压油箱7用于储存、冷却及静置液压油。
[0027]参照图1和图2，离心水栗1通过联轴器2连接至液压马4，转速传感器3设置于液压马达4上。液压马达4的输出扭矩直接驱动离心水栗1，忽略加速度及机械损失，离心水栗1的阻力矩等于液压马达4的输出力矩。根据离心水栗4的工作特性可知，其输出流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，其扬程与阻力矩成正比，则离心水栗4的阻力矩与其转速的平方成正比；根据液压马达4的工作特性可知，其输出扭矩与输入工作压力成正比；离心水栗1与液压马达4通过联轴器2相连，两者转速相同；综合以上三点可知，液压马达4的输入工作压力与其转速的平方成正比，通过控制其输入工作压力即可控制其转速。
[0028]因此，电控变量栗6在液压阀组5启动液压马达4后输出不同的压力，从而使液压马达4达到不同的转速，进而使离心水栗1输出不同的流量及扬程。
[0029]本发明实施例的有益效果是:通过电控变量栗的输出压力的控制，可以实现对液压马达的转速进行分档调速控制，使离心水栗输出不同的流量及扬程，从而实现非公路矿用洒水车的高洒、低洒、重力洒、高空喷雾、消防、自循环及输送工业用水等工作模式，且本发明实施例不受发动机转速的影响。
[0030]实施例2
[0031]图3是本发明提供的栗控液压驱动装置的另一实施例的结构示意图，本发明实施例主要应用于非公路矿用洒水车中，如图3所示，本发明实施例包括离心水栗1、联轴器2、转速传感器3、液压马达4、液压阀组5、电控变量栗6、液压油箱7、高压过滤器8和第一测压接头9。
[0032]液压油箱7的油路的依次与电控变量栗6、高压过滤器8、液压阀组5、液压马达4连接并形成回路。液压阀组5用于进行油路的保护和监测，以及控制液压马达4的启动和关闭。液压油箱7用于储存、冷却及静置液压油。高压过滤器8用于提高进入液压系统的油液清洁度，利于延长系统各元件的工作寿命。第一测压接头9通过控制线路连接至液压马达4，用于监测液压马达4的泄油压力。
[0033]参照图3和图2，离心水栗1通过联轴器2连接至液压马4，转速传感器3设置于液压马达4上。液压马达4的输出扭矩直接驱动离心水栗1，忽略加速度及机械损失，离心水栗1的阻力矩等于液压马达4的输出力矩。根据离心水栗4的工作特性可知，其输出流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，其扬程与阻力矩成正比，则离心水栗4的阻力矩与其转速的平方成正比；根据液压马达4的工作特性可知，其输出扭矩与输入工作压力成正比；离心水栗1与液压马达4通过联轴器2相连，两者转速相同；综合以上三点可知，液压马达4的输入工作压力与其转速的平方成正比，通过控制其输入工作压力即可控制其转速。
[0034]因此，电控变量栗6在液压阀组5启动液压马达4后输出不同的压力，从而使液压马达4达到不同的转速，进而使离心水栗1输出不同的流量及扬程。
[0035]本发明实施例的有益效果是:通过电控变量栗的输出压力的控制，可以实现对液压马达的转速进行分档调速控制，使离心水栗输出不同的流量及扬程，从而实现非公路矿用洒水车的高洒、低洒、重力洒、高空喷雾、消防、自循环及输送工业用水等工作模式，且本发明实施例不受发动机转速的影响。本发明实施例还提高了进入液压系统的油液清洁度，利于延长系统各元件的工作寿命。
[0036]实施例3
[0037]图4是本发明提供的栗控液压驱动装置的又一实施例的结构示意图，本发明实施例主要应用于非公路矿用洒水车中。
[0038