[發明專利]一種實現負載均衡的液壓同步驅動控制系統

有效

• 申請號: 200810143791.8
• 申請日: 2008-12-02
• 公開（公告）號: CN101749294A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 鄧華;李群明;夏毅敏
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: F15B11/22
• 分類號: F15B11/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種實現多個小齒輪同步驅動一個大齒輪并實現系統負載均衡的液壓驅動控制系統，其特 征在于包括：兩個過濾器(1、29)，兩個變量泵(2、28)，兩個順序閥(3、27)，十個單向 閥(4、8、9、11、12、18、19、21、22、26)，兩個蓄能器(5、25)，兩個精過濾器(30、 33)，四個三位三通比例閥(6、7、23、24)，兩個溢流閥(10、20)，兩個馬達(13、17)， 兩個小齒輪(14、16)，大齒輪(15)，兩個截止閥(31、32)，一個角速度傳感器(34)，四 個壓力傳感器(35、36、37、38)，兩個控制器(39、40)；第一個過濾器(1)的進油口A₁與油箱連通；第一個過濾器(1)的出油口B₁與第一個變量泵(2)的進油口A₂連通；第一 個變量泵(2)的出油口B₂分別與第一個順序閥(3)的進油口P₃、第一個單向閥(4)的進 油口A₄連通；第一個順序閥(3)的回油口T₃與油箱連通；第一個單向閥(4)的出油口B₄分別與第一個截止閥(31)的進油口A₃₁、第一個精過濾器(30)的進油口A₃₀連通；第一個 截止閥(31)的出油口B₃₁與第一個蓄能器(5)的進油口A₅連通；第一個精過濾器(30)的 出油口B₃₀分別與第一個三位三通比例閥(6)的進油口P₆、第二個三位三通比例閥(7)的 進油口P₇連通；第一個三位三通比例閥(6)的回油口T₆接油箱；第一個三位三通比例閥(6) 的出油口A₆分別與第二個單向閥(8)的出油口B₈、第三個單向閥(11)的進油口A₁₁、第 一個馬達(13)的進油口A₁₃連通；第二個單向閥(8)的進油口A₈與油箱連通；第三個單 向閥(11)的出油口B₁₁與第一個溢流閥(10)的進油口A₁₀連通；第一個溢流閥(10)的回 油口B₁₀與油箱連通；第一個馬達(13)驅動第一個小齒輪(14)；第一個壓力傳感器(35)實 時檢測第一個馬達(13)的進油口A₁₃處的壓力值；第二個壓力傳感器(36)實時檢測第一個馬達 (13)的出油口B₁₃處的壓力值；第一個馬達(13)的出油口B₁₃分別與第四個單向閥(12)的 進油口A₁₂、第五個單向閥(9)的出油口B₉、第二個三位三通比例閥(7)的進油口A₇連通； 第四個單向閥(12)的出油口B₁₂與第一個溢流閥(10)的進油口A₁₀連通；第五個單向閥(9) 的進油口A₉與油箱連通；第二個三位三通比例閥(7)的回油口T₇與油箱連通；第二個過濾 器(29)的進油口A₂₉與油箱連通；第二個過濾器(29)的出油口B₂₉與第二個變量泵(28) 的進油口A₂₈連通；第二個變量泵(28)的出油口B₂₈分別與第二個順序閥(27)的進油口 P₂₇、第六個單向閥(26)的進油口A₂₆連通；第二個順序閥(27)的回油口T₂₇與油箱連通； 第六個單向閥(26)的出油口B₂₆分別與第二個截止閥(32)的進油口A₃₂、第二個精過濾器 (33)的進油口A₃₃連通；第二個截止閥(32)的出油口B₃₂與第二個蓄能器(25)的進油口 A₂₅連通；第二個精過濾器(33)的出油口B₃₃分別與第三個三位三通比例閥(23)的進油口 P₂₃、第四個三位三通比例閥(24)的進油口P₂₄連通；第三個三位三通比例閥(23)的回油 口T₂₃接油箱；第三個三位三通比例閥(23)的出油口A₂₃分別與第七個單向閥(21)的出油 口B₂₁、第八個單向閥(18)的進油口A₁₈、第二個馬達(17)的進油口A₁₇連通；第七個單 向閥(21)的進油口A₂₁與油箱連通；第八個單向閥(18)的出油口B₁₈與第二個溢流閥(20) 的進油口A₂₀連通；第二個溢流閥(20)的回油口B₂₀與油箱連通；第二個馬達(17)驅動第 二個小齒輪(16)；第三個壓力傳感器(37)實時檢測第二個馬達(17)的進油口A₁₇處的壓力值； 第四個壓力傳感器(38)實時檢測第二個馬達(17)的出油口B₁₇處的壓力值；第二個馬達(17) 的出油口B₁₇分別與第九個單向閥(19)的進油口A₁₉、第十個單向閥(22)的出油口B₂₂、 第四個三位三通比例閥(24)的進油口A₂₄連通；第九個單向閥(19)的出油口B₁₉與第二個 溢流閥(20)的進油口A₂₀連通；第十個單向閥(22)的進油口A₂₂與油箱連通；第四個三位 三通比例閥(24)的回油口T₂₄與油箱連通；連接在第一個馬達(13)上的第一個小齒輪(14) 與連接在第二個馬達(17)上的第二個小齒輪(16)同時驅動大齒輪(15)；角速度傳感器(34) 實時檢測大齒輪(15)的角速度；角速度傳感器(34)的檢測信號作為第一個控制器(39)的輸入信 號，第一個控制器(39)控制第一個和第二個三位三通比例閥(6、7)的閥口開口度；第一個 壓力傳感器(35)的壓力信號與第二個壓力傳感器(36)的壓力信號的差值作為第一個馬達 (13)的進出口壓力差；第三個壓力傳感器(37)的壓力信號與第四個壓力傳感器(38)的 壓力信號的差值作為第二個馬達(17)的進出口壓力差；第一個馬達(13)的進出口壓力差 與第二個馬達(17)的進出口壓力差的差值作為第二個控制器(40)的輸入信號，第二個控制 器(40)控制第三個和第四個三位三通比例閥(23、24)的閥口開口度。

2.根據權利要求1所述的一種實現多個小齒輪同步驅動一個大齒輪并實現系統負載均衡的液 壓驅動控制系統，其特征在于所述負載均衡的控制方法如下：

設定值ω1與角速度傳感器(34)測得的大齒輪角速度ω0的差值作為第一個控制器(39)的 輸入，當差值偏大，即ω1大于ω0時，第一個控制器(39)通過調節使第一個三位三通比例 閥(6)的閥口開口度變大，則流過第一個馬達(13)的流量變大，第一個馬達(13)的角速 度變大使大齒輪的角速度ω0變大；當輸入第一個控制器(39)的差值偏小時，即ω1小于ω 0時，第一個控制器(39)通過調節使第一個三位三通比例閥(6)的閥口開口度變小，使第 一個馬達(13)的進油量變小，同時第一個控制器(39)通過調節使第二個三位三通比例閥 (7)的閥口開口度變小，使第一個馬達(13)的排油量變小，則在第一個馬達(13)的出油 口B₁₃處形成背壓，使第一個馬達(13)的角速度變小，則大齒輪(15)的角速度ω0變小， 以達到控制大齒輪(15)的角速度與預設值接近的目的；當馬達排量一定時，其兩端的壓差 與其輸出扭矩成正比關系，以第一個馬達(13)工作時進出口壓差與第二個馬達(17)工作 時進出口壓差的差值作為第二個控制器(40)的輸入，當輸入第二個控制器(40)的差值偏 小，即第一個馬達(13)的進出口壓差小于第二個馬達(17)的進出口壓差，第二個控制器 (40)控制第三個三位三通比例閥(23)使其閥口開口度減小，則可減小流入第二個馬達(17) 的流量，從而減小第二個馬達(17)進出口的壓差值；當輸入第二個控制器(40)的差值偏 大，即第一個馬達(13)的進出口壓差大于第二個馬達(17)的進出口壓差，第二個控制器 (40)控制第四個三位三通比例閥(23)使其閥口開口度增加，則可增加進入第二個馬達(17) 的流量，從而增加第二個馬達(17)進出口的壓差值，使得第二個馬達(17)的進出口壓差 實時跟蹤第一個馬達(13)的進出口壓差，因此兩馬達的輸出扭矩達到一致，即第一個馬達 (13)與第二個馬達(17)的負載達到均衡。