[发明专利]一种实现负载均衡的液压同步驱动控制系统

权利要求书

1.一种实现多个小齿轮同步驱动一个大齿轮并实现系统负载均衡的液压驱动控制系统，其特 征在于包括：两个过滤器(1、29)，两个变量泵(2、28)，两个顺序阀(3、27)，十个单向 阀(4、8、9、11、12、18、19、21、22、26)，两个蓄能器(5、25)，两个精过滤器(30、 33)，四个三位三通比例阀(6、7、23、24)，两个溢流阀(10、20)，两个马达(13、17)， 两个小齿轮(14、16)，大齿轮(15)，两个截止阀(31、32)，一个角速度传感器(34)，四 个压力传感器(35、36、37、38)，两个控制器(39、40)；第一个过滤器(1)的进油口A₁与油箱连通；第一个过滤器(1)的出油口B₁与第一个变量泵(2)的进油口A₂连通；第一 个变量泵(2)的出油口B₂分别与第一个顺序阀(3)的进油口P₃、第一个单向阀(4)的进 油口A₄连通；第一个顺序阀(3)的回油口T₃与油箱连通；第一个单向阀(4)的出油口B₄分别与第一个截止阀(31)的进油口A₃₁、第一个精过滤器(30)的进油口A₃₀连通；第一个 截止阀(31)的出油口B₃₁与第一个蓄能器(5)的进油口A₅连通；第一个精过滤器(30)的 出油口B₃₀分别与第一个三位三通比例阀(6)的进油口P₆、第二个三位三通比例阀(7)的 进油口P₇连通；第一个三位三通比例阀(6)的回油口T₆接油箱；第一个三位三通比例阀(6) 的出油口A₆分别与第二个单向阀(8)的出油口B₈、第三个单向阀(11)的进油口A₁₁、第 一个马达(13)的进油口A₁₃连通；第二个单向阀(8)的进油口A₈与油箱连通；第三个单 向阀(11)的出油口B₁₁与第一个溢流阀(10)的进油口A₁₀连通；第一个溢流阀(10)的回 油口B₁₀与油箱连通；第一个马达(13)驱动第一个小齿轮(14)；第一个压力传感器(35)实 时检测第一个马达(13)的进油口A₁₃处的压力值；第二个压力传感器(36)实时检测第一个马达 (13)的出油口B₁₃处的压力值；第一个马达(13)的出油口B₁₃分别与第四个单向阀(12)的 进油口A₁₂、第五个单向阀(9)的出油口B₉、第二个三位三通比例阀(7)的进油口A₇连通； 第四个单向阀(12)的出油口B₁₂与第一个溢流阀(10)的进油口A₁₀连通；第五个单向阀(9) 的进油口A₉与油箱连通；第二个三位三通比例阀(7)的回油口T₇与油箱连通；第二个过滤 器(29)的进油口A₂₉与油箱连通；第二个过滤器(29)的出油口B₂₉与第二个变量泵(28) 的进油口A₂₈连通；第二个变量泵(28)的出油口B₂₈分别与第二个顺序阀(27)的进油口 P₂₇、第六个单向阀(26)的进油口A₂₆连通；第二个顺序阀(27)的回油口T₂₇与油箱连通； 第六个单向阀(26)的出油口B₂₆分别与第二个截止阀(32)的进油口A₃₂、第二个精过滤器 (33)的进油口A₃₃连通；第二个截止阀(32)的出油口B₃₂与第二个蓄能器(25)的进油口 A₂₅连通；第二个精过滤器(33)的出油口B₃₃分别与第三个三位三通比例阀(23)的进油口 P₂₃、第四个三位三通比例阀(24)的进油口P₂₄连通；第三个三位三通比例阀(23)的回油 口T₂₃接油箱；第三个三位三通比例阀(23)的出油口A₂₃分别与第七个单向阀(21)的出油 口B₂₁、第八个单向阀(18)的进油口A₁₈、第二个马达(17)的进油口A₁₇连通；第七个单 向阀(21)的进油口A₂₁与油箱连通；第八个单向阀(18)的出油口B₁₈与第二个溢流阀(20) 的进油口A₂₀连通；第二个溢流阀(20)的回油口B₂₀与油箱连通；第二个马达(17)驱动第 二个小齿轮(16)；第三个压力传感器(37)实时检测第二个马达(17)的进油口A₁₇处的压力值； 第四个压力传感器(38)实时检测第二个马达(17)的出油口B₁₇处的压力值；第二个马达(17) 的出油口B₁₇分别与第九个单向阀(19)的进油口A₁₉、第十个单向阀(22)的出油口B₂₂、 第四个三位三通比例阀(24)的进油口A₂₄连通；第九个单向阀(19)的出油口B₁₉与第二个 溢流阀(20)的进油口A₂₀连通；第十个单向阀(22)的进油口A₂₂与油箱连通；第四个三位 三通比例阀(24)的回油口T₂₄与油箱连通；连接在第一个马达(13)上的第一个小齿轮(14) 与连接在第二个马达(17)上的第二个小齿轮(16)同时驱动大齿轮(15)；角速度传感器(34) 实时检测大齿轮(15)的角速度；角速度传感器(34)的检测信号作为第一个控制器(39)的输入信 号，第一个控制器(39)控制第一个和第二个三位三通比例阀(6、7)的阀口开口度；第一个 压力传感器(35)的压力信号与第二个压力传感器(36)的压力信号的差值作为第一个马达 (13)的进出口压力差；第三个压力传感器(37)的压力信号与第四个压力传感器(38)的 压力信号的差值作为第二个马达(17)的进出口压力差；第一个马达(13)的进出口压力差 与第二个马达(17)的进出口压力差的差值作为第二个控制器(40)的输入信号，第二个控制 器(40)控制第三个和第四个三位三通比例阀(23、24)的阀口开口度。

2.根据权利要求1所述的一种实现多个小齿轮同步驱动一个大齿轮并实现系统负载均衡的液 压驱动控制系统，其特征在于所述负载均衡的控制方法如下：

设定值ω1与角速度传感器(34)测得的大齿轮角速度ω0的差值作为第一个控制器(39)的 输入，当差值偏大，即ω1大于ω0时，第一个控制器(39)通过调节使第一个三位三通比例 阀(6)的阀口开口度变大，则流过第一个马达(13)的流量变大，第一个马达(13)的角速 度变大使大齿轮的角速度ω0变大；当输入第一个控制器(39)的差值偏小时，即ω1小于ω 0时，第一个控制器(39)通过调节使第一个三位三通比例阀(6)的阀口开口度变小，使第 一个马达(13)的进油量变小，同时第一个控制器(39)通过调节使第二个三位三通比例阀 (7)的阀口开口度变小，使第一个马达(13)的排油量变小，则在第一个马达(13)的出油 口B₁₃处形成背压，使第一个马达(13)的角速度变小，则大齿轮(15)的角速度ω0变小， 以达到控制大齿轮(15)的角速度与预设值接近的目的；当马达排量一定时，其两端的压差 与其输出扭矩成正比关系，以第一个马达(13)工作时进出口压差与第二个马达(17)工作 时进出口压差的差值作为第二个控制器(40)的输入，当输入第二个控制器(40)的差值偏 小，即第一个马达(13)的进出口压差小于第二个马达(17)的进出口压差，第二个控制器 (40)控制第三个三位三通比例阀(23)使其阀口开口度减小，则可减小流入第二个马达(17) 的流量，从而减小第二个马达(17)进出口的压差值；当输入第二个控制器(40)的差值偏 大，即第一个马达(13)的进出口压差大于第二个马达(17)的进出口压差，第二个控制器 (40)控制第四个三位三通比例阀(23)使其阀口开口度增加，则可增加进入第二个马达(17) 的流量，从而增加第二个马达(17)进出口的压差值，使得第二个马达(17)的进出口压差 实时跟踪第一个马达(13)的进出口压差，因此两马达的输出扭矩达到一致，即第一个马达 (13)与第二个马达(17)的负载达到均衡。