一种恒速控制系统

摘要

一种恒速控制系统，包括变量泵、控制阀组、油箱、液压马达和控制器，变量泵分别连通于油箱和控制阀组，控制阀组连通于液压马达，控制阀组包括压力检测装置，控制器根据压力检测装置检测的管路的压力值的变化调节变量泵的排量，从而使液压马达维持恒速运转。本发明涉及的恒速控制系统，变量泵的排量根据系统反馈自适应调节排量，从而改变系统总流量，保证液压马达的流量始终恒定，从而维持马达恒速转动，进而使捣固振动频率恒定。

说明书

技术领域

本发明属于铁路养护机械技术领域，更具体地，涉及一种恒速控制系统。

背景技术

捣固车的捣固装置是整车的主要工作装置，用于捣固轨枕下的道砟。捣固装置通过振动和夹持对石砟作用，让石砟在小范围流动起来，并向较为稳定的方向移动，使其密实，从而提高轨道的稳定性。捣固装置的振动原理是，使用液压马达驱动偏心轴旋转，装在偏心轴颈上的内侧夹持油缸，在偏心轴的作用下做往复运动，如同曲柄摇杆机构中的连架杆一样，推动捣固臂以中心销轴为支点左右摆动，装在捣固臂下端的捣固头就产生摇摆式强迫振动。

目前，在铁路捣固系列车型中的捣固装置都采用定量油泵和定量油马达组成开式油泵—油马达回路，振动频率设计为35Hz。由于液压系统本身的容积效率是随着使用时间的增加而逐渐降低的，振动马达的转速也会随着逐渐降低，导致捣固头的振动频率低于35Hz，从而影响作业质量；另外，捣固装置每次作业下插和提起时，会造成捣固振动的负载变化，进而造成液压回路中的压力变化，而压力变化导致系统中泄漏量的变化，因此在定量泵和定量马达组成的液压回路中，捣固装置每次下插和提起是，振动频率都会发生一些改变，导致振动频率不稳。

因此，有必要设计一种用于捣固系列车型振动液压系统的恒速控制系统，能够实现振动马达自动调节并维持恒速运转。

发明内容

本发明的目的是提供一种恒速控制系统，使振动马达恒速运转。

为了实现上述目的，本发明提供一种恒速控制系统，包括变量泵、控制阀组、油箱、液压马达和控制器，所述变量泵分别连通于所述油箱和所述控制阀组，所述控制阀组连通于所述液压马达，所述控制阀组包括压力检测装置，所述控制器根据所述压力检测装置检测的管路的压力值的变化调节所述变量泵的排量，从而使所述液压马达维持恒速运转。

优选地，所述控制阀组还包括阀体；

所述阀体上设有阀组进油口、阀组出油口和回油口，所述变量泵包括吸油口和泵出油口；

所述吸油口与所述油箱通过第一管路相连通；

所述泵出油口与所述阀组进油口通过第二管路相连通；

所述阀组出油口与所述液压马达的入口通过第三管路相连通；

所述回油口与所述液压马达的出口通过第四管路相连通；

所述压力检测装置用于检测所述阀组进油口和所述阀组出油口之间的压力差值。

优选地，所述压力检测装置包括一对压力传感器，所述一对压力传感器分别用于检测所述第二管路和所述第三管路的压力；

所述控制器根据所述一对压力传感器检测的压力值计算压差，并根据所述压差的变化控制所述变量泵的排量，使所述压差恢复至预设压差值，从而使所述控制阀组的所述阀组出油口处输出的流量恢复至预设流量值，进而使所述液压马达维持恒速运转。

优选地，所述一对压力传感器通过压力检测接头分别设于所述阀组进油口和所述阀组出油口处。

优选地，所述控制阀组还包括换向阀，所述换向阀设于所述阀组出油口处。

优选地，所述变量泵为压力-流量控制变量泵，所述变量泵包括变量机构，用于调节所述变量泵的流量。

优选地，所述阀体上设有控制口，所述控制口通过第五管路连通于所述变量泵的变量机构的控制入口。

优选地，所述变量泵上设有泄油口，所述泄油口通过第六管路连通于所述油箱。

优选地，所述控制阀组包括溢流阀，所述阀体上设有溢流口，所述溢流阀设于所述溢流口处。

优选地，还包括冷却器，所述冷却器的入口通过第七管路连通于所述溢流阀，所述冷却器的出口通过第八管路连通于所述油箱。

本发明涉及的恒速控制系统，其有益效果在于：泵排量根据系统反馈自适应调节排量，从而改变系统总流量，保证液压马达的流量始终恒定，从而维持马达恒速转动，进而使捣固振动频率恒定。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的恒速控制系统的结构示意图；

图2a示出了根据本发明的一个实施例的恒速控制系统中控制阀组的主视图，图2b示出了控制阀组的侧视图，图2c示出了控制阀组的仰视图，图2d示出了控制阀组的俯视图；

图3a示出了根据本发明的一个实施例的恒速控制系统中变量泵的正视图，图3b示出了变量泵的侧视图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的恒速控制系统的原理图；

附图标记说明：

1变量泵，2控制阀组，3油箱，4第一管路，5第二管路，6第三管路，7第四管路，8第五管路，9第六管路，10冷却器，11第七管路，12第八管路，13阀组进油口，14阀组出油口，15回油口，16吸油口，17泵出油口，18压力传感器，19控制口，20泄油口，21溢流口，22控制入口。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种恒速控制系统，包括变量泵、控制阀组、油箱、液压马达和控制器，变量泵分别连通于油箱和控制阀组，控制阀组连通于液压马达，控制阀组包括压力检测装置，控制器根据压力检测装置检测的管路的压力值的变化调节变量泵的排量，从而使液压马达维持恒速运转。

本发明涉及的恒速控制系统，变量泵的排量根据系统反馈自适应调节排量，从而改变系统总流量，保证液压马达的流量始终恒定，从而维持马达恒速转动，进而使捣固振动频率恒定。

优选地，控制阀组还包括阀体；

阀体上设有阀组进油口、阀组出油口和回油口，变量泵包括吸油口和泵出油口；

吸油口与油箱通过第一管路相连通；

泵出油口与阀组进油口通过第二管路相连通；

阀组出油口与液压马达的入口通过第三管路相连通；

回油口与液压马达的出口通过第四管路相连通；

压力检测装置用于检测阀组进油口和阀组出油口之间的压力差值。

优选地，压力检测装置包括一对压力传感器，一对压力传感器分别用于检测第二管路和第三管路的压力；

控制器根据一对压力传感器检测的压力值计算压差，并根据压差的变化控制变量泵的排量，使压差恢复至预设压差值，从而使控制阀组的阀组出油口处输出的流量恢复至预设流量值，进而使液压马达维持恒速运转。

优选地，一对压力传感器通过压力检测接头分别设于阀组进油口和阀组出油口处。

优选地，控制阀组还包括换向阀，换向阀设于所述阀组出油口处，用于整个恒速控制系统的启停。

优选地，变量泵为压力-流量控制变量泵，变量泵包括变量机构，用于调节变量泵的流量。变量泵为现有产品，其结构和调节原理不再赘述。

优选地，阀体上设有控制口，控制口通过第五管路连通于变量泵的变量机构的控制入口。控制口处设有阀门。

根据管道流体力学中的定长管道压差反应流量大小的原理，通过控制阀组的压力传感器对阀组出油口处，即第三管路，和阀组进油口，即第二管路内的压力进行检测，并确定压差，控制器将压差反馈至变量泵，其中，定长管道即阀组进油口和阀组出油口之间的部分；在进行系统进行调试时，根据控制阀组的压差变化，调节变量泵的排量至合适的位置，使液压马达达到设定转速。

系统正常运转时，当有负载变化、磨损等原因造成的控制阀组的泄漏增加，阀组出油口处流量增加而导致压差变化时，控制器调节控制口处阀门的开启变大，使控制口输出至变量机构的油量增加，从而使变量泵的输出的流量减少，使压差恢复预设值，从而使液压马达稳定恒速运转；当控制阀组的泄漏减少时，控制器根据压差变化调节控制口处阀门的开启变小，使控制口输出至变量机构的油量减少，从而使变量泵的输出的流量增加，使压差恢复预设值，从而使液压马达稳定恒速运转，形成自动调节的过程。

优选地，变量泵上设有泄油口，泄油口通过第六管路连通于油箱，泄油口用于排出变量泵工作时的废油。

优选地，控制阀组包括溢流阀，阀体上设有溢流口，溢流阀设于溢流口处。

优选地，还包括冷却器，冷却器的入口通过第七管路连通于溢流阀，冷却器的出口通过第八管路连通于油箱。液压马达的回油通过第四管路，即回油管路由控制阀组的回油口处进入阀体内部，进而通过溢流口和溢流阀进入第七管路，并流经冷却器进行冷却降温，再返回油箱，避免油温过热，引起其他设备故障。

本发明涉及的恒速控制系统，能够依靠液压系统自身检测与反馈，可以准确控制液压马达转速，并能长期保持稳定。

实施例

如图1至图4所示，本发明提供了一种恒速控制系统，包括变量泵1、控制阀组2、油箱3、液压马达和控制器，变量泵1分别连通于油箱3和控制阀组2，控制阀组2连通于液压马达，控制阀组2包括压力检测装置，控制器根据压力检测装置检测的管路的压力值的变化调节变量泵1的排量，从而使液压马达维持恒速运转。

在本实施例中，控制阀组2还包括阀体；

阀体上设有阀组进油口13、阀组出油口14和回油口15，变量泵1包括吸油口16和泵出油口17；

吸油口16与油箱3通过第一管路4相连通；

泵出油口17与阀组进油口13通过第二管路5相连通；

阀组出油口14与液压马达的入口通过第三管路6相连通；

回油口15与液压马达的出口通过第四管路7相连通；

压力检测装置用于检测阀组进油口13和阀组出油口14之间的压力差值。

在本实施例中，压力检测装置包括一对压力传感器18，一对压力传感器18分别用于检测第二管路5和第三管路6的压力；

控制器根据一对压力传感器18检测的压力值计算压差，并根据压差的变化控制变量泵1的排量，使压差恢复至预设压差值，从而使控制阀组2的阀组出油口14处输出的流量恢复至预设流量值，进而使液压马达维持恒速运转。

在本实施例中，一对压力传感器18通过压力检测接头分别设于阀组进油口13和阀组出油口14处。

控制阀组2还包括换向阀，换向阀设于所述阀组出油口14处，用于整个恒速控制系统的启停。

变量泵1为压力-流量控制变量泵1，变量泵1包括变量机构，用于调节变量泵1的流量。

阀体上设有控制口19，控制口19通过第五管路8连通于变量泵1的变量机构的控制入口22。控制口19处设有阀门。

根据管道流体力学中的定长管道压差反应流量大小的原理，通过控制阀组2的压力传感器18对阀组出油口14处，即第三管路6，和阀组进油口13，即第二管路5内的压力进行检测，并确定压差，控制器将压差反馈至变量泵1，其中，定长管道即阀组进油口13和阀组出油口14之间的部分；在进行系统进行调试时，根据控制阀组2的压差变化，调节变量泵1的排量至合适的位置，使液压马达达到设定转速。

系统正常运转时，当有负载变化、磨损等原因造成的控制阀组2的泄漏增加，阀组出油口14处流量增加而导致压差变化时，控制器调节控制口19处阀门的开启变大，使控制口19输出至变量机构的油量增加，从而使变量泵1的输出的流量减少，使压差恢复预设值，从而使液压马达稳定恒速运转；当控制阀组2的泄漏减少时，控制器根据压差变化调节控制口19处阀门的开启变小，使控制口19输出至变量机构的油量减少，从而使变量泵1的输出的流量增加，使压差恢复预设值，从而使液压马达稳定恒速运转，形成自动调节的过程。

变量泵1上设有泄油口20，泄油口20通过第六管路9连通于油箱3，泄油口20用于排出变量泵1工作时的废油。

控制阀组2包括溢流阀，阀体上设有溢流口21，溢流阀设于溢流口21处。

在本实施例中，还包括冷却器10，冷却器10的入口通过第七管路11连通于溢流阀，冷却器10的出口通过第八管路12连通于油箱3。液压马达的回油通过第四管路7，即回油管路由控制阀组2的回油口15处进入阀体内部，进而通过溢流口21和溢流阀进入第七管路11，并流经冷却器10进行冷却降温，再返回油箱3。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。