一种双水带卷盘液压马达驱动控制系统及方法

技术领域

本发明属于水带敷设车技术领域，具体涉及一种双水带卷盘液压马达驱动控制系统及方法。

背景技术

水带敷设车为配套排涝车使用的车辆，解决人工敷设水带工作效率低的问题，其中，水带敷设机构为双工位水带敷设机构，水带既可单条独立敷设，又可两条同步敷设。作为应急救援车辆，操控性及便捷性都有极高的要求，而水带敷设与卷收的同步性、操控性更是影响整车使用性能。

现有技术中，水带敷设、卷收系统为并联的马达控制系统，左右水带卷盘马达分别由两个比例换向阀独立控制，水带的同步卷收对两个比例换向阀的同步控制精度要求较高，存在个别比例阀不能满足水带卷盘马达同步控制精度要求。同时，由于各联换向阀的元件制造差异，造成每台车都需要人工参与对参数进行调节匹配，费时费力。更进一步的，由于并联的液压系统流量需要满足两个马达并联作业时流量，就需要匹配较大排量的液压泵，成本较高，在马达单独作业时又会造成流量的浪费和系统发热。

且在实际施工工况中，人工转动水带安装头以实现水带头对准安装接头进行调整，或进行水带被动拖动敷设，这都要求水带卷盘马达具有浮动功能。现有技术中无水带卷盘马达浮动作业功能，极大的影响了设备使用的操控性及便捷性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双水带卷盘液压马达驱动控制系统及方法，以解决现有技术中水带敷设、卷收工作模式单一、同步控制精度低和调节难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种双水带卷盘液压马达驱动控制系统：包括发动机，与发动机连接的液压泵，液压泵连接有用于改变进油路方向的比例换向阀，与比例换向阀连接的马达组件；

所述马达组件包括第一马达及第二马达，所述马达组件与比例换向阀间还连接有用于马达独立作业与同步作业模式切换的油路切换阀；

所述液压泵与比例换向阀间还连接有用于限定液压系统最高压力的主溢流阀。

液压泵输出油液经过比例换向阀及油路切换阀后进入第一马达或第二马达，通过油路切换阀中不同油路的选择与切换实现第一马达或第二马达的独立作业或同步作业，通过比例换向阀的切换实现第一马达或第二马达的正转与反转。

可选的，所述液压泵还连接有实现马达浮动作业的浮动切换阀，所述浮动切换阀输出端与第一马达及第二马达的壳体泄油腔对应连接。

通过浮动切换阀的选择切换实现第一马达或第二马达的单独浮动作业，或者第一马达及第二马达的同步浮动作业。

可选的，所述油路切换阀包括第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀及第三二位三通换向阀通过第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀及第三二位三通换向阀的选择接通以实现第一马达及第二马达在系统中独立作业与同步作业模式的切换。

可选的，所述浮动切换阀包括第一两位两通换向阀、第二两位两通换向阀、减压阀及第三两位三通换向阀；

所述第一马达还连接有第一梭阀与第二两位两通换向阀连接，所述第二马达还连接有第二梭阀与第一两位两通换向阀连接；

所述液压泵连接减压阀及第三两位三通换向阀，所述第三两位三通换向阀与第一马达及第二马达连接。

可选的，所述第一马达及第二马达均为径向柱塞马达。

上述方案中，通过设置油路切换阀可实现将第一马达与第二马达串联在液压回路中进行同步工作，实现独立作业与同步作业两种模式的切换，且配合比例换向阀的使用，实现第一马达与第二马达的独立正、反转及同步正反转，且通过设置浮动切换阀，使得产品的第一马达或第二马达可以实现同步浮动作业或单独浮动作业，实现单/双水带敷设与卷收的多作业模式便捷切换。

第二方面，本发明还提供了第一方面所述的一种双水带卷盘液压马达驱动控制方法，包括：

控制油路切换阀以实现第一马达、第二马达的独立动作或串联同步动作；

控制比例换向阀以实现第一马达、第二马达的正转与反转，以实现第一马达、第二马达的无极调速。

可选的，控制比例换向阀工作得电在右位，控制第三二位三通换向阀得电工作位在左位，第二二位三通换向阀得电工作在左位，第一二位三通换向阀不得电工作在左位，此时，第一马达独立正转；

控制比例换向阀工作得电在左位，控制第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀及第三二位三通换向阀与第一马达正转时得电情况一样，此时第一马达独立反转。

可选的，控制比例换向阀工作得电在右位，控制第三二位三通换向阀不得电工作在右位，第二二位三通换向阀得电工作在左位，第一二位三通换向阀得电工作在右位，此时，第二马达独立正转；

控制比例换向阀工作得电在左位，控制第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀及第三二位三通换向阀与第二马达正转时得电情况一样，此时第二马达独立反转。

可选的，控制比例换向阀工作得电在右位，控制第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀及第三二位三通换向阀全部不得电，此时，第一马达与第二马达串联同步正转；

控制比例换向阀得电工作在左位，控制第一二位三通换向阀、第二二位三通换向阀及第三二位三通换向阀与第一马达及第二马达同步正转时的得电情况一样，此时，第一马达与第二马达串联同步反转。

可选的，通过控制浮动切换阀以实现第一马达及第二马达的浮动作业，包括：

控制发动机怠速运行，液压泵小流量运行，控制第三两位三通换向阀得电运行，油液经过减压阀到达第三两位三通换向阀左位后，到达第一马达及第二马达的壳体泄油腔，控制第二两位两通换向阀或第一两位两通换向阀得电后通过第一梭阀或第二梭阀回油，以实现第一马达及第二马达的浮动作业。

本发明的有益效果和优点：

双水带卷盘液压马达驱动控制系统及方法通过设置油路切换阀，实现马达独立作业与同步作业模式的切换，通过第一二位三通换向阀、第二 二位三通换向阀及第三二位三通换向阀切换连接，控制第一马达与第二马达在液压系统中的连接方式，以实现第一马达与第一马达的独立作业或同步作业，两马达串联时，进入两个水带卷盘马达的油液通流量一致，进而保证水带的卷收与敷设同步性； 避免了多联比例阀参数匹配调整，极大减少了车辆调试时间；

通过设置比例换向阀，控制进油路的方向，以此实现第一马达或第二马达的正转及反转，且通过采用径向柱塞马达与浮动切换阀、第一梭阀及第二梭阀，实现第一马达及第二马达的浮动作业。

附图说明

图1为本发明的连接系统示意图。

图中：1-发动机，2-液压泵，3-主溢流阀，4-浮动切换阀，4.1-第一两位两通换向阀，4.2-第二两位两通换向阀，4.3-减压阀，4.4-第三两位三通换向阀，5-油路切换阀，5.1-第一二位三通换向阀，5.2-第二二位三通换向阀，5.3-第三二位三通换向阀，6-第一梭阀，7-第一马达，8-第二马达，9-第二梭阀，10-比例换向阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1所示，本实施例中提供了一种双水带卷盘液压马达驱动控制系统，包括发动机1，与发动机1连接的液压泵2，液压泵2连接有用于改变进油路方向的比例换向阀10，与比例换向阀10连接的马达组件；

本实施例中，马达组件优选由第一马达7及第二马达8组成，且本实施例中，第一马达7及第二马达8均采用径向柱塞马达，马达组件与比例换向阀10间还连接有用于马达独立作业与同步作业模式切换的油路切换阀5；

液压泵2与比例换向阀10间还连接有用于限定液压系统最高压力的主溢流阀3。

液压泵2还连接有实现马达浮动作业的浮动切换阀4，浮动切换阀4输出端与第一马达7及第二马达8的壳体泄油腔对应连接。

利用比例换向阀10中的油路切换，实现第一马达7或第二马达8的正转或反转，从而实现水带卷盘的敷设或卷收的工作；且通过油路切换阀5中的油路切换，实现第一马达7与第二马达8的串联同步正转或反转、独立正转或反转，从而实现双水带卷盘间的的串联同步敷设或卷收、单个水带卷盘的敷设或卷收的工作；且通过设置浮动切换阀4，实现第一马达7及第二马达8同时浮动作业或单独浮动作业。

油路切换阀5包括第一二位三通换向阀5.1、第二二位三通换向阀5.2及第三二位三通换向阀5.3，通过第一二位三通换向阀5.1、第二二位三通换向阀5.2及第三二位三通换向阀5.3的选择接通以实现第一马达7及第二马达8在系统中独立作业与同步作业模式的切换。

浮动切换阀4包括第一两位两通换向阀4.1、第二两位两通换向阀4.2、减压阀4.3及第三两位三通换向阀4.4；

第一马达7还连接有第一梭阀6与第二两位两通换向阀4.2连接，第二马达8还连接有第二梭阀9与第一两位两通换向阀4.1连接；

液压泵2连接减压阀4.3及第三两位三通换向阀4.4，第三两位三通换向阀4.4与第一马达7及第二马达8连接。

本实施例中还设置有现有技术中的比例手柄与比例换向阀10电性连接，以实现对马达转速的调节，从而实现水带卷盘旋转的无极调速。

实施例二：

如图1所示，本实施例还提供了一种双水带卷盘液压马达驱动控制方法，包括：

控制油路切换阀5以实现第一马达7、第二马达8的独立动作或串联同步动作；

控制比例换向阀10以实现第一马达7、第二马达8的正转与反转；

控制浮动切换阀4以实现第一马达7及第二马达8的浮动作业。

参考图1所示，本实施例中，当需要第一马达7独立正转时：

控制比例换向阀10工作得电在右位，控制第三二位三通换向阀5.3得电工作位在左位，第二二位三通换向阀5.2得电工作在左位，第一二位三通换向阀5.1不得电工作在左位，此时，液压泵2输出油液依次经过比例换向阀10右位、第三二位三通换向阀5.3左位后到达第一马达7的油口C，经过第一马达7的油口D后通过第一二位三通换向阀5.1左位返回到比例换向阀10右位，进一步回到液压油箱中，此时，第一马达7独立正转以带动水带卷盘驱动实现单个水带的敷设；

当需要第一马达7独立反转时：

控制比例换向阀10工作得电在左位，控制第三二位三通换向阀5.3得电工作位在左位，第二二位三通换向阀5.2得电工作在左位，第一二位三通换向阀5.1不得电工作在左位，此时，液压泵2输出油液依次经过比例换向阀10左位、第三二位三通换向阀5.3左位后到达第一马达7的油口C，经过第一马达7的油口D后通过第一二位三通换向阀5.1左位返回到比例换向阀10左位，进一步回到液压油箱中，此时，第一马达7独立反转以带动水带卷盘驱动实现单个水带的卷收。

参考图1所示，本实施例中，当需要第二马达8独立正转时：

控制比例换向阀10工作得电在右位，控制第三二位三通换向阀5.3不得电工作在右位，第二二位三通换向阀5.2得电工作在左位，第一二位三通换向阀5.1得电工作在右位，此时液压泵2输出油液依次经过比例换向阀10右位、第三二位三通换向阀5.3右位后到达第二马达8的油口A，经过第二马达8的油口B后通过第二二位三通换向阀5.2左位、第一二位三通换向阀5.1右位后返回到比例换向阀10右位，进一步回到液压油箱中，此时，第二马达8独立正转以带动水带卷盘驱动实现单个水带的敷设；

当需要第二马达8独立反转时：

控制比例换向阀10工作得电在左位，控制第三二位三通换向阀5.3不得电工作在右位，第二二位三通换向阀5.2得电工作在左位，第一二位三通换向阀5.1得电工作在右位，此时液压泵2输出油液依次经过比例换向阀10右位、第三二位三通换向阀5.3右位后到达第二马达8的油口A，经过第二马达8的油口B后通过第二二位三通换向阀5.2左位、第一二位三通换向阀5.1右位后返回到比例换向阀10左位，进一步回到液压油箱中，此时，第二马达8独立反转以带动水带卷盘驱动实现单个水带的卷收。

参考图1所示，本实施例中，当需要第一马达7及第二马达8同步正转时；

控制比例换向阀10工作得电在右位，控制第一二位三通换向阀5.1、第二二位三通换向阀5.2及第三二位三通换向阀5.3全部不得电，油液经第三二位三通换向阀5.3右位到达第二马达8油口A，再通过第二马达8油口B达到第二二位三通换向阀5.2右位，然后依次经过第一马达7、第一二位三通换向阀5.1后回到地理换向阀10右位后，进一步回到液压油箱，此时，第一马达7与第二马达8同步正转以带动水带卷盘驱动实现双水带的同步敷设；

当需要第一马达7及第二马达8同步反转时；

控制比例换向阀10得电工作在左位，控制第一二位三通换向阀5.1、第二二位三通换向阀5.2及第三二位三通换向阀5.3全部不得电，油液经第三二位三通换向阀5.3右位到达第二马达8油口A，再通过第二马达8油口B达到第二二位三通换向阀5.2右位，然后依次经过第一马达7、第一二位三通换向阀5.1后回到地理换向阀10左位后，进一步回到液压油箱，此时，第一马达7与第二马达8同步反转以带动水带卷盘驱动实现双水带的同步卷收；

同步作业时，第一马达7与第二马达8在油路中串联，进入两个水带卷盘马达的油液通流量一致，进而保证水带的卷收与敷设同步性； 避免了多联比例阀参数匹配调整，极大减少了车辆调试时间，同时，本实施例同步作业系统流量与独立动作系统流量相同，相较与并联的控制方法，可匹配较小的泵源。

参考图1所示，本实施例中，当需要第一马达7单独浮动作业时：

控制第二两位两通换向阀4.2、第三两位三通换向阀4.4得电，油液经过减压阀4.3达到第三两位三通换向阀4.4左位，此时压力油达到径向柱塞第一马达7壳体泄油腔，柱塞被压力油压入转子柱塞组件内时，油口C及油口D的油液通过第一梭阀6达到第二两位两通换向阀4.2左位，进一步回到油箱，实现第一马达7的浮动。

当需要控制第二马达8单独浮动作业时：

第一两位两通换向阀4.1、第三两位三通换向阀4.4得电，油液经过减压阀4.3达到第三两位三通换向阀4.4左位，此时压力油达到径向柱塞第二马达8壳体泄油腔，柱塞被压力油压入转子柱塞组件内时，油口A及油口B的油液通过第二梭阀9达到第一两位两通换向阀4.1左位，进一步回到油箱，实现第二马达8的浮动。

当需要第一马达7及第二马达8同时浮动作业时：

此时控制第一两位两通换向阀4.1、第二两位两通换向阀4.2及第三两位三通换向阀4.4得电，其浮动原理与第一马达7、第二马达8单独浮动作业原理一致，在此不再赘述。

本实施例中，马达的浮动作业是通过径向柱塞马达的固有特性完成，当马达进出油口无压力油连接，通过马达壳体泄油口时可以向壳体内腔提供约为2bar的压力，柱塞被压入转子柱塞组件内，滚轮不再位于凸轮曲线上，马达轴伸即可自由旋转，实现马达浮动。

以上技术方案中，通过设置减压阀4.3与第一两位两通换向阀4.1、第二两位两通换向阀4.2及第三两位三通换向阀4.4的联合使用，达到了第一马达7或第二马达8的单独浮动作业，及第一马达7与第二马达8的同时浮动作业的要求。

工作原理：水带敷设车在敷设过程中，通过控制比例换向阀10的切换以实现第一马达7或第二马达8的正转与反转，从而带动水带卷盘的正转与反转以实现水带的敷设与卷收，通过控制油路切换阀5的切换以实现第一马达7与第二马达8的独立作业或串联同步作业，从而控制水带的同步敷设或卷收，且通过控制浮动切换阀4的切换以实现第一马达7与第二马达8的浮动作业，通过上述的控制切换以实现双水带卷盘多作业模式的切换。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。