卷缆电液控制装置及电力牵引工程车辆

摘要

本发明涉及一种卷缆电液控制装置及电力牵引工程车辆，其中，卷缆电液控制装置包括马达，所述马达驱动连接卷缆装置，与所述马达的左腔连通的油路设有第一压力传感器，与所述马达的右腔连通的油路设有第二压力传感器，所述马达所在的油路还设有电比例节流阀，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述电比例节流阀均电连接控制器；在收缆状态和放缆状态，所述控制器均能够根据所述第一压力传感器和所述第二压力传感器传送的信号进行判断，控制所述电比例节流阀的开口，以调节所述马达的背压。本发明能够按需对收放缆张力进行实时调节，结构简单，成本低。

权利要求

1.一种卷缆电液控制装置，其特征在于：包括马达(1)，所述马达(1)驱动连接卷缆装置(2)，与所述马达(1)的左腔连通的油路设有第一压力传感器(3)，与所述马达(1)的右腔连通的油路设有第二压力传感器(4)，所述马达(1)所在的油路还设有电比例节流阀(5)，所述第一压力传感器(3)、所述第二压力传感器(4)和所述电比例节流阀(5)均电连接控制器(6)；在收缆状态和放缆状态，所述控制器(6)均能够根据所述第一压力传感器(3)和所述第二压力传感器(4)传送的信号进行判断，控制所述电比例节流阀(5)的开口，以调节所述马达(1)的背压；

包括换向阀(7)，所述换向阀(7)的两个工作油口分别连通所述马达(1)的左腔和右腔；

收缆状态，所述换向阀(7)在第一工作位，所述马达(1)的左腔进油，所述马达(1)的右腔回油；放缆状态，所述换向阀(7)在第二工作位，所述马达(1)的右腔进油，所述马达(1)的左腔回油；

所述电比例节流阀(5)设于所述马达(1)的右腔与所述换向阀(7)的工作油口连通的油路。

2.如权利要求1所述的卷缆电液控制装置，其特征在于：所述马达(1)的右腔还连通油箱(8)，放缆状态，所述换向阀(7)在第二工作位，所述换向阀(7)的两个工作油口连通，所述马达(1)的左腔的回油通过所述换向阀(7)进入所述马达(1)的右腔。

3.如权利要求2所述的卷缆电液控制装置，其特征在于：所述马达(1)的右腔与油箱(8)连通的油路设有第一单向阀(9)，所述第一单向阀(9)的进油口连通油箱(8)，所述第一单向阀(9)的出油口连通所述马达(1)的右腔。

4.如权利要求1所述的卷缆电液控制装置，其特征在于：所述马达(1)的左腔与所述换向阀(7)的工作油口连通的油路设有节流阀(10)。

5.如权利要求4所述的卷缆电液控制装置，其特征在于：所述换向阀(7)为液控换向阀，所述节流阀(10)与所述换向阀(7)工作油口连通的油路旁接有第一控制油路，所述第一控制油路连通所述换向阀(7)的第一控制端，用于控制所述换向阀(7)处于第一工作位，所述节流阀(10)与所述马达(1)的左腔连通的油路旁接有第二控制油路，所述第二控制油路连通所述换向阀(7)的第二控制端，用于控制所述换向阀(7)处于第二工作位。

6.如权利要求4所述的卷缆电液控制装置，其特征在于：所述换向阀(7)的进油口通过驱动泵(12)连通油箱(8)，所述驱动泵(12)为电控变量泵。

7.如权利要求6所述的卷缆电液控制装置，其特征在于：所述节流阀(10)与所述换向阀(7)的工作油口连通的油路设有第三压力传感器(11)，所述第一压力传感器(3)设于所述节流阀(10)与所述马达(1)的左腔连通的油路，所述第三压力传感器(11)和所述电控变量泵电连接控制器(6)；所述控制器(6)能够根据所述第一压力传感器(3)和所述第三压力传感器(11)传送的信号进行判断，控制所述驱动泵(12)的排量，以调节所述马达(1)的转速。

8.一种电力牵引工程车辆，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的卷缆电液控制装置。

说明书

卷缆电液控制装置及电力牵引工程车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种卷缆电液控制装置及电力牵引工程车辆。

背景技术

[0002] 电力牵引工程车辆是一种以电力作为动力源，以电缆作为电力传输介质的工程车辆，电缆的一端经锚固器固定在供电箱上，另一端经卷扬缠绕后固定在车体上。若车辆行驶远离供电箱，则卷扬在电缆拉力作用下被动旋转卷放电缆；若车辆行驶靠近供电箱，则卷扬在马达驱动作用下主动旋转卷收电缆。通过卷缆控制装置来实现电缆收放跟随车辆行驶状
态变化。

[0003] 现有卷缆控制装置一般系统较复杂，能量损失较大，成本较高，且收缆无背压调节，电缆易产生波动；收缆、放缆状态切换瞬间，系统产生的相向流量疏导不当，容易产生较大压力冲击；还有一些卷缆控制装置不能按需对电缆张力进行实时调节，需要手动控制；还有一些卷缆控制装置虽能够按需对电缆张力进行调节，但较多地采用了先导控制方式，实
时性不佳。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提出一种卷缆电液控制装置及电力牵引工程车辆，其结构简单，能够实时调节收放缆张紧力。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种卷缆电液控制装置，其包括马达，所述马达驱动连接卷缆装置，与所述马达的左腔连通的油路设有第一压力传感器，与所述马达的右腔连通的油路设有第二压力传感器，所述马达所在的油路还设有电比例节流阀，所述第一压
力传感器、所述第二压力传感器和所述电比例节流阀均电连接控制器；在收缆状态和放缆
状态，所述控制器均能够根据所述第一压力传感器和所述第二压力传感器传送的信号进行
判断，控制所述电比例节流阀的开口，以调节所述马达的背压。

[0006] 在一优选或可选实施例中，卷缆电液控制装置包括换向阀，所述换向阀的两个工作油口分别连通所述马达的左腔和右腔；收缆状态，所述换向阀在第一工作位，所述马达的左腔进油，所述马达的右腔回油；放缆状态，所述换向阀在第二工作位，所述马达的右腔进油，所述马达的左腔回油。

[0007] 在一优选或可选实施例中，所述马达的右腔还连通油箱，放缆状态，所述换向阀在第二工作位，所述换向阀的两个工作油口连通，所述马达的左腔的回油通过所述换向阀进入所述马达的右腔。

[0008] 在一优选或可选实施例中，所述马达的右腔与油箱连通的油路设有第一单向阀，所述第一单向阀的进油口连通油箱，所述第一单向阀的出油口连通所述马达的右腔。

[0009] 在一优选或可选实施例中，所述电比例节流阀设于所述马达的右腔与所述换向阀的工作油口连通的油路。

[0010] 在一优选或可选实施例中，所述马达的左腔与所述换向阀的工作油口连通的油路设有节流阀。

[0011] 在一优选或可选实施例中，所述换向阀为液控换向阀，所述节流阀与所述换向阀工作油口连通的油路旁接有第一控制油路，所述第一控制油路连通所述换向阀的第一控制
端，用于控制所述换向阀处于第一工作位，所述节流阀与所述马达的左腔连通的油路旁接
有第二控制油路，所述第二控制油路连通所述换向阀的第二控制端，用于控制所述换向阀
处于第二工作位。

[0012] 在一优选或可选实施例中，所述换向阀的进油口通过驱动泵连通油箱，所述驱动泵为电控变量泵。

[0013] 在一优选或可选实施例中，所述节流阀与所述换向阀的工作油口连通的油路设有第三压力传感器，所述第一压力传感器设于所述节流阀与所述马达的左腔连通的油路，所
述第三压力传感器和所述电控变量泵电连接控制器；所述控制器能够根据所述第一压力传
感器和所述第三压力传感器传送的信号进行判断，控制所述驱动泵的排量，以调节所述马
达的转速。

[0014] 为实现上述目的，本发明还提供了一种电力牵引工程车辆，其包括上述任一实施例中的卷缆电液控制装置。

[0015] 基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

[0016] 本发明提供的卷缆电液控制装置在马达两侧分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均电连接控制器，在收缆状态和放缆状态，控制器均能够根据第一压力传感器和第二压力传感器传送的信号进行判断，第一压力传感器
与第二压力传感器采集的压力信号的差值即为马达的压差，控制器根据马达的压差，控制
电比例节流阀的开口，以调节马达的背压，进而能够按需对收放缆张力进行实时调节，结构简单，成本低。

附图说明

[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0018] 图1为本发明提供的卷缆电液控制装置的原理示意图。

[0019] 附图中标号：

[0020] 1-马达；2-卷缆装置；3-第一压力传感器；4-第二压力传感器；5-电比例节流阀；6-控制器；7-换向阀；8-油箱；9-第一单向阀；10-节流阀；11-第三压力传感器；12-驱动泵；13-第二单向阀。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

[0022] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护
范围的限制。

[0023] 如图1所示，为本发明提供的卷缆电液控制装置的示意性实施例，在该示意性实施例中，卷缆电液控制装置包括马达1，马达1驱动连接卷缆装置2，卷缆装置2旋转缠绕电缆；
与马达1的左腔连通的油路设有第一压力传感器3，第一压力传感器3用于检测马达1的左腔
的压力，与马达1的右腔连通的油路设有第二压力传感器4，第二压力传感器4用于检测马达
1的右腔的压力，马达1所在的油路还设有电比例节流阀5，第一压力传感器3、第二压力传感器4和电比例节流阀5均电连接控制器6；在收缆状态和放缆状态，控制器6均能够根据第一
压力传感器3和第二压力传感器4传送的信号进行判断，第一压力传感器3与第二压力传感
器4采集的压力信号的差值即为马达1的压差，控制器6根据马达1的压差，控制电比例节流
阀5的开口，以调节马达1的背压，进而能够按需对收放缆张力进行实时调节。

[0024] 上述实施例中的电比例节流阀5一阀多能，可用作收缆或放缆时马达1的背压调节，收缆状态调节背压能够减小电缆波动，放缆状态调节背压能够调节电缆张力并减小波
动。

[0025] 本发明提供的卷缆电液控制装置，可以提高卷缆控制性能，改善电缆波动等不利因素，系统简洁、成本低，且易于集成化，具有一定的经济效益与社会效益。

[0026] 本发明提供的卷缆电液控制装置还包括换向阀7，换向阀7的两个工作油口分别连通马达1的左腔和右腔；换向阀7的进油口通过驱动泵12连通油箱8，换向阀7的出油口连通
油箱8，马达1的右腔还连通油箱8。电比例节流阀5设于马达1的右腔与换向阀7的工作油口
连通的油路上。

[0027] 换向阀7具有两个工作位，收缆状态，换向阀7在第一工作位，换向阀7的进油口通过一工作油口连通马达1的左腔，马达1的左腔进油，马达1的右腔通过换向阀7的另一工作
油口连通换向阀7的出油口，马达1的右腔回油；放缆状态，换向阀7在第二工作位，换向阀7的两个工作油口连通，换向阀7的进油口与出油口连通，马达1的右腔进油，马达1的左腔回油，马达1的左腔的回油通过换向阀7的两个工作油口进入马达1的右腔。

[0028] 马达1的右腔与油箱8连通的油路设有第一单向阀9，第一单向阀9的进油口连通油箱8，第一单向阀9的出油口连通马达1的右腔。第一单向阀9能够在放缆过程为闭式回路补
油，防止马达1的右腔的油倒流回油箱8。

[0029] 马达1的左腔与换向阀7的工作油口连通的油路设有节流阀10。换向阀7为液控换向阀，节流阀10与换向阀7工作油口连通的油路旁接有第一控制油路，第一控制油路连通换向阀7的第一控制端，用于控制换向阀7处于第一工作位，节流阀10与马达1的左腔连通的油路旁接有第二控制油路，第二控制油路连通换向阀7的第二控制端，用于控制换向阀7处于
第二工作位。

[0030] 收缆状态，节流阀10的阀前压力大于阀后压力，换向阀7处于第一工作位；液压油依次通过换向阀7、节流阀10、马达1、电比例节流阀5、液控换向阀7，最后回油箱8。

[0031] 放缆状态，马达1在外力作用下反转成泵，液压油从马达1的右腔吸入，从马达1的左腔排出，此时节流阀10的阀前压力小于阀后压力，换向阀7瞬间自动切换至第二工作位，液压系统形成闭式回路，液压油从马达1排出依次通过节流阀10、换向阀7、电比例节流阀5再次进入马达1；第一单向阀9能够有利于为闭式回路补充液压油，防止马达1吸空。

[0032] 在上述各实施例的基础上，换向阀7的进油口通过驱动泵12连通油箱8，驱动泵12可以采用电控变量泵。节流阀10与换向阀7的工作油口连通的油路设有第三压力传感器11，第三压力传感器11用于检测节流阀10的阀前压力；第一压力传感器3设于节流阀10与马达1
左腔连通的油路，第一压力传感器3用于检测节流阀10的阀后压力；第三压力传感器11和驱动泵12电连接控制器6；控制器6能够根据第一压力传感器3和第三压力传感器11传送的信
号进行判断，第一压力传感器3与第三压力传感器11采集信号的差值即为节流阀10的压差；
控制器6根据节流阀10的压差控制驱动泵12的排量，以调节马达1的转速。

[0033] 在一优选或可选实施例中，在驱动泵12与换向阀7连通的油路上还可以设有第二单向阀13，第二单向阀13的进油口连通驱动泵12，第二单向阀13的出油口连通换向阀7，第二单向阀13能够防止油液回流，保护驱动泵12。

[0034] 上述各个实施例中，换向阀7可以为二位四通液控换向阀，换向阀7的第一工作油口A与马达1的左腔连通，换向阀7的第二工作油口B与马达1的右腔连通，换向阀7的进油口P连通驱动泵12，换向阀7的出油口T连通油箱8，换向阀7在第一工作位，换向阀7的进油口P连通第一工作油口A，换向阀7的出油口T连通第二工作油口B，换向阀7在第二工作位，换向阀7的第一工作油口A连通第二工作油口B，换向阀7的进油口P连通出油口T。节流阀10能够产生适当压降，驱动二位四通液控换向阀换向，使其能够根据收放缆状态自动切换工作位，收缆形成开式回路，放缆形成闭式回路。

[0035] 上述各个实施例中，控制器6能够采集各压力传感器的信号，并控制驱动泵12与电比例节流阀5。

[0036] 下面结合图1所示的具体实施例，详细说明卷缆电液控制装置在收缆状态和防缆状态的操作过程：

[0037] 收缆状态：此时节流阀10的阀前压力大于阀后压力，换向阀7处于第一工作位；液压油从驱动泵12输出依次通过第二单向阀13、换向阀7、节流阀10、马达1、电比例节流阀5、换向阀7，最后回油箱8；控制器6根据第一压力传感器3和第三压力传感器11采集的信号计
算所得当前节流阀10的压差情况，控制驱动泵12的排量以调节马达1的转速，控制器6同时
还根据第一压力传感器3和第二压力传感器4采集的信号计算所得当前马达1的压差情况，
控制电比例节流阀5的开口，以调节马达1背压，即调节电缆张力。

[0038] 放缆状态：马达1在外力作用下反转成泵，液压油从马达1的右腔吸入，从马达1的左腔排出，此时节流阀10的阀前压力小于阀后压力，换向阀7瞬间自动切换至第二工作位，液压系统形成闭式回路，液压油从马达1排出依次通过节流阀10、换向阀7、电比例节流阀5，再次进入马达1；设置第一单向阀9便于为闭式回路补充液压油，防止马达1吸空；驱动泵12的出口通往油箱8；控制器6根据采集计算所得当前节流阀10的压差情况(即节流阀10的阀
前压力小于阀后压力)，控制驱动泵12的排量为最小，控制器6根据当前马达1的压差情况，控制电比例节流阀5的开口，以调节马达1背压，即调节电缆张力。

[0039] 另外，通过第一压力传感器3和第三压力传感器11可以直接判断出马达1旋转方向，即收缆、放缆状态；若第三压力传感器11检测值大于第一压力传感器3，则是收缆状态；
若第三压力传感器11检测值小于第一压力传感器3，则是放缆状态。

[0040] 本发明还提供了一种电力牵引工程车辆，其包括上述任一实施例中的卷缆电液控制装置。

[0041] 通过上述各个实施例的描述，可以推导出：本发明提供的卷缆电液控制装置，具备卷缆马达转速控制、背压控制以及跟随电缆收放自动换向等重要功能，使得车辆在整个行驶过程中，能够轻松实现卷缆装置的主动收缆与被动放缆，以及按需对收放缆张力进行实
时调节，进而实现卷缆同步；且系统损失与压力冲击小，系统简洁、成本低。

[0042] 在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

[0043] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然
可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发
明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。