CN102717706B - 工程机械及其行走驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种工程机械及其行走驱动系统，其中，该工程机械行走驱动系统包括：换向阀、主驱动马达和从驱动马达；换向阀连接供油油路、主驱动马达的进油油路及从驱动马达的进油油路；换向阀用于在第一工作状态时将供油油路中的液压油分流分别输送至主驱动马达的进油油路与从驱动马达的进油油路，以及在第二工作状态时将供油油路中的全部液压油输送至主驱动马达的进油油路。本发明在不改变马达排量的情况下，即可实现对行走驱动系统速度档位的切换。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种工程机械行及其走驱动系统。
背景技术
工程机械在工作状态时，通常采用低速行走驱动方式，以便得到较大的行走推进力。当设备需要变更工作场地时，为了提高设备的周转效率，通常采用高速行走驱动方式。对于采用液压马达驱动的行走装置，为了得到行走高、低速两种驱动方式，通常采用双速液压马达，即液压马达具有大排量和小排量两种工作状态。当液压马达处于大排量时，液压马达驱动力大，行走速度低，适用于设备需要较大的行走驱动力的工况。当液压马达处于小排量时，液压马达行走速度高，驱动力小，适用于设备需要快速移动的工况。
现有采用三台液压马达实现闭式液压回路的行走驱动方式，通过一台中速两档变速前驱马达和两台低速大扭矩后驱马达的不同排量组合实现四档行走速度。此外还有通过高低速切换阀改变液压马达排量而实现液压马达高低速模式的液压马达驱动装置，可抑制从制动动作的初期阶段产生较大的制动力而停止时冲击变大的情况。
上述各种依靠液压马达驱动的行走机构，其行走高低速控制均通过改变液压马达的排量实现，导致无法利用可靠性高、成本低的定量马达同时满足低速工作、高速移动的复合工况需求。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的第一目的在于提供一种能不改变马达排量即可实现行走高低速驱动的工程机械行走驱动系统，包括：换向阀、主驱动马达和从驱动马达；所述换向阀连接供油油路、所述主驱动马达的进油油路及所述从驱动马达的进油油路；所述换向阀用于在第一工作状态时将所述供油油路中的液压油分流分别输送至所述主驱动马达的进油油路与所述从驱动马达的进油油路，以及在第二工作状态时将所述供油油路中的全部液压油输送至所述主驱动马达的进油油路。
进一步地，所述换向阀还用于在所述第二工作状态时将所述供油油路中的全部液压油输送至所述从驱动马达的进油油路。
进一步地，所述换向阀的第一工作油口连接回油油路与所述从驱动马达的出油油路，第二工作油口连接所述从驱动马达的进油油路，第三工作油口连接所述主驱动马达的出油油路，第四工作油口连接所述供油油路与所述主驱动马达的进油油路；
在所述第一工作状态时，所述第一工作油口连通所述第三工作油口，所述第四工作油口连通所述第二工作油口；在所述第二工作状态时，所述第一工作油口与所述第三工作油口断开，所述第二工作油口与所述第四工作油口断开，所述第二工作油口与所述第三工作油口连通。
进一步地，所述换向阀为二位四通液控换向阀。
进一步地，所述换向阀的第一工作油口连接所述供油油路与所述主驱动马达的进油油路，第二工作油口连接所述从驱动马达的出油油路，第三工作油口连接所述从驱动马达的进油油路，第四工作油口连接回油油路及所述主驱动马达的出油油路；
在所述第一工作状态时，所述第一工作油口连通所述第三工作油口，所述第四工作油口连通所述第二工作油口；在所述第二工作状态时，所述第一工作油口与所述第三工作油口断开，所述第二工作油口与所述第四工作油口断开，所述第二工作油口与所述第三工作油口连通。
进一步地，所述换向阀为二位四通液控换向阀。
进一步地，工程机械行走驱动系统还包括制动阀、与所述主驱动马达对应的第一制动器及与所述从驱动马达对应的第二制动器；
所述制动阀设置在所述主驱动马达的进油油路及出油油路上，所述制动阀的输出端连接所述第一制动器与所述第二制动器；所述制动阀用于在所述主驱动马达动作时，控制所述第一制动器与所述第二制动器解除制动操作，并在所述主驱动马达停止时，控制所述第一制动器与所述第二制动器启动制动操作。
进一步地，工程机械行走驱动系统还包括设置在所述主驱动马达的进油油路与出油油路之间的溢流阀。
进一步地，工程机械行走驱动系统还包括：用于控制所述供油油路中液压油流量的比例换向阀。
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的第二目的在于提供一种能不改变马达排量即可实现行走高低速驱动的工程机械，设置有上述任一种工程机械行走驱动系统。
本发明工程机械行走驱动系统通过在液压回路上增加换向阀，行走机构低速进给作业时，供油油路中的液压油分流后通过两个驱动马达，此时各马达输出速度低，驱动力大；行走机构高速移动时，换向阀切换工作状态使通过驱动马达的流量增加，实现设备快速移动，从而在不改变马达排量的情况下，即可实现对行走驱动系统速度档位的切换，即本发明各实施例可以采用定量马达实现行走高低速驱动，提高了工程机械行走效率。
附图说明
图1为本发明工程机械行走驱动系统的第一实施例结构示意图；
图2为本发明工程机械行走驱动系统的第二实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
如图1所示，本发明工程机械行走驱动系统第一实施例包括：二位四通液控换向阀21’、主驱动马达5和从驱动马达6；其中，二位四通液控换向阀21’的第一工作油口连接供油油路与主驱动马达5的进油油路，第二工作油口连接从驱动马达6的出油油路，第三工作油口连接从驱动马达6的进油油路，第四工作油口连接回油油路及主驱动马达5的出油油路；二位四通液控换向阀21’在第一工作状态时，第一工作油口连通第三工作油口，第四工作油口连通第二工作油口；在第二工作状态时，第一工作油口与第三工作油口断开，第二工作油口与第四工作油口断开，第二工作油口与第三工作油口连通。
通过上述描述可知，二位四通液控换向阀21’在第一工作状态时将供油油路中的液压油分流，即供油油路中的液压油分流后分别输送至主驱动马达5的进油油路与从驱动马达6的进油油路，以及在第二工作状态时将供油油路中的全部液压油输送至主驱动马达5的进油油路，从驱动马达6的进油油路在二位四通液控换向阀21’的第二工作状态时没有液压油进入。
可以理解的是，主驱动马达5及从驱动马达6在二位四通液控换向阀21’的第一工作状态处于并联状态，若主驱动马达5及从驱动马达6对应的负载相同，则在二位四通液控换向阀21’的第一工作状态时，供油油路中液压油均分后分别输送至主驱动马达5的进油油路与从驱动马达6的进油油路，若主驱动马达5及从驱动马达6对应的负载不同，则供油油路中液压油根据主驱动马达5及从驱动马达6对应的负载进行分流。具体操作时，还可以在主驱动马达5的进出油路及从驱动马达6的进出油路中设置其他元件，以改变主驱动马达5的进出油路及从驱动马达6的进出油路上的负载，进而改变分流配比。
优选地，为了有效实现主驱动马达5与从驱动马达6同步制动，上述工程机械行走驱动系统还包括：制动阀3、第一制动器7及第二制动器8，其中第一制动器7及第二制动器8分别与主驱动马达5及从驱动马达6对应；制动阀3设置在主驱动马达5的进油油路及出油油路上，制动阀3的输出端连接第一制动器7与第二制动器8；制动阀3用于在主驱动马达5动作时，控制第一制动器7与第二制动器8解除制动操作，并在主驱动马达5停止时，控制第一制动器7与第二制动器8启动制动操作。其中，上述制动阀3可以采用已有的常规结构，在此不再赘述。
优选地，为了保护各元件，工程机械行走驱动系统还包括设置在主驱动马达5的进油油路与出油油路之间的溢流阀4。同样，该溢流阀4可以采用已有的常规结构，在此不再赘述。
优选地，为了控制上述有效调节液压油流量以控制行走机构的最大速度，工程机械行走驱动系统还包括：用于控制供油油路中液压油流量的比例换向阀1。该比例换向阀1可以采用各种常用的比例换向阀以实现流量调节功能，在此不再赘述。
上述工程机械行走驱动系统的工作原理简述如下：
主驱动马达5及从驱动马达6由比例换向阀1共同控制，比例换向阀1的最大流量决定了行走驱动系统对应驱动的行走机构的最大速度。当行走机构处于工作进给状态时，操作二位四通液控换向阀21’使其工作在第一工作状态，比例换向阀1输出的流量平均分配给主驱动马达5和从驱动马达6（对应主驱动马达5的进出油路及从驱动马达6的进出油路上的负载相同），此时行走驱动力大，行走速度低；当设备需要快速移动时，二位四通液控换向阀21’切换至第二工作状态，此时，从驱动马达6的进出油路与主驱动马达5的进出油路断开，且从驱动马达6的进出油口相通；比例换向阀1输出的流量只供给主驱动马达5，从驱动马达6随着主驱动马达5的运转而运动；此时，主驱动马达5的最大输出转速比工作进给状态时提高1倍；此外，主驱动马达5上装有制动阀3和溢流阀4，制动阀3输出的制动压力油输出端与主驱动马达5上的第一制动器7和从驱动马达6上的第二制动器8相连，只要主驱动马达5动作，则第一制动器7及第二制动器8全部解除制动，行走机构可以自由行走；如果主驱动马达5停止，则第一制动器7及第二制动器8使行走驱动系统可靠制动。
如图2所示，本发明工程机械行走驱动系统第二实施例通过二位四通液控换向阀21实现在第一工作状态时将供油油路中的液压油分流后分别输入至主驱动马达5的进油油路及从驱动马达6的进油油路，在第二工作状态时，将供油油路中的全部液压油依次输入主驱动马达5的进油油路及从驱动马达6的进油油路；本实施例与图1所示第一实施例的区别在于：二位四通液控换向阀21各工作油口通过采用与二位四通液控换向阀21’各工作油口不同的连接方式，实现在第二工作状态时，主驱动马达5的出油口与从驱动马达6的进油口连接，主驱动马达5与从驱动马达6串联。
本实施例的结构具体描述如下：二位四通液控换向阀21的第一工作油口连接回油油路及从驱动马达6的出油油路，第二工作油口连接从驱动马达6的进油油路，第三工作油口连接主驱动马达5的出油油路，第四工作油口连接供油油路与主驱动马达5的进油油路；在第一工作状态时，第一工作油口连通第三工作油口，第四工作油口连通第二工作油口；在第二工作状态时，第一工作油口与第三工作油口断开，第二工作油口与第四工作油口断开，第二工作油口与第三工作油口连通。
本实施例工程机械行走驱动系统的工作原理简述如下：
由图2可知，低速工作进给时，与图1所示的第一实施例相同，由二位四通液控换向阀21将供油油路中的液压油分流后分别输入至主驱动马达5的进油油路及从驱动马达6的进油油路；当行走机构需要快速移动时，二位四通液控换向阀21换向至第二工作状态，主驱动马达5的出油口与从驱动马达6的进油口连接，此时两个液压马达串联，比例换向阀1输出的液压油依次通过主驱动马达5和从驱动马达6，各驱动马达的最大行走速度提高一倍（对应主驱动马达5的进出油路及从驱动马达6的进出油路上的负载相同，速度相同，分流为均分时的情况；具体操作时，也可以如对图1中的解释一样，通过改变主驱动马达5的进出油路及从驱动马达6的进出油路上的负载，来改变分流配比）。
与图1所示第一实施例一样，图2中的比例换向阀1、制动阀3和溢流阀4等均为优选特征，对应的方案均为优选方案。
可以理解的是，本发明工程机械行走驱动系统主要在行走机构低速工作进给时通过将供油油路中的液压油分流后分别输送至主驱动马达5和从驱动马达6，在行走机构需要快速移动时，保证将供油油路中的全部液压油输送至主驱动马达5，图1及图2为两种具体的实施方式，具体操作时还可以采用其他的结构形式；此外，还可以采用其他的换向阀来实现二位四通液控换向阀21、21’的功能。本发明各实施例解释了包含两个驱动马达的行走驱动系统，具体操作时，还可以适用于包含其他偶数个驱动马达的行走驱动系统，如包含四个驱动马达的行走驱动系统，其中该四个驱动马达包括两个主驱动马达5及两个从驱动马达6，组成两对驱动马达，每对驱动马达可以适用于本发明各实施例的解释。本发明实施例还可以适用于包括驱工程机械行走驱动系统的工程机械。
本发明各实施例通过在液压回路上增加换向阀，行走机构低速进给作业时，供油油路中的液压油分流后通过两个驱动马达，此时各马达输出速度低，驱动力大；行走机构高速移动时，换向阀切换工作状态使通过驱动马达的流量，实现设备快速移动，从而在不改变马达排量的情况下，即可实现行走驱动系统速度档位的切换，即本发明各实施例可以采用定量马达实现行走高低速驱动，提高了工程机械行走效率，此外采用定量马达的行走驱动机构也能提高使用寿命，降低成本；此外，第一制动器及第二制动器的液压油来自同一驱动马达的制动阀，确保第一制动器及第二制动器同步动作，提高了行走稳定性和制动可靠性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种工程机械行走驱动系统，其特征在于，包括：换向阀、主驱动马达(5)和从驱动马达(6)；所述换向阀连接供油油路、所述主驱动马达(5)的进油油路及所述从驱动马达(6)的进油油路；
所述换向阀用于在第一工作状态时将所述供油油路中的液压油分流分别输送至所述主驱动马达(5)的进油油路与所述从驱动马达(6)的进油油路，以及在第二工作状态时将所述供油油路中的全部液压油输送至所述主驱动马达(5)的进油油路；所述换向阀还用于在所述第二工作状态时将所述供油油路中的全部液压油输送至所述从驱动马达(6)的进油油路。
2.根据权利要求1所述的工程机械行走驱动系统，其特征在于，所述换向阀的第一工作油口连接回油油路与所述从驱动马达(6)的出油油路，第二工作油口连接所述从驱动马达(6)的进油油路，第三工作油口连接所述主驱动马达(5)的出油油路，第四工作油口连接所述供油油路与所述主驱动马达(5)的进油油路；
在所述第一工作状态时，所述第一工作油口连通所述第三工作油口，所述第四工作油口连通所述第二工作油口；在所述第二工作状态时，所述第一工作油口与所述第三工作油口断开，所述第二工作油口与所述第四工作油口断开，所述第二工作油口与所述第三工作油口连通。
3.根据权利要求2所述的工程机械行走驱动系统，其特征在于，所述换向阀为二位四通液控换向阀(21)。
4.一种工程机械行走驱动系统，其特征在于，包括：换向阀、主驱动马达(5)和从驱动马达(6)；所述换向阀连接供油油路、所述主驱动马达(5)的进油油路及所述从驱动马达(6)的进油油路；
所述换向阀用于在第一工作状态时将所述供油油路中的液压油分流分别输送至所述主驱动马达(5)的进油油路与所述从驱动马达(6)的进油油路，以及在第二工作状态时将所述供油油路中的全部液压油输送至所述主驱动马达(5)的进油油路，所述换向阀的第一工作油口连接所述供油油路与所述主驱动马达(5)的进油油路，第二工作油口连接所述从驱动马达(6)的出油油路，第三工作油口连接所述从驱动马达(6)的进油油路，第四工作油口连接回油油路及所述主驱动马达(5)的出油油路；
在所述第一工作状态时，所述第一工作油口连通所述第三工作油口，所述第四工作油口连通所述第二工作油口；在所述第二工作状态时，所述第一工作油口与所述第三工作油口断开，所述第二工作油口与所述第四工作油口断开，所述第二工作油口与所述第三工作油口连通。
5.根据权利要求4所述的工程机械行走驱动系统，其特征在于，所述换向阀为二位四通液控换向阀(21’)。
6.根据上述权利要求4或5所述的工程机械行走驱动系统，其特征在于，还包括制动阀(3)、与所述主驱动马达(5)对应的第一制动器(7)及与所述从驱动马达(6)对应的第二制动器(8)；
所述制动阀(3)设置在所述主驱动马达(5)的进油油路及出油油路上，所述制动阀(3)的输出端连接所述第一制动器(7)与所述第二制动器(8)；所述制动阀(3)用于在所述主驱动马达(5)动作时，控制所述第一制动器(7)与所述第二制动器(8)解除制动操作，并在所述主驱动马达(5)停止时，控制所述第一制动器(7)与所述第二制动器(8)启动制动操作。
7.根据权利要求6所述的工程机械行走驱动系统，其特征在于，还包括设置在所述主驱动马达(5)的进油油路与出油油路之间的溢流阀(4)。
8.根据权利要求7所述的工程机械行走驱动系统，其特征在于，还包括：用于控制所述供油油路中液压油流量的比例换向阀(1)。
9.一种工程机械，其特征在于，设置有如权利要求1-8中任一项所述的工程机械行走驱动系统。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151014 Termination date: 20180526 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |