CN102815335A - 一种转向制动集成控制系统及矿用自卸车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转向制动集成控制系统及矿用自卸车,属于自卸车技术领域。其包括液压油箱、双联泵组、转向器、蓄能器、脚踏阀、前制动器和后制动器,所述双联泵组为负载敏感柱塞泵与定量齿轮泵同轴串联,其中,还包括转向制动阀组,由所述柱塞泵提供的油液经过转向制动阀组流向转向器的进油口,所述转向器回油经转向制动阀组流回液压油箱;所述齿轮泵输出的油液通过转向制动阀组进入蓄能器中,油液经转向制动阀组进入到所述脚踏阀中,所述脚踏阀的出油经所述转向制动阀流入所述前制动器和所述后制动器中。本发明通过设计高度集成的转向制动阀组,实现转向和制动功能,减小了元件的占用空间,提升了产品的可维修性,降低了系统发生故障的概率。
Description
技术领域
本发明涉及自卸车技术领域,特别涉及一种转向制动集成控制系统及矿用自卸车。
背景技术
矿用自卸车是矿用运输车,属于矿山开采设备,其主要用于在露天矿山进行矿石运输和岩石土方剥离等任务,是一种非公路用的重型自卸车,适用于各类矿山和水利工程,并且具有运程短、转弯半径小、载荷重、几何尺寸大等特点。
矿用自卸车为了实现转向、制动功能,往往设计了多个阀组,这些阀组包括转向阀组、制动阀组、前制动阀组、后制动阀组、缓冲阀组、快放阀组等,阀组与阀组之间通过管路连接在一起;其中阀组是阀块与插装阀芯的集合体,在机器工作时,系统通过阀芯的动作实现油路的接通、切断、换向、保压等基本功能,从而实现车辆的转向与制动。
铰接式卡车是一种矿用自卸车,其与传统矿用自卸车相比设计空间相对狭小。传统的多阀组分散布置,存在以下问题:①占用空间较大,增加了元件布置的难度,甚至影响整车设计的合理性;②增加了装配、调试、点检、维修的工作量和难度,降低了产品的可维修性;③增加了密封老化、胶管破损、接头渗漏等常见故障的概率,不利于产品质量的提升。
发明内容
为了解决目前的目前的矿用自卸车占用空间较大、维修难度和常见故障率较高以及产品质量提升困难的问题,现提供了一种转向制动集成控制系统及矿用自卸车。具体技术方案如下:
一种转向制动集成控制系统,包括液压油箱、双联泵组、转向器、蓄能器、脚踏阀、前制动器和后制动器,所述双联泵组为负载敏感柱塞泵与定量齿轮泵同轴串联,所述转向器为带负载敏感口的动态转向器,其中,还包括转向制动阀组,所述柱塞泵出油口和所述转向制动阀组的进油口P2连接,所述转向制动阀组的出油口P22和所述转向器的进油口连接,所述转向器的回油口和所述转向制动阀组的进油口T22连接,所述转向制动阀组的油口T3连接所述液压油箱,所述柱塞泵的负载传感口与所述转向器的负载传感口连接;
由所述柱塞泵提供的油液经过转向制动阀组流向转向器的进油口,然后油液经转向器回油口流入回转向制动阀组,由油口T3流回液压油箱;
所述齿轮泵的出油口P与所述转向制动阀组的进油口P1连接,由进油口P1进入的油液由油口AC进入蓄能器中,所述蓄能器储存能量,油液经转向制动阀组的出油口Pf和出油口Pm分别进入到所述脚踏阀的进油口A1和进油口A2中,所述脚踏阀的出油口B1和出油口B2分别与所述转向制动阀的进油口Bf和进油口Bm连接,所述转向制动阀的出油口B3和出油口B4分别与所述前制动器和所述后制动器连接;
由出油口B1和出油口液B2 流出的油液进入转向制动阀,然后经出油口B3和出油口B4流入所述前制动器和所述后制动器中。
优选的,所述油口AC包括有AC1、AC2和AC3 三个油口组成,所述蓄能器有三个,所述AC1、AC2和AC3 三个油口分别和三个所述蓄能器连接。
优选的,还包括有应急转向泵,所述应急转向泵和所述转向制动阀组的油口P3连接,所述油口P3和所述出油口P22相连通。
优选的,所述转向制动阀组包括多个单向阀、液控换向阀、减压阀和电磁阀,所述单向阀一和进油口P2连接,所述单向阀二和所述油口P3连接,所述单向阀三和油口T3连接,由进油口P2进入的油液经过单向阀一并从出油口P22进入转向器进油口,由应急转向泵输入的油液流入油口P3,经过单向阀二后一路进入出油口P22并流入到转向器进油口,另外一路由液控换向阀一流入蓄能器中,由进油口P1进入的油液经过单向阀四、单向阀五和单向阀六分别进入AC1、AC2和AC3 三个油口,所述油口P3和所述油口T3之间连接有液控换向阀二;
所述电磁阀一、减压阀一和单向阀九用于实现驻车制动,来自蓄能器的油液通过电磁阀一,经过减压阀一后流入油口Pb,所述油口Pb连接驻车制动器,驻车制动器的回油经油口Pb流入单向阀九后通过电磁阀一回到油箱;
所述电磁阀二、减压阀二和单向阀七用于差速控制,来自蓄能器的油液通过电磁阀二,经过减压阀二后流入油口Pc,所述油口Pc连接横向差速锁,横向差速锁的回油经油口Pc流入单向阀七后通过电磁阀二回到油箱;
所述电磁阀三、减压阀三和单向阀八用于驱动模式切换,来自蓄能器的油液通过电磁阀三,经过减压阀三后流入油口Pd,所述油口Pd连接中桥推动结合套,中桥推动结合套的回油经油口Pd流入单向阀八后通过电磁阀二回到油箱。
优选的,所述转向制动阀组还包括用于制动所述蓄能器压力的装置,所述装置由溢流阀、逻辑阀、和卸荷阀组成,所述逻辑阀的控制油口和所述卸荷阀的进口连接,所述逻辑阀控制油口和油口T1连接,所述油口T1和油箱连接,所述油口T1和所述进油口P1之间安装有所述溢流阀,来自蓄能器的油液通过所述卸荷阀进入油箱,来自进油口P1的油液可经过逻辑阀进入油箱。
优选的,所述转向制动阀组还包括有梭阀,所述进油口Bf和出油口B1之间设有梭阀一,所述进油口Bm和出油口B2之间设有梭阀二,所述梭阀一和所述梭阀二之间连接有电磁阀四,来自蓄能器的油液通过电磁阀四可进入所述前制动器和所述后制动器中。
优选的,所述转向制动阀组设有多个用于系统调试和故障诊断的测压口。
一种矿用自卸车,所述矿用自卸车安装上述任一项所述的转向制动集成控制系统。
与现有技术相比,上述技术方案提供的转向制动集成控制系统及矿用自卸车具有以下优点:通过设计高度集成的转向制动阀组,实现转向和制动功能,减小了元件的占用空间,提升了产品的可维修性,降低了系统发生故障的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中提供的转向制动阀组原理图;
图2是本发明实施例中提供的转向制动控制系统原理图。
附图中,各标号所代表的组件列表如下:
1双联泵组,2转向制动阀组,3蓄能器,4转向器,5脚踏阀,6单向阀,7液控换向阀,8溢流阀,9逻辑阀,10卸荷阀,11电磁阀,12减压阀,13梭阀,14前制动器,15后制动器,16横向差速锁,17中桥推动结合套,18转向缸,19齿轮泵,20柱塞泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图2所示,本发明实施例提供了一种转向制动集成控制系统,包括液压油箱(未画出)、双联泵组1、转向器4、蓄能器3、脚踏阀5、前制动器14、后制动器15、转向制动阀组2、横向差速锁16、中桥推动结合套17和转向缸18等元件,双联泵组1为负载敏感柱塞泵20与定量齿轮泵同轴19串联,转向器4为带负载敏感口的动态转向器,柱塞泵20出油口P5和转向制动阀组2的进油口P2连接,转向制动阀组的出油口P22和转向器的进油口P连接,转向器的回油口T和转向制动阀组的进油口T22连接,转向制动阀组的油口T3连接液压油箱,柱塞泵20的负载传感口X与转向器的负载传感口LS连接;由柱塞泵20提供的油液经过转向制动阀组2流向转向器4的进油口,然后油液经转向器4回油口流入回转向制动阀组2,由油口T3流回液压油箱。
齿轮泵19的出油口P6与转向制动阀组的进油口P1连接,由进油口P1进入的油液由AC1、AC2和AC3 三个油口分别进入到三个蓄能器3中,蓄能器3储存能量,油液经转向制动阀组的出油口Pf和出油口Pm分别进入到脚踏阀的进油口A1和进油口A2中,脚踏阀的出油口B1和出油口B2分别与转向制动阀的进油口Bf和进油口Bm连接,转向制动阀的出油口B3和出油口B4分别与前制动器14和后制动器15连接;由出油口B1和出油口液B2 流出的油液进入转向制动阀2,然后经出油口B3和出油口B4流入前制动器14和后制动器15中。转向制动控制系统还安装有应急转向泵(未画出),应急转向泵和转向制动阀组的油口P3连接,油口P3和出油口P22相连通。
如图1所示,转向制动阀组包括多个单向阀6、液控换向阀7、减压阀12、电磁阀11、溢流阀8、逻辑阀9、卸荷阀10和梭阀13,其中单向阀一6-1和进油口P2连接,单向阀二6-2和油口P3连接,单向阀三6-3和油口T3连接,由进油口P2进入的油液经过单向阀一6-1并从出油口P22进入转向器进油口P,由应急转向泵输入的油液流入油口P3,经过单向阀二6-2后一路进入出油口P22并流入到转向器进油口P,另外一路由液控换向阀一7-1流入蓄能器3中,由进油口P1进入的油液经过单向阀四6-4、单向阀五6-5和单向阀六6-6分别进入AC1、AC2和AC3 三个油口,油口P3和油口T3之间连接有液控换向阀二7-2;电磁阀一11-1、减压阀一12-1和单向阀九6-9用于实现驻车制动,来自蓄能器3的油液通过电磁阀一11-1,经过减压阀一12-1后流入油口Pb,油口Pb连接驻车制动器,驻车制动器的回油经油口Pb流入单向阀九6-9后通过电磁阀一11-1回到油箱;电磁阀二11-2、减压阀二12-2和单向阀七6-7用于差速控制,来自蓄能器3的油液通过电磁阀二11-2,经过减压阀二12-2后流入油口Pc,油口Pc连接横向差速锁16,横向差速锁16的回油经油口Pc流入单向阀七6-7后通过电磁阀二11-2回到油箱;电磁阀三11-3、减压阀三12-3和单向阀八6-8用于驱动模式切换,来自蓄能器3的油液通过电磁阀三11-3,经过减压阀12-3三后流入油口Pd,油口Pd连接中桥推动结合套17,中桥推动结合套17的回油经油口Pd流入单向阀八6-8后通过电磁阀二11-2回到油箱。
转向制动阀组2设有用于制动蓄能器3压力的装置,装置由溢流阀8、逻辑阀9、和卸荷阀10组成,逻辑阀9的控制油口和卸荷阀10的进口连接,逻辑阀9控制油口和油口T1连接,油口T1和油箱连接,油口T1和进油口P1之间安装有溢流阀8,来自蓄能器3的油液通过卸荷阀10进入油箱,来自进油口P1的油液可经过逻辑阀9进入油箱。进油口Bf和出油口B1之间设有梭阀一13-1,进油口Bm和出油口B2之间设有梭阀二13-2,梭阀一13-1和梭阀二13-2之间连接有电磁阀四11-4,来自蓄能器3的油液通过电磁阀四11-4可进入前制动器14和后制动器15中。转向制动阀组2还设有多个用于系统调试和故障诊断的测压口。
下面简单描述本发明实施例 工作原理。
双联泵组1由负载敏感柱塞泵20与定量齿轮泵19同轴串联,柱塞泵20的P5口与转向制动阀组的P2口连接,其中,转向制动阀组的P22口与转向器的进油口P连接;转向器的回油口T与转向制动阀组的T22口连接,柱塞泵20提供的油液经转向制动阀组的单向阀一6-1和出油口P22流向转向器的进油口P,回油经油口T22流入转向制动阀组2后,由油口T3流回油箱;柱塞泵的负载传感口X与转向器的负载传感口LS连接,柱塞泵20根据转向器4反馈的负载信号,改变斜盘倾角,实时提供满足需求的流量,确保无额外溢流损失。转向器4上连接有转向缸18,进入转向器4的油液推动转向缸18,实现车辆的转向。
转向制动阀组的P3口与应急转向泵连接(图中未画出),当机器因故障失去动力时,可通过应急转向泵向系统供油,保证拖车时的转向、制动等操作;油液经转向制动阀组的单向阀二6-2后一路通过油口P22进入转向系统,另外一路经液控换向阀一7-1进入进入蓄能器3后到达制动系统;该液控换向阀一7-1可以保证在发动机正常工作时应急转向泵空转,发动机故障时应急转向泵正常工作。液控换向阀二7-2的作用是保证发动机正常工作时转向系统与制动系统隔开,发动机故障时应急转向泵可向制动系统供油。当发动机正常工作的时候,应急转向泵提供的液压油由油口P3进入液控换向阀二7-2,然后到达油口T3流回油箱,应急转向泵空转,降低了功耗,发动机故障时应急转向泵正常工作,向制动系统和转向系统供油,保证车辆的转向和制动操作。
转向制动阀组2中,与进油口P2连接的单向阀一6-1和与油口P3连接的单向阀二6-2起到了保护泵体的作用,当系统存在压力冲击时,单向阀6将该冲击波阻挡,防止泵体因高压峰值损坏;与T3口连接的单向阀三6-3的作用相当于转向器中的“人力转向单向阀”,当转向系统没有压力油供给时,该单向阀三6-3的作用相当于一个手动泵。
双联泵组1中,齿轮泵19的P6口与转向制动阀组的P1口连接,为制动系统提供油液;油液经单向阀四6-4、单向阀五6-5和单向阀六6-6分别进入AC1、AC2和AC3 三个油口后,然后由AC1口、AC2口、AC3口流出,进入三个制动蓄能器3;实施制动时,蓄能器3储存的能量,分别经转向制动阀组的Pf口、Pm口,进入脚踏阀的P1口、P2口;脚踏阀5相当于一个双联减压阀,可根据脚踏板踩下的行程输出不同的压力,压力油由脚踏阀的出口B1口、B2口,进入转向制动阀组2的Bf口、Bm口;两路油液流经各自的梭阀一13-1和梭阀二13-2后,分别由B3口、B4口流入前制动器14和后制动器15,实施行车制动。来自蓄能器3的油液可通过电磁阀四11-4和梭阀一13-1、梭阀二13-2后进入到前制动器14和后制动器中15,实施制动。
制动蓄能器3的压力,是由转向制动阀组2中的溢流阀8、逻辑阀9、卸荷阀10共同控制的,上述三个阀的压力设定值分别为190bar、10bar、165bar;进一步来说,逻辑阀9为维持蓄能器压力的主溢流阀,其控制油口与卸荷阀10的进口连接在一起,逻辑阀8的控制油路接通油箱;当蓄能器3内压力达到卸荷阀10的设定值165bar时,卸荷阀10开启,此时,油液经油口T1回到油箱;由转向制动阀组P1口供给的油液,当达到逻辑阀9的设定压力10bar时,逻辑阀即开启溢流,油液经油口T1回到油箱,此时,系统在低压下卸荷,齿轮泵相当于空转,起到了降低功率损失的目的;溢流阀8为安全阀,当系统压力升至190bar时开启,油口P1进入的油液通过油口T1回到油箱。
驻车制动功能是由转向制动阀组中的电磁阀一11-1、减压阀一12-1、单向阀九6-9来实现的;进一步来说,解除驻车制动时,电磁阀一11-1得电,来自蓄能器3的压力油流经电磁阀一11-1,并由减压阀12-1将压力降至100bar后,由油口Pb进入驻车制动器推动活塞,解除驻车;实施驻车制动时,电磁阀一11-1失电,驻车制动器活塞在复位弹簧的推动下复位,油液经单向阀九6-9和电磁阀一11-1流回油箱。
差速控制功能是由所述转向制动阀组中的电磁阀二11-2、减压阀二12-2和单向阀七6-7来实现的;进一步来说,锁定横向差速锁16时,电磁阀二11-2得电,来自蓄能器3的压力油流经电磁阀二11-2,由减压阀12-2将压力降至30bar后,从Pc口进入横向差速锁16推动活塞,实现左右轮同步;解除横向差速锁16时,电磁阀二11-2失电,横向差速锁16活塞在复位弹簧的推动下复位,油液经单向阀七6-7和电磁阀二11-2流回油箱。
驱动模式切换功能是由转向制动阀组中的电磁阀三11-3、减压阀三12-3和单向阀八6-8来实现的;进一步来说,驱动模式由四轮驱动切换为六轮驱动时,电磁阀三11-3得电,来自蓄能器3的压力油流经电磁阀三11-3,由减压阀12-3将压力降至30bar后,从Pd口进入中桥推动结合套17,实现六轮驱动;六轮驱动变四轮驱动时,电磁阀三11-3失电,中桥推动结合套17在复位弹簧的推动下复位,油液经单向阀八6-8和电磁阀三11-3流回油箱。
此外,转向制动阀组2上还设计了多个用于方便系统调试与故障诊断的测压口,例如M1口、M2口、M3口、M4口、Ma1等为测压口。
本发明除逻辑阀10处存在低压溢流损失外,无其他的溢流、节流损失,起到了降低功耗,节约能源的目的。
本发明实施例还公开了一种矿用自卸车,该矿用自卸车安装有上述的转向制动控制系统,推土机的其它部件可参考现有技术,在此不做赘述。
本发明实施例公开的转向制动集成控制系统及矿用自卸车设计了高度集成、结构紧凑的转向制动阀组,将铰接式卡车的转向、制动、差速控制、驱动模式切换等功能,通过统一的阀组实现,避免了冗余的液压管路;也降低了装配、调试、点检、维修的工作量和难度,提高了产品的可维修性;同时,降低了密封老化、胶管破损、接头渗漏等常见故障的概率,利于产品质量的提升;另外,采用负载敏感控制,避免了溢流损失(定量泵)和高压卸荷(恒压泵)所造成的能量损失,达到降低功耗和节能的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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 (8)
1.一种转向制动集成控制系统,包括液压油箱、双联泵组、转向器、蓄能器、脚踏阀、前制动器和后制动器,所述双联泵组为负载敏感柱塞泵与定量齿轮泵同轴串联,所述转向器为带负载敏感口的动态转向器,其特征在于,还包括转向制动阀组,所述柱塞泵出油口和所述转向制动阀组的进油口(P2)连接,所述转向制动阀组的出油口(P22)和所述转向器的进油口连接,所述转向器的回油口和所述转向制动阀组的进油口(T22)连接,所述转向制动阀组的油口(T3)连接所述液压油箱,所述柱塞泵的负载传感口与所述转向器的负载传感口连接;
由所述柱塞泵提供的油液经过转向制动阀组流向转向器的进油口,然后油液经转向器回油口流入回转向制动阀组,由油口(T3)流回液压油箱;
所述齿轮泵的出油口P与所述转向制动阀组的进油口(P1)连接,由进油口(P1)进入的油液由油口(AC)进入蓄能器中,所述蓄能器储存能量,油液经转向制动阀组的出油口(Pf)和出油口(Pm)分别进入到所述脚踏阀的进油口(A1)和进油口(A2)中,所述脚踏阀的出油口(B1)和出油口(B2)分别与所述转向制动阀的进油口(Bf)和进油口(Bm)连接,所述转向制动阀的出油口(B3)和出油口(B4)分别与所述前制动器和所述后制动器连接;
由出油口(B1)和出油口液(B2)流出的油液进入转向制动阀,然后经出油口(B3)和出油口(B4)流入所述前制动器和所述后制动器中。
2.根据权利要求1所述的转向制动集成控制系统,其特征在于,所述油口(AC)包括有(AC1)、(AC2)和(AC3) 三个油口,所述蓄能器有三个,所述(AC1)、(AC2)和(AC3) 三个油口分别和三个所述蓄能器连接。
3.根据权利要求1所述的转向制动集成控制系统,其特征在于,还包括有应急转向泵,所述应急转向泵和所述转向制动阀组的油口(P3)连接,所述油口(P3)和所述出油口(P22)相连通。
4.根据权利要求2或3所述的转向制动集成控制系统,其特征在于,所述转向制动阀组包括多个单向阀、液控换向阀、减压阀和电磁阀,所述单向阀一和进油口(P2)连接,所述单向阀二和所述油口(P3)连接,所述单向阀三和油口(T3)连接,由进油口(P2)进入的油液经过单向阀一并从出油口(P22)进入转向器进油口,由应急转向泵输入的油液流入油口(P3),经过单向阀二后一路进入出油口(P22)并流入到转向器进油口,另外一路由液控换向阀一流入蓄能器中,由进油口(P1)进入的油液经过单向阀四、单向阀五和单向阀六分别进入(AC1)、(AC2)和(AC3)三个油口,所述油口(P3)和所述油口(T3)之间连接有液控换向阀二;
所述电磁阀一、减压阀一和单向阀九用于实现驻车制动,来自蓄能器的油液通过电磁阀一,经过减压阀一后流入油口(Pb),所述油口(Pb)连接驻车制动器,驻车制动器的回油经油口(Pb)流入单向阀九后通过电磁阀一回到油箱;
所述电磁阀二、减压阀二和单向阀七用于差速控制,来自蓄能器的油液通过电磁阀二,经过减压阀二后流入油口(Pc),所述油口(Pc)连接横向差速锁,横向差速锁的回油经油口(Pc)流入单向阀七后通过电磁阀二回到油箱;
所述电磁阀三、减压阀三和单向阀八用于驱动模式切换,来自蓄能器的油液通过电磁阀三,经过减压阀三后流入油口(Pd),所述油口(Pd)连接中桥推动结合套,中桥推动结合套的回油经油口(Pd)流入单向阀八后通过电磁阀二回到油箱。
5.根据权利要求4所述的转向制动集成控制系统,其特征在于,所述转向制动阀组还包括用于制动所述蓄能器压力的装置,所述装置由溢流阀、逻辑阀、和卸荷阀组成,所述逻辑阀的控制油口和所述卸荷阀的进口连接,所述逻辑阀控制油口和油口(T1)连接,所述油口(T1)和油箱连接,所述油口(T1)和所述进油口(P1)之间安装有所述溢流阀,来自蓄能器的油液通过所述卸荷阀进入油箱,来自进油口(P1)的油液可经过逻辑阀进入油箱。
6.根据权利要求4所述的转向制动集成控制系统,其特征在于,所述转向制动阀组还包括有梭阀,所述进油口(Bf)和出油口(B1)之间设有梭阀一,所述进油口(Bm)和出油口(B2)之间设有梭阀二,所述梭阀一和所述梭阀二之间连接有电磁阀四,来自蓄能器的油液通过电磁阀四可进入所述前制动器和所述后制动器中。
7.根据权利要求4所述的转向制动集成控制系统,其特征在于,所述转向制动阀组设有多个用于系统调试和故障诊断的测压口。
8.一种矿用自卸车,其特征在于,所述矿用自卸车安装有权利要求1至7任一项所述的转向制动集成控制系统。
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