CN103671334A - 一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统及工程车辆，该液压系统包括左右油缸，左油缸的无杆腔和有杆腔与右油缸的无杆腔和有杆腔交叉连通，两个交叉连通的油路分别与进油路和回油路连通，两个油路分别与梭阀的两个进油口连通，梭阀的出油口与液控压力补偿阀的截止端油口连通，进油路通过调速阀与液控压力补偿阀的导通端油口连通，两个油路分别通过减压阀和调速阀与回油路连通。在上述技术方案中，通过梭阀和进油路的压差来控制液控压力补偿阀，使得两个阀同时打开和关闭，保证了左油缸和右油缸能够同时上升，设置两个油路上的阀组，保证了在左油缸和右油缸能够同速下降，保证了工程车辆在上升和下降过程中左油缸和右油缸的同步性。

Description

一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统及工程车辆

技术领域

本发明涉及液压系统的技术领域，尤其涉及到一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统及工程车辆。

背景技术

油气悬挂技术已广泛应用于多种工程机械中，如轮式起重机底盘、轮式装卸车，不仅可以调整整车高度，而且可以通过蓄能器的通断实现刚柔悬挂的切换以适应多种路面工况。

目前主流的全地面起重机底盘油气悬挂形式中，左右轮胎各设置一个悬挂油缸，整车倾斜或者重心不对称时，左右悬挂油缸所受负载特性不一样，整车底盘在提升过程中就会发生轻载一侧的悬挂油缸先动作，重载一侧的悬挂油缸后动作，从而造成整车底盘在提升过程中形成较大倾覆角，车辆部件由于受较大横向剪切力很容易损坏或者造成整车倾翻。整车底盘在下降时同样存在这样的后果，在下降开始之前，若底盘本身已经倾斜或者车辆重心不对称，重载一侧的悬挂油缸先动作，轻载一侧悬挂油缸后动作，同样会造成车辆零部件损坏或者整车倾翻。目前的技术是在油缸进油路加恒流阀以实现左右油缸进油量相同，虽然可以解决左右悬挂油缸在提升过程中同步，但不能解决左右悬挂油缸同一时刻动作，也就不能从根本上解决左右悬挂油缸升降同步的问题。

图1所示，图1为带恒流阀的悬挂液压原理图，左图为整车提升过程的液压油路原理图，悬挂油缸70和71进油路72均设有恒流阀73，从而保证左右悬挂油缸进油路流量保持均匀，不受负载压力波动影响，进而保证两个悬挂油缸70和71的提升速度一致，实现同步。悬挂油缸70和71回油路74均设有恒流阀75，从而保证左右悬挂油缸70和71回油流量保持均匀，进而保证左右悬挂油缸70和71下降速度一样，实现同步。尽管在进油路和回油路设置了流量阀，但是该方案不能保证左右悬挂油缸在偏载情况下左右油缸同时动作，就会造成左右悬挂油缸刚开始就存在延迟启动的问题。

发明内容

本发明提供了一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统及工程车辆，用以解决现有技术中存在油气悬挂油缸不能同步升降的问题。

本发明提供了一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统，该液压控制系统包括左油缸、右油缸、进油路和回油路，其中，所述左油缸的无杆腔和右油缸的有杆腔通过第一油路连通，所述左油缸的有杆腔和右油缸的无杆腔通过第二油路连通，且所述第一油路和第二油路均与所述进油路和回油路连通，

还包括梭阀、设置在所述第一油路与所述进油路连接油路的一个液控压力补偿阀、设置在所述第二油路与所述进油路连接油路上的另一个液压控制阀，以及与每个液控压力补偿阀对应连接的调速阀，所述梭阀的两个进油口分别与所述左油缸的无杆腔和右油缸的无杆腔连通，所述梭阀的出油口同时与所述两个液控压力补偿阀截止端的液压控制油口连通，所述进油路与两个液控压力补偿阀导通端的液压控制油口连通，所述第一油路和第二油路分别通过包括减压阀和调速阀的阀组与回油路连通。

在上述技术方案中，通过梭阀将左油缸和右油缸中比较大的油压和进油路的油压作为控制液控压力补偿阀开关的控制条件，控制两个液控补偿阀同时打开不同的幅度，使得进入左油缸和右油缸的无杆腔的油量相同，保证了左油缸和右油缸能够同时上升，同时通过设置在第一油路和第二油路上的减压阀，使得在左油缸和右油缸下降时，能够同速下降，保证了工程车辆在上升和下降过程中左油缸和右油缸的同步性。

优选的，所述液控压力补偿阀为二位二通液压控制阀，在截止端液压控制油口的油压大于导通端的液压控制油口的油压时，二位二通液压控制阀关闭油路，在导通端的液压控制油口的油压大于截止端的液压控制油口的油压时，二位二通液压控制阀导通油路。通过二位二通液压控制阀可以实现进油路跟第一油路和第二油路的开关控制。

优选的，所述液压控制系统还包括分别与所述第一油路和所述第二油路连通的蓄能器。实现了左油缸和右油缸分别与蓄能器之间的软连接。

优选的，所述液压控制系统还包括分别设置在所述第一油路和第二油路的压力传感器、与每个所述蓄能器通过开关阀连通的油泵，以及分别与两个压力传感器以及油泵信号连接的控制器，所述控制器在所述蓄能器内的油压小于与其对应的压力传感器检测到的油压时，控制与所述蓄能器对应的开关阀打开，并控制所述油泵给该蓄能器供油直至蓄能器内的油压与对应的压力传感器检测到的油压相同。保证了蓄能器和油缸内的油压保持一致，避免了在转换时的油压冲击。

优选的，所述开关阀为二位二通电磁阀，所述二位二通电磁阀的进油口与油泵连接，二位二通电磁阀的出油口与所述蓄能器连通，在二位二通电磁阀的阀芯位于左位时，所述油泵与所述蓄能器连通，在所述二位二通电磁阀的阀芯位于右位时，所述油泵与所述蓄能器断开。通过二位二通电磁阀，实现了对蓄能器与油泵以及油缸之间连通的转换。

优选的，所述液压控制系统还包括与所述油泵连通的电比例溢流阀，所述电比例溢流阀的溢流油压与所述两个所述压力传感器检测的油压中较小的油压相同。提高了液压控制系统的安全性。

本发明还提供了一种工程车辆，该工程车辆包括上述任一种液压控制系统。

在上述技术方案中，通过液压控制系统，实现了左油缸和右油缸在上升过程和下降过程中的同步性，进而提高了工程车辆在上升和下降过程中的安全性。

附图说明

图1为现有技术中带恒流阀的油气悬挂液压系统原理图；

图2为本发明实施例提供的油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统原理图；

图3为本发明实施例提供的具有蓄能器的油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图2所示，图2示出了本实施例提供的一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统原理图。

本发明实施例提供了一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统，该液压控制系统包括左油缸5、右油缸6、进油路3和回油路4，其中，左油缸5的无杆腔和右油缸6的有杆腔通过第一油路2连通，左油缸5的有杆腔和右油缸6的无杆腔通过第二油路1连通，且第一油路2和第二油路1均分别与进油路3和回油路4连通，所述液压控制系统还包括梭阀7、设置在所述第一油路2与所述进油路3连接油路的一个液控压力补偿阀、设置在所述第二油路1与所述进油路3连接油路上的另一个液压控制阀，以及与每个液控压力补偿阀对应连接的调速阀，梭阀7的两个进油口分别与左油缸5的无杆腔和右油缸6的无杆腔连通，梭阀7的出油口与两个液控压力补偿阀截止端的液压控制油口连通，进油路3与两个液控压力补偿阀导通端的液压控制油口连通，第一油路2和第二油路1分别通过包括减压阀和调速阀的阀组与回油路4连通。

其中的液控压力补偿阀为二位二通液压控制阀，在截止端液压控制油口的油压大于导通端的液压控制油口的油压时，二位二通液压控制阀关闭油路，在导通端的液压控制油口的油压大于截止端的液压控制油口的油压时，二位二通液压控制阀导通油路，且可根据截止端液压控制油口和导通端的液压控制油口的油压大小控制该二位二通液压控制阀的开口大小，进而控制通过该二位二通液压控制阀的流量。应当可以理解的是本发明的液压控制阀不仅限于上述二位二通液压控制阀，其他任一种可实现通过液压控制开断并可调节通路开口大小的液压阀均可应用在本实施例中，其原理与二位二通液压控制阀的工作原理相同，在此不再一一赘述。

下面结合图2详细说明本实施例提供的液压控制系统的工作原理。其中，左油缸5承受的重力为M1、右油缸6承受的重力为M2，以左油缸5为例，其有杆腔的油压为P1、横截面积为A1，无杆腔油压为P2、横截面积为A2，则M1=P2*A2-P1*A1，由于左油缸5的有杆腔和右油缸6的无杆腔连通，左油缸5的有杆腔和右油缸6的有杆腔连通，则右油缸6的有杆腔的油压为P2、横截面积为A1，无杆腔的油压为P1、横截面积为A2，则有M2=P1*A2-P2*A1；在上升过程中，若M1＞M2，则P2＞P1，即左油缸5的无杆腔压力大于右油缸6的无杆腔压力，由于左油缸5的无杆腔和右油缸6的无杆腔分别连接在梭阀7的两个进油口，因此，左油缸5的无杆腔的液压油将梭阀7的阀芯顶开使左油缸5的无杆腔的液压油流通到两个液控压力补偿阀的截止端的液压控制油口，其中设置在第一油路2上的液控压力补偿阀为第一液控压力补偿阀10，设置在第二油路1上的液控压力补偿阀为第二液控压力补偿阀11，两个调速阀中与第一液控压力补偿阀10对应的调速阀为第一调速阀30，与第二液控压力补偿阀11对应的调速阀为第二调速阀31。进油路3中的液压油分别进入到第一液控压力补偿阀10和第二液控压力补偿阀11的进油口以及导通端的液压控制油口，当导通端的液压控制油口的油压小于截止端的液压控制油口的油压时，即导通端的液压控制油口的油压低于P2，第一液控压力补偿阀10和第二液控压力补偿阀11关闭，在导通端的液压控制油口的油压大于P2时，第一液控压力补偿阀10和第二液控压力补偿阀11被同时打开，且两个液控压力补偿阀阀芯打开的幅度相同，但在打开后，在第二液控压力补偿阀11的进油口和出油口的油压不同，造成第二液控压力补偿阀11的导通端的油压下降，在第二液控压力补偿阀11截止端油压的作用下，第二液控压力补偿阀11的阀芯开度降低，直至第二液控压力补偿阀11的截止端的油压与截止端弹簧弹力的合力和导通端的油压产应的压力相同为止，此时，第一调速阀30和第二调速阀31的出油口油压相同，且第一调速阀30和第二调速阀31的进油口均与进油路3连通，使得第一调速阀30和第二调速阀31的进油口的油压相同，在油缸上升过程中，第一调速阀30和第二调速阀31的进油口和出油口的油压分别相同，因此，在第一调速阀30和第二调速阀31的开口调整一致时，通过第一调速阀30和第二调速阀31进入到第一液控压力补偿阀10和第二液控压力补偿阀11的油量一致。进油路3中的液压油同时以相同的速度进入到左油缸5和右油缸6。同理，M2＞M1时，则P1＞P2，此时，右油缸6的无杆腔的液压油顶开梭阀7进入到第一液控压力补偿阀10和第二液控压力补偿阀11的截止端的液压控制油口，其后续工作原理与P2＞P1时的工作原理相同，在此不再一一赘述。由上述工作原理可以看出，本实施例提供的液压控制系统通过采用梭阀7和两个液控压力补偿阀、调速阀使得进油路3的液压油同时并同速进入到左油缸5和右油缸6，使得承载不同重量M1和M2的左油缸5和右油缸6同时上升。

在油缸下降过程，其中第一油路2与回油路4连接的减压阀为第一减压阀21，第二油路1与回油路4连接的液压阀为第二减压阀20，第一减压阀21和第二减压阀20的出油口分别与第三调速阀33、第四调速阀32。且第一减压阀21和第二减压阀20均为定值减压阀，其工作过程为：在M1＞M2时，P2＞P1，即左油缸5的有杆腔的油压小于右油缸6的有杆腔的油压，但由于第一减压阀21和第二减压阀20均为定值减压阀，即无论第一减压阀21和第二减压阀20的进口油压为多少，经第一减压阀21和第二减压阀20的出口留出的液压油的油压均为定值，即通过第三调速阀33和第四调速阀32的进油口的油压相同，由于第三调速阀33和第四调速阀32的进油口油压相同，且第三调速阀33和第四调速阀32的出油口与回油路4的油压相同，因此，在第三调速阀33和第四调速阀32的开口调整一致时，第一油路2和第二油路1回流到回油路4的流量相同，保证了左油缸5和右油缸6能够同时下降。

如图3所示，图3示出了本发明实施例提供的液压控制系统另一种原理图。本实施例提供的液压控制系统除上述液压元件外还包括分别与第一油路2和第二油路1连通的蓄能器。其中，与第一油路2连接的蓄能器为第一蓄能器41，与第二油路1连接的蓄能器为第二蓄能器40，，通过第一蓄能器41和第二蓄能器40分别与第一油路2和第二油路1连接，可以实现工程车辆在行走时的软连接。

为了缓解工程车辆在硬连接和软连接转换时对左油缸5和右油缸6造成的冲击，液压控制系统还包括分别设置在第一油路2和第二油路1的压力传感器、与每个蓄能器通过开关阀连通的油泵8，以及分别与两个压力传感器以及油泵8信号连接的控制器，控制器在蓄能器内的油压小于与其对应的压力传感器检测到的油压时，控制与蓄能器对应的开关阀打开，并控制油泵8给该蓄能器供油直至蓄能器内的油压与对应的压力传感器检测到的油压相同。其中与第一油路2连接的蓄能器和压力传感器分别为第一蓄能器41和第一压力传感器61，与第二油路1连接的蓄能器和压力传感器分别为第二序鞥拿起和第二压力传感器60。与第一蓄能器41和第二蓄能器40分别对应的开关阀分别为第一开关阀51和第二开关阀50。

其中的第一开关阀51和第二开关阀50均为二位二通电磁阀，二位二通电磁阀的进油口与油泵8连接，二位二通电磁阀的出油口与蓄能器连通，在二位二通电磁阀的阀芯位于左位时，油泵8与蓄能器连通，在二位二通电磁阀的阀芯位于右位时，油泵8与蓄能器断开。

在工作时，以第一油路2为例，控制器检测到第一蓄能器41内的油压低于第一压力传感器61的油压时，控制第一开关阀51将油泵8和第一蓄能器41连通，并控制油泵8开始向第一蓄能器41内供油，直至第一蓄能器41内的油压与第一油路2的油压相同，之后，控制器控制第一开关阀51将油泵8与油箱连通，停止给第一蓄能器41供油，同理，给第二蓄能器40供油原理与给第一蓄能器41供油的工作原理相同，在此不再一一赘述。保证第一蓄能器41和第二蓄能器40的油压分别与第一油路2和第二油路1内的油压相同，当车辆转换到软连接时，由于第一蓄能器41和第二蓄能器40内的油压分别与第一油路2和第二油路1的油压相同，即蓄能器内的油压分别与油缸的有杆腔和无杆腔内的油压对应相同，在转换时，保证了油缸内的液压油不会大量流入蓄能器内，同时，蓄能器内的液压油也不会大量流入到油缸内，避免了造成车体高度改变的后果，改善了车体在由硬连接改成软连接时对油缸的冲击。

此外，在液压控制系统中还设置了与油泵8连通的电比例溢流阀9，且该电比例溢流阀9的溢流油压与第一压力传感器61和第二压力传感器62检测的油压中较小的油压相同，从而使得整车在提升过程中，蓄能器冲压结束后压力保持在左油缸和右油缸中的无杆腔油压的最小值，在需要柔性连接时，由于蓄能器内的油压与悬挂油路中的油压相近似，因此，避免了刚柔切换时的压力冲击，提高了整个液压控制系统的安全性。

本发明实施例还提供了一种工程车辆，该工程车辆包括现有技术中的轮式起重机、履带式起重器、泵车等工程车辆，且该工程车辆具有上述任一种液压控制系统。通过该液压控制系统，实现了车体在上升和下降时的同步性，保证了车体在上升和下降的过程中的稳定性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种油气悬挂油缸同步升降的液压控制系统，包括左油缸、右油缸、进油路和回油路，其中，所述左油缸的无杆腔和右油缸的有杆腔通过第一油路连通，所述左油缸的有杆腔和右油缸的无杆腔通过第二油路连通，且所述第一油路和第二油路均与所述进油路和回油路连通，其特征在于，

还包括梭阀、设置在所述第一油路与所述进油路连接油路的一个液控压力补偿阀、设置在所述第二油路与所述进油路连接油路上的另一个液压控制阀，以及与每个液控压力补偿阀对应连接的调速阀，所述梭阀的两个进油口分别与所述左油缸的无杆腔和右油缸的无杆腔连通，所述梭阀的出油口同时与所述两个液控压力补偿阀截止端的液压控制油口连通，所述进油路与两个液控压力补偿阀导通端的液压控制油口连通，所述第一油路和第二油路分别通过包括减压阀和调速阀的阀组与回油路连通。

2.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述液控压力补偿阀为二位二通液压控制阀，在截止端液压控制油口的油压大于导通端的液压控制油口的油压时，二位二通液压控制阀关闭油路，在导通端的液压控制油口的油压大于截止端的液压控制油口的油压时，二位二通液压控制阀导通油路。

3.如权利要求1～2任一项所述的液压控制系统，其特征在于，还包括分别与所述第一油路和所述第二油路连通的蓄能器。

4.如权利要求3所述的液压控制系统，其特征在于，还包括分别设置在所述第一油路和第二油路的压力传感器、与每个所述蓄能器通过开关阀连通的油泵，以及分别与两个压力传感器以及油泵信号连接的控制器，所述控制器在所述蓄能器内的油压小于与其对应的压力传感器检测到的油压时，控制与所述蓄能器对应的开关阀打开，并控制所述油泵给该蓄能器供油直至蓄能器内的油压与对应的压力传感器检测到的油压相同。

5.如权利要求4所述的液压控制系统，其特征在于，所述开关阀为二位二通电磁阀，所述二位二通电磁阀的进油口与所述油泵连接，二位二通电磁阀的出油口与所述蓄能器连通，在二位二通电磁阀的阀芯位于左位时，所述油泵与所述蓄能器连通，在所述二位二通电磁阀的阀芯位于右位时，所述油泵与所述蓄能器断开。

6.如权利要求3所述的液压控制系统，其特征在于，还包括与所述油泵连通的电比例溢流阀，所述电比例溢流阀的溢流油压与所述两个所述压力传感器检测的油压中较小的油压相同。

7.一种工程车辆，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的液压控制系统。

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