CN103692908B - 全液压行走车辆的液压差速系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于全液压行走车辆的液压差速系统，该系统主要由液压泵、液压马达、分流阀、外控式顺序阀、液压整流叠加板、转向液压缸、液压转向器构成。所述液压泵与液压马达构成两侧驱动回路；所述两侧驱动回路的高、低压侧分别通过液压整流叠加板、外控式顺序阀连通，并在连通总油路上设有阻尼孔；外控式顺序阀的控制油由转向系统提供。本发明在车辆直行时，左右两侧驱动系统互相独立，充分发挥全轮驱动的优势；在转向时，转向系统发出控制信号使得顺序阀打开，连通左右两侧油路，使得左右马达实现自动差速，同时设置的阻尼孔可以限制转向时一侧失速情况的恶化。本发明相对采用智能控制的系统成本低廉，可靠性高。

Description

全液压行走车辆的液压差速系统

技术领域

本发明涉及一种全液压行走车辆的液压差速系统，适用于全液压无桥驱动车辆。

背景技术

全液压驱动车辆采用左右分区形式具有良好的附着能力，车辆在复杂恶劣的地面条件下具有很好的通过性，该种车辆在转向时，由于内外侧车轮存在速度差，这就需要设置差速机构以保证车辆在转向时实现内外轮胎的差速，从而保证轮胎与地面间不发生相对滑动。

目前的市场上也有用于全液压车辆的差速系统，该系统中安装有一个凸轮，通过车体摆动或凸轮摆动进而控制安装在凸轮上的压力控制阀芯的位移，从而达到控制两侧液压泵排量大小，实现内外侧车轮的差速。然而，由于凸轮的加工制造精度、安装精度以及压力控制阀本身的精度等原因，造成该类型的差速机构需要对每一辆车单独进行复杂调试，定期维护的成本较高，使用一段时间后，极易出现内外侧泵排量不能按预期值调整，差速效果明显下降。以上缺点容易造成轮胎打滑或者拖轮现象，使得轮胎磨损加剧，影响正常转向，若是高速时还会影响车辆的横向稳定性。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种全液压行走车辆的液压差速系统。该系统可以自动地根据行驶情况在左右分别驱动和油路并联驱动两种模式下自动切换，以实现车辆差速的目的。

该系统主要由两组液压泵，两组液压马达，两个液压整流板、两个外控式顺序阀，两个分流阀，转向液压缸，梭阀，全液压转向器组成。一组液压泵与一组液压马达组成一侧驱动闭式回路，另一组液压泵与剩下一组液压马达组成另一侧驱动闭式回路，两个闭式回路分别驱动左右两侧车轮；每侧的闭式回路中串联一个分流阀，分流阀的一端接液压泵，一端与两个液压马达连接；左侧闭式回路的高低压油路分别通过液压整流叠加板、外控式顺序阀与右侧闭式回路对应的油路连通，连通的总油路上设有阻尼孔；外控式顺序阀的控制油来至转向系统，转向系统主要由转向液压缸、液压负载敏感转向器组成。

需要进一步说明的是：左右两侧闭式回路液压马达个数相等，且与对应的分流阀分流油路个数相匹配；两组液压泵个数可以不相等，但总流量在左右两侧对称分布；外控式顺序阀的控制油可以来自于安装在转向油缸进出口油路的梭阀上，此时液压转向器可以采用非负载敏感液压转向器；一条油路上的液压整流板与外控顺序阀可以整体用两个并联或是串联的外控式顺序阀代替；外控式顺序阀可以采用一个四通换向阀或插装阀组代替，四通换向阀和插装阀的控制方式可以采用液动或电磁形式。

本发明的差速系统通过转向系统的压力油信号自动地控制顺序阀的通断，从而达到行驶中的车辆自动地根据驾驶员命令在左右分别驱动与左右并联差速驱动两种模式中切换，能充分发挥左右分别驱动的高通过性与油路并联的差速优势；同时，通过设置阻尼孔可以有效避免在转向时一侧车轮出现打滑失速情况。与现有技术相比，能充分发挥全轮驱动的优势，又能解决转向差速问题，维护成本低廉，可靠性高，更加适应恶劣工况尤其是井下车辆。

附图说明

附图1为本发明全液压行走车辆的液压差速系统液压原理图。

图中标号分别是：1a、1b-液压泵；2a、2b-液压马达3a、3b-液压整流板；4a、4b-外控式顺序阀5a、5b-分流阀；6a、6b-转向液压缸；7-液压转向器；8a、8b-阻尼孔；P为油源，T为油箱。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明进一步详细说明。

本发明全液压行走车辆的液压差速系统，它包括两组液压泵，两组液压马达，两个外控式顺序阀，两个液压整流叠加板、两个分流阀，转向液压缸，全液压负载敏感转向器。液压泵1a的个数为N1，液压泵1b的个数为N2，液压马达2a、2b的个数都为N3；液压泵1a与液压马达2a组成左侧驱动闭式回路，液压泵1b与液压马达2b组成右侧驱动闭式回路；每侧的闭式回路中串联一个分流阀5a、5b，分流阀5a、5b的一端接液压泵，一端与液压马达连接；左侧闭式回路的高低压油路分别通过液压整流叠加板3a、3b、外控式顺序阀4a、4b与右侧闭式回路对应的油路连通，连通的总油路上设有阻尼孔8a、8b；外控式顺序阀4a、4b的控制油来至转向系统(全液压负载敏感转向器的LS口)；转向系统主要由转向液压缸6a、6b、全液压负载敏感转向器7组成。

本发明的工作过程是：当车辆直线行驶时，液压转向器7没有动作，转向系统中不产生压力信号，故外控式顺序阀4a、4b处于断开状态。此时，左右两侧闭式驱动回路相互独立，不受干扰，由于两侧都为驱动轮，牵引力较大，当一侧轮子出现失速打滑现象时另一侧轮子仍然能够提供一定的牵引力帮助车辆脱困；当一侧的其中一个轮子打滑时，分流阀5a、5b工作，强制将液压泵提供的压力油分配给两个轮子，不至于另一个轮子没有压力油流入而失去牵引力。

当车辆转向时行驶时，驾驶员转动方向盘从而带动负载敏感液压转向器7阀芯旋转，压力油通过转向器进入转向油缸，当负载敏感液压转向器动作时，其负载敏感反馈的LS口出现高压油(当采用普通液压转向器时，配套有安装在转向油缸进出油口上的梭阀，转向时梭阀出油口出现高压油)，高压油进入外控式顺序阀4a、4b的外控油口，两个外控式顺序阀4a、4b同时打开，左右两侧的闭式驱动油路连通，此时左右驱动马达的压力油由两个液压泵统一供油。连通油路上安装有整流板3a、3b，避免了顺序阀的单向特性，使得两侧回路自由并联。转向时由于前轮偏转或前车体偏转(折腰转向)、车辆横向力的影响使得左右两侧的车轮行驶阻力不一样，内侧阻力大而外侧阻力小。由于此时为并联油路，压力油根据阻力大小自动分配，阻力大的内侧油流量较少而阻力大的外侧油流量较多，进而使得马达转速不一样，这样就可以自动的实现内外侧车轮的差速。当转向的同时出现一侧车轮附着力下降而打滑时，另一侧的油液大量流入打滑侧马达，流量的增加使得阻尼孔8a、8b的前后压差增加，这样可以有效避免不打滑侧马达失压。阻尼孔大小按极限转弯工况时两侧回路压力与流量的差值设计，这样可以尽量减小阻尼孔在正常转向时的压降损失。

由以上工作过程可以看出，本发明液压差速系统能自动根据驾驶员的驾驶意图，通过从转向系统获取控制压力油来控制顺序阀的通断，达到自动地在左右分别驱动与左右并联差速驱动两种模式中切换，同时还能限制转向时一侧车轮失速在一定范围。相比其他差速方法，该方法结构简单，成本低，尤其是调试、维护成本；可靠性高，尤其是恶劣工作环境下能保持较好的差速性能。

Claims (8)

1.一种全液压行走车辆的液压差速系统，它包括两组液压泵，两组液压马达，两个外控式顺序阀，两个液压整流叠加板、两个分流阀，转向液压缸，全液压负载敏感转向器，其特征在于，第一组液压泵的液压泵(1a)的个数为N1，第二组液压泵的液压泵(1b)的个数为N2，第一组液压马达的液压马达(2a)的个数和第二组液压马达的液压马达(2b)的个数都为N3；第一组液压泵的液压泵(1a)与第一组液压马达的液压马达(2a)组成左侧驱动闭式回路，第二组液压泵的液压泵(1b)与第二组液压马达的液压马达(2b)组成右侧驱动闭式回路；左侧驱动闭式回路中串联一个第一分流阀(5a)，右侧驱动闭式回路中串联一个第二分流阀(5b)，第一分流阀(5a)的一端接第一组液压泵，另一端与第一组液压马达连接，第二分流阀(5b)的一端接第二组液压泵，另一端与第二组液压马达连接；左侧驱动闭式回路的高压油路通过第一液压整流叠加板(3a)、第一外控式顺序阀(4a)与右侧驱动闭式回路的高压油路连通，连通的总油路上设有第一阻尼孔(8a)；左侧驱动闭式回路的低压油路通过第二液压整流叠加板(3b)、第二外控式顺序阀(4b)与右侧驱动闭式回路的低压油路连通，连通的总油路上设有第二阻尼孔(8b)；第一外控式顺序阀(4a)、第二外控式顺序阀(4b)的控制油来自转向系统；转向系统由转向液压缸(6a、6b)、全液压负载敏感转向器(7)组成。

2.根据权利要求1所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述的N1、N2、N3为正整数。

3.根据权利要求1所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述第一组液压泵与第二组液压泵的总流量相等。

4.根据权利要求1所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述第一分流阀(5a)、第二分流阀(5b)的分油路数与对应液压马达的个数相等。

5.根据权利要求1所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述第一外控式顺序阀(4a)、第二外控式顺序阀(4b)的控制油来自于梭阀；所述梭阀取油口位于转向油缸进出油路上。

6.根据权利要求1所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述第一液压整流叠加板(3a)和第一外控式顺序阀(4a)、第二液压整流叠加板(3b)和第二外控式顺序阀(4b)构成的整体用两个并联或串联的外控式顺序阀代替。

7.根据权利要求1所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述第一外控式顺序阀(4a)、第二外控式顺序阀(4b)采用一个四通换向阀或插装阀组代替。

8.根据权利要求7所述的全液压行走车辆的液压差速系统，其特征在于：所述的四通换向阀和插装阀控制方式采用液动或电磁形式。