CN104343757A - 行走装置速度切换控制系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行走装置速度切换控制系统及工程机械，该行走装置速度切换控制系统包括：主进油油路、主回油油路、第一定量马达、第二定量马达和控制阀，其中，第一定量马达包括第一马达进油口和第一马达回油口；第二定量马达包括第二马达进油口和第二马达回油口；控制阀与主进油油路、主回油油路、第一定量马达及第二定量马达连接；用于控制所述第一定量马达与所述第二定量马达形成不同的连接方式来实现行走装置的速度切换，该切换控制系统原理简单、成本较低、通用性强、切换较平稳、便于应用在整个工程机械上。

Description

行走装置速度切换控制系统及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种行走装置速度切换控制系统及工程机械。

背景技术

目前，工程机械行走装置的控制方式包括机械传动、液压传动及其他传动组合形式等。机械传动虽然效率高，但速度调节范围小且只能实现有级传动，液压传动一般采用与机械传动匹配的传动方式，它的启动力矩大，但高效区间窄；车辆的液压驱动无级变速已成为现代工程机械的一个重要发展趋势。液压传动可与机械变速箱及轮间差速器组合，但不能彻底改善机械行走机构的性能和牵引力特性。

在液压传动中，可以实现无级变速，但调速范围小，不能获得较大的行走速度，液压传动配合轮边减速装置，可以扩大其调速范围，但传动系统结构复杂，成本高。而且在液压传动中，一般使用的是变量马达，通过控制其输入排量，使变量马达输出不同的速度，进而产生不同的行走速度。但针对液压系统中使用定量马达的情况下，则由于行走速度不可调，导致行走速度不能达到设计要求。

发明内容

为了克服现有的液压系统中使用定量马达的情况下，无法调节行走速度的问题，本发明提供一种行走装置速度切换控制系统及工程机械。

一方面，本发明提供了一种行走装置速度切换控制系统，包括：

主进油油路和主回油油路；

第一定量马达和第二定量马达；

控制阀，与所述主进油油路、所述主回油油路、所述第一定量马达和所述第二定量马达连接，用于控制所述第一定量马达与所述第二定量马达形成不同的连接方式来实现行走装置的速度切换。

进一步地，所述第一定量马达包括第一马达进油口和第一马达回油口；

第二定量马达包括第二马达进油口和第二马达回油口；

进一步地，所述控制阀包括第一进油口、第一回油口、第一工作油口和第二工作油口；

所述主进油油路连接所述第一马达进油口和所述第一进油口；所述第一马达回油口连接所述第一工作油口；所述主回油油路连接所述第二马达回油口和所述第一回油口，所述第二工作油口连接所述第二马达进油口；

所述控制阀包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态；

在第一工作状态下：

所述第一工作油口连接所述第一回油口，所述第二工作油口连接所述第二马达进油口；

在第二工作状态下：

所述第一工作油口连接所述第二工作油口；所述第一进油口处于断开状态，所述第一回油口处于断开状态。

进一步地，所述控制阀为二位四通换向阀。

进一步地，所述二位四通换向阀为液控换向阀，所述二位四通换向阀还包括泄油口和控制油口，

所述泄油口连接泄油油路；

所述控制油口连接伺服油路或者控制油路。

进一步地，所述控制阀包括第二进油口、第二回油口、第三工作油口和第四工作油口；

所述主进油油路连接所述第一马达进油口和所述第二进油口，所述主回油油路连接所述第一马达回油口和所述第二回油口；所述第三工作油口连接所述第二马达进油口，所述第四工作油口连接所述第二马达回油口；

所述控制阀包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态；

在第一工作状态下：

所述第二进油口连接所述第三工作油口，所述第二回油口连接所述第四工作油口；

在第二工作状态下：

所述第二进油口处于断开状态；所述第二回油口处于断开状态；所述第三工作油口连接所述第四工作油口。

进一步地，所述控制阀为二位四通换向阀。

进一步地，所述控制阀包括第三进油口、第三回油口、第五工作油口、第六工作油口、第七工作油口和第八工作油口；

所述主进油油路连接所述第三进油口，所述主回油油路连接所述第三回油口；所述第五工作油口连接所述第一马达进油口，所述第六工作油口连接所述第二马达进油口，所述第七工作油口连接所述第一马达回油口，所述第八工作油口连接所述第二马达回油口；

所述控制阀包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态；

在第一工作状态下：

所述第三进油口同时连接所述第五工作油口和第六工作油口，所述第三回油口同时连接所述第七工作油口和所述第八工作油口；

在第二工作状态下：

所述第三进油口连接所述第五工作油口，所述第三回油口连接所述第七工作油口，所述第六工作油口连接所述第八工作油口。

进一步地，所述控制阀为二位六通换向阀换向阀。

本发明还提供一种工程机械，设置有上述任意一项所述的行走装置速度切换控制系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的行走装置速度切换控制系统，包括：主进油油路、主回油油路、第一定量马达、第二定量马达和控制阀，其中，第一定量马达包括第一马达进油口和第一马达回油口；第二定量马达包括第二马达进油口和第二马达回油口；控制阀与主进油油路、主回油油路、第一定量马达及第二定量马达连接；通过控制第一定量马达与第二定量马达不同连接方式来使所述第一定量马达由第一工作速度切换到第二工作速度，该切换控制系统原理简单、成本较低、通用性强、切换较平稳、便于应用在整个工程机械上。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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：

图1为本发明实施例一中行走装置速度切换控制系统的液压原理示意图；

图2为本发明实施例二中行走装置速度切换控制系统的液压原理示意图；

图3为本发明实施例三中行走装置速度切换控制系统的液压原理示意图。

附图标记说明：

1、第一定量马达；11、第一马达进油口；12、第一马达回油口；2、第二定量马达；21、第二马达进油口；22、第二马达回油口；3、主进油油路；4、主回油油路；5、第一二位四通换向阀；51、第一进油口；52、第一回油口；53、第一工作油口；54、第二工作油口；55、泄油口；56、控制油口；6、第二二位四通换向阀；61、第二进油口；62、第二回油口；63、第三工作油口；64、第四工作油口；7、二位六通换向阀；71、第三进油口；72、第三回油口；73、第五工作油口；74、第六工作油口；75、第七工作油口；76、第八工作油口。

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做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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：

针对现有液压系统中使用定量马达的情况下，无法调节行走速度的问题，本发明通过在液压系统中设置用于控制定量马达连接油路的控制阀，通过控制阀控制两个或者更多个定量马达形成不同的连接方式，来实现调节定量马达的转速，使液压系统中定量马达控制的行走速度可调，满足机械设计要求。

实施例一

请参见图1，该行走装置速度切换控制系统可以包括主进油油路3、主回油油路4、第一定量马达1、第二定量马达2和控制阀，其中，第一定量马达1包括第一马达进油口11和第一马达回油口12；第二定量马达2包括第二马达进油口21和第二马达回油口22；控制阀与主进油油路3、主回油油路4、第一定量马达1与第二定量马达2连接；通过调整控制阀的工作状态，可以使第一定量马达1与第二定量马达2处于并联或串联状态，以在相应状态下调节第一定量马达1及第二定量马达的工作速度，进而调节行走装置的行走速度。

如图1所示，本实施例中控制阀为第一二位四通换向阀5，第一二位四通换向阀5包括第一进油口51、第一回油口52、第一工作油口53和第二工作油口54；第一二位四通换向阀5包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态。

在第一工作状态下：主进油油路3连接第一马达进油口11，第一马达回油口12连接第一工作油口53，第一工作油口53连接第一回油口52，第一回油口52连接主回油油路4。主进油油路3还连接第一进油口51，第一进油口51连接第二工作油口54，第二工作油口54连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接主回油油路4。

在第一二位四通换向阀5的第一工作状态下，能够实现第一定量马达1与第二定量马达2并联，使第一定量马达1与第二定量马达2速度相对较小，扭矩相对较大。

在第二工作状态下：主进油油路3连接第一马达进油口11，第一马达回油口12连接第一工作油口53，第一工作油口53连接第二工作油口54，第二工作油口54连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接主回油油路4。主进油油路3还连接第一进油口51，第一进油口51处于断开状态，主回油油路4连接第一回油口52，第一回油口52处于断开状态。

在第一二位四通换向阀5的第二工作状态下，能够实现第一定量马达1与第二定量马达2串联，使第一定量马达1与第二定量马达2相对于在第一工作状态下的速度变大，扭矩减小。

具体实施时，第一二位四通换向阀5可以采用液控换向阀，例如，如图1所示，该第一二位四通换向阀5还包括泄油口55和控制油口56，泄油口55连接泄油油路，以实现第一二位四通换向阀5的泄油；控制油口56连接伺服油路或者控制油路，以实现对第一二位四通换向阀5的工作状态进行液压控制。

在本发明实施例一中，通过设置一第一二位四通换向阀5配合液压油路设计，能够使定量马达实现速度快慢切换，该结构简单，便于大规模使用。

当然作为其他选择，也可以再添加第三定量马达、第四定量马达和第五定量马达等多个定量马达，通过参照上述连接和控制方式控制它们并联或者串联，可以实现对多个定量马达的速度调节。当然，第一二位四通换向阀5也可以采用二位四通电磁换向阀，通过电流或电压信号控制其换向，其具体结构可参照上述设计和现有技术，在此不再赘述。

本发明实施例的工作原理为：如图1所示，液压系统中的主进油油路3连接第一二位四通换向阀5的第一进油口51同时连接第一定量马达1的第一马达进油口11，主回油油路4连接第一二位四通换向阀5的第一回油口52同时连接第二定量马达2的第二马达回油口22，第一二位四通换向阀5的第一工作油口53连接第一定量马达1的第一马达回油口12，第一二位四通换向阀5的第二工作油口54连接第二定量马达2的第二马达进油口21。第一二位四通换向阀5的泄油口55连接泄油油路，第一二位四通换向阀5的控制油口56连接伺服油路。

该行走装置速度切换控制系统在工程机械开机后，第一二位四通换向阀5处于左位(第一工作状态)，两个定量马达(第一定量马达1和第二定量马达2)处于并联状态，此时两个定量马达处于大扭矩慢速状态。当第一二位四通换向阀5被切换至右位(第二工作状态)后，两个定量马达(第一定量马达1和第二定量马达2)处于串联状态，此时两个定量马达为小扭矩快速状态。这样，通过控制第一二位四通换向阀5的工作状态，可以轻而易举实现行走装置内两个定量马达快慢速切换。

与现有技术相比，本发明实施例一只需通过增加一个第一二位四通换向阀5及配套的液压油路即可实现行走快慢速切换，该行走装置速度切换控制系统原理简单、成本较低、通用性强、切换较平稳、便于在整个工程机械中广泛应用。

实施例二

请参见图2，该行走装置速度切换控制系统可以包括主进油油路3、主回油油路4、第一定量马达1、第二定量马达2和控制阀，其中，第一定量马达1包括第一马达进油口11和第一马达回油口12；第二定量马达2包括第二马达进油口21和第二马达回油口22；控制阀与主进油油路3、主回油油路4、第一定量马达1与第二定量马达2连接；通过调整控制阀的工作状态，可以使第一定量马达1与第二定量马达2并联或使第一定量马达1工作与第二定量马达2形成悬浮状态，以调节相应定量马达的工作速度，进而调节行走装置的行走速度。

如图2所示，该实施例二中控制阀可以为第二二位四通换向阀6，该第二二位四通换向阀6包括第二进油口61、第二回油口62、第三工作油口63和第四工作油口64。

其中，为了实现第一定量马达1与第二定量马达2并联或第一定量马达1工作与第二定量马达2形成悬浮状态这两种工作状态，该第二二位四通换向阀6可以包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态。

如图2所示，在第一工作状态下：主进油油路3连接第一马达进油口11，第一马达回油口12连接主回油油路4。主进油油路3还连接第二进油口61，第二进油口61连接第三工作油口63，第三工作油口63连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接第四工作油口64，第四工作油口64连接第二回油口62，第二回油口62连接主回油油路4。

第二二位四通换向阀6在第一工作状态下，可以实现第一定量马达1与第二定量马达2并联，使第一定量马达1与第二定量马达2速度变小，扭矩变大。

在第二工作状态下：主进油油路3连接第一马达进油口11，第一马达回油口12连接主回油油路4。主进油油路3还连接第二进油口61，第二进油口61处于断开状态；主回油油路4还连接第二回油口62，第二回油口62处于断开状态；第三工作油口63连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接第四工作油口64，第三工作油口63连接第四工作油口64。

第二二位四通换向阀6在第二工作状态下，实现第一定量马达1工作与第二定量马达2形成悬浮状态，使第一定量马达1相对在第一工作状态下速度变大，扭矩减小。为了防止第二定量马达2在悬浮过程中，由于惯性转动造成其内部液压油对液压元件的冲击，本发明实施例二中设置了补油过程，即通过将第三工作油口63连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接第四工作油口64，并且第三工作油口63连接第四工作油口64；使第二定量马达2可以进入平稳过渡阶段，不会对液压元件造成太大的冲击。

当然作为其他选择，也可以再添加第三定量马达、第四定量马达和第五定量马达等多个定量马达，通过参照上述实施例二所述的连接和控制方式控制它们并联或者部分工作部分形成悬浮状态，实现对多个定量马达的速度调节。具体实施时，第二二位四通换向阀6可以采用液控换向阀，通过伺服油路或者控制油路实现工作状态的调整，也可以采用电磁换向阀，通过电流或者电压信号实现工作状态的调整，其具体结构可参照上述设计和现有技术，在此不再赘述。

实施例三

请参见图3，该行走装置速度切换控制系统可以包括主进油油路3、主回油油路4、第一定量马达1、第二定量马达2和控制阀，其中，第一定量马达1包括连第一马达进油口11和第一马达回油口12；第二定量马达2包括第二马达进油口21和第二马达回油口22；控制阀与主进油油路3、主回油油路4、第一定量马达1与第二定量马达2连接；通过调整控制阀的工作状态，可以使第一定量马达1与第二定量马达2并联或第一定量马达1工作与第二定量马达2形成悬浮状态，来调节相应定量马达1的工作速度，进而调节行走装置的行走速度。

如图3所示，该实施例二中控制阀可以为二位六通换向阀7，该二位六通换向阀7包括第三进油口71、第三回油口72、第五工作油口73、第六工作油口74、第七工作油口75和第八工作油口76。

控制阀可以包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态；以使在第一工作状态下，第一定量马达1与第二定量马达2并联；在第二工作状态下，第一定量马达1工作与第二定量马达2形成悬浮状态。

如图3所示，在第一工作状态下，主进油油路3连接第三进油口71，第三进油口71同时连接第五工作油口73和第六工作油口74，第五工作油口73连接第一马达进油口11，第一马达回油口12连接第七工作油口75；第六工作油口74连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接第八工作油口76；第七工作油口75和第八工作油口76同时连接第三回油口72，第三回油口72连接主回油油路4。

二位六通换向阀7在第一工作状态下，实现第一定量马达1与第二定量马达2并联，使第一定量马达1与第二定量马达2速度变小，扭矩变大。

在第二工作状态下：主进油油路3连接第三进油口71，第三进油口71连接第五工作油口73，第五工作油口73连接第一马达进油口11，第一马达回油口12连接第七工作油口75；第七工作油口75连接第三回油口72，第三回油口72连接主回油油路4。第六工作油口74连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接第八工作油口76，第八工作油口76连接第六工作油口74。

二位六通换向阀7在第二工作状态下，可以实现第一定量马达1工作与第二定量马达2形成悬浮状态，使第一定量马达1相对在第一工作状态下速度变大，扭矩减小。为了防止第二定量马达2在悬浮过程中由于惯性转动造成其内部液压油对液压元件的冲击，本发明实施例二中设置了补油过程，即通过将第六工作油口74连接第二马达进油口21，第二马达回油口22连接第八工作油口76，第八工作油口76连接第六工作油口74；使第二定量马达2可以进入平稳过渡阶段，不会对液压元件造成太大的冲击。

当然作为其他选择，也可以再添加第三定量马达、第四定量马达和第五定量马达等多个定量马达，通过参照上述实施例二所述的连接和控制方式控制它们并联或者部分工作部分形成悬浮状态，实现对多个定量马达的速度调节。具体实施时，二位六通换向阀7可以采用液控换向阀，通过伺服油路或者控制油路实现工作状态的调整，也可以采用电磁换向阀，通过电流或电压信号实现工作状态的调整，其具体结构可参照上述设计和现有技术，在此不再赘述。

由于行走装置需要前进和后退，所以上述三个实施例中的定量马达均为双向马达，在上述定量马达切换前进方向后，其对应的进油口可回油口也进行相应的切换，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种工程机械，该掘进设置有上述任一项所述的行走装置速度切换控制系统。

由于上述行走装置速度切换控制系统具有上述技术效果，因此，具有该行走装置速度切换控制系统的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述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 (10)

1.行走装置速度切换控制系统，其特征在于，包括： 

主进油油路(3)和主回油油路(4)； 

第一定量马达(1)和第二定量马达(2)； 

控制阀，与所述主进油油路(3)、所述主回油油路(4)、所述第一定量马达(1)和所述第二定量马达(2)连接，用于控制所述第一定量马达(1)与所述第二定量马达(2)形成不同的连接方式来实现行走装置的速度切换。 

2.根据权利要求1所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述第一定量马达(1)包括第一马达进油口(11)和第一马达回油口(12)； 

第二定量马达(2)包括第二马达进油口(21)和第二马达回油口(22)。 

3.根据权利要求2所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述控制阀包括第一进油口(51)、第一回油口(52)、第一工作油口(53)和第二工作油口(54)； 

所述主进油油路连接所述第一马达进油口(11)和所述第一进油口(51)；所述第一马达回油口(12)连接所述第一工作油口(53)；所述主回油油路连接所述第二马达回油口(22)和所述第一回油口(52)，所述第二工作油口(53)连接所述第二马达进油口(21)； 

所述控制阀包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态； 

在第一工作状态下： 

所述第一工作油口(53)连接所述第一回油口(52)，所述第二工作油口(54)连接所述第二马达进油口(21)； 

在第二工作状态下： 

所述第一工作油口(53)连接所述第二工作油口(54)；所述第一进油口(51)处于断开状态，所述第一回油口(52)处于断开状态。 

4.根据权利要求3所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述控制阀为二位四通换向阀。 

5.根据权利要求4所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述二位四通换向阀为液控换向阀，所述二位四通换向阀还包括泄油口(55)和控制油口(56)， 

所述泄油口(55)连接泄油油路； 

所述控制油口(56)连接伺服油路或者控制油路。 

6.根据权利要求2所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述控制阀包括第二进油口(61)、第二回油口(62)、第三工作油口(63)和第四工作油口(64)； 

所述主进油油路(3)连接所述第一马达进油口(11)和所述第二进油口(61)，所述主回油油路(4)连接所述第一马达回油口(12)和所述第二回油口(62)；所述第三工作油口(63)连接所述第二马达进油口(21)，所述第四工作油口(64)连接所述第二马达回油口(22)； 

所述控制阀包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态； 

在第一工作状态下： 

所述第二进油口(61)连接所述第三工作油口(63)，所述第二回油口(62)连接所述第四工作油口(64)； 

在第二工作状态下： 

所述第二进油口(61)处于断开状态；所述第二回油口(62)处于断开状态；所述第三工作油口(63)连接所述第四工作油口(64)。 

7.根据权利要求6所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述控制阀为二位四通换向阀。 

8.根据权利要求2所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述控制阀包括第三进油口(71)、第三回油口(72)、第五工作油口(73)、第六工作油口(74)、第七工作油口(75)和第八工作油口(76)； 

所述主进油油路(3)连接所述第三进油口(71)，所述主回油油路(4)连接所述第三回油口(72)；所述第五工作油口(73)连接所述第一马达进油口(11)，所述第六工作油口(74)连接所述第二马达进油口(21)，所述第七工作油口(75)连接所述第一马达回油口(12)，所述第八工作油口(76)连接所述第二马达回油口(22)； 

所述控制阀包括两个工作状态，第一工作状态和第二工作状态； 

在第一工作状态下： 

所述第三进油口(71)同时连接所述第五工作油口(73)和第六工作油口(74)，所述第三回油口(72)同时连接所述第七工作油口(75)和所述第八工作油口(76)； 

在第二工作状态下： 

所述第三进油口(71)连接所述第五工作油口(73)，所述第三回油口(72)连接所述第七工作油口(75)，所述第六工作油口(74)连接所述第八工作油口(76)。 

9.根据权利要求8所述的行走装置速度切换控制系统，其特征在于，所述控制阀为二位六通换向阀换向阀。 

10.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求1至9任意一项所述的行走装置速度切换控制系统。