CN104791311B - 一种工程车辆液压行走控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工程车辆液压行走控制系统，包括与油箱连通且通过电磁铁DT1与工程车辆的发动机连接的液压泵、液控多路阀、液压马达、电磁换向阀、离合装置和加速踏板；液控多路阀包括多路阀、单向阀、补油单向阀和溢流阀；液控多路阀与液压马达之间设有限压溢流阀和电磁阀；电磁换向阀与多路阀连通；离合装置包括离合踏板和离合传感器。本发明整体结构精简，且实现模块化设计，便于维修和管理；本发明离合装置的设置结合电磁阀的设计起切断动力的作用，使得车辆在起步和停止过程中液控多路阀一直处于工作位，没有阀芯的移动，可减少故障，使工程车辆液压行走更加可靠。

Description

一种工程车辆液压行走控制系统
技术领域
本发明涉及工程车辆行走装置领域，特别地，涉及一种工程车辆液压行走控制系统。
背景技术
工程车辆一般重量比较大，行驶的地方路面环境恶劣，为满足工程车辆吨位大、爬坡度大、转向灵活等特点，一般中大型工程车辆上多采用液压行走。
现有的工程车辆液压行走多采用闭式液压回路，可通过改变闭式液压回路中闭式泵内部斜盘的方向改变泵出油的方向实现车辆前进、后退的切换，可通过改变闭式泵内部斜盘的角度改变泵的排量从而实现车辆行走速度的调节，具体控制方式为：当泵斜盘正转时，车辆前进；当泵斜盘角度增加时，车辆前进速度增加；当泵斜盘角度减小时，车辆前进速度减小；当泵斜盘反转时，车辆后退。当车辆下大坡时，闭式泵低压侧液压油不是回油箱可是回到闭式泵的进油口，这样可对设备起一定的制动作用，有效防止超速，同时闭式泵内部的补油泵可对低压侧油路进行补油，防止泵吸空。液压行走采用闭式液压回路，其内部集成了多种部件，导致其结构复杂、价格昂贵、抗污染能力差、不易维护。
因此，设计一种结构精简、易维护、有效避免起步熄火的现象、可使车辆行驶的速度得以明显提升以及可以保证车辆在高速行驶时仍有充足的扭矩等特点的液压行走控制系统具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构精简、易维护、有效避免起步熄火的现象、可使车辆行驶的速度得以明显提升以及可以保证车辆在高速行驶时仍有充足的扭矩的工程车辆液压行走控制系统，具体技术方案如下：
一种工程车辆液压行走控制系统，包括与油箱连通且通过电磁铁DT1与工程车辆的发动机连接的液压泵、液控多路阀、液压马达、电磁换向阀、离合装置以及与所述工程车辆的发动机连接的加速踏板；
所述液控多路阀包括多路阀，所述多路阀包括主进油口P、工作进油口A、工作进油口B以及回油口T，且当其阀芯处于中位时，所述工作进油口A以及所述工作进油口B处于截止状态；所述液压泵通过第一管道与所述主进油口P连通，且所述第一管道上设有由液压泵流向主进油口P方向的单向阀；所述工作进油口A以及所述工作进油口B分别通过第二管道以及第三管道分别与所述回油口T连通，所述第二管道上设有由回油口T流向工作进油口A方向的第一补油单向阀，所述第三管道上设有由回油口T流向工作进油口B方向的第二补油单向阀，所述液压泵的出口与回油口T之间设有溢流阀；所述工作进油口A通过第四管道与所述液压马达的第一进油口连通，所述工作进油口B通过第五管道与所述液压马达的第二进油口连通，所述第四管道与所述第五管道之间并联设置有限压溢流阀以及通过电磁铁DT4控制所述工作进油口A与所述工作进油口B连通或断开的电磁阀；
所述电磁换向阀包括通过电磁铁DT3控制其打开和关闭的第一出口以及通过电磁铁DT2控制其打开和关闭的第二出口，所述第一出口与所述第二出口分别与所述多路阀的阀芯的两侧连通；
所述离合装置包括离合踏板以及分别与所述离合踏板和所述电磁阀的电磁铁DT4连接的离合传感器。
以上技术方案中优选的，所述多路阀为长江液压DC20G2-O44U-9L多路阀；所述电磁阀为美国SUN电磁阀DTDA-MCN；所述电磁换向阀为美国VICKERS电磁换向阀DG4V-3-6C-M-U-H7-60。
以上技术方案中优选的，所述液压泵为力士乐A11VLO130LRDU2变量柱塞泵。
为了达到更好的技术效果，还包括控制器，所述电磁铁DT1、电磁铁DT2、电磁铁DT3、电磁铁DT4、离合传感器以及加速踏板均与所述控制器连接。
以上技术方案中优选的，所述控制器为赫思曼IFLEX C3E控制器。
为了达到更好的技术效果，所述第一管道上还设有压力表。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明的工程车辆液压行走控制系统包括液压泵、液控多路阀、液压马达、电磁换向阀、离合装置以及加速踏板，整体结构精简，且实现模块化设计，便于维修和管理；本发明控制系统中设置的离合装置结合电磁阀的设计起切断动力的作用，使得车辆在起步和停止过程中液控多路阀一直处于工作位，没有阀芯的移动，可减少故障，使工程车辆液压行走更加可靠；本发明中液控多路阀的设计可防止车辆在半坡起步时车辆倒溜、可防止车辆在下大坡时由于重力车速较快而产生吸空的现象以及可限定液压系统的最高压力，保证工程车辆的行驶安全。
(2)本发明中多路阀为长江液压DC20G2-O44U-9L多路阀，可用于控制与液压行走不同时工作的另一回路，实用性强；所述电磁阀为美国SUN电磁阀DTDA-MCN，为小流量的电磁球阀，能很好地在车辆停车时起到缓冲作用；电磁换向阀为美国VICKERS电磁换向阀DG4V-3-6C-M-U-H7-60，精准度高。
(3)本发明中所述液压泵为力士乐A11VLO130LRDU2变量柱塞泵，灵敏性高，便于控制。
(4)本发明中还包括控制器，所述电磁铁DT1、电磁铁DT2、电磁铁DT3、电磁铁DT4、离合传感器以及加速踏板均与所述控制器连接，控制方便且控制系统中液压泵的排量会根据发动机的转速的输出而变化，使发动机的扭矩得到充分的应用，可使车辆起步时减小了发动机的负载，有效避免起步熄火的现象；车辆行驶中，可使车辆行驶速度明显提升；当发动机转提高，发动机输出扭矩变小时，可以保证车辆在高速行驶时仍然有充足的扭矩；所述控制器为赫思曼IFLEX C3E控制器，控制精准度高。
(5)本发明中所述第一管道上还设有压力表，便于知晓液压系统的最高压力，进一步确保工程车辆的行车安全。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请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是本发明优选实施例1的工程车辆液压行走控制系统的整体结构示意图；
图2是图1中的电气控制原理图；
图3是图1中液压泵排量与发动机转速之间的关系图；
图4是图1中发动机的转速与扭矩之间的关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种工程车辆液压行走控制系统，详见图1，具体包括与油箱连通且通过电磁铁DT1与工程车辆的发动机连接的液压泵1、液控多路阀2、液压马达3、电磁换向阀6、离合装置7、控制器以及分别与所述工程车辆的发动机连接的加速踏板8(发动机通过转速传感器与控制器连接)，整体结构精简，且模块化设计易维修。
所述液压泵1为力士乐A11VLO130LRDU2变量柱塞泵，其包含有与控制器连接的电磁铁DT1。
所述液控多路阀2包括多路阀2.1，所述多路阀2.1采用长江液压DC20G2-O44U-9L多路阀，包括主进油口P、工作进油口A、工作进油口B、回油口T以及出油口C，主进油口P与出油口C连通，且当其阀芯处于中位时，所述工作进油口A以及工作进油口B处于截止状态。
所述液压泵1通过第一管道1.1与所述主进油口P连通，且所述第一管道1.1上设有由液压泵1流向主进油口P方向的单向阀2.2，用于防止工作进油口A或工作进油口B的油倒流，可防止车辆在半坡起步时车辆倒溜。
所述工作进油口A以及所述工作进油口B分别通过第二管道1.2以及第三管道1.3分别与所述回油口T连通，所述第二管道1.2上设有由回油口T流向工作进油口A方向的第一补油单向阀2.31，所述第三管道1.3上设有由回油口T流向工作进油口B方向的第二补油单向阀2.32，所述液压泵1的出口与回油口T之间设有溢流阀2.4，第二管道1.2以及第三管道1.3上均设有补油单向阀，当工作进油口A或工作进油口B发生吸空时，均可对其进行相应地补油，防止车辆在下大坡时由于重力车速较快，多路阀2.1因供油不足而产生吸空。
所述液压马达3包括设定为驱动工程车前进的第一进油口以及设定为驱动工程车后退的第二进油口(前进挡和后退档通过设置在控制器上的行走开关进行调节)，所述工作进油口A通过第四管道1.4与所述液压马达3的第一进油口连通，所述工作进油口B通过第五管道1.5与所述液压马达3的第二进油口连通，所述第四管道1.4与所述第五管道1.5之间并联设置有限压溢流阀4以及带有电磁铁DT4的电磁阀5，限压溢流阀4分别位于液压马达3的两个进油口，该限压溢流阀4可限定液压马达两个进油口的最高压力，保护液压马达不被损坏；电磁阀5采用美国SUN电磁阀DTDA-MCN，为一个小流量的电磁球阀，起切断动力的作用。当车辆停车时，松开加速踏板，发动机转速降低，此时可有效地通过发动机进行制动，此时踩下离合踏板，电磁铁DT4得电，电磁阀5处于打开状态，电磁阀5将液控多路阀2的A、B口连通，液压泵输出的动力被切断，车辆处于无动力滑行状态，且由于电磁阀流量较小，会给液压马达产生一个背压，使车辆慢慢减速。
所述电磁换向阀6采用美国VICKERS电磁换向阀DG4V-3-6C-M-U-H7-60，用于切换车辆的前进档、空档、后退档，其包括通过电磁铁DT3控制其打开和关闭的第一出口6.1以及通过电磁铁DT2控制其打开和关闭的第二出口6.2，所述第一出口6.1与所述第二出口6.2分别与所述多路阀2.1的阀芯的两侧连通，此处设定车辆位于空档时电磁铁DT2以及电磁铁DT3均不得电，当车辆位于前进挡时电磁铁DT3得电，当车辆位于后退档时电磁铁DT2得电，具体控制方式为：当车辆位于空档时，电磁换向阀6中的电磁铁DT2以及电磁铁DT3均不得电，X口过来的控制油被截止，多路阀2.1处于中位状态，所述工作进油口A以及所述工作进油口B处于截止状态；当车辆位于前进档时，电磁铁DT3得电，电磁换向阀6的阀芯移动使得其第一出口打开，X口过来的控制油通过电磁换向阀的第一出口6.1，多路阀2.1的阀芯移动使得主进油口P与与工作进油口A接通，液压马达3的第一进油口进油，驱动工程车辆前进；工程车辆位于后退档时，电磁铁DT2得电，电磁换向阀6的阀芯移动使得其第二出口打开，X口过来的控制油通过电磁换向阀的第二出口6.2，多路阀2.1的阀芯移动使得主进油口P与工作进油口B接通，液压马达3的第二进油口进油，驱动工程车辆后退。
所述离合装置7包括离合踏板7.1以及分别与所述离合踏板7.1和所述电磁阀5的电磁铁DT4连接的离合传感器7.2，所述电磁铁DT4与所述离合传感器7.2之间通过控制器连接。具体调节方式为：离合踏板7.1处于初始位置(即离合未被踩下)时，所述离合传感器7.2无输出；当离合踏板7.1被踩到底时，触发所述离合传感器7.2发讯，电磁铁DT4得电，电磁阀5处于打开状态。
所述控制器采用赫思曼IFLEX C3E控制器，其上设有电源指示，其具体控制方式详见图2，其中I01、I02以及I03为开关量信号输入端口，AI01为模拟量信号输入端口，DI01为模拟量信号输出端口，D01、D02以及D03为开关量信号输出端口，该控制器输出端可直接驱动电磁铁及线圈DT1(用于控制液压泵1的排量)、DT2(用于控制工程车辆的后退)、DT3(用于控制工程车辆的前进)、DT4(用于控制电磁阀5的打开和关闭)，与电磁铁DT1、DT2、DT3、DT4并联的是续流二级管，起减小反向感应电流的冲击的作用。B1为离合传感器，当离合踏板被踩到底时，离合传感器B1中的触点闭合，控制器I01端口得电，通过控制器的控制，输出端口D03输出高电平，电磁阀5中的电磁铁DT4工作。
加速踏板8控制发动机的转速，加速踏板8踩下的幅度越大，发动机的转速越高。踩下加速踏板8，发动机转速与液压泵排量之间的关系详见图3，当发动机处于怠速状态时，发动机转速为750rpm，挂入前进或后退档，液压泵输出排量为总排量的20％，这样可以减小车辆起步时发动机的负载，有效避免起步熄火的现象；液压泵输出排量与发动机转速关联，发动机转速由怠速750rpm升至1500rpm，发动机输出扭矩由最小升至最大，详见图4，此时液压泵排量由20％升至100％，因为发动机转速在提升，液压泵的排量也在提升，这时车辆行驶时提速明显；当发动机转速由1500rpm升至2200rpm，发动机输出扭矩变小，此时液压泵排量由100％降至80％，这样可以保证车辆在高速行驶时仍然有充足的扭矩。
本发明的工程车辆液压行走控制系统还可以根据需求将制动踏板9包含其内部，主要是工程车辆停车时使用。
应用本发明的工程车辆液压行走控制系统，具体过程为：
1、车辆起步前，需先踩下离合踏板7.1，再挂前进档或后退档，具体是：踩下离合踏板7.1后，离合传感器7.2发讯，电磁阀5的电磁铁DT4得电，电磁阀5处于打开状态，再挂入前进档，电磁换向阀6的电磁铁DT3得电，多路阀2.1的主进油口P口和工作进油口B口接通，X口过来的控制油通过电磁换向阀6的第一出口6.1，使液控多路阀2中的多路阀2.1的阀芯移动，主进油口P口和工作进油口A口接通，此时因为电磁阀5处于打开状态，电磁阀5将工作进油口A和工作进油口B连通，液压泵输出的动力被切断，液压马达不动作。
2、车辆起步，具体为：当松开离合踏板7.1，离合传感器7.2无输出，电磁铁DT4失电，电磁阀5处于关闭状态，工作进油口A出来的油直接到液压马达3的第一进油口，驱动液压马达3旋转，车辆起步。
3、停车，具体为：松开加速踏板8，发动机转速降低，此时可有效地通过发动机进行制动，此时踩下离合踏板7.1，电磁铁DT4得电，电磁阀5处于打开状态，电磁阀5将工作进油口A和工作进油口B连通，液压泵1输出的动力被切断，车辆处于无动力滑行状态，且由于电磁阀5流量较小，会给液压马达产生一个背压，使工程车辆慢慢减速，此时踩下制动踏板9即可使车辆停止。
应用本发明的工程车辆液压行走控制系统，具有以下优点：
(1)控制系统整体结构精简，其实现模块化，易于维修等。
(2)离合装置的设置结合电磁阀的设计起切断动力的作用，使得车辆在起步和停止过程中液控多路阀一直处于工作位，没有阀芯的移动，可减少故障，使工程车辆液压行走更加可靠。
(3)液压泵的排量会根据发动机转速的变化而变化，使发动机的扭矩得到充分的应用，可使车辆起步时减小了发动机的负载，有效避免起步熄火的现象；车辆行驶中，可使车辆行驶速度明显提升；当发动机转提高，发动机输出扭矩变小时，可以保证车辆在高速行驶时仍然有充足的扭矩。
(4)液控多路阀中单向阀的设置，用于防止主进油口P的油倒流，可防止车辆在半坡起步时车辆倒溜；补油单向阀的设置，当多路阀中工作进油口A或工作进油口B发生吸空时，均可对其进行相应地补油，防止车辆在下大坡时由于重力车速较快，多路阀2.1因供油不足而产生吸空。
(5)限压溢流阀的设计可限定液压马达两个进油口的最高压力，保护液压马达不被损坏。
(6)电磁阀的设计会给液压马达产生一个背压，使车辆慢慢减速。
(7)电磁换向阀的设计便于切换车辆的前进档、空档、后退档，操作方便。
本实施例中所述多路阀还包括工作出油口C，当多路阀处于中位状态时，多路阀主进油口P直接与工作出油口C连通，可用于驱动与液压行走不同时工作的另一回路，实用性强。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种工程车辆液压行走控制系统，其特征在于：包括与油箱连通且通过电磁铁DT1与工程车辆的发动机连接的液压泵(1)、液控多路阀(2)、液压马达(3)、电磁换向阀(6)、离合装置(7)以及与所述工程车辆的发动机连接的加速踏板(8)；
所述液控多路阀(2)包括多路阀(2.1)，所述多路阀(2.1)包括主进油口P、工作进油口A、工作进油口B以及回油口T，且当其阀芯处于中位时，所述工作进油口A以及所述工作进油口B处于截止状态；所述液压泵(1)通过第一管道(1.1)与所述主进油口P连通，且所述第一管道(1.1)上设有由液压泵(1)流向主进油口P方向的单向阀(2.2)；所述工作进油口A以及所述工作进油口B分别通过第二管道(1.2)以及第三管道(1.3)分别与所述回油口T连通，所述第二管道(1.2)上设有由回油口T流向工作进油口A方向的第一补油单向阀(2.31)，所述第三管道(1.3)上设有由回油口T流向工作进油口B方向的第二补油单向阀(2.32)，所述液压泵(1)的出口与回油口T之间设有溢流阀(2.4)；所述工作进油口A通过第四管道(1.4)与所述液压马达(3)的第一进油口连通，所述工作进油口B通过第五管道(1.5)与所述液压马达(3)的第二进油口连通，所述第四管道(1.4)与所述第五管道(1.5)之间并联设置有限压溢流阀(4)以及通过电磁铁DT4控制所述工作进油口A与所述工作进油口B连通或断开的电磁阀(5)；
所述电磁换向阀(6)包括通过电磁铁DT3控制其打开和关闭的第一出口(6.1)以及通过电磁铁DT2控制其打开和关闭的第二出口(6.2)，所述第一出口(6.1)与所述第二出口(6.2)分别与所述多路阀(2.1)的阀芯的两侧连通；
所述离合装置(7)包括离合踏板(7.1)以及分别与所述离合踏板(7.1)和所述电磁阀(5)的电磁铁DT4连接的离合传感器(7.2)。
2.根据权利要求1所述的工程车辆液压行走控制系统，其特征在于：所述多路阀(2.1)为长江液压DC20G2-O44U-9L多路阀；所述电磁阀(5)为美国SUN电磁阀DTDA-MCN；所述电磁换向阀(6)为美国VICKERS电磁换向阀DG4V-3-6C-M-U-H7-60。
3.根据权利要求1所述的工程车辆液压行走控制系统，其特征在于：所述液压泵(1)为力士乐A11VLO130LRDU2变量柱塞泵。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的工程车辆液压行走控制系统，其特征在于：还包括控制器，所述电磁铁DT1、电磁铁DT2、电磁铁DT3、电磁铁DT4以及离合传感器(7.2)均与所述控制器连接。
5.根据权利要求4所述的工程车辆液压行走控制系统，其特征在于：所述控制器为赫思曼IFLEX C3E控制器。
6.根据权利要求4所述的工程车辆液压行走控制系统，其特征在于：所述第一管道(1.1)上还设有压力表(2.5)。
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