CN105752153A - 一种非公路矿用自卸车液压转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非公路矿用自卸车液压转向系统，包括液压油箱、吸油过滤器、回油过滤器、恒压变量泵、压油过滤器、转向阀组、蓄能器、流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ、右转向缸、左转向缸、转向器Ⅰ、转向器Ⅱ、分动机构、方向控制机构；所述流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的P口、LS口分别连至转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的P口、LS口，流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的L口、R口分别连至转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的R口、L口，转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的输入轴通过分动机构与方向控制机构相连。本液压转向系统，使输出流量最大提高一倍，以满足大吨位矿用自卸车转向系统的转速需求。

Description

一种非公路矿用自卸车液压转向系统

技术领域

本发明涉及一种转向系统，具体是一种非公路矿用自卸车液压转向系统，属于工程机械液压控制技术领域。

背景技术

非公路矿用自卸车(off-highwayminingdumptrucks)是指在露天矿山或大型土建工地等专用道路上，为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的，作短距离运输的一种专用载重车辆。广泛应用于各类露天矿山、水电工程、铁路和公路建设工程及大型建筑工程中。由于具有承载重(目前最大可达450t)、工作路况恶劣的特点，该车普遍采用液压转向系统实现车辆转向控制。针对该车型载重量日益增大的发展趋势，目前单一转向器加流量放大器的配置方式已难以满足大吨位矿用自卸车转向系统的转速需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种非公路矿用自卸车液压转向系统，本液压转向系统，使输出流量最大提高一倍，以满足大吨位矿用自卸车转向系统的转速需求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：包括液压油箱、吸油过滤器、回油过滤器、恒压变量泵、压油过滤器、转向阀组、蓄能器、流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ、右转向缸、左转向缸、转向器Ⅰ、转向器Ⅱ、分动机构、方向控制机构；恒压变量泵通过吸油过滤器与液压油箱相连，自液压油箱吸取零压液压油液后转化为高压油液，通过与恒压变量泵的P口连接的高压过滤器输入转向阀组的P口，转向阀组的AC口与蓄能器相连，通过蓄能器储存辅助及应急转向液压油液，转向阀组的P1、T1口分别与流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的HP、HT口相连，用以实现系统的总体压油及回油，流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的CL口合流后连至左转向缸的B口及右转向缸的A口，用以实现矿用自卸车左转动作，流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的CR口合流后连至左转向缸的A口及右转向缸的B口，用以实现矿用自卸车右转动作，流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的PP口与T口相连后分别再连至转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的T口，流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的P口、LS口分别连至转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的P口、LS口，流量放大器Ⅰ、流量放大器Ⅱ的L口、R口分别连至转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的R口、L口，转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的输入轴通过分动机构与方向控制机构相连。

进一步，吸油过滤器、回油过滤器集成于液压油箱内部。

进一步，压油过滤器位于恒压变量泵与转向阀组之间。

进一步，转向阀组的MP口与压力传感器相连，通过压力传感器检测转向阀组内的液压油液实时压力。

进一步，分动机构包括一个分动箱和三个齿轮，所述齿轮为一个主动齿轮与两个从动齿轮，所述主动齿轮与两个从动齿轮外啮合，主动齿轮与输入轴连接，两个从动齿轮与两个输出轴连接。

本发明的有益效果是：通过一套分动机构(一个分动箱，主要由三个齿轮组成，主动齿轮与两个从动齿轮外啮合，主动齿轮与输入轴连接，两个从动齿轮与两个输出轴连接)将方向控制机构的一个旋转输入运动转化为两个旋转输出运动，分动机构的两个输出口分别连接转向器Ⅰ和转向器Ⅱ，转向器Ⅰ和转向器Ⅱ分别控制流量放大器Ⅰ和流量放大器Ⅱ，两个流量放大器输出的流量合流后供给左、右转向缸实现转向动作；该方案比原“单转向器+单流量放大器”方案的输出流量最大提高一倍，由于分动机构的主动齿轮与两个从动齿轮通过外啮合形式连接，故其输入、输出旋转方向相反，这便需要将转向器Ⅰ、转向器Ⅱ的L口和R口分别与流量放大器Ⅰ和流量放大器Ⅱ的R口和L口相连，以实现正常的转向功能。此外，流量放大器Ⅰ和流量放大器Ⅱ的PP口均与各自的T口相连，以使流量放大器的内置优先阀始终处于畅通状态，这样一来，两个流量放大器使输出流量最大提高一倍，满足了大吨位矿用自卸车转向系统的转速需求。

附图说明

图1为本发明的液压原理图；

图中：1、液压油箱，2、吸油过滤器，3、回油过滤器，4、恒压变量泵，5、压油过滤器，6、转向阀组，7、蓄能器，8、压力传感器，9.1、流量放大器Ⅰ，9.2、流量放大器Ⅱ，10、右转向缸，11、左转向缸，12.1、转向器Ⅰ，12.2、转向器Ⅱ，13、分动机构，14、方向控制机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。在图中，相同或相似的元件用相同的附图标记表示，附图仅是示意性表示，其目的并非旨在描述本发明的具体参数。

如图1所示，一种非公路矿用自卸车液压转向系统，包括液压油箱1、吸油过滤器2、回油过滤器3、恒压变量泵4、压油过滤器5、转向阀组6、蓄能器7、流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2、右转向缸10、左转向缸11、转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2、分动机构13、方向控制机构14；恒压变量泵4通过吸油过滤器2与液压油箱1相连，自液压油箱1吸取零压液压油液后转化为高压油液，通过与恒压变量泵4的P口连接的高压过滤器5输入转向阀组6的P口，转向阀组6的AC口与蓄能器7相连，通过蓄能器7储存辅助及应急转向液压油液，转向阀组6的P1、T1口分别与流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2的HP、HT口相连，用以实现系统的总体压油及回油，流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2的CL口合流后连至左转向缸11的B口及右转向缸10的A口，用以实现矿用自卸车左转动作，流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2的CR口合流后连至左转向缸11的A口及右转向缸10的B口，用以实现矿用自卸车右转动作，流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2的PP口与T口相连后分别再连至转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2的T口，流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2的P口、LS口分别连至转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2的P口、LS口，流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2的L口、R口分别连至转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2的R口、L口，转向器Ⅰ21.1、转向器Ⅱ12.2的输入轴通过分动机构13与方向控制机构14相连。

其中液压油箱1用于盛放及冷却液压系统所需的液压油液，并通过三个端口——吸油口、回油口和泄油口与系统联系；恒压变量泵4用于从液压油箱1吸油后，将其转化成稳定压力的压力油输入到液压系统中；蓄能器7连接在转向阀组6上，用于储存经由压油过滤器过滤后的压力油液，作为恒压变量泵4的辅助能源，为转向系统提供稳定、充足的压力油源，并在恒压变量泵4失效时，作为应急油源，提供两个极限行程的压力油液；流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2分别通过转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2进行控制，流量放大器输出的油液合流后，为左转向缸11、右转向缸10提供所需方向和流量的液压油液；分动机构13位于方向控制机构14和转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2之间，将方向控制机构14的转向动作传递给转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2。

吸油过滤器2、回油过滤器3集成于液压油箱1内部，吸油过滤器2用于避免液压油箱1内的大颗粒污染物被吸入恒压变量泵4；回油过滤器3用于避免来自液压系统的颗粒污染物进入液压油箱1；

压油过滤器5位于恒压变量泵4与转向阀组6之间，压油过滤器5位于恒压变量泵4与转向阀组6之间，用于过滤恒压变量泵4输出的油液，并将清洁的压力油液提供给转向阀组6。

转向阀组6的MP口与压力传感器8相连，通过压力传感器8检测转向阀组6内的液压油液实时压力，当油源压力低于设定值时，报警以提醒驾驶员及维护人员进行检修。

分动机构13包括一个分动箱和三个齿轮，所述齿轮为一个主动齿轮与两个从动齿轮，所述主动齿轮与两个从动齿轮外啮合，主动齿轮与输入轴连接，两个从动齿轮与两个输出轴连接。所述方向控制机构14与分动机构13连接，分动机构13分别连接转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2，转向器Ⅰ12.1和转向器Ⅱ12.2分别控制流量放大器Ⅰ9.1和流量放大器Ⅱ9.2输出独立的转向流量Q1、Q2，Q1、Q2合流后的总流量供给左转向缸11或右转向缸10，流量放大器Ⅰ9.1的PP口和流量放大器Ⅱ9.2的PP口均与各自的回油口T相连，以使流量放大器的内置优先阀始终处于畅通状态。方向控制机构14将驾驶员的转向动作传递给分动机构13，分动机构13将方向控制机构14的输入转化为两个输出，进而传递给转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2；转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2配合流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2控制转向油液的方向和流速，并供给左转向缸11、右转向缸10；左转向缸11和右转向缸10作为执行机构驱动非公路矿用自卸车进行转向，满足了大吨位矿用自卸车转向系统的转速需求。

本发明中的液压转向系统包括五种工作模式：

状态1：发动机运行，方向控制机构14无动作。恒压变量泵4通过吸油过滤器2自液压油箱1吸油后，经由压油过滤器5过滤，输送至转向阀组6，并为蓄能器7进行充液，直至恒压变量泵4出口压力达到设定值，至此，恒压变量泵4斜盘回调，仅输出用于补偿系统泄露的流量，且保持设定压力。期间转向阀组6内的电磁阀失电，安全阀处于关闭状态。

状态2：发动机运行，方向控制机构14有动作。恒压变量泵4及蓄能器7同时为流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2供油，方向控制机构14驱动分动机构13，进而驱动转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2动作，转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2分别驱动对应的流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2输出转向压力油，合流后的转向压力油驱动左转向缸11、右转向缸10实现转向动作。

状态3：发动机停止运行，方向控制机构14有动作。恒压变量泵4停止工作，蓄能器7为流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2供油，方向控制机构14驱动分动机构13，进而驱动转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2动作，转向器Ⅰ12.1、转向器Ⅱ12.2分别驱动对应流量放大器Ⅰ9.1、流量放大器Ⅱ9.2输出转向压力油，合流后的转向压力油驱动左转向缸11、右转向缸10实现转向动作。由于蓄能器内储存的油液有限，转向机构仅能实现两个极限行程的转向动作。

状态4：发动机运行，恒压变量泵4故障，内置调压失灵。恒压变量泵4持续输出油液至转向阀组6并为蓄能器7充液，直至达到转向阀组6内置安全阀设定压力，高压油经由安全阀溢流回到液压油箱。该状态下，系统发热严重，同时，过高的系统压力将通过压力传感器8传至控制器，系统报警，提示驾驶员转向系统压力过高。

状态5：发动机停止运行，转向系统卸荷。恒压变量泵4停止运行，不再向系统输出油液，转向阀组6内置电磁阀得电，蓄能器7内部储存的压力油液经由电磁阀及阻尼排至液压油箱1，由于转向阀组6内阻尼的作用，排液过程比较缓慢，以避免产生剧烈的冲击和油液飞溅。

Claims (5)

1.一种非公路矿用自卸车液压转向系统，包括液压油箱(1)、吸油过滤器(2)、回油过滤器(3)、恒压变量泵(4)、压油过滤器(5)、转向阀组(6)、蓄能器(7)、流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)、右转向缸(10)、左转向缸(11)、转向器Ⅰ(12.1)、转向器Ⅱ(12.2)、分动机构(13)、方向控制机构(14)；其特征在于，恒压变量泵(4)通过吸油过滤器(2)与液压油箱(1)相连，自液压油箱(1)吸取零压液压油液后转化为高压油液，通过与恒压变量泵(4)的P口连接的高压过滤器(5)输入转向阀组(6)的P口，转向阀组(6)的AC口与蓄能器(7)相连，通过蓄能器(7)储存辅助及应急转向液压油液，转向阀组(6)的P1、T1口分别与流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)的HP、HT口相连，用以实现系统的总体压油及回油，流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)的CL口合流后连至左转向缸(11)的B口及右转向缸(10)的A口，用以实现矿用自卸车左转动作，流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)的CR口合流后连至左转向缸(11)的A口及右转向缸(10)的B口，用以实现矿用自卸车右转动作，流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)的PP口与T口相连后分别再连至转向器Ⅰ(12.1)、转向器Ⅱ(12.2)的T口，流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)的P口、LS口分别连至转向器Ⅰ(12.1)、转向器Ⅱ(12.2)的P口、LS口，流量放大器Ⅰ(9.1)、流量放大器Ⅱ(9.2)的L口、R口分别连至转向器Ⅰ(12.1)、转向器Ⅱ(12.2)的R口、L口，转向器Ⅰ(21.1)、转向器Ⅱ(12.2)的输入轴通过分动机构(13)与方向控制机构(14)相连。

2.根据权利要求1所述的一种非公路矿用自卸车液压转向系统，其特征在于，吸油过滤器(2)、回油过滤器(3)集成于液压油箱(1)内部。

3.根据权利要求1所述的一种非公路矿用自卸车液压转向系统，其特征在于，压油过滤器(5)位于恒压变量泵(4)与转向阀组(6)之间。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种非公路矿用自卸车液压转向系统，其特征在于，转向阀组(6)的MP口与压力传感器(8)相连，通过压力传感器(8)检测转向阀组(6)内的液压油液实时压力。

5.根据权利要求4所述的一种非公路矿用自卸车液压转向系统，其特征在于，分动机(13)构包括一个分动箱和三个齿轮，所述齿轮为一个主动齿轮与两个从动齿轮，所述主动齿轮与两个从动齿轮外啮合，主动齿轮与输入轴连接，两个从动齿轮与两个输出轴连接。