CN105946568A - 取力器控制系统和工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种取力器控制系统和工程车辆。取力器控制系统包括取力气源、取力器气缸和连接于取力气源与取力器气缸之间的取力控制阀，其特征在于，取力器控制系统还包括制动阀，制动阀包括取力联动进气口和取力联动出气口，制动阀通过其取力联动进气口和取力联动出气口与取力控制阀串联地连接于取力气源与取力器气缸之间，在制动阀处于驻车制动状态时其取力联动进气口与取力联动出气口连通，在制动阀处于驻车制动解除状态时其取力联动进气口与取力联动出气口断开。只有在制动阀处于驻车制动状态时才能通过取力控制阀的操作挂取力，能提高挂取力的安全性。

Description

取力器控制系统和工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种取力器控制系统和工程车辆。

背景技术

消防车、汽车起重机等工程车辆通常包括行驶系统和作业系统两大主要部分，行驶系统和作业系统共用一套安装在底盘上的动力系统。工程车辆行驶时，发动机带动变速箱进而带动传动轴等提供行驶动力。工程车辆作业时，则需要将发动机的动力传递给液压油泵，由液压油泵为作业系统提供作业动力，即需要从动力系统取力。使动力系统的动力驱动液压油泵为作业系统作业提供动力称为挂取力。工程车辆一般都设置有一套取力器控制系统用于控制取力器从动力系统取力或控制取力器实现取力断开。

工程车辆在挂取力时，如果不能保证车辆处于停止状态，会存在安全隐患，因此其动力系统至行驶系统的动力输出和动力系统至作业系统的动力输出一般不同时进行。

现有技术中，气控取力方式为工程车辆常用的取力方式，即通过气路元件实现取力动作，在气控取力方式下，控制取力器的气路元件一般为取力控制阀。

图1为现有技术的气控取力方式的取力器控制系统的原理示意图。如图1所示，该取力器控制系统包括取力气源1、取力控制阀2和取力器气缸3。取力控制阀2设置于取力气源1和取力器气缸3之间以控制二者是否连通。如果取力控制阀2打开，则取力气源1和取力器气缸3连通，取力器从动力系统取力，如果取力控制阀2断开，则取力气源1和取力器气缸3断开，取力器取力断开。

在实现本发明的过程中，技术人员发现，以上现有技术的取力器控制系统具有如下不足之处：挂取力受取力控制阀2的控制，即使在工程车辆行驶过程中，只要打开取力控制阀2，就能挂取力，因此存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种取力器控制系统和工程车辆，该取力器控制系统在工程车辆行驶过程中，不能通过对取力控制阀的操作挂取力，从而提高挂取力的安全性。

本发明第一方面提供一种取力器控制系统，包括取力气源、取力器气缸和连接于所述取力气源与所述取力器气缸之间的取力控制阀，所述取力器控制系统还包括制动阀，所述制动阀包括取力联动进气口和取力联动出气口，所述制动阀通过其取力联动进气口和取力联动出气口与所述取力控制阀串联地连接于所述取力气源与所述取力器气缸之间，在所述制动阀处于驻车制动状态时其取力联动进气口与取力联动出气口连通，在所述制动阀处于驻车制动解除状态时其取力联动进气口与取力联动出气口断开。

优选地，所述制动阀具有第一工作位和第二工作位，在所述制动阀的第一工作位其处于所述驻车制动状态，在所述制动阀的第二工作位其处于所述驻车制动解除状态。

优选地，所述制动阀还包括驻车制动出气口和驻车制动排气口，在所述制动阀的第一工作位其驻车制动出气口与驻车制动排气口连通，在所述制动阀的第二工作位其驻车制动出气口与制动气源连通而其取力联动出气口和驻车制动排气口均截止。

优选地，所述制动阀包括一个或两个以上所述驻车制动出气口。

优选地，所述制动阀还包括驻车制动进气口，在所述制动阀的第一工作位其驻车制动进气口截止，在所述制动阀的第二工作位其驻车制动进气口与驻车制动出气口连通。

优选地，所述制动气源为所述取力气源，所述制动阀的取力联动进气口与所述取力气源连通。

优选地，所述制动阀包括一个或两个以上所述第二取力联动口。

优选地，所述取力器控制系统还包括气路单向阀，所述气路单向阀与所述取力控制阀和所述制动阀串联地连接于所述取力气源与所述取力控制阀之间，所述气路单向阀的进气口与所述取力气源连接，所述气路单向阀的出气口与所述取力器气缸连接。

优选地，所述制动阀位于所述取力气源与所述取力控制阀之间；或者，所述制动阀位于所述取力控制阀与所述取力器气缸之间。

优选地，所述取力控制阀包括取力气源接口、气缸接口和取力排气口，所述取力气源接口与所述取力气源连接，所述气缸接口与所述取力器气缸连接，所述取力控制阀具有第一工作位和第二工作位，在所述取力控制阀的第一工作位其取力气源接口与气缸接口连通而取力排气口截止，在所述取力控制阀的第二工作位其取力气源接口截止而气缸接口与取力排气口连通。

本发明第二方面提供一种工程车辆，包括取力器控制系统，其中，所述取力器控制系统为本发明第一方面中任一项所述的取力器控制系统。

基于本发明提供的取力器控制系统和工程车辆，取力器控制系统包括制动阀，制动阀通过其取力联动进气口和取力联动出气口与取力控制阀串联地连接于取力气源与取力器气缸之间，在制动阀处于驻车制动状态时其取力联动进气口与取力联动出气口连通，在制动阀处于驻车制动解除状态时其取力联动进气口与取力联动出气口断开。因此，只要制动阀处于驻车制动解除状态，从取力气源到取力器气缸之间的气路即被制动阀切断，在这种情况下，即使打开取力控制阀也不能使取力器挂取力，从而在工程车辆行驶过程中，不能通过对取力控制阀的操作挂取力，只有在制动阀处于驻车制动状态时才能通过取力控制阀的操作挂取力，因此，能提高挂取力的安全性。

该取力器控制系统仅通过制动阀的设置使得取力控制与驻车制动控制很好地耦合在一起，取力控制与驻车制动控制二者能实现精确联动，不但控制气路简单、易于实现，控制结果也很可靠。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有技术的气控取力方式的取力器控制系统原理示意图。

图2为本发明第一实施例的取力器控制系统原理示意图。

图3为本发明第二实施例的取力器控制系统原理示意图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2和图3示出了本发明不同实施例的取力器控制系统。

如图2和图3所示，本发明的取力器控制系统包括取力气源1、取力控制阀2、取力器气缸3和制动阀。取力控制阀2连接于取力气源1与取力器气缸3之间。制动阀包括取力联动进气口和取力联动出气口，制动阀通过其取力联动进气口和取力联动出气口与取力控制阀2串联地连接于取力气源1与取力器气缸3之间。其中，制动阀处于驻车制动状态时其取力联动进气口与取力联动出气口连通，制动阀处于驻车制动解除状态时其取力联动进气口与取力联动出气口断开。

该取力器控制系统中，只要制动阀处于行车制动解除状态，从取力气源1到取力器气缸3之间的气路即被制动阀切断，在这种情况下，即使打开取力控制阀2也不能使取力器挂取力，从而在工程车辆行驶过程中，不能通过对取力控制阀2的操作挂取力，只有在制动阀处于驻车制动状态时才能通过取力控制阀2的操作挂取力，因此，能提高挂取力的安全性。

进一步地，该取力器控制系统通过制动阀的设置即使得取力控制与驻车制动控制很好地耦合在一起，取力控制与驻车制动控制二者能实现精确联动，不但控制气路简单、易于实现，控制结果也很可靠。

优选地，制动阀具有第一工作位和第二工作位，在制动阀的第一工作位其处于驻车制动状态，在制动阀的第二工作位其处于驻车制动解除状态。使制动阀设置为换向阀的方式，结构简单，易于实现，易于操作。

其中，制动阀可以位于取力气源1与取力控制阀2之间；也可以位于取力控制阀2与取力器气缸3之间。在制动阀位于取力气源1与取力控制阀2之间时，有利于实现取力断开仅受取力控制阀2的控制而不受制动阀的控制。

在一个优选地实施方式中，取力器控制系统还可以包括气路单向阀，气路单向阀与取力控制阀2和制动阀串联地连接于取力气源1与取力控制阀2之间。气路单向阀的进气口与取力气源1连接，气路单向阀的出气口与取力器气缸3连接。。例如，在制动阀位于取力气源1与取力控制阀2之间时，气路单向阀可以位于取力气源1与制动阀之间，也可以位于制动阀与取力控制阀2之间，而在制动阀位于取力控制阀2与取力器气缸3之间时，气路单向阀位于取力气源1与取力控制阀2之间。气路单向阀的设置可以保证取力器控制系统的压缩气体单向流动。

另外，制动阀也可以包括一个或两个以上驻车制动出气口，也可以包括一个或两个以上取力联动出气口。

以下将结合图2和图3分别对本发明实施例进行说明。

第一实施例

如图2所示，第一实施例中，取力器控制系统包括取力气源1、取力控制阀2、取力器气缸3和制动阀4。

取力气源1具体地为贮气筒。取力气源1为控制取力器气缸3动作提供能量来源。

取力器气缸3用于执行挂取力的动作或取力断开的动作。取力器气缸3与取力气源1接通时，取力器气缸3的活塞杆伸出，取力器挂取力，取力器气缸3与取力气源1断开且其内的压缩气体排出时，取力器气缸3的活塞杆缩回，取力器取力断开。

取力控制阀2连接于取力气源1与取力器气缸3之间，取力控制阀2接收操作人员的取力意愿以控制取力气源1与取力器气缸3二者是否能够连通，从而控制取力器挂取力或取力断开。

如图2所示，第一实施例中取力控制阀2包括取力气源接口21、气缸接口22和取力排气口23，取力气源接口21通过制动阀4与取力气源1连接，气缸接口22与取力器气缸3连接。

取力控制阀2具有第一工作位和第二工作位，在取力控制阀2的第一工作位其取力气源接口21和气缸接口22连通而取力排气口23截止，在取力控制阀2的第二工作位其取力气源接口21截止而气缸接口22和取力排气口23连通。因此，取力控制阀2在其第一工作位时打开，在其第二工作位时断开。其中取力排气口与大气接通，用于排放取力器气缸3内的压缩气体。

制动阀4用于控制其所在的车辆驻车制动，制动阀4处于驻车制动状态，则车辆处于驻车制动状态，制动阀4处于驻车制动解除状态，则车辆处于驻车制动解除状态。第一实施例中，制动阀4为手动制动阀以使制动阀4的操作可靠。

如图2所示，第一实施例的制动阀4包括取力联动进气口41、取力联动出气口42、驻车制动进气口43、驻车制动出气口44和驻车制动排气口45。

制动阀4通过其取力联动进气口41和取力联动出气口42与取力控制阀2串联地连接于取力气源1与取力器气缸3之间。如图2所示，具体地，制动阀4位于取力气源1与取力控制阀2之间，其取力联动进气口41与取力气源1连接，其取力联动出气口42与取力控制阀2的取力气源接口21连接，实现取力气源接口21通过制动阀4与取力气源1连接，取力控制阀2的气缸接口22与取力器气缸3连接。驻车制动进气口43与制动气源连接(图中未示出)，用于向制动器室提供压缩气体。制动气源可以是与取力气源1共用，也可以是独立于取力气源1的制动气源。驻车制动出气口44与制动气室连接，用于向制动气室充入压缩气体或者将制动气室内的压缩气体排出。驻车制动排气口45与大气接通，用于排出制动气室内的压缩气体。

其中，制动阀4具有第一工作位(图2中的上位)和第二工作位(图2中的下位)。

在制动阀4的第一工作位，其取力联动进气口41与取力联动出气口42连通，并且，其驻车制动进气口43截止而驻车制动出气口44与驻车制动排气口45连通，因此，制动气室中的压缩气体经驻车制动出气口44与驻车制动排气口45排出，制动弹簧复位产生制动力，即制动阀4处于驻车制动状态。此时，由于制动阀使取力气源1至取力控制阀2的气路接通，因此制动阀4对取力控制阀2对取力器气缸3的控制基本没有影响，取力器挂取力和取力断开都可以正常进行。

在制动阀4的第二工作位，其取力联动进气口41与取力联动出气口42断开，并且，其驻车制动进气口43与驻车制动出气口44连通而驻车制动排气口45截止，因此，来自制动气源的压缩气体经驻车制动进气口43和驻车制动出气口44进入制动气室中，制动弹簧被压缩不再具有制动力，制动阀4处于驻车制动解除状态。此时，从取力气源1到取力器气缸3之间的气路被制动阀4切断，取力控制阀2不能使取力器气缸3的活塞杆伸出，取力器不能挂取力。

第一实施例增加制动阀4处于驻车制动状态作为挂取力的前提，能提高挂取力的安全性。当制动阀4处于驻车制动状态时，取力联动进气口41与取力联动出气口42连通，取力气源1的压缩气体供应至取力控制阀2，如果取力控制阀2打开，取力器气缸3工作，取力器挂取力。当制动阀4处于驻车制动解除状态时，第一取力取动口41与取力联动出气口42断开，取力气源1内的压缩气体无法供应至取力控制阀2，即使取力控制阀2打开也无法使取力器气缸3执行取力动作。因此，第一实施例能提高挂取力的安全性。

进一步地，该取力器控制系统通过制动阀4的设置使得取力控制与驻车制动控制很好地耦合在一起，不需要增加额外的气路或电气的检测及控制元件，对制动阀4直接控制即能实现取力控制与驻车制动控制二者精确联动，不但控制气路简单、易于实现，控制结果也很可靠。

更进一步地，结合制动阀4设置于取力气源1和取力控制阀2之间这一设置位置及取力控制阀2的带有取力排气口23的结构，第一实施例还有助于实现取力断开仅受取力控制阀2的控制而不受制动阀4的控制。挂取力后，如果操作人员误操作制动阀4，使其处于驻车制动解除状态时，制动阀4的取力联动进气口41与取力联动出气口42断开，但是只要取力控制阀2不断开，取力器气缸3因其内的压缩气体不能排出而仍然维持原气压，取力器气缸3的活塞杆仍然处于伸出状态，取力器仍然工作。只有当取力控制阀2断开时，压缩气体才会从取力排气口23排出，取力器气缸3的活塞杆才能回位，取力器的取力断开。

第二实施例

如图3所示，第二实施例中，取力器控制系统包括取力气源1、取力控制阀2、取力器气缸3和制动阀5。

取力控制阀2包括取力气源接口21、气缸接口22和取力排气口23，取力气源接口21通过制动阀5与取力气源1连接，气缸接口22与取力器气缸3连接。

第二实施例与第一实施例不同的是，制动阀5与制动阀4的具体结构不同。

如图3所示，制动阀5包括取力联动进气口51、取力联动出气口52、驻车制动出气口53和驻车制动排气口54。

制动阀5通过其取力联动进气口51和取力联动出气口52与取力控制阀2串联地连接于取力气源1与取力器气缸3之间。具体地，制动阀5位于取力气源1与取力控制阀2之间，其取力联动进气口51与取力气源1连接，其取力联动出气口52与取力控制阀2的取力气源接口21连接，实现了取力气源接口21通过制动阀5与取力气源1连接，取力控制阀2的气缸接口22与取力器气缸3连接。

在第二实施例中，取力气源1兼作制动气源，而取力联动进气口51同时作为驻车制动进气口使用。

其中，制动阀5具有第一工作位(图3中的上位)和第二工作位(图3中的下位)。

在制动阀5的第一工作位，其取力联动进气口51与取力联动出气口52连通，并且，其驻车制动出气口53与驻车制动排气口54连通，因此，制动气室中的压缩气体经驻车制动出气口53和驻车制动排气口54排出，制动弹簧复位而产生制动力，制动阀5处于驻车制动解除状态。此时，制动阀5对取力控制阀2控制挂取力或取力断开基本没有影响。

在制动阀5的第二工作位，其取力联动进气口51与取力联动出气口52断开，并且，其取力联动进气口51与驻车制动出气口53连通，取力联动出气口52和驻车制动排气口54均截止，因此，取力气源1的压缩气体经取力联动进气口51和驻车制动出气口53充入制动气室，制动弹簧被压缩而不产生制动力，制动阀5处于驻车制动解除状态。此时，从取力气源1到取力器气缸3之间的气路被制动阀5切断，取力控制阀2不能使取力器气缸3的活塞杆伸出，取力器不能挂取力，提高了挂取力的安全性。

第二实施例中增加制动阀5处于驻车制动状态作为挂取力的前提，能提高挂取力的安全性。当制动阀5处于驻车制动状态时，制动阀5的取力联动进气口51与取力联动出气口52连通，取力气源1的压缩气体供应至取力控制阀2，如果取力控制阀2打开，取力器气缸3的活塞杆伸出，取力器挂取力。当制动阀5处于驻车制动解除状态时，制动阀5的取力联动进气口51与取力联动出气口52断开，取力气源1内的压缩气体无法供应至取力控制阀2，即使取力控制阀2打开也无法使取力器气缸3的活塞杆伸出，取力器不能挂取力，提高了挂取力的安全性。

进一步地，该取力器控制系统通过制动阀5的设置使得取力控制与驻车制动控制很好地耦合在一起，不需要增加额外的气路或电气的检测及控制元件，对制动阀5直接控制即能实现取力控制与驻车制动控制二者精确联动，不但控制气路简单、易于实现，控制结果也很可靠。

更进一步地，结合制动阀5设置于取力气源1和取力控制阀2之间这一设置位置及取力控制阀2的带有取力排气口23的结构，第二实施例与第一实施例类似地，有利于实现取力断开仅受取力控制阀2的控制而不受制动阀5的控制。具体理由不再赘述。

第二实施例中其它未描述之处可以参考第一实施例的相关描述。

本发明还提供一种工程车辆，包括前述的取力器控制系统。本发明的工程车辆具有前述取力器控制系统的优点，在此不再赘述。

根据以上描述可知，本发明以上实施例至少能实现以下技术效果之一：

制动阀的驻车制动进出气与取力进出气是逻辑非关系，二者不同时连通，即增加驻车制动作为挂取力的前提，取力器挂取力的充分条件是制动阀处于驻车制动状态和取力控制阀打开，提高了挂取力的安全性。

取力器取力断开的充分条件是取力控制阀断开，挂取力后制动阀的工作位切换不会导致取力断开。

驻车制动控制与取力控制精确联动，控制气路简单、元件少、故障点少、易于实现，控制结果可靠。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种取力器控制系统，包括取力气源(1)、取力器气缸(3)和连接于所述取力气源(1)与所述取力器气缸(3)之间的取力控制阀(2)，其特征在于，所述取力器控制系统还包括制动阀(4，5)，所述制动阀(4，5)包括取力联动进气口(41，51)和取力联动出气口(42，52)，所述制动阀(4，5)通过其取力联动进气口(41，51)和取力联动出气口(42，52)与所述取力控制阀(2)串联地连接于所述取力气源(1)与所述取力器气缸(3)之间，在所述制动阀(4，5)处于驻车制动状态时其取力联动进气口(41，51)与取力联动出气口(42，52)连通，在所述制动阀(4，5)处于驻车制动解除状态时其取力联动进气口(41，51)与取力联动出气口(42，52)断开。

2.根据权利要求1所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动阀(4，5)具有第一工作位和第二工作位，在所述制动阀(4，5)的第一工作位其处于所述驻车制动状态，在所述制动阀(4，5)的第二工作位其处于所述驻车制动解除状态。

3.根据权利要求2所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动阀(4，5)还包括驻车制动出气口(44，53)和驻车制动排气口(45，54)，在所述制动阀(4，5)的第一工作位其驻车制动出气口(44，53)与驻车制动排气口(45，54)连通，在所述制动阀(4，5)的第二工作位其驻车制动出气口(44)与制动气源连通而其取力联动出气口(42，52)和驻车制动排气口(45，54)均截止。

4.根据权利要求3所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动阀包括一个或两个以上所述驻车制动出气口。

5.根据权利要求3所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动阀(4)还包括驻车制动进气口(43)，在所述制动阀(4)的第一工作位其驻车制动进气口(43)截止，在所述制动阀(4)的第二工作位其驻车制动进气口(43)与驻车制动出气口(44)连通。

6.根据权利要求3所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动气源为所述取力气源(1)，所述制动阀(5)的取力联动进气口(51)与所述取力气源(1)连通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动阀包括一个或两个以上所述第二取力联动口。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的取力器控制系统，其特征在于，所述取力器控制系统还包括气路单向阀，所述气路单向阀与所述取力控制阀(2)和所述制动阀(4，5)串联地连接于所述取力气源(1)与所述取力控制阀(2)之间，所述气路单向阀的进气口与所述取力气源(1)连接，所述气路单向阀的出气口与所述取力器气缸(3)连接。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的取力器控制系统，其特征在于，所述制动阀(4，5)位于所述取力气源(1)与所述取力控制阀(2)之间；或者，所述制动阀(4，5)位于所述取力控制阀(2)与所述取力器气缸(3)之间。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的取力器控制系统，其特征在于，所述取力控制阀(2)包括取力气源接口(21)、气缸接口(22)和取力排气口(23)，所述取力气源接口(21)与所述取力气源(1)连接，所述气缸接口(22)与所述取力器气缸(3)连接，所述取力控制阀(2)具有第一工作位和第二工作位，在所述取力控制阀(2)的第一工作位其取力气源接口(21)与气缸接口(22)连通而取力排气口(23)截止，在所述取力控制阀(2)的第二工作位其取力气源接口(21)截止而气缸接口(22)与取力排气口(23)连通。

11.一种工程车辆，包括取力器控制系统，其特征在于，所述取力器控制系统为根据权利要求1至10中任一项所述的取力器控制系统。