CN106402067B - 一种四驱行走控制阀及其液压开式系统、行走机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种四驱行走控制阀及其液压开式系统、行走机械，属于高空作业平台技术领域，在行走控制阀中集成平衡阀、梭阀、分流集流阀、减压阀、单向节流阀、单向阀、二位三通电磁阀、阻尼阀。本发明采用开式变量泵为行走系统提供动力外，还可通过增加比例阀的片数为其它动作(转台回转、臂架伸缩、臂架变幅等)提供动力；采用的行走控制阀集成度高，管路连接方便简单，通过马达驱动，具有强劲的驱动力，可实现四个行走马达驱动速度的同步，且有效满足高空作业平台的性能需求，实现车辆转弯灵活；车辆具有良好的起步、制动性能；车辆可适用于下坡工况(负负载工况)；车辆可以实现快档、慢档的变换。

Description

一种四驱行走控制阀及其液压开式系统、行走机械

技术领域

本发明涉及一种四驱行走控制阀及其液压开式系统、行走机械，属于高空作业平台技术领域。

背景技术

随着我国基础设施建设的快速发展，工程机械的需求量和保有量也在快速增长，与此同时，由于工程机械所面临的作业环境更为苛刻、工况条件更为复杂，因此对工程机械提出的要求也越来越高。

在众多的工程机械中，行走系统是其重要的组成部分之一，与工作系统相比，行走系统不仅需要传输更大的功率，要求具有更高的效率和更长的寿命，还希望在变速调速、差速、改变输出轴旋转方向及反向传输动力等方面具有良好的能力。

现有工程机械的行走系统主要有两种方式：一种是机械传动，另一种是液压传动；其中，机械传动的发动机平均负荷系数低，因此一般只能进行有级变速，并且布局方式受到限制。

与机械传动相比，液压传动更容易实现其运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制。由于具有传递效率高，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等突出优点，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。

液压闭式行走系统应用在高空作业平台上，一个闭式油泵只能完成行走动作，而不能同时给其它动作(例如回转、变幅、伸缩等)提供动力，欲完成其它动作还需增加其它油泵，故成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种四驱行走控制阀及其液压开式系统、行走机械，有效满足高空作业平台的性能需求。

为了实现上述目的，本发明采用的一种四驱行走控制阀，包括阻尼阀、分流集流阀、单向阀、单向平衡阀、梭阀、减压阀、单向节流阀和二位三通电磁阀；

所述单向平衡阀包括第一单向平衡阀、第二单向平衡阀，所述第一单向平衡阀、第二单向平衡阀分别与主工作油口连接，所述主工作油口包括A口、B口，所述A口、B口分别与梭阀两侧油口相连，所述第一单向平衡阀、第二单向平衡阀上控制压力油口与梭阀中间油口相连；

所述分流集流阀包括第一分流集流阀、第二分流集流阀和第三分流集流阀，第一单向平衡阀一端与主工作油口A口相连，另一端与第二分流集流阀中间油口相连，所述第二分流集流阀两侧的油口分别与第一分流集流阀、第三分流集流阀的中间油口相连，且第一分流集流阀、第三分流集流阀两侧的油口分别与四个马达油口相连，所述第二单向平衡阀一端与主工作油口B口相连，另一端与四个马达油口相连；

所述单向阀包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀，所述第一分流集流阀两侧油口分别与第一单向阀、第二单向阀相连，并同时与泄油口L口相连，第三分流集流阀两侧油口分别与第三单向阀、第四单向阀相连，并同时与泄油口L口相连；

所述阻尼阀包括与第一分流集流阀并联的第一阻尼阀、与第二分流集流阀并联的第二阻尼阀、及与第三分流集流阀并联的第三阻尼阀；

所述梭阀的中间油口与减压阀的进油口相连，减压阀的出油口与单向节流阀的进油口相连，单向节流阀的出油口分别与制动器、二位三通电磁阀连接，所述二位三通电磁阀分别与泄油口L口、变排量柱塞连接。

作为改进，所述第一单向平衡阀与主工作油口A口相连，所述第二单向平衡阀与主工作油口B口相连。

作为改进，所述二位三通电磁阀的第一油口与单向节流阀的出油口相连，二位三通电磁阀的第二油口与泄油口L口相连，第三油口与变排量柱塞相连。

另外，本发明还提供了一种应用上述任一项所述四驱行走控制阀的液压开式系统，包括若干马达、与马达配合的制动器、分别与马达和制动器连接的行走控制阀、与行走控制阀连接的比例阀、与比例阀连接的开式变量泵；

所述开式变量泵的吸油口与油箱连接，开式变量泵的出油口与比例阀的进油口相连，所述比例阀的出油口分别与行走控制阀的主工作油口、开式变量泵的负载反馈口相连，比例阀的回油口与油箱相连。

作为改进，所述比例阀上设有出油A口、出油B口，所述出油A口、出油B口分别与开式变量泵的负载反馈口相连，且出油A口与行走控制阀A口相连，所述出油B口与行走控制阀B口相连。

作为改进，所述马达包括左前马达、右前马达、左后马达和右后马达，所述制动器对应设有左前制动器、右前制动器、左后制动器和右后制动器，所述第一分流集流阀两侧的油口分别与左前马达、左后马达相连，第三分流集流阀两侧的油口分别与右前马达、右后马达油口相连；

所述第二单向平衡阀一端与主工作油口B口相连，另一端与左前马达、左后马达、右前马达、右后马达的油口相连；

所述单向节流阀出油口分别与左前制动器、右前制动器、左后制动器、右后制动器的油口相连。

另外，本发明还提供了一种行走机械，包括上述任一项所述液压开式系统。

与现有技术相比，本发明采用开式变量泵为行走系统提供动力外，还可通过增加比例阀的片数为其它动作(转台回转、臂架伸缩、臂架变幅等)提供动力；采用的行走控制阀集成度高，管路连接方便简单，通过马达驱动，具有强劲的驱动力，可实现四个行走马达驱动速度的同步，且有效满足高空作业平台的性能需求，实现车辆转弯灵活；车辆具有良好的起步、制动性能；车辆可适用于下坡工况(负负载工况)；车辆可以实现快档、慢档的变换。

附图说明

图1为本发明的液压开式系统结构示意图；

图2为本发明中行走控制阀的结构示意图；

图中：1、左前马达，2、变排量柱塞，3、行走控制阀，4、右前马达，5、左前制动器，6、右前制动器，7、左后制动器，8、左后马达，9、右后马达，10、右后制动器，11、比例阀，12、开式变量泵，13、油箱，14、第一阻尼阀，15、第一分流集流阀，16、第一单向阀，17、第二阻尼阀，18、第二分流集流阀，19、第三单向阀，20、第三分流集流阀，21、第三阻尼阀，22、第二单向阀，23、第一单向平衡阀，24、第二单向平衡阀，25、第四单向阀，26、梭阀，27、减压阀，28、单向节流阀，29、二位三通电磁阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1、图2所示，一种四驱行走控制阀，包括阻尼阀、分流集流阀、单向阀、单向平衡阀、梭阀26、减压阀27、单向节流阀28和二位三通电磁阀29；

所述单向平衡阀包括第一单向平衡阀23、第二单向平衡阀24，所述第一单向平衡阀23、第二单向平衡阀24分别与主工作油口连接，所述主工作油口包括A口、B口，所述A口、B口分别与梭阀26两侧油口相连，所述第一单向平衡阀23、第二单向平衡阀24上控制压力油口与梭阀26中间油口相连；

所述分流集流阀包括第一分流集流阀15、第二分流集流阀18和第三分流集流阀20，第一单向平衡阀23一端与主工作油口A口相连，另一端与第二分流集流阀18中间油口相连，所述第二分流集流阀18两侧的油口分别与第一分流集流阀15、第三分流集流阀20的中间油口相连，且第一分流集流阀15、第三分流集流阀20两侧的油口分别与四个马达进油口(出油口)相连，所述第二单向平衡阀24一端与主工作油口B口相连，另一端与四个马达出油口(进油口)相连；

所述单向阀包括第一单向阀16、第二单向阀22、第三单向阀19和第四单向阀25，所述第一分流集流阀15两侧油口分别与第一单向阀16、第二单向阀22相连，并同时与泄油口L口相连，第三分流集流阀20两侧油口分别与第三单向阀19、第四单向阀25相连，并同时与泄油口L口相连；

所述阻尼阀包括与第一分流集流阀15并联的第一阻尼阀14、与第二分流集流阀18并联的第二阻尼阀17、及与第三分流集流阀20并联的第三阻尼阀21；

所述梭阀26的中间油口与减压阀27的进油口相连，减压阀27的出油口与单向节流阀28的进油口相连，单向节流阀28的出油口分别与制动器、二位三通电磁阀29连接，所述二位三通电磁阀29分别与泄油口L口、四个变排量柱塞2连接。

作为实施例的改进，所述第一单向平衡阀23与主工作油口A口相连，所述第二单向平衡阀24与主工作油口B口相连。

作为实施例的改进，所述二位三通电磁阀29的第一油口与单向节流阀28的出油口相连，二位三通电磁阀29的第二油口与泄油口L口相连，第三油口与变排量柱塞2相连。

另外，本发明还提供了一种应用上述任一项所述四驱行走控制阀的液压开式系统，包括若干马达、与马达配合的制动器、分别与马达和制动器连接的行走控制阀3、与行走控制阀3连接的比例阀11、与比例阀11连接的开式变量泵12；

所述开式变量泵12的吸油口与油箱13连接，开式变量泵12的出油口与比例阀11的进油口(P口)相连，所述比例阀11的出油口分别与行走控制阀3的主工作油口A口和B口、开式变量泵12的负载反馈口相连，比例阀11的回油口(T1、T2口)与油箱13相连。

作为实施例的改进，所述比例阀11上设有出油A口、出油B口，所述出油A口、出油B口分别与开式变量泵12的负载反馈口相连，且出油A口与行走控制阀3的A口相连，所述出油B口与行走控制阀3的B口相连。

作为实施例的改进，所述马达包括左前马达1、右前马达4、左后马达8和右后马达9，所述制动器对应设有左前制动器5、右前制动器6、左后制动器7和右后制动器10，所述第一分流集流阀15两侧的油口分别与左前马达1、左后马达8相连，第三分流集流阀20两侧的油口分别与右前马达4、右后马达9油口相连；

所述第二单向平衡阀24一端与主工作油口B口相连，另一端与左前马达1、左后马达8、右前马达4、右后马达9的油口相连；

所述单向节流阀28出油口分别与左前制动器5、右前制动器6、左后制动器7、右后制动器10的油口相连。

另外，本发明还提供了一种行走机械，包括上述任一项所述液压开式系统。

本发明的具体功能如下：

1)开式变量泵12为整个系统提供液压动力。

2)比例阀11的开口大小控制车辆的行驶速度，比例阀11工作在左位或右位控制车辆前进或后退。

3)行走控制阀3中集成有两个单向平衡阀、一个梭阀、三个分流集流阀、一个减压阀、一个单向节流阀、四个单向阀、一个二位三通电磁阀和三个阻尼阀。

4)四个马达速度同步：①当车辆向某一方向行驶时，假设行走控制阀A口进油，B口回油，一部分液压油通过梭阀26、减压阀27、单向节流阀28分别到达四个减速机制动器，并将制动器打开，另一部分液压油通过第一单向平衡阀23(同时打开第二单向平衡阀24)，并经过第一分流集流阀15、第二分流集流阀18和第三分流集流阀20等量分流后进入四个行走马达，实现回路中四个马达的速度同步。②当车辆向相反方向行驶时，行走控制阀B口进油，A口回油，一部分液压油通过梭阀26、减压阀27、单向节流阀28分别到达四个减速机制动器，并将制动器打开，另一部分液压油通过第二单向平衡阀24(同时打开第一单向平衡阀23)，经过四个行走马达后，由第一分流集流阀15、第二分流集流阀18和第三分流集流阀20等量集流，实现回路中四个马达的速度同步。

5)“差速”行驶：当车辆转向时，假如向右转弯，右前和右后轮胎转弯半径小，所需流量小；左前和左后轮胎转弯半径大，所需流量大。此时若仍输入等量的油液，将导致左前和左后马达压力不足，这将在第二阻尼阀17两侧形成压差，油液通过第二阻尼阀17从右侧(高压端)向左侧(低压端)补充，从而实现转弯时“差速”行驶，避免轮胎出现滑拖、滑转现象，这样不但可以保护轮胎，还使得转向灵活。

6)起步：当比例阀11由中位变换到左位或后位时，一部分油液进入马达，另一部分油液进入制动器。由于回路中设置有单向节流阀28，油液将通过单向节流阀28中的单向阀迅速将制动器打开。由于制动器打开迅速，马达转动与制动器打开几乎同步，所以不会出现马达压力过高、制动器发响、溜车等问题。

7)制动：当比例阀11由左位或右位变换到中位时，①一方面由于回路中设置有平衡阀，平衡阀阀前(梭阀两端)压力迅速降为零，平衡阀阀芯关闭，进入马达的流量基本为零；制动器压力也将降为零，制动器抱死，从而顺利刹车。(假如没有平衡阀，由于车辆惯性，马达将继续转动，此时马达相当于一个油泵，这将造成梭阀两端中某一端压力不为零，致使制动器压力不为零。制动器处于打开或半开半关状态，制动器无法抱死，而马达又继续运转，此时将出现车辆溜车现象。)②另一方面由于回路中设置有单向节流阀28，梭阀26两端压力降为零后，制动器中的压力油通过单向节流阀28中的节流阀慢慢释放至压力为零。即制动器缓慢柔和地关闭，制动时不会出现剧烈冲击。③第三方面由于回路中设置有第一单向阀16、第二单向阀22、第三单向阀19、第四单向阀25，当车辆在行驶过程中突然停车时，由于车辆的惯性和马达的内泄，马达将继续运转并产生一定负压，此时四个单向阀开启，油箱的油液经L口进入马达，以满足其惯性转动的需要，使车辆平稳停车。

8)下坡：开式系统对于正负载工况表现得游刃有余，但对于负负载工况却往往力不从心。而本回路中由于设置有平衡阀，当车辆下坡行驶时，平衡阀将产生一定背压，即平衡阀进油口将始终保持一定的正压力。一方面该正压力的存在，使得制动器得以适时开启；另一方面平衡阀处于液控节流状态，从而保证车辆通过下坡工况。(如果没有平衡阀，该处压力将很小甚至为负压，一方面制动器无法正常开启，损坏制动器；另一方面车辆将失控。)

9)快、慢档变换：车辆行驶过程中，当二位三通电磁阀29断电时，C2、C4口与油箱相连，压力为零，马达变排量柱塞压力为零，马达处于大排量状态，即车辆处于慢档状态。当二位三通电磁阀29带电时，C2、C4口与减压阀出油口相连，该压力推动马达变排量柱塞减小马达排量，即车辆处于快档状态。

另外，本发明中：①行走马达与行走减速机相连接，通过减速机降速增扭后驱动四个轮胎前进或倒退。制动器置于行走减速机内，属于常闭型，即制动器油口压力为零时制动器将减速机输入轴(马达输出轴)抱死。当油口达到一定压力(一般为1.0～1.8MPa，该压力远低于系统压力，需经减压阀降压)，制动器开启。

②高空作业平台车辆转向是通过转向油缸(一般为两个)推动(或拉动)转向节来实现的。转向节通过减速机与轮胎相连。

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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种四驱行走控制阀，其特征在于，包括阻尼阀、分流集流阀、单向阀、单向平衡阀、梭阀(26)、减压阀(27)、单向节流阀(28)和二位三通电磁阀(29)；

所述单向平衡阀包括第一单向平衡阀(23)、第二单向平衡阀(24)，所述第一单向平衡阀(23)、第二单向平衡阀(24)分别与主工作油口连接，所述主工作油口包括A口、B口，所述A口、B口分别与梭阀(26)两侧油口相连，所述第一单向平衡阀(23)、第二单向平衡阀(24)上控制压力油口与梭阀(26)中间油口相连；

所述分流集流阀包括第一分流集流阀(15)、第二分流集流阀(18)和第三分流集流阀(20)，第一单向平衡阀(23)一端与主工作油口A口相连，另一端与第二分流集流阀(18)中间油口相连，所述第二分流集流阀(18)两侧的油口分别与第一分流集流阀(15)、第三分流集流阀(20)的中间油口相连，且第一分流集流阀(15)、第三分流集流阀(20)两侧的油口分别与四个马达的进油口相连，所述第二单向平衡阀(24)一端与主工作油口B口相连，另一端与四个马达的出油口相连；

所述单向阀包括第一单向阀(16)、第二单向阀(22)、第三单向阀(19)和第四单向阀(25)，所述第一分流集流阀(15)两侧油口分别与第一单向阀(16)、第二单向阀(22)相连，并同时与泄油口L口相连，第三分流集流阀(20)两侧油口分别与第三单向阀(19)、第四单向阀(25)相连，并同时与泄油口L口相连；

所述阻尼阀包括与第一分流集流阀(15)并联的第一阻尼阀(14)、与第二分流集流阀(18)并联的第二阻尼阀(17)、及与第三分流集流阀(20)并联的第三阻尼阀(21)；

所述梭阀(26)的中间油口与减压阀(27)的进油口相连，减压阀(27)的出油口与单向节流阀(28)的进油口相连，单向节流阀(28)的出油口分别与马达制动器、二位三通电磁阀(29)连接，所述二位三通电磁阀(29)分别与泄油口L口、变排量柱塞(2)连接，采用的变排量柱塞(2)为马达变排量柱塞。

2.根据权利要求1所述的一种四驱行走控制阀，其特征在于，所述第一单向平衡阀(23)与主工作油口A口相连，所述第二单向平衡阀(24)与主工作油口B口相连。

3.根据权利要求1所述的一种四驱行走控制阀，其特征在于，所述二位三通电磁阀(29)的第一油口与单向节流阀(28)的出油口相连，二位三通电磁阀(29)的第二油口与泄油口L口相连，第三油口与变排量柱塞(2)相连。

4.一种应用权利要求1-3任一项所述四驱行走控制阀的液压开式系统，其特征在于，包括若干马达、与马达配合的马达制动器、分别与马达和马达制动器连接的行走控制阀(3)、与行走控制阀(3)连接的比例阀(11)、与比例阀(11)连接的开式变量泵(12)；

所述开式变量泵(12)的吸油口与油箱(13)连接，开式变量泵(12)的出油口与比例阀(11)的进油口相连，所述比例阀(11)的出油口分别与行走控制阀(3)的主工作油口、开式变量泵(12)的负载反馈口相连，比例阀(11)的回油口与油箱(13)相连。

5.根据权利要求4所述的一种液压开式系统，其特征在于，所述比例阀(11)上设有出油A口、出油B口，所述出油A口、出油B口分别与开式变量泵(12)的负载反馈口相连，且出油A口与行走控制阀(3)A口相连，所述出油B口与行走控制阀(3)B口相连。

6.根据权利要求4或5所述的一种液压开式系统，其特征在于，所述马达包括左前马达(1)、右前马达(4)、左后马达(8)和右后马达(9)，所述马达制动器对应设有左前制动器(5)、右前制动器(6)、左后制动器(7)和右后制动器(10)，所述第一分流集流阀(15)两侧的油口分别与左前马达(1)、左后马达(8)的进油口相连，第三分流集流阀(20)两侧的油口分别与右前马达(4)、右后马达(9)的进油口相连；

所述第二单向平衡阀(24)一端与主工作油口B口相连，另一端与左前马达(1)、左后马达(8)、右前马达(4)、右后马达(9)的出油口相连；

所述单向节流阀(28)出油口分别与左前制动器(5)、右前制动器(6)、左后制动器(7)、右后制动器(10)的油口相连。

7.一种行走机械，其特征在于，包括权利要求4-6任一项所述液压开式系统。