CN108087369A - 一种用于车辆的液压支撑调平系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的液压支撑调平系统，包括液压油箱，大流量液压油泵、手动液压油泵和小流量液压油泵，安装在车身横梁上的前左油缸、前右油缸、后左油缸和后右油缸；还包括液压阀集成构件，其上设有第一电磁阀、第二电磁阀、前左油缸控制阀、前右油缸控制阀、后左油缸控制阀和后右油缸控制阀；大流量液压油泵、手动液压油泵和小流量液压油泵分别通过单向阀与第一电磁阀和第二电磁阀的进油口P连接相通；前左油缸与前左油缸控制阀连接相通；前右油缸与前右油缸控制阀连接相通；后左油缸与后左油缸控制阀连接相通；后右油缸与后右油缸控制阀连接相通。本发明能够快速、稳定的将车辆及搭载设备调平到规定的高精度指标，使搭载的设备正常工作。

Description

一种用于车辆的液压支撑调平系统
技术领域
本发明涉及特殊用途的车辆，具体涉及一种用于车辆的液压支撑调平系统，特别是用于对安装在车辆上的设备进行支撑调平的装置。
背景技术
对于特种车辆，除了车辆自身质量外，车辆上需加装各种功能的设备，一般情况，车辆上加装搭载的设备载荷比车辆底盘自身的质量要大。对于某些加装搭载的专用设备，需要在车辆上加支撑并调平后，设备才能正常工作。现有的一些特种车辆，采用的支撑调平方式大多为正置油缸，手动换向阀或电液比例阀方式，如汽车起重机就属于正置支撑油缸、手动换向阀支撑调平方式。对于特殊要求的车辆，采用汽车起重机调平方式已不能满足支撑的平稳性要求和快速调平的时间指标要求。采用电液比例阀会带来因节流功率损失而产生液压油温升问题以及电液比例阀价格成本问题。由此，需要对特殊用途的车辆设计调平系统。CN 103991351A公开了“一种液压平板车载重平台四点支撑调平系统及其实现方法”，它包括两台控制器，其中一台控制器的输出端与四个电液比例换向阀的各比例电磁铁控制端相连，用于发出控制信号控制电液比例换向阀的开度最终控制柱塞缸的运动速度，所述四个电液比例换向阀的输出端分别与安装在平板车悬挂机构上的柱塞缸相连，所述柱塞缸用于控制平板车的升降，另一台控制器的输入端分别与安装在液压回路中的四个压力传感器的输出端和安装在车身中心几何位置的双轴传感器的输出端相连，用于接收个传感器反馈的数据信号，调平过程中最低点与次高点、次低点的速度控制方式不同，从而使四支撑点在调平过程中可以保持在一个平面。无容置疑，这是所属技术领域的一种有益的尝试。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于车辆的液压支撑调平系统，其能够快速、稳定的将车辆及搭载设备调平到规定的高精度指标，使搭载的设备正常工作。
本发明所述的一种用于车辆的液压支撑调平系统，包括液压油箱，与液压油箱连通的大流量液压油泵、手动液压油泵和小流量液压油泵，分别安装在车身横梁上的前左油缸、前右油缸、后左油缸和后右油缸，其特征是：
还包括液压阀集成构件，其上设有第一电磁阀、第二电磁阀、前左油缸控制阀、前右油缸控制阀、后左油缸控制阀和后右油缸控制阀；
所述大流量液压油泵、手动液压油泵和小流量液压油泵分别通过一个单向阀与第一电磁阀和第二电磁阀的进油口P连接相通；
所述前左油缸与前左油缸控制阀连接相通；所述前右油缸与前右油缸控制阀连接相通；所述后左油缸与后左油缸控制阀连接相通；所述后右油缸与后右油缸控制阀连接相通。
进一步，所述第二电磁阀的通油口A5与所述前左油缸控制阀、前右油缸控制阀、后左油缸控制阀和后右油缸控制阀的进油口P连接相通，所述第二电磁阀、前左油缸控制阀、前右油缸控制阀、后左油缸控制阀和后右油缸控制阀的回油口O分别与所述第一电磁阀的通油口B连接相通，所述第一电磁阀的回油口O与所述液压油箱相通。
进一步，所述前左油缸的进油端通过一单向节流阀经一双向液压锁与所述前左油缸控制阀的通油口A1连接相通，所述前左油缸的回油端经所述双向液压锁与所述前左油缸控制阀的通油口B1连接相通，并在回油管道上设有压力传感器；
所述前右油缸的进油端通过一单向节流阀经一双向液压锁与所述前右油缸控制阀的通油口A2连接相通，所述前右油缸的回油端经所述双向液压锁与所述前右油缸控制阀的通油口B2连接相通，并在回油管道上设有压力传感器；
所述后左油缸的进油端通过一单向节流阀经一双向液压锁与所述后左油缸控制阀的通油口A3连接相通，所述后左油缸的回油端经所述双向液压锁与所述后左油缸控制阀的通油口B3连接相通，并在回油管道上设有压力传感器；
所述后右油缸的进油端通过一单向节流阀经一双向液压锁与所述后右油缸控制阀的通油口A4连接相通，所述后右油缸的回油端经所述双向液压锁与所述后右油缸控制阀的通油口B4连接相通，并在回油管道上设有压力传感器。
进一步，在所述第一电磁阀的通油口A与所述第二电磁阀的进油口P连接的管道上设有压力表。
进一步，在所述第二电磁阀的进油口P与通油口A5之间设有第一并联管道，在所述第一并联管道中间设有节流阀。
进一步，在所述第一电磁阀的通油口B与所述第二电磁阀的进油口P之间设有第二并联管道，在所述第二并联管道中间设有溢流阀。
进一步，在所述第二电磁阀的回油口O和通油口B5之间设有第三并联管道。进一步，所述前左油缸、前右油缸、后左油缸和后右油缸的结构相同，均由油缸筒、支撑环、导向套和缸杆配合连接构成。
进一步，所述第一电磁阀、第二电磁阀、前左油缸控制阀、前右油缸控制阀、后左油缸控制阀和后右油缸控制阀均为三位四通电磁阀。
进一步，所述的用于车辆的液压支撑调平系统，还包括设在电磁阀上左右侧的手动切换旋钮。
前左油缸、前右油缸、后左油缸和后右油缸的伸缩升降运动受液压阀集成构件的控制，每个油缸的控制回路独立，油缸独立受控，便于实现快、慢速运动，完成车辆升降、车辆调平功能。
压力传感器实时检测每个油缸的压力。系统调平时，小流量液压油泵为系统的动力源，系统快速工作时，大流量液压油泵为系统的动力源，两动力源分时工作，避免用大流量泵节流带来的功率损失及液压油温升结果。
液压阀集成构件中的前左油缸控制阀、前右油缸控制阀、后左油缸控制阀和后右油缸控制阀作为通/断油缸的供油和切换供油方向的控制阀。并联在小流量液压油泵上的手动液压油泵作为应急动力源。另外用直角倾角传感器配合本液压调平系统，检测调平精度。
本发明的有益效果：
由于液压阀集成构件将普通的三位四通电磁阀、节流阀等集成在一块阀板上，采用普通电磁阀的开关作用控制各油缸的进油量(避免使用昂贵的电液比例阀控制油缸的进油量)，实现对四点布置的液压支撑进行调平控制。液压支撑的倒置式油缸与导向套为小间隙配合，可使作用在支撑上的弯矩载荷传递到导向套上，缸杆不承受弯矩作用。
由于所述液压支撑系统的油缸倒置、油缸在导向套内，缸杆不运动，缸筒在导向套内伸缩运动，强化了液压支撑的径向刚度，即紧凑了结构又提高了支撑的稳定性。
由于液压支撑在全程范围内可快速工作，使液压调平系统具有快速粗调平及快速回收支撑的功能。
由于每个液压支撑的快、慢速运动独立受控，使调平系统适应多形状的地面。
由于液压调平系统装有小流量液压油泵作为精调平的动力源，可避免用大流量液压油泵供给精调平而造成功率损失和出现油温上升问题。
由于采用三位四通电磁阀控制了油缸的启动/停止、伸缩运动，可使液压支撑在行程范围内受控，缩短了调平时间，降低了系统的成本。
由于液压调平系统采用节流阀控制流量，调平的流量可平滑无极设定，可使液压支撑的调平精度按需设定。
由于电磁阀装有手动切换旋钮，在电路出现故障时可手动操作电磁阀，使电磁阀工作在所需的逻辑位置。
综上所述，调平系统简单可靠、支撑稳定性好、紧凑、成本低，能实现高精度四点支撑调平。
附图说明
图1是本发明的液压原理图。
图2是液压阀集成构件的示意图。
图3是前左油缸、前右油缸、后左油缸或后右油缸(倒置式液压支撑)的结构示意图。
图中：1－液压油箱，2－大流量液压油泵，3－手动液压油泵，4－小流量液压油泵，5－单向阀，6－第一电磁阀，7－溢流阀，8－第二电磁阀，9－压力表，10－节流阀，11－前左油缸控制阀，12－前右油缸控制阀，13－后左油缸控制阀，14－后右油缸控制阀，15－单向节流阀，16－双向液压锁，17－压力传感器，18－第一并联管道，19－第二并联管道，20－第三并联管道，21－前左油缸，22－前右油缸，23－后左油缸，24－后右油缸，25－油缸筒，26－支撑环，27－导向套，28－缸杆，29－手动切换旋钮，30－液压阀集成构件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参见图1所示的一种用于车辆的液压支撑调平系统，包括液压油箱1，与液压油箱连通的大流量液压油泵2、手动液压油泵3和小流量液压油泵4，分别安装在车身横梁上的前左油缸21、前右油缸22、后左油缸23和后右油缸24，其突出的实质性特点是：
还包括液压阀集成构件30，其上设有第一电磁阀6、第二电磁阀8、前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14；
所述大流量液压油泵2、手动液压油泵3和小流量液压油泵4分别通过一个单向阀5与第一电磁阀6和第二电磁阀8的进油口P连接相通；
所述前左油缸21与前左油缸控制阀11连接相通；所述前右油缸22与前右油缸控制阀12连接相通；所述后左油缸23与后左油缸控制阀13连接相通；所述后右油缸24与后右油缸控制阀14连接相通。
所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其所述第二电磁阀8的通油口A5与所述前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14的进油口P连接相通，所述第二电磁阀8、前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14的回油口O分别与所述第一电磁阀6的通油口B连接相通，所述第一电磁阀6的回油口O与所述液压油箱1相通。
所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其所述前左油缸21的进油端通过一单向节流阀15经一双向液压锁16与所述前左油缸控制阀11的通油口A1连接相通，所述前左油缸21的回油端经所述双向液压锁16与所述前左油缸控制阀11的通油口B1连接相通，并在回油管道上设有压力传感器17；
所述前右油缸22的进油端通过一单向节流阀15经一双向液压锁16与所述前右油缸控制阀12的通油口A2连接相通，所述前右油缸22的回油端经所述双向液压锁16与所述前右油缸控制阀12的通油口B2连接相通，并在回油管道上设有压力传感器17；
所述后左油缸23的进油端通过一单向节流阀15经一双向液压锁16与所述后左油缸控制阀13的通油口A3连接相通，所述后左油缸23的回油端经所述双向液压锁16与所述后左油缸控制阀13的通油口B3连接相通，并在回油管道上设有压力传感器17；
所述后右油缸24的进油端通过一单向节流阀15经一双向液压锁16与所述后右油缸控制阀14的通油口A4连接相通，所述后右油缸24的回油端经所述双向液压锁16与所述后右油缸控制阀14的通油口B4连接相通，并在回油管道上设有压力传感器17。
在所述第一电磁阀6的通油口A与所述第二电磁阀8的进油口P连接的管道上设有压力表9。
在所述第二电磁阀8的进油口P与通油口A5之间设有第一并联管道18，在所述第一并联管道中间设有节流阀10。
在所述第一电磁阀6的通油口B与所述第二电磁阀8的进油口P之间设有第二并联管道19，在所述第二并联管道中间设有溢流阀7。
在所述第二电磁阀8的回油口O和通油口B5之间设有第三并联管道20。第三并联管道使阀8的“O—B5”口与回油相通，等效于使阀8的4通功能变成2通功能，阀8具有的3位功能只用于“开—关”2位置功能，利用了3位阀的简支梁阀芯的高换向可靠性，回避了2位功能2通阀悬臂梁阀芯换向条件苛刻的缺点，提供了液压系统的可靠性。
所述前左油缸21、前右油缸22、后左油缸23和后右油缸24的结构相同，均由油缸筒25、支撑环26、导向套27和缸杆28配合连接构成。缸杆与导向套采用机械固连。套在油缸筒外面的导向套与油缸筒之间装有非金属的支撑环，使油缸筒与导向套的径向成轻过盈配合连接，导向套与油缸筒之间就得到径向无间隙、轴向可相对滑动的伸缩结构。缸杆的伸缩运动转换成了导向套沿油缸筒的伸缩运动。这种结构的油缸特征是使不能承受径向载荷的油缸，通过导向套的转换，成为了可承载径向载荷的油缸，使液压支撑具有承受径向载荷的能力。
所述第一电磁阀6、第二电磁阀8、前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14均为三位四通电磁阀。
所述的用于车辆的液压支撑调平系统，还包括设在电磁阀上左右侧的手动切换旋钮29。
所述液压支撑调平系统使用时，用高压钢管将液压阀集成构件30、液压油箱1、大流量液压油泵2、手动液压油泵3、大流量液压油泵4、单向阀5、压力表9、单向节流阀15、双向液压锁16、压力传感器17、前左油缸21、前右油缸22、后左油缸23、后右油缸24、以及其他附件按原理图1装配好，液压阀集成构件竖直固定在车身侧面，正面向外便于操作手动切换旋钮29。前左油缸21、前右油缸22、后左油缸23和后右油缸24车辆形成四点调平方式。油泵工作后，各电磁阀工作在不同的逻辑组合状态实现支撑伸缩，达到快速升降车辆、调平车辆目的。
前左油缸21、前右油缸22、后左油缸23和后右油缸24均为倒置式液压支撑，用螺栓固定在车身横梁上，缸杆通过螺母固定在导向套上端，缸筒向下，在导向套中伸缩。
使用时，缸筒在液压阀集成构件的逻辑控制下，从导向套中伸出/缩回，快速支撑起车辆并调平；切换控制阀，快速收回支撑。电控出现故障时，可以使用集成在各电磁阀上的手动操作旋钮，手动切换电磁阀芯到液压支撑快速升降及调平的对应逻辑控制位置。大流量液压油泵及大流量液压油泵均出现故障时，应急操作手动液压油泵对液压支撑进行升降、调平、撤收。本发明的工作过程是：液压支撑快速升降：开启大流量液压油泵2——接通前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14——接通第一电磁阀6和第二电磁阀8——使液压支撑快速升到所需高度——、前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13、后右油缸控制阀14、第一电磁阀6和第二电磁阀8复位，完成支撑的快速升高；
换向接通前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14——液压支撑快速下降到位——大流量液压油泵2停止工作——前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13、后右油缸控制阀14、第一电磁阀6和第二电磁阀8复位、快速升降结束。
液压支撑调平：开启小流量液压油泵4——接通前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13、后右油缸控制阀14和第二电磁阀8——使液压支撑粗调平——第二电磁阀8复位——使液压支撑精调平——小流量液压油泵4停止工作——前左油缸控制阀11、前右油缸控制阀12、后左油缸控制阀13和后右油缸控制阀14复位，调平结束。
在上述工作状态下，用手动液压油泵3代替泵大流量液压油泵2或小流量液压油泵4工作，为应急状态下完成支撑的升降及调平。

Claims (10)

1.一种用于车辆的液压支撑调平系统，包括液压油箱(1)，与液压油箱连通的大流量液压油泵(2)、手动液压油泵(3)和小流量液压油泵(4)，分别安装在车身横梁上的前左油缸(21)、前右油缸(22)、后左油缸(23)和后右油缸(24)，其特征是：
还包括液压阀集成构件(30)，其上设有第一电磁阀(6)、第二电磁阀(8)、前左油缸控制阀(11)、前右油缸控制阀(12)、后左油缸控制阀(13)和后右油缸控制阀(14)；
所述大流量液压油泵(2)、手动液压油泵(3)和小流量液压油泵(4)分别通过一个单向阀(5)与第一电磁阀(6)和第二电磁阀(8)的进油口P连接相通；
所述前左油缸(21)与前左油缸控制阀(11)连接相通；所述前右油缸(22)与前右油缸控制阀(12)连接相通；所述后左油缸(23)与后左油缸控制阀(13)连接相通；所述后右油缸(24)与后右油缸控制阀(14)连接相通。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：所述第二电磁阀(8)的通油口A5与所述前左油缸控制阀(11)、前右油缸控制阀(12)、后左油缸控制阀(13)和后右油缸控制阀(14)的进油口P连接相通，所述第二电磁阀(8)、前左油缸控制阀(11)、前右油缸控制阀(12)、后左油缸控制阀(13)和后右油缸控制阀(14)的回油口O分别与所述第一电磁阀(6)的通油口B连接相通，所述第一电磁阀(6)的回油口O与所述液压油箱(1)相通。
3.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：
所述前左油缸(21)的进油端通过一单向节流阀(15)经一双向液压锁(16)与所述前左油缸控制阀(11)的通油口A1连接相通，所述前左油缸(21)的回油端经所述双向液压锁(16)与所述前左油缸控制阀(11)的通油口B1连接相通，并在回油管道上设有压力传感器(17)；
所述前右油缸(22)的进油端通过一单向节流阀(15)经一双向液压锁(16)与所述前右油缸控制阀(12)的通油口A2连接相通，所述前右油缸(22)的回油端经所述双向液压锁(16)与所述前右油缸控制阀(12)的通油口B2连接相通，并在回油管道上设有压力传感器(17)；
所述后左油缸(23)的进油端通过一单向节流阀(15)经一双向液压锁(16)与所述后左油缸控制阀(13)的通油口A3连接相通，所述后左油缸(23)的回油端经所述双向液压锁(16)与所述后左油缸控制阀(13)的通油口B3连接相通，并在回油管道上设有压力传感器(17)；
所述后右油缸(24)的进油端通过一单向节流阀(15)经一双向液压锁(16)与所述后右油缸控制阀(14)的通油口A4连接相通，所述后右油缸(24)的回油端经所述双向液压锁(16)与所述后右油缸控制阀(14)的通油口B4连接相通，并在回油管道上设有压力传感器(17)。
4.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：在所述第一电磁阀(6)的通油口A与所述第二电磁阀(8)的进油口P连接的管道上设有压力表(9)。
5.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：在所述第二电磁阀(8)的进油口P与通油口A5之间设有第一并联管道(18)，在所述第一并联管道中间设有节流阀(10)。
6.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：在所述第一电磁阀(6)的通油口B与所述第二电磁阀(8)的进油口P之间设有第二并联管道(19)，在所述第二并联管道中间设有溢流阀(7)。
7.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：在所述第二电磁阀(8)的回油口O和通油口B5之间设有第三并联管道(20)。
8.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：所述前左油缸(21)、前右油缸(22)、后左油缸(23)和后右油缸(24)的结构相同，均由油缸筒(25)、支撑环(26)、导向套(27)和缸杆(28)配合连接。
9.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：所述第一电磁阀(6)、第二电磁阀(8)、前左油缸控制阀(11)、前右油缸控制阀(12)、后左油缸控制阀(13)和后右油缸控制阀(14)均为三位四通电磁阀。
10.根据权利要求1或2所述的用于车辆的液压支撑调平系统，其特征是：还包括设在电磁阀上左右侧的手动切换旋钮29。
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