CN108156868A - 坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液压系统，尤其涉及一种坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，包括有油泵；油泵通过手/自切换阀分别与悬挂控制阀组、调平控制阀组、手动应急阀的进油口连接，悬挂控制阀组的工作口分别与悬挂油缸连接、与调平油缸连接，手动应急阀的工作口通过球阀与悬挂油缸、调平油缸连接，悬挂油缸、调平油缸设有传感器，传感器采集油缸压力、位移和角度信号传送给控制器，控制器的输出端与悬挂控制阀组、调平控制阀组的控制端电连接。油缸速度位移精确控制：举升工况，通过控制比例流量控制阀的输入信号，实现油缸运动速度位移的精确控制，同时油缸运动速度不受工作负载压力影响；油缸下降工况，通过比例换向阀精确控制油缸下降速度与位移。
Description
技术领域
本发明涉及拖拉机悬挂系统，尤其涉及一种坡地自适应悬挂/调平液压控制系统。
背景技术
在农机作业过程中，拖拉机需通过液压悬挂系统来实现对耕种深度的调节，而为了实现拖拉机作业深度的均匀，目前悬挂系统控制方式有机械阻力控制、位置控制和综合控制三种，而使用最多的是机械阻力控制方式。机械阻力控制方式主要是驾驶员通过选择力调节和位调节操作手柄的位置，使得机械式阻力位置调节装置实现农机具位置/阻力调节。但是在作业过程中，经常碰到地形起伏、田埂、树根等短期地形突变及阻力突变，使得农机具上下起伏，影响农机作业水平。随着电子技术、信息化技术和传感器技术的发展，拖拉机液压悬挂系统正逐步采用电液控制，电液控制系统通过各传感器检测的信号，调节左右悬挂油缸的伸缩量，实现配套农机具耕作阻力、耕作深度的自动调节。
目前国内拖拉机的电控液压悬挂系统，只对悬挂系统的耕作深度进行调节，即单自由度可调系统，只能适用于地势较平坦的地形，当拖拉机在丘陵、山地作业时，由于耕地坡度较大，拖拉机很难自动调节，完成耕种任务，所以还没有适用与丘陵山地的拖拉机电控液压悬挂系统。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种对丘陵坡地的适应性强、保证配套农机具在丘陵山地高质量作业的电控液压悬挂系统。
本发明的技术方案是这样实现的：一种坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，包括有油泵、手/自切换阀、手动应急阀、悬挂控制阀组、调平控制阀组、悬挂油缸、调平油缸、控制器；油泵通过手/自切换阀分别与悬挂控制阀组、调平控制阀组、手动应急阀的进油口连接，悬挂控制阀组的工作口与悬挂油缸连接，悬挂控制阀组的工作口与调平油缸连接，手动应急阀的工作口通过球阀与悬挂油缸、调平油缸连接，悬挂油缸、调平油缸设有传感器，传感器采集油缸压力、位移和角度信号传送给控制器，控制器的输出端与悬挂控制阀组、调平控制阀组的控制端电连接。
较佳地，所述的悬挂控制阀组/调平控制阀组包括有比例流量控制阀、比例换向阀、压力补偿器、恒流阀、单向阀以及P油口、T油口、A1工作口、A2工作口、B1工作口、B2工作口；所述的P油口分别连通比例流量控制阀、压力补偿器的进口，比例流量控制阀的出口分别经单向阀连通A1工作口、A2工作口、B1工作口、B2工作口，A1工作口、A2工作口、B1工作口、B2工作口分别经比例换向阀与T油口连通，压力补偿器与恒流阀的进口连通后取比例流量控制阀出口的负载信号；压力补偿器与恒流阀的出口与T油口连通，P油口和T油口之间设有溢流阀。
较佳地，所述的比例流量控制阀出口与工作口之间的单向阀为负载保持单向阀。
较佳地，所述恒流阀进口与压力补偿器弹簧腔之间设有阻尼孔。
较佳地，所述压力补偿器与恒流阀的进口连通后，通过单向阀组取比例流量控制阀的出口负载信号。
较佳地，所述压力补偿器与恒流阀的进口连通后，通过梭阀组取比例流量控制阀的出口负载信号。
本发明与现有技术相比，有益效果有：
（1）油缸速度位移精确控制：举升工况，通过控制比例流量控制阀的输入信号，实现油缸运动速度位移的精确控制，同时油缸运动速度不受工作负载压力影响；油缸下降工况，通过比例换向阀精确控制油缸下降速度与位移。
（2）油缸可复合动作：四个比例流量控制阀进油口并联进油口，通过调节各比例流量控制阀阀口大小，可使多个油缸同时工作，完成复合动作，不受负载压力影响。
（3）低压卸荷：在油缸完成运动后，压力补偿器控弹簧腔的油液通过恒流阀回油箱，使得系统油液通过压力补偿器低压卸荷，使系统更加节能。
附图说明
图1是本发明实施例中坡地自适应悬挂/调平液压控制系统原理图；
图2是本发明悬挂控制阀组/调平控制阀组实施例一的原理图；
图3是本发明悬挂控制阀组/调平控制阀组实施例二的原理图；
图中标记说明：
1-悬挂控制阀组，2-高压过滤器，3-液压齿轮泵，4-吸油过滤器，5-液位液温计，6-液压空气滤清器，7-液压油箱，8-工作切换阀组，9-快换接头，10-离合控制阀，11-液压离合器，12-蓄能器，13-快换接头，14-调平控制阀组，15-车身支腿油缸，16-截止阀，17-应急手动操作阀组，18-悬挂系统右提升缸，19-悬挂系统左提升缸。
101-比例流量控制阀I，102-比例流量控制阀II，103-比例流量控制阀III，104-比例流量控制阀IV，105-溢流阀，106-压力补偿器，107-恒流阀，108-比例换向阀，109-单向阀I，110-单向阀II，111-电控截止阀，112-单向阀III，113-单向阀IV，114-电控截止阀，115-单向阀V，116-单向阀VI，117-比例换向阀，118-单向阀VII，119-单向阀VIII；120-梭阀I，121-梭阀II，122-梭阀III，及A1油口、A2油口、B1油口、B2油口、T油口、P2油口；
1401-比例流量控制阀，1402-溢流阀，1403-压力补偿器，1404-恒流阀，1405-单向阀IX，1406-单向阀X，1407-比例换向阀；及A3油口、A4油口、A5油口、A6油口、T油口、P3油口组成。
具体实施方式
为进一步理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步说明，参见图1至图3。
如图1所示，在本实施例中液压系统，齿轮泵3通过高压过滤器2连接工作切换阀组8，工作切换阀组8的Pz1油口经快换接头连接离合控制阀组10的Pz2油口；工作切换阀组8的A口连接车身调平阀组14的P3口，B口连接提升控制阀组1的P2口；车身调平阀组14的A3—A6油口分别连接车身支腿油缸15大腔；提升控制阀组1的B1和B2油口分别连接提升油缸大腔，A1和A2油口分别连接提升油缸的小腔；离合控制阀组10的Az口连接液压离合器11，Af口接蓄能器12，T口接回油箱7。悬挂控制阀组用于控制悬挂提升油缸，调节左右提升油缸的伸缩量，实现配套农机具耕作阻力、耕作姿态（高度及角度）的自适应调节。调平控制阀组14用于调节车身支腿油缸，使拖拉机在较大坡地时保持车身水平，离合控制阀组10控制拖拉机的液压离合器11。
如图2所示实施例一，悬挂控制阀组或调平控制阀组中，P2油口分别连接四个比例流量控制阀101/102/103/104的进口、溢流阀105的进口及压力补偿器106的进口；比例流量控制阀101的出口经单向阀119与比例换向阀117进口及A1油口接通，比例流量控制阀102的出口经单向阀116与电控截止阀114进口及B1油口接通，比例换向阀117与电控截止阀114的出口连接到T1口；比例流量控制阀103和比例流量控制阀104的连接方式与前面类似；四个比例流量控制阀101/102/103/104的出口经单向阀109/112/115/118与压力补偿器106的液控腔和恒流阀107入口接通，压力补偿器的106出口和恒流阀106出口接通于T1口。
在本实施例中，如图2所示，车身调平阀组中，包括有比例流量控制阀、溢流阀、压力补偿器、恒流阀、比例换向阀、单向阀及及P3油口、T3油口、A3油口、A4油口、A5油口、A6油口，其中比例流量控制阀及单向阀的连接方式与悬挂提升阀组中的相同，只需要将悬挂提升阀组中的油缸小腔并接的电控截止阀换成比例换向阀即可。实施例一和实施例二区别仅在于单向阀I109， -单向阀III112、单向阀V115用梭阀I120、梭阀II 121、梭阀III122代替。
本发明的工作原理为：
悬挂系统提升时，以右提升油缸运动为例说明：
（1）油缸举升时，提升阀组1中的比例流量控制阀104的电磁铁得电，并根据油缸位移反馈信号调节阀口开度，泵出口油液经比例流量控制阀104、单向阀110进入提升油缸大腔，油缸伸出，当油缸运动到指定位移，位移传感器反馈信号控制比例流量控制阀104关闭，油缸运动停止，运动过程中的泵多余油液经压力补偿器106卸荷回油箱；电控截止阀111电磁铁得电，工作在图中右位，液压缸小腔油液经电控截止阀111回到油箱。
（2）油缸下降时，在农具与地面接触之前，比例换向阀108的电磁铁调节比例阀开口大小，控制油缸下降速度与位移，此时第三比例流量103控制阀的电磁铁工作在最大控制电流，阀口全开，泵出口油液经比例流量控制阀103、单向阀113进入提升油缸小腔，大腔油液经比例换向阀108回到油箱。
（3）当农具与地面接触后，比例换向阀108的电磁铁工作在最大控制电流，阀口全开，此时比例流量控制阀103的电磁铁根据油缸位移反馈信号，调节比例阀阀口大小，进而控制油缸运动位移及速度，在运动过程中的泵多余油液经压力补偿器106卸荷回油箱。当油缸运动结束，所有电磁铁失电，油缸负载压力经恒流阀107卸荷，泵出口油液经三位四通电磁换向阀803中位卸荷回油箱。
（4）浮动位：当提升阀组中的比例换向阀108与电控截止阀111同时得电，两个阀都工作在图中右位，此时油缸大腔与小腔接通，系统工作在浮动状态。
（5）车身调平时，以图中右起第一个油缸运动为例说明：
调平控制阀组14中比例流量控制阀1401的电磁铁得电，并根据车身支腿油缸位移反馈信号，调节比例流量控制阀开口大小，控制油缸运动位移，泵出口油液经比例流量控制阀1401、单向阀1407进入支腿油缸大腔，油缸伸出，当油缸运动到指定位移，位移传感器反馈信号控制比例流量控制阀1401关闭，油缸运动停止，运动过程中的泵多余油液经压力补偿器1403卸荷回油箱。当支腿油缸下降时，比例流量控制阀1401的电磁铁工作在最大电流，阀口全开，比例换向阀1405的电磁铁得电，并调节阀口大小，控制油缸下降速度。
Claims (6)
1.一种坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，其特征在于：包括有油泵、手/自切换阀、手动应急阀、悬挂控制阀组、调平控制阀组、悬挂油缸、调平油缸、控制器；
油泵通过手/自切换阀分别与悬挂控制阀组、调平控制阀组、手动应急阀的进油口连接，悬挂控制阀组的工作口与悬挂油缸连接，悬挂控制阀组的工作口与调平油缸连接，手动应急阀的工作口通过球阀与悬挂油缸、调平油缸连接，悬挂油缸、调平油缸设有传感器，传感器采集油缸压力、位移和角度信号传送给控制器，控制器的输出端与悬挂控制阀组、调平控制阀组的控制端电连接。
2.根据权利要求1所述的坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，其特征在于：所述的悬挂控制阀组/调平控制阀组包括有比例流量控制阀、比例换向阀、压力补偿器、恒流阀、单向阀以及P油口、T油口、A1工作口、A2工作口、B1工作口、B2工作口；所述的P油口分别连通比例流量控制阀、压力补偿器的进口，比例流量控制阀的出口分别经单向阀连通A1工作口、A2工作口、B1工作口、B2工作口，A1工作口、A2工作口、B1工作口、B2工作口分别经比例换向阀与T油口连通，压力补偿器与恒流阀的进口连通后取比例流量控制阀出口的负载信号；压力补偿器与恒流阀的出口与T油口连通，P油口和T油口之间设有溢流阀。
3.根据权利要求2所述的坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，其特征在于：所述的比例流量控制阀出口与工作口之间的单向阀为负载保持单向阀。
4.根据权利要求2所述的坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，其特征在于：所述恒流阀进口与压力补偿器弹簧腔之间设有阻尼孔。
5.根据权利要求2所述的坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，其特征在于：所述压力补偿器与恒流阀的进口连通后，通过单向阀组取比例流量控制阀的出口负载信号。
6.根据权利要求2所述的坡地自适应悬挂和调平的液压控制系统，其特征在于：所述压力补偿器与恒流阀的进口连通后，通过梭阀组取比例流量控制阀的出口负载信号。
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