CN110131226B - 一种履带式液压行走系统的行走控制阀及行走系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种履带式液压行走系统的行走控制阀及行走系统，其中的行走控制阀包括分流阀、梭阀、常断式压力补偿器、三位四通电磁比例换向阀，定量泵输出油路经过分流阀均分为两路，一路经由第一三位四通电磁比例换向阀流向左行走马达，另一路经由第二三位四通电磁比例换向阀流向右行走马达；第一三位四通电磁比例换向阀两端压差通过第一梭阀由第一常断压力补偿器确定；第二三位四通电磁比例换向阀两端压差通过第二梭阀由第二常断压力补偿器确定。本发明有效避免了两侧负载不同对流量的影响，提高两侧马达的同步精度，差速行驶更加平稳灵活；通过二位三通电磁阀与减压阀来分别控制两个变量马达的排量，以实现车辆高低速的切换。

Description

一种履带式液压行走系统的行走控制阀及行走系统
技术领域
本发明涉及一种液压行走系统，具体涉及一种履带式液压行走系统的行走控制阀及行走系统，属于工程机械液压控制技术领域。
背景技术
履带式行走系统和轮胎式行走系统是工程机械中应用最为广泛两种行走系统。履带式行走系统有以下优点：(1)车辆全部重量都是附着重量，因此牵引附着性能极好；(2)与同功率轮式机械相比，履带支承面大，接地压力小，在松软土壤上的下陷深度小，因而滚动阻力小，有利于发挥较大的牵引力。
履带式行走系统大部分采用液压传动，这是由于与机械传动相比，液压传动更容易实现运动参数(流量)和动力参数(压力)的控制；且液压传动具有传递效率高、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。
履带式液压行走系统组成如图1所示，包括油泵、行走控制阀、左行走马达和右行走马达。油泵通过行走控制阀将动力传至左右驱动马达，左右驱动马达分别置于左右履带驱动轮，从而实现车辆的行驶、转弯等动作。
现有履带式液压行走系统多采用变量泵系统和定量泵系统，变量泵系统缺点在于成本高、体积大，不便于维护。
而现有的定量泵系统虽然结构简单，成本较低，但是缺点在于：①由于两个马达的控制阀采用开关阀，且同时连接一个定量泵，使流入两个马达的流量因负载不同而不同，造成行走系统同步行驶精度低；②当需要转向时，由于两个马达控制阀中换向阀为开关阀，流入马达的流量不可调节，会使“差速”行驶不平稳；③无法实现高、低速切换。
发明内容
为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种履带式液压行走系统的行走控制阀及行走系统，在现有定量泵系统的基础上对行走控制阀及行走系统进行改进，以提高行走系统的同步精度，使行走系统转弯平稳灵活，同时实现车辆高低速的切换。
为了解决上述问题，本发明一种履带式液压行走系统的行走控制阀，包括分别与左行走马达和右行走马达相连的两个换向阀，两个换向阀均为三位四通电磁比例换向阀，还包括分流阀、梭阀以及常断式压力补偿器，定量泵输出油路经过分流阀均分为两路，一路经由第一三位四通电磁比例换向阀流向左行走马达，另一路经由第二三位四通电磁比例换向阀流向右行走马达；第一常断式压力补偿器并联在第一三位四通电磁比例换向阀的进油口和回油口之间，第一梭阀并联在第一三位四通电磁比例换向阀的第一工作油口A1和第二工作油口B1之间；第二常断式压力补偿器并联在第二三位四通电磁比例换向阀的进油口和回油口之间，第二梭阀并联在第二三位四通电磁比例换向阀的第一工作油口A2和第二工作油口B2之间；第一梭阀的出油口与第一常断式压力补偿器的控制油口相连，第二梭阀的出油口与第二常断式压力补偿器的控制油口相连。
两个梭阀始终与马达高压油路相通，将负载压力反馈到常断式压力补偿器，常断式压力补偿器进口压力始终高于马达负载压力一定值，通过压力补偿器保持换向阀进油口与工作油口之间压差恒定，此时通过第一三位四通电磁比例换向阀和第二三位四通电磁比例换向阀的流量仅与换向阀的开口大小有关，即完全可以通过控制第一三位四通电磁比例换向阀和第二三位四通电磁比例换向阀的开口大小来控制车辆的行驶速度，通过控制第一三位四通电磁比例换向阀和第二三位四通电磁比例换向阀的换向来控制车辆的前行或者后退；由于本行走控制阀是一个定量泵通过分流阀来均匀分配进入两个换向阀的流量，因此基本不会受到负载大小不同的影响，从而可以使左右两侧马达实现同步速度。
进一步的，系统进油口P与回油口T之间并联有溢流阀。当行走系统压力过大时，可以通过溢流阀将多余流量回油至油箱。
进一步的，系统进油路设有减压阀和二位三通电磁阀，减压阀的进油口与P口相连，泄油口与L口相连，出油口与二位三通电磁阀的第一端口相连；二位三通电磁阀第二端口与L口相连，第三端口与C口相连。
当二位三通电磁阀失电时，C口直接与油箱相连，压力为零，左行走马达和右行走马达处于大排量状态，即车辆处于慢档状态；当二位三通电磁阀带电时，C口与减压阀出油口相连，该压力油推动马达变排量机构动作，左行走马达和右行走马达处于小排量状态，即车辆处于快档状态。
一种应用上述行走控制阀的履带式液压行走系统，包括油箱、定量泵、行走控制阀、左行走马达和右行走马达，行走控制阀P口与定量泵出油口相连，行走控制阀T口与油箱回油口相连，行走控制阀L口与油箱相连；左行走马达包括左行走马达主体、左行走马达变排量机构，右行走马达包括右行走马达主体、右行走马达变排量机构；左行走马达A口与行走控制阀A1口相连，左行走马达B口与行走控制阀B1口相连；右行走马达A口与行走控制阀A2口相连，右行走马达B口与行走控制阀B2口相连，左行走马达变排量机构C1口、右行走马达变排量机构C1口同时与行走控制阀C口相连，左行走马达主体泄油口L1口、左行走马达主体泄油口L1口同时与行走控制阀L口相连。
优选的，定量泵为齿轮泵。齿轮泵具有自吸能力强、结构简单、流量均匀、工作可靠等优势。
本发明采用单个齿轮泵与分流阀相结合的形式，使进入第一三位四通电磁比例换向阀和第二三位四通电磁比例换向阀流量均等，且利用梭阀与常断式压力补偿器使三位四通电磁比例换向阀两端的压差恒定，使进入两侧马达的流量仅与三位四通电磁比例换向阀的开口大小有关，避免两侧负载不同对流量的影响，提高两侧马达的同步精度；在车辆进行转向时，通过控制相应电磁比例换向阀开口大小来调节马达流量大小多余流量回流至油箱，这种差速行驶更加平稳灵活；通过二位三通电磁阀与减压阀的配合使用，来分别控制变量马达的排量，以实现车辆高低速的切换。
附图说明
图1为履带式液压行走系统结构原理图；
图2为本发明中的行走控制阀以及包含行走控制阀的履带式液压行走系统；
图中：1、油箱，2、变量泵，3、行走控制阀，4、左行走马达，5、右行走马达；31、溢流阀，32、分流阀，33、第一三位四通电磁比例换向阀，34、第一常断压力补偿器，35、第一梭阀，36、第二三位四通电磁比例换向阀，37、第二常断压力补偿器，38、第二梭阀，39、减压阀，
310、两位三通电磁阀；4、左行走马达；41、左行走马达主体，42、左行走马达变排量机构；5、右行走马达；51、右行走马达主体；52、左行走马达变排量机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的阐述。
如图2所示，一种履带式液压行走系统的行走控制阀，包括分别与左行走马达4和右行走马达5相连的两个换向阀，两个换向阀均为三位四通电磁比例换向阀，还包括分流阀32、梭阀以及常断式压力补偿器，定量泵输出油路经过分流阀32均分为两路，一路经由第一三位四通电磁比例换向阀33流向左行走马达4，另一路经由第二三位四通电磁比例换向阀
36流向右行走马达5；第一常断式压力补偿器34并联在第一三位四通电磁比例换向阀33的进油口和回油口之间，第一梭阀35并联在第一三位四通电磁比例换向阀33的第一工作油口A1和第二工作油口B1之间；第二常断式压力补偿器37并联在第二三位四通电磁比例换向阀
36的进油口和回油口之间，第二梭阀38并联在第二三位四通电磁比例换向阀36的第一工作油口A2和第二工作油口B2之间；第一梭阀35的出油口与第一常断式压力补偿器34的控制油口相连，第二梭阀38的出油口与第二常断式压力补偿器37的控制油口相连。
两个梭阀始终与马达高压油路相通，将负载压力反馈到常断式压力补偿器，常断式压力补偿器进口压力始终高于马达负载压力一定值，通过压力补偿器保持换向阀进油口与工作油口之间压差恒定，此时通过第一三位四通电磁比例换向阀33和第二三位四通电磁比例换向阀36的流量仅与换向阀的开口大小有关，即完全可以通过控制第一三位四通电磁比例换向阀33和第二三位四通电磁比例换向阀36的开口大小来控制车辆的行驶速度，通过控制第一三位四通电磁比例换向阀33和第二三位四通电磁比例换向阀36的换向来控制车辆的前行或者后退；由于本行走控制阀是一个定量泵通过分流阀32来均匀分配进入两个换向阀的流量，因此基本不会受到负载大小不同的影响，从而可以使左右两侧马达实现同步速度。
进一步的，系统进油口P与回油口T之间并联有溢流阀31。当行走系统压力过大时，可以通过溢流阀31将多余流量回油至油箱。
进一步的，系统进油路设有减压阀39和二位三通电磁阀310，减压阀39的进油口与P口相连，泄油口与L口相连，出油口与二位三通电磁阀310的第一端口相连；二位三通电磁阀310第二端口与L口相连，第三端口与C口相连。
当二位三通电磁阀310失电时，C口直接与油箱相连，压力为零，左行走马达4和右行走马达5处于大排量状态，即车辆处于慢档状态；当二位三通电磁阀310带电时，C口与减压阀39出油口相连，该压力油推动马达变排量机构动作，左行走马达4和右行走马达5处于小排量状态，即车辆处于快档状态。
如图2所示，一种应用上述行走控制阀的履带式液压行走系统，包括油箱1、定量泵2、行走控制阀3、左行走马达4和右行走马达5，行走控制阀3P口与定量泵2出油口相连，行走控制阀3T口与油箱1回油口相连，行走控制阀3L口与油箱1相连；左行走马达4包括左行走马达主体41、左行走马达变排量机构42，右行走马达5包括右行走马达主体51、右行走马达变排量机构52；左行走马达4A口与行走控制阀3A1口相连，左行走马达4B口与行走控制阀3B1口相连；右行走马达
5A口与行走控制阀3A2口相连，右行走马达5B口与行走控制阀3B2口相连，左行走马达变排量机构42C1口、右行走马达变排量机构52C1口同时与行走控制阀3C口相连，左行走马达主体41泄油口L1口、左行走马达主体51泄油口L1口同时与行走控制阀3L口相连。
优选的，定量泵2为齿轮泵。齿轮泵具有自吸能力强、结构简单、流量均匀、工作可靠等优势。
具体工作过程如下：
1)齿轮泵2为整个系统提供液压动力。
2)第一三位四通电磁比例换向阀33两端压差通过第一梭阀35由第一常断压力补偿器34确定；第二三位四通电磁比例换向阀36两端压差通过第二梭阀38由第二常断压力补偿器37确定；因此通过第一三位四通电磁比例换向阀33的流量只与第一三位四通电磁比例换向阀33的开口大小相关，通过第二三位四通电磁比例换向阀36的流量只与第二三位四通电磁比例换向阀36的开口大小相关。通过控制第一三位四通电磁比例换向阀33和第二三位四通电磁比例换向阀36的开口大小来控制车辆的行驶速度，通过控制第一三位四通电磁比例换向阀33和第二三位四通电磁比例换向阀36工作在左位或右位来控制车辆前进或后退。
3)左、右马达速度同步：变量泵2的高压油经过分流阀32等量分流后进入第一三位四通电磁比例换向阀33和第二三位四通电磁比例换向阀36，进而到达左行走马达4和右行走马达5，由于流量仅与换向阀的开口大小有关，因此不会受到两侧负载不同的影响，实现左、右马达速度同步。
4)“差速”行驶：当向右转弯，右行走马达5所需流量小，左行走马达4所需流量大，此时只需将第二三位四通电磁比例换向阀36开口减小，使通过第二三位四通电磁比例换向阀36的流量减小，经分流阀32等量分流后与第二三位四通电磁比例换向阀36相连油口的多余流量从第二常断压力补偿器37经T口流回油箱；向左转弯，左行走马达4所需流量小，右行走马达5所需流量大，此时只需将第一三位四通电磁比例换向阀33开口减小，使通过第一三位四通电磁比例换向阀33的流量减小，经分流阀32等量分流后与第一三位四通电磁比例换向阀33相连油口的多余流量从第一常断压力补偿器34经T口流回油箱1；即可以实现车辆转弯时“差速”行驶，且转向平稳、灵活。
5)快、慢档变换：车辆行驶过程中，当二位三通电磁阀310失电时，C口直接与油箱1相连，压力为零，左行走马达变排量机构42和右行走马达变排量机构52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310带电时，C口与减压阀39出油口相连，该压力油推动左行走马达变排量机构42和右行走马达变排量机构52动作，马达处于小排量状态，即车辆处于快档状态。

Claims (5)

1.一种履带式液压行走系统的行走控制阀，包括分别与左行走马达(4)和右行走马达(5)相连的两个换向阀，其特征在于，两个换向阀均为三位四通电磁比例换向阀，还包括分流阀(32)、梭阀以及常断式压力补偿器，定量泵输出油路经过分流阀(32)均分为两路，一路经由第一三位四通电磁比例换向阀(33)流向左行走马达(4)，另一路经由第二三位四通电磁比例换向阀(36)流向右行走马达(5)；第一常断式压力补偿器(34)并联在第一三位四通电磁比例换向阀(33)的进油口和回油口之间，第一梭阀(35)并联在第一三位四通电磁比例换向阀(33)的第一工作油口A1和第二工作油口B1之间；第二常断式压力补偿器(37)并联在第二三位四通电磁比例换向阀(36)的进油口和回油口之间，第二梭阀(38)并联在第二三位四通电磁比例换向阀(36)的第一工作油口A2和第二工作油口B2之间；第一梭阀(35)的出油口与第一常断式压力补偿器(34)的控制油口相连，第二梭阀(38)的出油口与第二常断式压力补偿器(37)的控制油口相连。
2.如权利要求1所述的履带式液压行走系统的行走控制阀，其特征在于，系统进油口P与回油口T之间并联有溢流阀(31)。
3.如权利要求1或2所述的履带式液压行走系统的行走控制阀，其特征在于，系统进油路设有减压阀(39)和二位三通电磁阀(310)，减压阀(39)的进油口与P口相连，泄油口与L口相连，出油口与二位三通电磁阀(310)的第一端口相连；二位三通电磁阀(310)第二端口与L口相连，第三端口与C口相连。
4.一种履带式液压行走系统，应用上述权利要求1~3中任一所述履带式液压行走系统的行走控制阀，包括油箱(1)、定量泵(2)、行走控制阀(3)、左行走马达(4)和右行走马达(5)，其特征在于，行走控制阀(3)P口与定量泵(2)出油口相连，行走控制阀(3)T口与油箱(1)回油口相连，行走控制阀(3)L口与油箱(1)相连；左行走马达(4)包括左行走马达主体(41)、左行走马达变排量机构(42)，右行走马达(5)包括右行走马达主体(51)、右行走马达变排量机构(52)；左行走马达(4)A口与行走控制阀(3)A1口相连，左行走马达(4)B口与行走控制阀(3)B1口相连；右行走马达(5)A口与行走控制阀(3)A2口相连，右行走马达(5)B口与行走控制阀(3)B2口相连，左行走马达变排量机构(42)C1口、右行走马达变排量机构(52)C1口同时与行走控制阀(3)C口相连，左行走马达主体(41)泄油口L1口、右行走马达主体(51)泄油口L1口同时与行走控制阀(3)L口相连。
5.如权利要求4所述的履带式液压行走系统，其特征在于，定量泵(2)为齿轮泵。
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