CN110744999B - 一种用于车辆的液压差速控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的液压差速控制系统，包括第一行走马达、第二行走马达、数字控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、闭式液压泵、补油泵、油箱、液压差速控制阀，第一行走马达上安装有第一制动器，第二行走马达上安装有第二制动器；第一转速传感器、第二转速传感器、液压差速控制阀均与数字控制器电连接；所述液压差速控制阀的P口与闭式液压泵的出油口连通、B口与第一行走马达的进油口连通、A口与第二行走马达的进油口连通，闭式液压泵的进油口与第一行走马达和第二行走马达的出油口连通，所述补油泵的进油口与油箱连通；该用于车辆的液压差速控制系统，不仅结构简单、制造成本低，可以实现防打滑、防止行走马达吸空。

Description

一种用于车辆的液压差速控制系统
技术领域
本发明属于车辆控制技术领域，具体的说，是涉及一种用于车辆的液压差速控制系统。
背景技术
目前，行走移动设备必然存在着差速控制的问题，即行走移动设备在行走过程中，设备直线行驶、设备转弯行驶、及设备通过打滑区域的行驶控制问题。同时，行走移动设备的驱动方式目前主要有两种：机械传动驱动和静压驱动。对于机械传动驱动车辆的差速控制问题，一般是在驱动车桥的内部设置差速器，同时安装差速锁结构，从而满足上述相关的实际行驶要求。对于静压驱动车辆，车辆的行驶差速直接通过液压系统自动适应，同时使用转速传感器检测各驱动液压变量马达的转速，再通过PLC控制器控制驱动液压变量马达的转速，从而满足上述相关的实际行驶要求：当车辆直行时，左右两侧的车轮的转速保持一致；当车辆转弯时，位于外侧的车轮的转速要大于位于内侧的车轮的转速；当车辆通过打滑区域、轮胎发生打滑时，则转速传感器检测到打滑车轮的转速过高，PLC控制器控制该打滑车轮的驱动液压变量马达的斜盘摆角归零，实现车辆通过打滑区域。但是，这种液压系统自动适应的差速控制系统仍然存在控制复杂、成本高的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种结构简单、制造成本低，可以实现防打滑控制、防止行走马达吸空的液压差速控制系统。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于车辆的液压差速控制系统，包括第一行走马达、第二行走马达、数字控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、闭式液压泵、补油泵、油箱、液压差速控制阀，所述第一行走马达上安装有第一制动器，所述第二行走马达上安装有第二制动器；所述第一转速传感器用于检测第一行走马达的转速，所述第二转速传感器用于检测第二行走马达的转速，所述第一转速传感器、第二转速传感器、液压差速控制阀均与数字控制器电连接；所述液压差速控制阀的P口与闭式液压泵的出油口连通、B口与第一行走马达的进油口连通、A口与第二行走马达的进油口连通、X口与补油泵的出油口连通、L口与油箱连通、C口与第一制动器和第二制动器的控制油口连通，所述闭式液压泵的进油口与第一行走马达和第二行走马达的出油口连通，所述补油泵的进油口与油箱连通。
通过上述技术方案，当第一行走马达和第二行走马达处于正常行驶状态时，补油泵出口的油液经液压差速控制阀控制，由X口经C口进入第一制动器和第二制动器内，使第一行走马达和第二行走马达解锁可以自由行走；且液压差速控制阀控制B口和P口，以及A口和P口均处于完全连通状态；闭式液压泵输出的流量通过液压差速控制阀均分到第一行走马达和第二行走马达；当第一行走马达和第二行走马达的一个马达出现打滑时，以第一行走马达打滑为例，第一行走马达上的第一转速传感器检测到第一行走马达的转速过快，由数字控制器输出控制信号到液压差速控制阀，限制由第一行走马达通过的流量，直到第一行走马达和第二行走马达的转速相同或者使第一行走马达完全停止转动，由此实现了防打滑功能。
进一步的技术方案中，液压差速控制阀包括阀体，第一比例溢流阀、第二比例溢流阀、二位三通电磁换向阀，所述阀体的左端设有左阀孔、右端设有右阀孔，所述左阀孔内自左向右依次设有与P口连通的左一环形切槽，以及与B口连通的左二环形切槽，所述左阀孔内滑动连接有用于控制左一环形切槽和左二环形切槽通断的左阀芯；所述右阀孔内自右向左依次设有右一环形切槽，以及与A口连通的右二环形切槽，所述阀体内设有用于连通左一环形切槽和右一环形切槽的第一连通孔；所述右阀孔内滑动连接有用于控制右一环形切槽和右二环形切槽的右阀芯；所述左阀孔的左端固定安装有左端盖，左阀孔内在左端盖和左阀芯之间设有用于迫使左阀芯向右运动的左弹簧；所述右阀孔的右端固定安装有右端盖，右阀孔内在右端盖和右阀芯之间设有用于迫使所述右阀芯向左运动的右弹簧；
所述左阀孔内沿左阀芯的轴向向右延伸设有左油孔，所述右阀孔内的沿右阀芯的轴向向左延伸设有右油孔，所述阀体内设有用于连通左油孔和右油孔连通的通流孔；所述阀体内设于用于连通X口和通流孔的第二连通孔；所述通流孔的左端固定安装有左阻尼器、右端固定安装有右阻尼器；所述左油孔内在左阀芯的右端和左阻尼器的出口之间形成左控制腔，所述右油孔内在右阀芯的左端和右阻尼器的出口之间形成右控制腔；
所述第一比例溢流阀和第二比例溢流阀均插接安装在阀体上，所述第一比例溢流阀的进油口与左控制腔连通、出油口与L口连通，所述第一比例溢流阀不带电时为卸荷状态，且随着控制电压升高，左控制腔内的压力就越大；所述第二比例溢流阀的进油口与右控制腔连通、出油口与L口连通，所述第二比例溢流阀不带电时为卸荷状态，且随着控制电压升高，右控制腔内的压力就越大。
所述二位三通电磁换向阀插装安装在阀体上，所述二位三通电磁换向阀不带电时C口与L口相连通，带电时X口与C口相连通。
进一步的技术方案中，所述左阀芯的右端设有向左延伸的第一阀孔，所述第一阀孔的开口处螺纹连接有第一阀座，所述第一阀孔内设有左钢球，以及用于迫使左钢球压紧在第一阀座上的第一弹簧，所述左阀芯内设有用于连通第一阀孔和左二环形切槽的左连通孔；所述右阀芯的左端设有向右延伸的第二阀孔，所述第二阀孔的开口处螺纹连接有第二阀座，所述第二阀孔内设有右钢球，以及用于迫使右钢球压紧在第二阀座上的第二弹簧，所述右阀芯内设有用于连通第二阀孔和右二环形切槽的右连通孔。
进一步的技术方案中，所述左阀孔内在左端盖和左阀芯的左端之间形成左油腔，所述左端盖和阀体内设有与L口连通的第四连通孔。
进一步的技术方案中，所述右阀孔内在右端盖和右阀芯的右端之间形成右油腔，所述右端盖和阀体内设有与L口连通的第五连通孔。
进一步的技术方案中，所述第一行走马达和第二行走马达均为定量马达。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
(1)本发明结构简单，使用时和定量马达配合，不需要像现有技术一样使用变量马达，因此可以节省成本；
(2)当第一行走马达或第二行走马达出现打滑造成转速过快时，可以通过控制第一比例溢流阀或第二比例溢流阀的电压改变控制腔内的压力大小，进而改变B口与P口或A口与P口的连通面积，使B口或A口产生节流作用，控制第一行走马达或第二行走马达的通过流量，实现防打滑控制；
(3)当A口或B口出现吸空时，油液还可以由X口经第一阀孔和左连通孔或经过第二阀孔和右连通孔后流入A口或B口进行补油，防止吸空；
(4)本发明集成了二位三通电磁阀用于控制第一行走马达的第一制动器以及第二行走马达的第二制动器，可以实现对第一行走马达和/或第二行走马达的制动与解锁。
附图说明
图1为本发明的连接结构示意图
图2-5为本发明实施例中液压差速控制阀的结构图；
图6为图2中的A-A剖面图；
图7为图3中的B-B剖面图；
图8为图2中的C-C剖面图。
具体实施方式
请参阅图1-8所示，一种用于车辆的液压差速控制系统，包括第一行走马达10a、第二行走马达10b、数字控制器200、第一转速传感器101、第二转速传感器102、闭式液压泵9、补油泵8、油箱10、液压差速控制阀300，其中所述第一行走马达10a和第二行走马达10b均为定量马达；所述第一行走马达10a上安装有第一制动器103，所述第二行走马达10b上安装有第二制动器104；所述第一转速传感器101用于检测第一行走马达10a的转速，所述第二转速传感器102用于检测第二行走马达10b的转速，所述第一转速传感器101、第二转速传感器102、液压差速控制阀300均与数字控制器200电连接；所述液压差速控制阀300的P口与闭式液压泵9的出油口连通、B口与第一行走马达10a的进油口连通、A口与第二行走马达10b的进油口连通、X口与补油泵8的出油口连通、L口与油箱10连通、C口与第一制动器103和第二制动器104的控制油口连通，所述闭式液压泵9的进油口与第一行走马达10a和第二行走马达10b的出油口连通，所述补油泵8的进油口与油箱10连通。
所述液压差速控制阀300包括阀体1，第一比例溢流阀3a、第二比例溢流阀3b、二位三通电磁换向阀4，所述阀体1的左端设有左阀孔11、右端设有右阀孔12，所述左阀孔11内自左向右依次设有与P口连通的左一环形切槽11a，以及与B口连通的左二环形切槽11b，所述左阀孔11内滑动连接有用于控制左一环形切槽11a和左二环形切槽11b通断的左阀芯51；所述右阀孔12内自右向左依次设有右一环形切槽12a，以及与A口连通的右二环形切槽12b，所述阀体1内设有用于连通左一环形切槽11a和右一环形切槽12a的第一连通孔13；所述右阀孔12内滑动连接有用于控制右一环形切槽12a和右二环形切槽12b的右阀芯61；所述左阀孔11的左端固定安装有左端盖2a，左阀孔11内在左端盖2a和左阀芯51之间设有用于迫使左阀芯51向右运动的左弹簧54；所述右阀孔12的右端固定安装有右端盖2b，右阀孔12内在右端盖2b和右阀芯61之间设有用于迫使所述右阀芯61向左运动的右弹簧65。
所述左阀孔11内沿左阀芯51的轴向向右延伸设有左油孔111，所述右阀孔12内的沿右阀芯61的轴向向左延伸设有右油孔121，所述阀体1内设有用于连通左油孔111和右油孔121连通的通流孔130；所述阀体1内设于用于连通X口和通流孔130的第二连通孔131；所述通流孔130的左端固定安装有左阻尼器7a、右端固定安装有右阻尼器7b；所述左油孔111内在左阀芯51的右端和左阻尼器7a的出口之间形成左控制腔1b，所述右油孔121内在右阀芯61的左端和右阻尼器7b的出口之间形成右控制腔1c。
所述第一比例溢流阀3a和第二比例溢流阀3b均插接安装在阀体1上，所述第一比例溢流阀3a的进油口与左控制腔1b连通、出油口与L口连通，所述第一比例溢流阀3a不带电时为卸荷状态，且随着控制电压升高，左控制腔1b内的压力就越大；所述第二比例溢流阀3b的进油口与右控制腔1c连通、出油口与L口连通，所述第二比例溢流阀3b不带电时为卸荷状态，且随着控制电压升高，右控制腔1c内的压力就越大。所述二位三通电磁换向阀4插装安装在阀体1上，所述二位三通电磁换向阀4不带电时C口与L口相连通，带电时X口与C口相连通。
所述左阀芯51的右端设有向左延伸的第一阀孔51a，所述第一阀孔51a的开口处螺纹连接有第一阀座55，所述第一阀孔51a内设有左钢球53，以及用于迫使左钢球53压紧在第一阀座55上的第一弹簧52，所述左阀芯51内设有用于连通第一阀孔51a和左二环形切槽11b的左连通孔511；所述右阀芯61的左端设有向右延伸的第二阀孔61a，所述第二阀孔61a的开口处螺纹连接有第二阀座64，所述第二阀孔61a内设有右钢球63，以及用于迫使右钢球63压紧在第二阀座64上的第二弹簧62，所述右阀芯61内设有用于连通第二阀孔61a和右二环形切槽12b的右连通孔611。
所述左阀孔11内在左端盖2a和左阀芯51的左端之间形成左油腔1a，所述左端盖2a和阀体1内设有与L口连通的第四连通孔1a1。所述右阀孔12内在右端盖2b和右阀芯61的右端之间形成右油腔1d，所述右端盖2b和阀体1内设有与L口连通的第五连通孔1d1。
当第一行走马达10a和第二行走马达10b处于正常行驶状态时，二位三通电磁换向阀4处于带电状态，补油泵8出口的油液由X口经C口进入第一制动器103和第二制动器104的控制口，使第一行走马达10a和第二行走马达10b解锁可以自由行走；第一比例溢流阀3a和第二比例溢流阀3b都不带电，左控制腔1b和右控制腔1c内无压力，在左弹簧54的作用力下，左阀芯51处于最右端位置，B口和P口处于完全连通状态；同理A口和P口也处于完全连通状态；闭式液压泵9输出的流量通过液压差速控制阀300被均分到第一行走马达10a和第二行走马达10b。
当第一行走马达10a和第二行走马达10b的任一行走马达出现打滑时，这里以第一行走马达10a打滑为例，第一行走马达10a上的第一转速传感器101检测到第一行走马达10a的转速过快，由数字控制器200输出控制信号到第一比例溢流阀3a上，使左控制腔1b内建立起一定的压力，从而推动左阀芯51克服左弹簧54的作用力向左移动，减小B口和P口的连通面积，这样使B口产生节流作用(当第一比例溢流阀3a给予最大控制电压时，B口完全关死)，这样就限制了通过第一行走马达10a的流量，数字控制器200会改变输出控制信号直到第一行走马达10a和第二行走马达10b的转速相同或者使第一行走马达10a完全停止转动，由此实现了防打滑功能。另外，当第一行走马达10a刚出现打滑时，会造成B口出现负压，补油泵8出口的油液经X口、左阻尼器7a、左控制腔1b、第一阀座55、第一阀孔51a、左连通孔511后直接补充到B口，防止B口吸空。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于车辆的液压差速控制系统，其特征在于，包括第一行走马达、第二行走马达、数字控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、闭式液压泵、补油泵、油箱、液压差速控制阀，所述第一行走马达上安装有第一制动器，所述第二行走马达上安装有第二制动器；所述第一转速传感器用于检测第一行走马达的转速，所述第二转速传感器用于检测第二行走马达的转速，所述第一转速传感器、第二转速传感器、液压差速控制阀均与数字控制器电连接；所述液压差速控制阀的P口与闭式液压泵的出油口连通、B口与第一行走马达的进油口连通、A口与第二行走马达的进油口连通、X口与补油泵的出油口连通、L口与油箱连通、C口与第一制动器和第二制动器的控制油口连通，所述闭式液压泵的进油口与第一行走马达和第二行走马达的出油口连通，所述补油泵的进油口与油箱连通；
液压差速控制阀包括阀体，第一比例溢流阀、第二比例溢流阀、二位三通电磁换向阀，所述阀体的左端设有左阀孔、右端设有右阀孔，所述左阀孔内自左向右依次设有与P口连通的左一环形切槽，以及与B口连通的左二环形切槽，所述左阀孔内滑动连接有用于控制左一环形切槽和左二环形切槽通断的左阀芯；所述右阀孔内自右向左依次设有右一环形切槽，以及与A口连通的右二环形切槽，所述阀体内设有用于连通左一环形切槽和右一环形切槽的第一连通孔；所述右阀孔内滑动连接有用于控制右一环形切槽和右二环形切槽的右阀芯；所述左阀孔的左端固定安装有左端盖，左阀孔内在左端盖和左阀芯之间设有用于迫使左阀芯向右运动的左弹簧；所述右阀孔的右端固定安装有右端盖，右阀孔内在右端盖和右阀芯之间设有用于迫使所述右阀芯向左运动的右弹簧；
所述左阀孔内沿左阀芯的轴向向右延伸设有左油孔，所述右阀孔内的沿右阀芯的轴向向左延伸设有右油孔，所述阀体内设有用于连通左油孔和右油孔连通的通流孔；所述阀体内设于用于连通X口和通流孔的第二连通孔；所述通流孔的左端固定安装有左阻尼器、右端固定安装有右阻尼器；所述左油孔内在左阀芯的右端和左阻尼器的出口之间形成左控制腔，所述右油孔内在右阀芯的左端和右阻尼器的出口之间形成右控制腔；
所述第一比例溢流阀和第二比例溢流阀均插接安装在阀体上，所述第一比例溢流阀的进油口与左控制腔连通、出油口与L口连通，所述第一比例溢流阀不带电时为卸荷状态，且随着控制电压升高，左控制腔内的压力就越大；所述第二比例溢流阀的进油口与右控制腔连通、出油口与L口连通，所述第二比例溢流阀不带电时为卸荷状态，且随着控制电压升高，右控制腔内的压力就越大；
所述二位三通电磁换向阀插装安装在阀体上，所述二位三通电磁换向阀不带电时C口与L口相连通，带电时X口与C口相连通。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的液压差速控制系统，其特征在于，所述左阀芯的右端设有向左延伸的第一阀孔，所述第一阀孔的开口处螺纹连接有第一阀座，所述第一阀孔内设有左钢球，以及用于迫使左钢球压紧在第一阀座上的第一弹簧，所述左阀芯内设有用于连通第一阀孔和左二环形切槽的左连通孔；所述右阀芯的左端设有向右延伸的第二阀孔，所述第二阀孔的开口处螺纹连接有第二阀座，所述第二阀孔内设有右钢球，以及用于迫使右钢球压紧在第二阀座上的第二弹簧，所述右阀芯内设有用于连通第二阀孔和右二环形切槽的右连通孔。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的液压差速控制系统，其特征在于，所述左阀孔内在左端盖和左阀芯的左端之间形成左油腔，所述左端盖和阀体内设有与L口连通的第四连通孔。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的液压差速控制系统，其特征在于，所述右阀孔内在右端盖和右阀芯的右端之间形成右油腔，所述右端盖和阀体内设有与L口连通的第五连通孔。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的液压差速控制系统，其特征在于，所述第一行走马达和第二行走马达均为定量马达。
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