CN111120437A - 一种工程机械的多模转向行走系统 - Google Patents

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Abstract

一种工程机械的多模转向行走系统，包括液压动力部分、转向部分和行走部分，其特征是所述液压动力部分包括发动机、液压负载敏感泵、高压过滤器和优先阀，发动机驱动液压负载敏感泵，液压负载敏感泵通过液压管路与油箱相连接，所述的高压过滤器与液压负载敏感泵的出油口相连接，所述的优先阀的进油口与高压过滤器相连接，优先阀通过液压管路分别与转向部分和行走部分相连接，优先阀优先将油液供给转向部分，多余油液供给行走部分；不转向时，优先阀将全部油液分配给行走部分；实现了两轮、四轮和蟹型多种转向模式，整套系统仅使用一个液压泵即可实现整机所有功能驱动，行走、转向可实现闭环控制，操作更加精准。

Description

一种工程机械的多模转向行走系统
技术领域
本发明涉及一种转向行走系统，尤其涉及一种工程机械的多模转向行走系统。
背景技术
随着社会发展，工程机械越来越多的被应用于工程施工，加快施工进度，提高施工质量，减轻工人施工强度。目前工程机械行走转向一般为方向盘驱动转向马达，进而驱动转向油缸动作实现转向；若实现多种转向模式时需在转向马达和转向油缸间增加换向阀进行油路切换，无法实现闭环控制，转向精度差；或采用方向盘直接通过机械连接驱动转向轮实现转向，此种转向方式仅能实现两轮转向，针对复杂工况无法进行多种转向模式的快速转场。
对于行走部分，目前大多为液压闭式泵直接驱动行走马达或发动机直接驱动车桥。上述驱动模式仅能专机专用，当机器具有多种功能时无法实现动力驱动，还需要额外增加液压泵或动力系统，浪费资源。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种工程机械的多模转向行走系统，提供一种可实现两轮、四轮和蟹型多种转向模式的行走系统。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种工程机械的多模转向行走系统，包括液压动力部分、转向部分和行走部分，所述液压动力部分包括发动机、液压负载敏感泵、高压过滤器和优先阀，发动机驱动液压负载敏感泵，液压负载敏感泵通过液压管路与油箱相连接，所述的高压过滤器与液压负载敏感泵的出油口相连接，所述的优先阀的进油口与高压过滤器相连接，优先阀通过液压管路分别与转向部分和行走部分相连接，优先阀优先将油液供给转向部分，多余油液供给行走部分；不转向时，优先阀将全部油液分配给行走部分；行走过程中转向时，优先阀将行走油液流量减少，实现行走自动减速，并将油液供给转向部分，转向停止后，行走将继续加速到原始速度。
进一步地，转向部分包括溢流阀、比例换向阀、转向平衡阀和转向油缸，来自优先阀的来油通过进油口进入两个比例换向阀，所述的溢流阀与进油口相连接，用于保护转向油缸，根据转向所需力量设置溢流阀压力，防止转向油缸超压，损坏油缸及转向机构，比例换向阀与转向平衡阀相连接，所述的转向油缸与转向平衡阀相连接，两个比例换向阀用来控制转向油缸的动作，可单独控制也可同时控制，可实现转向油缸的前后轮单独动作（两轮转向）、前后轮反向动作（四轮转向）和前后轮同向动作（蟹型转向），转向平衡阀用于锁定转向油缸位置，动作时可稳定油缸防止油缸抖动。
进一步地，转向油缸设置有位移传感器，所述位移传感器与电控手柄电连接，可实现转向的闭环控制，车轮转向幅度跟随电控手柄摆动幅度的变化而变化，电控手柄的控制器通过接收电控手柄的摆动幅度、速度及转向油缸传感器反馈信号实时调节比例换向阀阀芯开启幅度，精准控制转向油缸。
进一步地，行走部分包括PVG板式阀、行走平衡阀、分流集流阀、节流塞和行走马达，来自优先阀的来油通过进油口进入PVG板式阀，PVG板式阀具有安全限压和流量补偿的功能，可实现行走正反转、加减速，行走平衡阀与PVG板式阀相连接，行走平衡阀用于稳定行走压力波动及减速停车，减速时平衡阀关闭实现溢流减速，停车后马达两侧保压，防止溜车，行走马达通过分流集流阀与行走平衡阀相连接，分流集流阀将油液按1:1分成两路供给行走马达，保证车辆至少有两个车轮提供驱动力，实现车轮防打滑功能，车辆转弯时内外侧马达转速不一样，所需油液流量也不一样，为防止马达吸空或拖拽，节流塞设置在分流集流阀之后，用于流量的二次微调 ，相互补偿。
进一步地，行走部分还包括行走马达补油结构，行走马达补油结构包括减压阀和单向阀，减压阀通过单向阀与行走马达相连接，当车辆快速减速时进油侧油量关闭，由于机器惯性行走马达继续旋转形成“泵”功能，进油侧压力低于减压阀设定压力时，减压后的液压油将通过单向阀供给给行走马达，防止马达吸空损坏。
进一步地，电控手柄与PVG板式阀电连接，行走控制可通过电控手柄将前进或后退信号传输给电控手柄的控制器，信号根据电控手柄摆动幅度按比例变化，电控手柄的控制器将信号处理后控制PVG板式阀阀芯按比例开启或关闭输出相应液压流量控制车辆行走速度；当车辆行走负载变化时，PVG板式阀内的流量补偿器将根据负载压力实时调节输出流量稳定行走速度，行走阻力过大时内部安全阀卸荷保护行走系统。
进一步地，PVG板式阀可替换为大流量比例换向阀。
进一步地，比例换向阀后部设置有梭阀，梭阀与液压负载敏感泵相连接，用于将负载压力传递给液压负载敏感泵，液压负载敏感泵将根据负载压力增加或减少液压油供给量，按需供给，从而实现节能目的。
进一步地，PVG板式阀内部设置有梭阀，梭阀与液压负载敏感泵相连接，用于将负载压力传递给液压负载敏感泵，液压负载敏感泵将根据负载压力增加或减少液压油供给量，按需供给，从而实现节能目的。
进一步地，电控手柄设置为万向自复位的结构，左右摆动为转向控制，前后摆动为行走控制；转向幅度及行走速度将根据手柄摆动幅度变化，松开手柄，手柄将自动回中，转向回正，行走停止，操作更加简便。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：实现了两轮、四轮和蟹型多种转向模式，整套系统仅使用一个液压泵即可实现整机所有功能驱动，行走、转向可实现闭环控制，操作更加精准。
附图说明
以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
附图1是本发明的结构示意图；
附图中：1、油箱，2、发动机，3、液压负载敏感泵，4、高压过滤器，5、优先阀，6、溢流阀，7、比例换向阀，8、梭阀，9、转向平衡阀，10、转向油缸，11、行走马达，12、单向阀，13、节流塞，14分流集流阀，15、行走平衡阀，16、减压阀，17、PVG板式阀，18、液压油散热器，19、回油过滤器。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1及具体实施例对本发明作进一步的说明。
如附图1所示，一种工程机械的多模转向行走系统，包括液压动力部分、转向部分和行走部分，所述液压动力部分包括发动机2、液压负载敏感泵3、高压过滤器4和优先阀5，发动机2驱动液压负载敏感泵3，液压负载敏感泵3通过液压管路与油箱1相连接，所述的高压过滤器4与液压负载敏感泵3的出油口相连接，所述的优先阀5的进油口与高压过滤器4相连接，优先阀5通过液压管路分别与转向部分和行走部分相连接，优先阀5优先将油液供给转向部分，多余油液供给行走部分；不转向时，优先阀5将全部油液分配给行走部分；行走过程中转向时，优先阀5将行走油液流量减少，实现行走自动减速，并将油液供给转向部分，转向停止后，行走将继续加速到原始速度。
进一步地，转向部分包括溢流阀6、比例换向阀7、转向平衡阀9和转向油缸10，来自优先阀5的来油通过进油口进入两个比例换向阀7，所述的溢流阀6与进油口相连接，用于保护转向油缸10，根据转向所需力量设置溢流阀压力，防止转向油缸10超压，损坏油缸及转向机构，比例换向阀7与转向平衡阀9相连接，所述的转向油缸10与转向平衡阀9相连接，两个比例换向阀7用来控制转向油缸10的动作，可单独控制也可同时控制，可实现转向油缸10的前后轮单独动作（两轮转向）、前后轮反向动作（四轮转向）和前后轮同向动作（蟹型转向），转向平衡阀9用于锁定转向油缸10位置，动作时可稳定油缸防止油缸抖动。
进一步地，转向油缸10设置有位移传感器，所述位移传感器与电控手柄电连接，可实现转向的闭环控制，车轮转向幅度跟随电控手柄摆动幅度的变化而变化，电控手柄的控制器通过接收电控手柄的摆动幅度、速度及转向油缸传感器反馈信号实时调节比例换向阀7阀芯开启幅度，精准控制转向油缸10。
进一步地，行走部分包括PVG板式阀17、行走平衡阀15、分流集流阀14、节流塞13和行走马达11，来自优先阀5的来油通过进油口进入PVG板式阀17，PVG板式阀17具有安全限压和流量补偿的功能，可实现行走正反转、加减速，行走平衡阀15与PVG板式阀17相连接，行走平衡阀15用于稳定行走压力波动及减速停车，减速时平衡阀关闭实现溢流减速，停车后马达两侧保压，防止溜车，行走马达11通过分流集流阀14与行走平衡阀15相连接，分流集流阀14将油液按1:1分成两路供给行走马达11，保证车辆至少有两个车轮提供驱动力，实现车轮防打滑功能，车辆转弯时内外侧马达转速不一样，所需油液流量也不一样，为防止马达吸空或拖拽，节流塞13设置在分流集流阀14之后，用于流量的二次微调 ，相互补偿。
进一步地，行走部分还包括行走马达补油结构，行走马达补油结构包括减压阀16和单向阀12，减压阀16通过单向阀12与行走马达11相连接，当车辆快速减速时进油侧油量关闭，由于机器惯性行走马达11继续旋转形成“泵”功能，进油侧压力低于减压阀16设定压力时，减压后的液压油将通过单向阀12供给给行走马达11，防止马达吸空损坏。
进一步地，电控手柄与PVG板式阀17电连接，行走控制可通过电控手柄将前进或后退信号传输给电控手柄的控制器，信号根据电控手柄摆动幅度按比例变化，电控手柄的控制器将信号处理后控制PVG板式阀17阀芯按比例开启或关闭输出相应液压流量控制车辆行走速度；当车辆行走负载变化时，PVG板式阀17内的流量补偿器将根据负载压力实时调节输出流量稳定行走速度，行走阻力过大时内部安全阀卸荷保护行走系统。
进一步地，PVG板式阀17可替换为大流量比例换向阀。
进一步地，比例换向阀7后部设置有梭阀8，梭阀8与液压负载敏感泵3相连接，用于将负载压力传递给液压负载敏感泵3，液压负载敏感泵3将根据负载压力增加或减少液压油供给量，按需供给，从而实现节能目的。
进一步地，PVG板式阀17内部设置有梭阀8，梭阀8与液压负载敏感泵3相连接，用于将负载压力传递给液压负载敏感泵3，液压负载敏感泵3将根据负载压力增加或减少液压油供给量，按需供给，从而实现节能目的。
进一步地，PVG板式阀17和比例换向阀7的回油油路上设置有液压油散热器18和回油过滤器19。
进一步地，电控手柄设置为万向自复位的结构，左右摆动为转向控制，前后摆动为行走控制；转向幅度及行走速度将根据手柄摆动幅度变化，松开手柄，手柄将自动回中，转向回正，行走停止，操作更加简便。
本发明的工作原理和工作过程如下：液压动力部分的优先阀5优先将油液供给转向部分，多余油液供给行走部分；不转向时，优先阀5将全部油液分配给行走部分；行走过程中转向时，优先阀5将行走油液流量减少，实现行走自动减速，并将油液供给转向部分，转向停止后，行走将继续加速到原始速度；转向部分的比例换向阀7用来控制转向油缸10的动作，可单独控制也可同时控制，可实现转向油缸10的前后轮单独动作（两轮转向）、前后轮反向动作（四轮转向）和前后轮同向动作（蟹型转向）；行走部分的PVG板式阀17具有安全限压和流量补偿的功能，可实现行走正反转、加减速；电控手柄与比例换向阀7和PVG板式阀17电连接，电控手柄设置为万向自复位的结构，左右摆动为转向控制，前后摆动为行走控制；转向幅度及行走速度将根据手柄摆动幅度变化，松开手柄，手柄将自动回中，转向回正，行走停止，操作更加简便。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：实现了两轮、四轮和蟹型多种转向模式，整套系统仅使用一个液压泵即可实现整机所有功能驱动，行走、转向可实现闭环控制，操作更加精准。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工程机械的多模转向行走系统，包括液压动力部分、转向部分和行走部分，其特征是所述液压动力部分包括发动机（2）、液压负载敏感泵（3）、高压过滤器（4）和优先阀（5），发动机（2）驱动液压负载敏感泵（3），液压负载敏感泵（3）通过液压管路与油箱（1）相连接，所述的高压过滤器（4）与液压负载敏感泵（3）的出油口相连接，所述的优先阀（5）的进油口与高压过滤器（4）相连接，优先阀（5）通过液压管路分别与转向部分和行走部分相连接，优先阀（5）优先将油液供给转向部分，多余油液供给行走部分；不转向时，优先阀（5）将全部油液分配给行走部分。
2.根据权利要求1所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是转向部分包括溢流阀（6）、比例换向阀（7）、转向平衡阀（9）和转向油缸（10），来自优先阀（5）的来油通过进油口进入两个比例换向阀（7），所述的溢流阀（6）与进油口相连接，用于保护转向油缸（10），比例换向阀（7）与转向平衡阀（9）相连接，所述的转向油缸（10）与转向平衡阀（9）相连接，两个比例换向阀（7）用来控制转向油缸（10）的动作，转向平衡阀（9）用于锁定转向油缸（10）位置，动作时可稳定油缸防止油缸抖动。
3.根据权利要求2所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是转向油缸（10）设置有位移传感器，所述位移传感器与电控手柄电连接，可实现转向的闭环控制，车轮转向幅度跟随电控手柄摆动幅度的变化而变化，电控手柄的控制器通过接收电控手柄的摆动幅度、速度及转向油缸传感器反馈信号实时调节比例换向阀（7）阀芯开启幅度，精准控制转向油缸（10）。
4.根据权利要求1所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是行走部分包括PVG板式阀（17）、行走平衡阀（15）、分流集流阀（14）、节流塞（13）和行走马达（11），来自优先阀（5）的来油通过进油口进入PVG板式阀（17），行走平衡阀（15）与PVG板式阀（17）相连接，行走平衡阀（15）用于稳定行走压力波动及减速停车，行走马达（11）通过分流集流阀（14）与行走平衡阀（15）相连接，分流集流阀（14）将油液按1:1分成两路供给行走马达（11），节流塞（13）设置在分流集流阀（14）之后，用于流量的二次微调 ，相互补偿。
5.根据权利要求4所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是行走部分还包括行走马达补油结构，行走马达补油结构包括减压阀（16）和单向阀（12），减压阀（16）通过单向阀（12）与行走马达（11）相连接，进油侧压力低于减压阀（16）设定压力时，减压后的液压油将通过单向阀（12）供给给行走马达（11）。
6.根据权利要求4所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是电控手柄与PVG板式阀（17）电连接，行走控制可通过电控手柄将前进或后退信号传输给电控手柄的控制器，电控手柄的控制器将信号处理后控制PVG板式阀（17）阀芯按比例开启或关闭输出相应液压流量控制车辆行走速度。
7.根据权利要求4所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是PVG板式阀（17）可替换为大流量比例换向阀。
8.根据权利要求2所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是比例换向阀（7）后部设置有梭阀（8），梭阀（8）与液压负载敏感泵（3）相连接，用于将负载压力传递给液压负载敏感泵（3）。
9.根据权利要求4所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是PVG板式阀（17）内部设置有梭阀（8），梭阀（8）与液压负载敏感泵（3）相连接，用于将负载压力传递给液压负载敏感泵（3）。
10.根据权利要求3或6所述的工程机械的多模转向行走系统，其特征是电控手柄设置为万向自复位的结构，左右摆动为转向控制，前后摆动为行走控制；转向幅度及行走速度将根据手柄摆动幅度变化，松开手柄，手柄将自动回中，转向回正，行走停止。
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