CN111301376A - 一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，特点为；刹车电磁阀的两进出油口分别通过管路与连接伺服控制阀与变量泵伺服控制缸的两个连接管路相连；常闭开关安装在与作业机的高速档主变速箱选档叉轴上的开关压板对应位置，在开关压板处于压下高速档位，使常闭开关呈断开状；常闭开关、四驱启动按钮串接后分别与两中间继电器串接后再与电源串接形成四驱触发控制回路；第一中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路；三个控制回路电源共用。本系统避免了在道路高速行走时开启四驱行走及踩刹车时变量泵不切断。

Description

一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及农业机械四轮驱动行走系统，具体涉及一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统。

背景技术

农田作业机四轮驱动是实现全天候作业的必要条件。现有四轮驱动分机械式四轮驱动和液压式四轮驱动。机械式四轮驱动因前后轮同步性差，轮胎匹配性不好和离合器打滑，故障率高等缺陷不被使用者青睐。液压四轮驱动因其同步性好，轮胎匹配性好，操纵方便，故障率低等优点受到用户欢迎。但现有的液压式四轮驱动因其采用变量泵、变量马达等高成本液压元件，增加了使用成本，难以让普通使用群体接受。

针对现有液压式四轮驱动方式的不足，预设计一种两驱和四驱动切换方便、使用成本低、可靠性好的全液式四轮驱动系统，参见图1，该四轮驱动系统的整体设计思路为：包括变量泵、前定量马达1、切换用电磁阀4、左后定量马达6和右后定量马达5。变量泵的第一工作油口通过干分组合管路与前定量马达的第一工作油口及切换用电磁阀的第一工作油口相连，变量泵的第二工作油口通过干分组合管路与前定量马达的第二工作油口及切换用电磁阀的第四工作油口相连；切换用电磁阀的第二工作油口通过干支组合管路与左后定量马达的第一工作油口及右后定量马达的第二工作油口连接，切换用电磁阀的第三工作油口通过干支组合管路与左后定量马达的第二工作油口及右后定量马达的第一工作油口连接。切换用电磁阀通过控制回路，作用电磁阀线圈，驱动电磁阀芯，实现切换用电磁阀的第一工作油口对应第二工作油口，第三工作油口对应第四工作油口同时接通或关闭，完成四驱与两驱状态的切换。其中变量泵为集成结构，主要包括变量泵主体3、伺服控制阀2和变量泵伺服控制缸7，伺服控制阀的两进出油口与变量泵伺服控制缸的两进出油口通过内部管路分别对应连接，变量泵伺服控制缸用于控制变量泵斜盘的角度，实现排量的调节。

针对上述预设计的四轮驱动系统，在对切换用电磁阀的控制时，需要考虑的问题是：收获机械四轮驱动主要应用于田间作业，田间作业速度相对道路行走，速度较慢，前轮和后轮实际速度速差小，轮胎磨损少。在四轮驱动道路行走，挂高速档时，由于前后轮实际附着力不同，轮胎气压偏差等因素，导致前后轮的实际速度差别较大，轮胎磨损大。在用户不经意误挂四驱的情况下，前后轮胎会有较严重的磨损，能量消耗也大。所以，理论上应避免在道路高速行走时开启四驱行走。

在对变量泵控制时，需要考虑到的实际情况为：收获机械四轮驱动，主要应用于田间作业，在泥泞地块作业时因前轮下陷，会出现前轮打滑情况，为避免陷车，应采取措施将车倒出，驱离陷区。对全液压驱动的四轮驱动，因液压驱动的特殊性，在前轮打滑的情况下，流量会流向前轮马达，后轮马达流量分配较少，同时因前轮打滑后和地面附着力小，系统压力难以建立，压力较低，前后轮的驱动扭矩和驱动功率发挥不出来。因此，对全液压四轮驱动，在前轮打滑的情况下，如何分配前后轮马达流量，提高系统压力是问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，该控制系统一方面可避免在道路高速行走时开启四驱行走，从而对前后轮胎进行有效的保护；另一方面在发生前轮胎打滑时，在四驱模式下，通过踩刹车对前轮加阻，可提高前轮胎和地面的附着力、提高液压系统压力，以解决作业车驱离陷区的问题。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，其特征在于：包括刹车电磁阀、常闭开关、四驱启动按钮、第一中间继电器、第二中间继电器、第一中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈、第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈；

所述刹车电磁阀的两进出油口分别通过管路与连接伺服控制阀与变量泵伺服控制缸的两个连接管路相连；

所述常闭开关采用按压式开关，所述常闭开关安装在与作业机的高速档主变速箱选档叉轴上的开关压板对应的位置，在开关压板处于压下高速档位，与常闭开关形成压动接触，使常闭开关呈断开状；

所述常闭开关、四驱启动按钮串接后分别与第一中间继电器和第二中间继电器串接后再与电源串接形成四驱触发控制回路；所述第一中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；所述第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路；三个控制回路电源共用。

进一步的，所述刹车电磁阀采用两位两通电磁阀。

进一步的，所述刹车开关采用常开型压力自复位开关。

本发明的上述目的还可通过如下技术方案来实现：

一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，其特征在于：包括刹车电磁阀、常闭开关、四驱启动按钮、中间继电器、中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈、中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈；

所述刹车电磁阀的两进出油口分别通过管路与连接伺服控制阀与变量泵伺服控制缸的两个连接管路相连；

所述常闭开关采用按压式开关，所述常闭开关安装在与作业机的高速档主变速箱选档叉轴上的开关压板对应的位置，在开关压板处于压下高速档位，与常闭开关形成压动接触，使常闭开关呈断开状；

所述常闭开关、四驱启动按钮、中间继电器与电源串接形成四驱触发控制回路；所述中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；所述中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路；三个控制回路电源共用。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本四轮驱动行走控制系统，通过压下四驱启动按钮，实现两驱到四驱的切断，可满足农田作业机的工作要求；在触发控制回路中串接常闭开关，常闭开关的设置位置与高速档主变速箱选档叉轴上的开关压板关联，在开关压板下压至高速挡位时，触动常闭开关，使触发控制回路断开，从而实现了四轮驱动的高速档保护，在几乎不增加成本的情况下，对四驱的使用状态进行了锁定：低速档可用四驱，高速档不能用四驱，对前后轮胎进行了有效的保护。

2、本四轮驱动行走控制系统在四驱触发控制回路中增设第二中间继电器，并将第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈与电源串接形成刹车不断泵控制回路，或者在使用一个中间继电器的情况下，将中间继电器的常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈与电源串接形成刹车不断泵控制回路，这样，实现了四轮驱动时，踩刹车变量泵不切断，液压系统仍然工作的目的，通过踩刹车对前轮加阻，提高前轮胎和地面的附着力，提高液压系统压力，从而在几乎不增加成本的情况下，对全液压四轮驱动处于陷区，出现前轮胎打滑的极端情况，能够通过踩刹车、低速档位变化、变量泵排量变换等简单的操作，实现四轮驱动车辆正常驱离陷区。

综上，本四轮驱动行走控制系统提高了农田作业机的适用性和可操作性。

附图说明

图1是本发明对应的四轮驱动系统的液控连接示意图；

图2是本发明行走控制系统的第一种实施方式的连接示意图；

图3是本发明常闭开关与选档叉轴上的开关压板的对应位置示意图；

图4是本发明行走控制系统的第二种实施方式的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例一：

请参见图1-3，一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，包括刹车电磁阀9、常闭开关10、四驱启动按钮11、第一中间继电器12、第二中间继电器13、第一中间继电器常开触点17、切换用电磁阀线圈14、第二中间继电器常闭触点16、刹车开关15、刹车电磁阀线圈8。

所述刹车电磁阀的两进出油口分别通过管路与连接伺服控制阀2与变量泵伺服控制缸7的两个连接管路相连。

所述常闭开关采用按压式开关，所述常闭开关安装在与作业机的高速档主变速箱选档叉轴18上的开关压板19对应的位置，在开关压板处于压下高速档位，与常闭开关形成压动接触，使常闭开关呈断开状；

所述常闭开关、四驱启动按钮串接后分别与第一中间继电器和第二中间继电器串接后再与电源串接形成四驱触发控制回路；所述第一中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；所述第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路；三个控制回路电源共用。

上述全液压四轮驱动行走控制系统中，进一步的，所述刹车电磁阀采用两位两通电磁阀。

上述全液压四轮驱动行走控制系统中，进一步的，所述刹车开关采用常开型压力自复位开关

本行走控制系统工作原理为：

在两驱模式下，四驱启动按钮不压下，两中间继电器不得电，切换用电磁阀线圈不得电，切换用电磁阀关闭。变量泵打出的高压油只进入前定量马达件，由前定量马达件驱动主变速箱20，从而驱动前轮胎，后轮受到前轮的拖拽作用实现跟随行走。同时，在两驱模式下，第二中间继电器常闭触点闭合。如果踩刹车，刹车开关闭合，刹车电磁阀线圈得电，刹车电磁阀导通，变量泵伺服控制缸回中，驱动变量泵斜盘回中，变量泵排量变量为零，马达停止，可实现全车制动。

在四驱模式下，四驱启动按钮压下，两中间继电器得电，第一中间继电器常开触点闭合，切换用电磁阀线圈得电，切换用电磁阀导通。系统高压油分成两路，一路进入前定量马达，带动前轮胎。另一路进入左后定量马达和左后定量马达，驱动两后轮胎，形成四轮驱动。同时，在四驱模式下，第二中间继电器常闭触点断开。如果踩刹车，刹车开关虽闭合，但刹车电磁阀线圈不得电，刹车电磁阀不动作仍关闭。变量泵伺服控制缸不缩回，变量泵斜盘不回中，变量泵排量变量不归零，马达不停止。这时踩刹车是通过制动总泵和分泵对变速箱进行的机械制动，制动力成为液压系统驱动力的阻力。在前轮打滑，前轮和地面附着力非常小的情况下，刹车力对变速箱制动夹盘的制动阻力有助于液压系统压力的建立。

常闭开关件串接于触发控制回路，常闭开关安装于高速档主变速箱选档叉轴附近，当位于主变速箱选档叉轴上的开关压板压下(压下为高速档，拉出为低速档)，常闭开关因断开导致触发控制回路，两中间继电器失电，第一中间继电器常开触点件断开，切换用电磁阀线圈断电，切换用电磁阀关闭，四驱状态转换为两驱状态。

实施例二：

请参见图1、3和4，本实施例与实施例一的区别为：仅设置有一个中间继电器21，该中间继电器的常开触点23、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；该中间继电器的常闭触点22、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路。其他特征与实施例一相同。

相比于实施例一，本实施例采用的元器件更少，结构更加简化、控制更加简单。本实施例的工作原理参考实施例一，在此不再赘述。

附图结构示意图中为全液压四轮驱动系统的结构简化示意图，不代表为液压系统完整图，示意图表达的原理图都在本专利书要求的权利之内；附图中，行走控制系统是从实现功能上进行描述的，任何与该功能雷同的变化都在本专利书要求的保护权利之内；附图中，表达常闭开关是从功能上实现压下断开，脱开闭合的功能，任何与该功能雷同的变化都在本专利书要求的权利之内。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (4)

1.一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，其特征在于：包括刹车电磁阀、常闭开关、四驱启动按钮、第一中间继电器、第二中间继电器、第一中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈、第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈；

所述刹车电磁阀的两进出油口分别通过管路与连接伺服控制阀与变量泵伺服控制缸的两个连接管路相连；

所述常闭开关采用按压式开关，所述常闭开关安装在与作业机的高速档主变速箱选档叉轴上的开关压板对应的位置，在开关压板处于压下高速档位，与常闭开关形成压动接触，使常闭开关呈断开状；

所述常闭开关、四驱启动按钮串接后分别与第一中间继电器和第二中间继电器串接后再与电源串接形成四驱触发控制回路；所述第一中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；所述第二中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路；三个控制回路电源共用。

2.根据权利要求1所述的用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，其特征在于：所述刹车电磁阀采用两位两通电磁阀。

3.根据权利要求1所述的用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，其特征在于：所述刹车开关采用常开型压力自复位开关。

4.一种用于农田作业机的全液压四轮驱动行走控制系统，其特征在于：包括刹车电磁阀、常闭开关、四驱启动按钮、中间继电器、中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈、中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈；

所述刹车电磁阀的两进出油口分别通过管路与连接伺服控制阀与变量泵伺服控制缸的两个连接管路相连；

所述常闭开关采用按压式开关，所述常闭开关安装在与作业机的高速档主变速箱选档叉轴上的开关压板对应的位置，在开关压板处于压下高速档位，与常闭开关形成压动接触，使常闭开关呈断开状；

所述常闭开关、四驱启动按钮、中间继电器与电源串接形成四驱触发控制回路；所述中间继电器常开触点、切换用电磁阀线圈及电源依次串联形成四驱启动控制回路；所述中间继电器常闭触点、刹车开关、刹车电磁阀线圈及电源依次串联形成刹车不断泵控制回路；三个控制回路电源共用。

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