CN111776066A - 蓄能应急转向模块、液压转向系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及工程机械转向系统技术领域，尤其是涉及一种蓄能应急转向模块、液压转向系统及其控制方法。所述蓄能应急转向模块，用于液压转向系统，包括蓄能器、第一控制阀和第二控制阀；所述第一控制位用于连通液压转向系统的液压泵和动力转向器，所述第二控制位用于连通液压泵和所述蓄能器；所述第二控制阀用于连通所述蓄能器和所述动力转向器。通过在传统的电动液压转向系统中加入蓄能应急转向模块，在工程机械常规运行时，液压泵建压驱动动力转向器，液压转向系统能够正常运行并为蓄能应急转向模块的蓄能器充能，当液压泵出现异常无法提供压力时，蓄能器能够实现可靠的辅助应急转向，从而解决了工程机械的液压泵异常而无法实现应急转向的问题。

Description

蓄能应急转向模块、液压转向系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及工程机械转向系统技术领域，尤其是涉及一种蓄能应急转向模块、液压转向系统及其控制方法。

背景技术

目前，工程机械应急转向系统多采用应急泵方案，应急泵动力源取之于变速器，并要求变速器上必须配置一个常啮合的取力口；还有的方案采用电机驱动应急泵给转向系统提供动力源；但是这些方案在应急泵出现突发故障时，无法启动应急转向，从而带来安全隐患。

发明内容

本申请的目的在于提供一种蓄能应急转向模块、液压转向系统及其控制方法，以在应急泵出现突发故障时，有效启动应急转向，提高设备的安全性。

本发明提供了一种蓄能应急转向模块，用于液压转向系统，包括蓄能器、第一控制阀和第二控制阀；

所述第一控制阀具有能够切换的第一控制位和第二控制位，所述第一控制位用于连通所述液压转向系统的液压泵和动力转向器，所述第二控制位用于连通所述液压泵和所述蓄能器；

所述第二控制阀用于连通所述蓄能器和所述动力转向器。

在上述技术方案中，优选地，所述蓄能应急转向模块还包括第一压力检测件，所述第一压力检测件用于检测所述蓄能器的压力。

在上述任一技术方案中，优选地，所述蓄能应急转向模块还包括控制器和用于检测所述液压转向系统的角转向器的转向趋势的转向检测件，所述控制器分别与所述转向检测件和所述第一压力检测件通信连接。

在上述任一技术方案中，优选地，所述转向检测件为角度传感器或扭矩传感器。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一控制位与所述动力转向器之间的通路上设置有第一单向阀，所述第二控制位与所述蓄能器之间的通路上设置有第二单向阀。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一控制位与所述第一单向阀之间的通路为第一通路，所述第二控制位与所述第二单向阀之间的通路为第二通路，所述第一通路和所述第二通路之间设置有溢流阀。

在上述任一技术方案中，优选地，所述蓄能应急转向模块还包括第二压力检测件，所述第二压力检测件设置于所述液压转向系统的液压回路上，所述第二压力检测件与所述控制器通信连接。

在上述任一技术方案中，优选地，所述第一控制阀为电磁换向阀，所述第二控制阀为逻辑阀。

本申请还提供了一种液压转向系统，包括液压泵、动力转向器以及根据上述任一项所述的蓄能应急转向模块。

本申请还提供了一种液压转向系统的控制方法，包括以下步骤：

判断所述液压转向系统的转向趋势；

当所述液压转向系统不具有转向趋势且蓄能器的压力低于预定压力时，第一控制阀切换至第二控制位，液压泵向所述蓄能器内泵送液压油液，直至所述蓄能器的压力达到所述预定压力；

当所述液压转向系统具有转向趋势时，所述第一控制阀切换至第一控制位，所述液压泵向动力转向器内泵送液压油液，以驱动所述动力转向器，实现转向动作；

在转向过程中，检测所述液压转向系统的液压回路的压力信息；

当所述液压回路的压力为零时，所述蓄能器连通所述液压泵与所述动力转向器，以驱动所述动力转向器，实现转向动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本申请提供的蓄能应急转向模块用于液压转向系统，通过在传统的电动液压转向系统中加入蓄能应急转向模块，在工程机械常规运行时，液压泵建压驱动动力转向器，液压转向系统能够正常运行并为蓄能应急转向模块的蓄能器充能，当液压泵出现异常无法提供压力时，蓄能器能够实现可靠的辅助应急转向，从而解决了工程机械(尤其是电驱车)的液压泵异常而无法实现应急转向的问题。

本申请提供的液压转向系统包括所述的蓄能应急转向模块，因此液压转向系统具有运行不受变速箱取力口的限制，可控制液压转向系统自动运行，适用范围更广，操作更加安全、便捷、可靠，有效解决了工程机械(尤其是电驱车)应急转向性能差的问题。

本申请提供的液压转向系统的控制方法，能够控制工程机械在常规运行时，液压泵建压驱动动力转向器，液压转向系统能够正常运行并为蓄能应急转向模块的蓄能器充能，当液压泵出现异常无法提供压力时，蓄能器能够实现可靠的辅助应急转向，从而解决了工程机械(尤其是电驱车)的液压泵异常而无法实现应急转向的问题，同时能够有效解决转向和蓄能充压同时需求矛盾的问题，提高了应用的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的包括蓄能应急转向模块的液压转向系统的结构示意图。

附图标记：

1-油箱，2-液压泵，3-动力转向器，4-角转向器，5-蓄能器，6-控制器，7-第一控制阀，8-第二控制阀，9-第一压力检测件，10-第一单向阀，11-第二单向阀，12-溢流阀，13-转向检测件，14-主液压回路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1描述根据本申请一些实施例所述的蓄能应急转向模块、液压转向系统及其控制方法。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种蓄能应急转向模块，用于工程机械(例如起重机)的液压转向系统，液压转向系统包括液压泵2、动力转向器3和角转向器4，液压泵2为电动液压泵2，液压泵2的取液端与油箱1相连通，其出液端与动力转向器3的进液口相连通，动力转向器3的回液口通过管路与油箱1相连通，以实现动力转向器3的回油。液压泵2用于向动力转向器3提供液压动力，以驱动动力转向器3带动角转向器4转向，从而实现工程机械的转向需求。

如图1所示，蓄能应急转向模块包括蓄能器5、控制器6、第一控制阀7、第二控制阀8、第一压力检测件9、第二压力检测件、第一单向阀10、第二单向阀11和溢流阀12。

第一控制阀7为电磁换向阀，其具有能够相互切换的第一控制位和第二控制位；在第一控制阀7得电时，第一控制阀7处于第一控制位；在第一控制阀7失电时，第一控制阀7处于第二控制位。

第一控制位用于连通液压转向系统的液压泵2和动力转向器3，即第一控制阀7处于第一控制位时，液压泵2向动力转向器3提供液压动力，从而实现工程机械的转向需求。

第二控制位用于连通液压泵2与蓄能器5，即第一控制阀7处于第二控制位时，液压泵2向蓄能器5内泵送液压油，液压油存储于蓄能器5内，随着蓄能器5内液压油的增多，蓄能器5的压力随之增大。蓄能器5内或其进油管路上设置有与控制器6通信连接的第一压力检测件9(例如压力传感器)，其能够检测蓄能器5内的压力值，当蓄能器5内的压力达到预定压力时，第一压力检测件9将压力信号发送至控制器6，控制器6即可控制液压泵2停止向蓄能器5泵送液压油，蓄能器5完成储能过程。

第二控制阀8用于连通蓄能器5和动力转向器3，第二控制阀8为逻辑阀，当工程机械有转向需求且液压泵2出现故障无法向动力转向器3提供液压动力时，第二控制阀8开启，以使蓄能器5和动力转向器3连通，蓄能器5能够将存储的液压油输送至动力转向器3，以保证动力转向器3的正常工作，从而实现应急转向需求。

如图1所示，对于液压泵2的故障的判断，可以通过在动力转向器3的回液口与油箱1之间的管路(即主液压回路14)上设置第二压力检测件(例如压力传感器，图中未示出)，当液压泵2连通动力转向器3，但第二压力检测件未检测到压力信号，即主液压回路14的压力为零时，即可判断液压泵2出现故障，无法向动力转向器3提供液压动力，此时控制器6控制第二控制阀8开启，使蓄能器5与动力转向器3连通，以向动力转向器3提供液压油，保证其正常工作。当然，对于通过其他判断方式例如人工检测等方式获取到液压泵2的故障信息的，可以通过人工控制控制器6启动第二控制阀8，以实现转向需求。

本实施例的蓄能应急转向模块用于液压转向系统，通过在传统的电动液压转向系统中加入蓄能应急转向模块，在工程机械常规运行时，液压泵2建压驱动动力转向器3，液压转向系统能够正常运行并为蓄能应急转向模块的蓄能器5充能，当液压泵2出现异常无法提供压力时，蓄能器5能够实现可靠的辅助应急转向，从而解决了工程机械(尤其是电驱车)的液压泵2异常而无法实现应急转向的问题。

此外，如图1所示，在角转向器4与液压动力转向器3之间设置有转向检测件13，转向检测件13与控制器6通信连接，转向检测件13用于检测角转向器4的转向趋势，即工程机械的转向需求。转向检测件13为角度传感器或扭矩传感器，即转向检测件13能够检测角转向器4的输出端(与动力转向器3连接的一端)的转动角度或扭矩，并将检测的信息发送至控制器6，控制器6可通过转动角度的增加趋势或扭矩的增大趋势来判断工程机械具有转向需求。当工程机械具有转向需求，转向需求优先，控制器6控制液压泵2(液压泵2无故障时)或蓄能器5(液压泵2有故障时)向动力转向器3泵送液压油，从而实现工程机械的转向。而当控制器6判断工程机械无转向需求时，且此时第一压力检测件9检测到蓄能器5的压力低于预定压力，此时在不影响工程机械转向的同时液压泵2通过第一控制阀7的第二控制位向蓄能器5泵送液压油，以使蓄能器5内的压力达到预定压力，保证在工程机械有转向需求且液压泵2出现故障时，蓄能器5内存储的液压油能够有效供应至动力转向器3，使动力转向器3完成应急转向。

本实施例的蓄能应急转向模块通过增加转向检测件13以及第一压力检测件9和控制器6，能够有效解决转向和蓄能充压同时需求矛盾的问题，提高了应用的可靠性。

为保证液压泵2在向动力转向器3或蓄能器5泵送液压油时，不会出现油液从动力转向器3或蓄能器5回流至液压泵2等情况，在第一控制阀7的第一控制位与动力转向器3之间的通路上设置有第一单向阀10，以保证液压泵2能够向动力转向器3单向泵送液压油；在第一控制阀7的第二控制位与蓄能器5之前的通路上设置有第二单向阀11，以保证液压泵2能够向蓄能器5单向泵送液压油。

此外，如图1所示，第一控制位与第一单向阀10之间的通路为第一通路，第二控制位与第二单向阀11之间的通路为第二通路，第一通路和第二通路之间设置有溢流阀12。在第一控制阀7处于第二控制位，即液压泵2向蓄能器5泵送液压油时，当蓄能器5内的压力达到预定压力而第一控制阀7出现换向失效时，即第一控制阀7无法切换到第一控制位，此时蓄能器5充满(即达到预定压力)后溢流出的液压油能够通过溢流阀12流向第一通路，进而使液压油通过第一通路、第一单向阀10输送至动力转向器3，保证正常转向。

本实施例的蓄能应急转向模块用于液压转向系统，其运行不受变速箱取力口的限制，可控制液压转向系统自动运行，适用范围更广，操作更加安全、便捷、可靠，有效解决了工程机械(尤其是电驱车)应急转向性能差的问题。

实施例二

如图1所示，本实施例提供一种液压转向系统，包括液压泵2、动力转向器3以及根据实施例一的蓄能应急转向模块。

由于本实施例的液压转向系统包括实施例一的蓄能应急转向模块，因此本实施例的液压转向系统具有运行不受变速箱取力口的限制，可控制液压转向系统自动运行，适用范围更广，操作更加安全、便捷、可靠，有效解决了工程机械(尤其是电驱车)应急转向性能差的问题。

实施例三

本实施例提供一种液压转向系统的控制方法，应用于实施例二的液压转向系统，参见图1所示，液压转向系统的控制方法包括以下步骤：

根据转向检测件13的检测信息判断液压转向系统的转向趋势；

当所述液压转向系统不具有转向趋势且蓄能器5的压力低于预定压力时，第一控制阀7切换至第二控制位，液压泵2向所述蓄能器5内泵送液压油液，直至所述蓄能器5的压力达到所述预定压力；

当所述液压转向系统具有转向趋势时，所述第一控制阀7切换至第一控制位，所述液压泵2向动力转向器3内泵送液压油液，以驱动所述动力转向器3，实现转向动作；

在转向过程中，根据第二压力检测件检测液压转向系统的液压回路的压力信息；

当所述液压回路的压力为零时，所述蓄能器5连通所述液压泵2与动力转向器3，以驱动所述动力转向器3，实现转向动作。

本实施例的液压转向系统的控制方法，能够控制工程机械在常规运行时，液压泵2建压驱动动力转向器3，液压转向系统能够正常运行并为蓄能应急转向模块的蓄能器5充能，当液压泵2出现异常无法提供压力时，蓄能器5能够实现可靠的辅助应急转向，从而解决了工程机械(尤其是电驱车)的液压泵2异常而无法实现应急转向的问题，同时能够有效解决转向和蓄能充压同时需求矛盾的问题，提高了应用的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种蓄能应急转向模块，用于液压转向系统，其特征在于，包括蓄能器、第一控制阀和第二控制阀；

所述第一控制阀具有能够切换的第一控制位和第二控制位，所述第一控制位用于连通所述液压转向系统的液压泵和动力转向器，所述第二控制位用于连通所述液压泵和所述蓄能器；

所述第二控制阀用于连通所述蓄能器和所述动力转向器。

2.根据权利要求1所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述蓄能应急转向模块还包括第一压力检测件，所述第一压力检测件用于检测所述蓄能器的压力。

3.根据权利要求2所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述蓄能应急转向模块还包括控制器和用于检测所述液压转向系统的角转向器的转向趋势的转向检测件，所述控制器分别与所述转向检测件和所述第一压力检测件通信连接。

4.根据权利要求3所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述转向检测件为角度传感器或扭矩传感器。

5.根据权利要求1所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述第一控制位与所述动力转向器之间的通路上设置有第一单向阀，所述第二控制位与所述蓄能器之间的通路上设置有第二单向阀。

6.根据权利要求5所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述第一控制位与所述第一单向阀之间的通路为第一通路，所述第二控制位与所述第二单向阀之间的通路为第二通路，所述第一通路和所述第二通路之间设置有溢流阀。

7.根据权利要求3所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述蓄能应急转向模块还包括第二压力检测件，所述第二压力检测件设置于所述液压转向系统的液压回路上，所述第二压力检测件与所述控制器通信连接。

8.根据权利要求1所述的蓄能应急转向模块，其特征在于，所述第一控制阀为电磁换向阀，所述第二控制阀为逻辑阀。

9.一种液压转向系统，其特征在于，包括液压泵、动力转向器以及根据权利要求1至8中任一项所述的蓄能应急转向模块。

10.一种液压转向系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断所述液压转向系统的转向趋势；

当所述液压转向系统不具有转向趋势且蓄能器的压力低于预定压力时，第一控制阀切换至第二控制位，液压泵向所述蓄能器内泵送液压油液，直至所述蓄能器的压力达到所述预定压力；

当所述液压转向系统具有转向趋势时，所述第一控制阀切换至第一控制位，所述液压泵向动力转向器内泵送液压油液，以驱动所述动力转向器，实现转向动作；

在转向过程中，检测所述液压转向系统的液压回路的压力信息；

当所述液压回路的压力为零时，所述蓄能器连通所述液压泵与所述动力转向器，以驱动所述动力转向器，实现转向动作。

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