CN112682369A - 一种公铁两用车、公铁两用车液压控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公铁两用车、公铁两用车液压控制系统及方法，涉及液压控制技术领域，解决了液压系统无法保证导向轮与轨道之间压力稳定的问题。该系统包括蓄能组件、油缸、第一换向阀和比例减压阀，比例减压阀包括减压阀与比例溢流阀，减压阀设置有进油口、出油口和控制口，蓄能组件连通进油口，第一换向阀连通出油口，比例溢流阀连通控制口。本发明通过在蓄能组件与第一换向阀之间设置比例减压阀，当减压阀出油口的压力较低时，蓄能组件对减压阀的进油口补充油液，以提高减压阀出油口的压力；当减压阀出油口的压力较高时，比例溢流阀通过减压阀的控制口溢出油液，以降低减压阀出油口的压力，从而使油缸的油液压力始终保持动态的平衡。

Description

一种公铁两用车、公铁两用车液压控制系统及方法

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，具体来说，是指一种公铁两用车、公铁两用车液压控制系统及方法。

背景技术

公铁两用车既能在铁路轨道上行驶，又能在一般的道路上行驶。公铁两用车通常在车辆的底盘上设置导向轮，导向轮通过液压系统的控制能够随时升起或者降落，从而实现车辆公铁两用的功能。但是，导向轮与轨道之间的压力过大或者过小，都容易引起车辆脱轨的问题。

现有技术中，通过在液压系统的总管路上设置溢流阀控制油缸的伸缩，从而控制导向轮的起落。但是，随着油缸不断的做功，管路中的油液压力逐渐降低，导致导向轮与轨道之间的压力越来越小。若增大溢流阀的开度，又导致导向轮与轨道之间的初始压力过大。因此，现有技术中的液压系统无法保证导向轮与轨道之间稳定的压力。此外，现有技术通过燃油发动机驱动油泵，需要油泵长时间的工作，若使用电瓶供电，由于液压系统长时间工作容易导致电能消耗过快，不能满足节能减排的能源政策。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种公铁两用车液压控制系统，以解决现有液压系统无法保证导向轮与轨道之间的压力稳定的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种公铁两用车液压控制系统，包括：

蓄能组件；

油缸，所述油缸设置有有杆腔和无杆腔；

第一换向阀，所述第一换向阀分别与所述油缸的有杆腔和无杆腔连通；以及，

比例减压阀，所述比例减压阀包括减压阀与比例溢流阀，所述减压阀设置有进油口、出油口以及控制口，所述蓄能组件连通所述减压阀的进油口，所述第一换向阀连通所述减压阀的出油口，所述比例溢流阀连通所述减压阀的控制口。

在上述技术方案的基础上，该公铁两用车液压控制系统还可以做如下的改进。

可选的，所述蓄能组件包括至少两组蓄能器，每组所述蓄能器分别通过所述比例减压阀和所述第一换向阀连通至少两组所述油缸。

可选的，所述第一换向阀与所述油缸之间设置有用于防止油液回流的第二单向阀，所述蓄能组件连接有第一压力传感器，所述油缸连接有第二压力传感器。

可选的，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一换向阀以及比例减压阀均电性连接有处理器。

第二方面，本发明还提供一种公铁两用车，包括油泵、油箱以及上述的公铁两用车液压控制系统，所述油泵与所述油箱连通，所述蓄能组件与所述油泵连通。

在上述技术方案的基础上，该公铁两用车还可以做如下的改进。

可选的，所述油泵直接与公铁两用车的直流供电系统电性连接。

可选的，所述蓄能组件与所述油泵之间还设置有用于防止油液回流的第一单向阀以及用于过滤油液的过滤阀。

可选的，所述过滤阀与所述蓄能组件之间设置有第二换向阀，所述第二换向阀连接有用于控制油液压力的溢流阀，所述溢流阀连通所述油箱。

可选的，所述第二换向阀连接有反向梭阀，所述蓄能组件包括至少两组蓄能器，所述反向梭阀分别连通至少两组所述蓄能器。

可选的，还包括集成块，所述第一换向阀、比例减压阀、第一单向阀、过滤阀、第二换向阀、溢流阀以及反向梭阀均插装于所述集成块。

第三方面，本发明还提供一种公铁两用车液压控制方法，采用上述的公铁两用车液压控制系统，所述减压阀设置有预设压力；

当所述减压阀出油口的压力低于所述预设压力时，所述减压阀的进油口通过所述蓄能组件补充油液；或者，

当所述减压阀出油口的压力高于所述预设压力时，所述减压阀的控制口通过所述比例溢流阀溢出油液。

与现有技术相比，本发明提供的公铁两用车液压控制系统具有的有益效果是：

本发明通过在蓄能组件与第一换向阀之间设置比例减压阀，当减压阀出油口的压力较低时，蓄能组件对减压阀的进油口补充油液，以提高减压阀出油口的压力；当减压阀出油口的压力较高时，比例溢流阀通过减压阀的控制口溢出油液，以降低减压阀出油口的压力，从而使油缸的油液压力始终保持动态的平衡，保证导向轮与轨道之间的压力稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明公铁两用车液压控制系统的结构示意图；

图2是本发明公铁两用车液压控制方法的流程图。

图中：

1—油缸；2—第一换向阀；3—比例减压阀；31—减压阀；32—比例溢流阀；4—蓄能器；5—油泵；6—油箱；7—第一单向阀；8—过滤阀；9—第二换向阀；10—溢流阀；11—反向梭阀；12—第二单向阀；13—第一压力传感器；14—第二压力传感器；15—集成块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本发明提供一种公铁两用车液压控制系统，如图1所示，包括蓄能组件、油缸1、第一换向阀2以及比例减压阀3。蓄能组件包括蓄能器4，油缸1设置有有杆腔和无杆腔，比例减压阀3包括减压阀31以及比例溢流阀32。减压阀31设置有进油口、出油口以及控制口，蓄能器4连通减压阀31的进油口，第一换向阀2连通减压阀31的出油口，比例溢流阀32连通减压阀31的控制口。第一换向阀2分别与油缸1的有杆腔和无杆腔连通，以控制油缸1的伸缩动作，油缸1与公铁两用车的导向轮相连接。

随着油缸1不断的做功，油缸1内油液压力逐渐降低，导致导向轮与轨道之间的压力越来越小。蓄能器4中的油液不断流入减压阀31的进油口以对减压阀31中油液的压力不断进行补充，从而保证从减压阀31的出油口流入第一换向阀2中的油液压力。同时，随着蓄能器4的不断补压使减压阀31的压力升高，当减压阀31出油口的油液压力超过标准值时，油液又通过减压阀31的控制口流入比例溢流阀32，多余的油液从比例溢流阀32溢出。

本发明通过蓄能器4的补压与比例溢流阀32的泄压，使减压阀31出油口的油液压力始终维持动态的平衡，从而能够保证油缸1中油液压力的平衡，使导向轮与轨道之间的压力误差范围控制在0.3Mpa以内，保证了公铁两用车导向轮与轨道之间的压力稳定。

实施例2：

本发明还提供一种公铁两用车，如图1所示，包括油泵5、油箱6、第一单向阀7、过滤阀8以及上述实施例中的公铁两用车液压控制系统。油箱6与油泵5连通，油泵5依次连接第一单向阀7、过滤阀8以及蓄能器4，使油液流入过滤阀8中进行过滤，第一单向阀7避免油液的回流。

其中，油泵5直接与公铁两用车的直流供电系统电性连接，无需单独设置燃油发动机，减少能源的消耗以及环境的污染。油泵5启动，油箱6内的油液经第一单向阀7通过过滤阀8过滤后流入蓄能器4中储存，使油液在蓄能器4中具备一定的压力。当然，油泵5也可以通过直流电机驱动。

当蓄能器4中的油液压力大于减压阀31出油口的压力时，可以停止油泵5的工作，蓄能器4中储存较高的油液压力，还可以提供给其他的油缸或者刹车油缸、驻车油缸等部件使用。当蓄能器4中的油液压力小于减压阀31出油口的压力时，再继续启动油泵5，通过油泵5向蓄能器4补充油液，能够减少能源的消耗，节省能源70％以上，从而使得本发明的公铁两用车液压控制系统具有绿色节能、控制精准的特点。

可以理解的是，蓄能组件也可以不使用蓄能器4，而采用油泵5不断做功的方式对减压阀31不断的输送油液，以保证减压阀31进油口的油液压力。但这种方式需要油泵5不断的做功，不利于节省能源，并且还容易导致油泵5使用寿命的缩短。

如图1所示，在过滤阀8与蓄能器4之间设置有第二换向阀9，第二换向阀9连接有溢流阀10，用于控制公铁两用车液压控制系统中整体油液的压力，避免系统由于压力过大而引起爆裂的安全问题。溢流阀10连通油箱6，通过第二换向阀9进入溢流阀10溢出的油液回流至油箱6。

如图1所示，特别地，蓄能器4连接有第一压力传感器13，用于监测蓄能器4中油液的压力。比例减压阀3的出油口连接有第二压力传感器14，用于监测油缸1中油液的压力。第一压力传感器13、第二压力传感器14、第一换向阀2、比例减压阀3以及油泵5均电性连接有处理器，处理器根据第一压力传感器13反馈的蓄能器4中的油液压力以及第二压力传感器14反馈的油缸1中的油液压力，控制第一换向阀2、比例减压阀3以及油泵5等部件的动作，从而实现公铁两用车液压控制系统的远程调节，便于司机在驾驶室内即可直接对公铁两用车液压控制系统进行调节。其中，处理器包括但不限于PLC或者MCU等处理器。

如图1所示，由于车辆至少具有四个导向轮，将第二换向阀9连接一反向梭阀11，反向梭阀11分别连通两组蓄能器4并将油液优先分配给压力较低的蓄能器4。每组蓄能器4分别通过一组比例减压阀3和一组第一换向阀2连通两组油缸1。在第一换向阀2与油缸1之间设置有用于防止油液回流的第二单向阀12。

可以理解的是，根据导向轮的数量以及车辆的行驶状态，例如过弯的状态，还可以通过反向梭阀11连接更多组数的蓄能器4，每组蓄能器4也可以连接更多组数的比例减压阀3、第一换向阀2以及油缸1。油缸1既可以是控制轨道同一侧导向轮的油缸1，也可以是控制轨道两侧同一车轴导向轮的油缸1。

如图1所示，为了实现公铁两用车液压控制系统的小型化、模块化应用，采用插装阀技术将第一换向阀2、比例减压阀3、第一单向阀7、过滤阀8、第二换向阀9、溢流阀10、反向梭阀11以及第二单向阀12均插装于集成块15内，以提高液压系统的集成度，减小液压系统的体积。

实施例3：

本发明还提供一种公铁两用车液压控制方法，如图2所示，采用上述实施例中的公铁两用车液压控制系统，在减压阀31中设置预设压力。启动油泵5，当蓄能器4的油液到达减压阀31的进油口，第一换向阀2的阀芯处于中间位置，油缸1为停止固定位，此时为第一工作状态，即油缸1停止状态。

当第一换向阀2左侧得电后阀芯右移，减压阀31出油口的油液经第一换向阀2左边油口到达油缸1的有杆腔，推动油缸1的活塞杆上移，带动导向轮上移。油缸1无杆腔的油液经第一换向阀2左边油口后流回油箱6，此时为第二工作状态，即油缸1提升状态。

当第一换向阀2右侧得电后阀芯左移，减压阀31出油口的油液经第一换向阀2右边油口到达油缸1的无杆腔，推动油缸1的活塞杆下降，带动导向轮下移。油缸1有杆腔的油液经第一换向阀2右边油口后流回油箱6，此时为第三工作状态，即油缸1下降状态。

当导向轮下降至与轨道接触时，油缸1压力开始升高。当减压阀31出油口的压力高于预设压力时，减压阀31的控制口通过比例溢流阀32溢出油液，以减小油缸1中的油液压力。当减压阀31出油口的压力低于预设压力时，减压阀31的进油口通过蓄能器4补充油液，从而使减压阀31出油口油液的压力稳定在预设压力，波动范围不超过0.3Mpa，此时为第四工作状态，即油缸1稳压状态。

其中，蓄能器4的压力通过第一压力传感器13监测，油缸1的压力通过第二压力传感器14监测。监测的压力值反馈至处理器，通过处理器提供给比例减压阀3电流或者电压数值，比例减压阀3根据电流或者电压数值开大、减小或关闭，起到稳定油缸1工作压力的作用。

本发明液压系统的控制和驱动采用直流电源，节能环保。液压控制元器件采用插装阀技术，液压集成度高，体积小。油缸1的压力控制采用比例减压阀3的结构形式，不同于现有技术中采用溢流阀的控制方式，本发明能够充分利用油液的压力，避免了由于溢流阀直接将高压油液溢流出而导致油液能量损失的问题，使得液压油的流量损耗小。此外，本发明的压力调节和控制均通过处理器电器控制调节，操作简单、方便。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种公铁两用车液压控制系统，其特征在于，包括：

蓄能组件；

油缸(1)，所述油缸(1)设置有有杆腔和无杆腔；

第一换向阀(2)，所述第一换向阀(2)分别与所述油缸(1)的有杆腔和无杆腔连通；以及，

比例减压阀(3)，所述比例减压阀(3)包括减压阀(31)与比例溢流阀(32)，所述减压阀(31)设置有进油口、出油口以及控制口，所述蓄能组件连通所述减压阀(31)的进油口，所述第一换向阀(2)连通所述减压阀(31)的出油口，所述比例溢流阀(32)连通所述减压阀(31)的控制口。

2.根据权利要求1所述的公铁两用车液压控制系统，其特征在于，所述蓄能组件包括至少两组蓄能器(4)，每组所述蓄能器(4)分别通过所述比例减压阀(3)和所述第一换向阀(2)连通至少两组所述油缸(1)。

3.根据权利要求1所述的公铁两用车液压控制系统，其特征在于，所述第一换向阀(2)与所述油缸(1)之间设置有用于防止油液回流的第二单向阀(12)，所述蓄能组件连接有第一压力传感器(13)，所述油缸(1)连接有第二压力传感器(14)。

4.根据权利要求3所述的公铁两用车液压控制系统，其特征在于，所述第一压力传感器(13)、第二压力传感器(14)、第一换向阀(2)以及比例减压阀(3)均电性连接有处理器。

5.一种公铁两用车，其特征在于，包括油泵(5)、油箱(6)以及权利要求1至4中任一项所述的公铁两用车液压控制系统，所述油泵(5)与所述油箱(6)连通，所述蓄能组件与所述油泵(5)连通。

6.根据权利要求5所述的公铁两用车，其特征在于，所述油泵(5)直接与公铁两用车的直流供电系统电性连接。

7.根据权利要求5所述的公铁两用车，其特征在于，所述蓄能组件与所述油泵(5)之间还设置有用于防止油液回流的第一单向阀(7)以及用于过滤油液的过滤阀(8)。

8.根据权利要求7所述的公铁两用车，其特征在于，所述过滤阀(8)与所述蓄能组件之间设置有第二换向阀(9)，所述第二换向阀(9)连接有用于控制油液压力的溢流阀(10)，所述溢流阀(10)连通所述油箱(6)。

9.根据权利要求8所述的公铁两用车，其特征在于，所述第二换向阀(9)连接有反向梭阀(11)，所述蓄能组件包括至少两组蓄能器(4)，所述反向梭阀(11)分别连通至少两组所述蓄能器(4)。

10.根据权利要求9所述的公铁两用车，其特征在于，还包括集成块(15)，所述第一换向阀(2)、比例减压阀(3)、第一单向阀(7)、过滤阀(8)、第二换向阀(9)、溢流阀(10)以及反向梭阀(11)均插装于所述集成块(15)。

11.一种公铁两用车液压控制方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的公铁两用车液压控制系统，所述减压阀(31)设置有预设压力；

当所述减压阀(31)出油口的压力低于所述预设压力时，所述减压阀(31)的进油口通过所述蓄能组件补充油液；或者，

当所述减压阀(31)出油口的压力高于所述预设压力时，所述减压阀(31)的控制口通过所述比例溢流阀(32)溢出油液。

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