CN114087243B - 跨座式单轨工程车和液压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跨座式单轨工程车和液压系统,跨座式单轨工程车的液压系统,包括:液压油箱、行走泵、散热泵、制动泵和液压马达,液压马达用以带动减速机转动,以使走行轮胎转动;行走泵和液压油箱之间连通行走泵吸油回路,通过行走泵吸油回路将液压油箱的油液吸入行走泵;行走泵和液压马达之间连通驱动回路,通过行走泵调节液压马达的转速和方向;散热泵吸油回路依次连通液压油箱、散热泵和散热回路溢流阀,液压油箱的油液依次经过散热泵和散热回路溢流阀之后流回液压油箱;制动泵吸油回路依次连通液压油箱和制动泵,通过制动泵对走行轮胎进行制动。
Description
技术领域
本发明涉及跨座式单轨工程车辆技术领域,特别涉及一种跨座式单轨工程车和液压系统。
背景技术
跨座式单轨工程车是将牵引多编组列车与巡检线路功能相结合的工程车辆,在轨道梁线路上低速牵引其它车辆,或单机高速运行巡检线路,也可在非正常情况下和另一辆工程车实现双机重联后连挂牵引低速运行参与列车救援。
目前,跨座式单轨工程车采用静液压驱动技术,其液压驱动系统的设计须兼顾牵引力和行驶速度。为了保证跨座式单轨工程车的牵引力,就需要选择大排量的液压马达驱动,车辆行驶速度相对较低,方可满足车辆在60‰坡道段的牵引作业。为了保证跨座式单轨工程车的行驶速度,选择一种小排量的马达驱动,则行驶速度相对较快,一般可达到40km/h。
因此,为了同时满足低速大牵引力工况与高速小牵引力的工况,车辆应具备高低速模式切换功能;另外,通过改变行走泵和液压马达排量可以主动改变传动比实现车辆速度的无级调节,以适应负载的变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种跨座式单轨工程车和液压系统,可以实现车速的高低切换,同时在下坡工况下,避免了发动机在反拖过程中的飞速现象,避免经过多次长时间踩制动脚踏而出现减速机的多片式制动片过热烧结的安全隐患。
为实现上述目的,本发明提供一种跨座式单轨工程车的液压系统,包括:液压油箱、行走泵、散热泵、制动泵和液压马达,液压马达用以带动减速机转动,以使走行轮胎转动;其中,
行走泵和液压油箱之间连通行走泵吸油回路,通过行走泵吸油回路将液压油箱的油液吸入行走泵;
行走泵和液压马达之间连通驱动回路,通过行走泵调节液压马达的转速和方向;
散热泵吸油回路依次连通液压油箱、散热泵和散热回路溢流阀,液压油箱的油液依次经过散热泵和散热回路溢流阀之后流回液压油箱;
制动泵吸油回路依次连通液压油箱和制动泵,通过制动泵对走行轮胎进行制动;
在水平工况下,初始时,液压马达的排量为最大值,行走泵的排量为最小值,随着速度增大时,液压马达的排量保持在最大值,行走泵的排量增大,以增大液压马达的转速;
在下坡工况下,将行走泵、散热泵和制动泵三者串联在一起,调节散热回路溢流阀,以使液压马达匀速旋转。
可选地,散热回路溢流阀至液压油箱的油路上还依次连通有液压散热冷却器和散热回路过滤器,以使油液依次经过散热回路溢流阀、液压散热冷却器和散热回路过滤器之后,流回液压油箱。
可选地,制动泵吸油回路包括驻车制动回路和行车制动回路,驻车制动回路和行车制动回路两者均由制动泵提供压力;驻车制动回路中的压力值固定,行车制动回路中的压力值可调。
可选地,驻车制动回路还串联有手动泵,通过手动泵进行加压,以解除驻车制动。
可选地,行车制动回路设有比例电磁减压阀,通过调节流过比例电磁减压阀的线圈的电流值,用以调节行车制动回路的压力。
可选地,制动泵吸油回路上还设有充液阀,驻车制动回路上设有驻车制动回路蓄能器,行车制动回路上设有行车制动回路蓄能器,通过充液阀用以向驻车制动回路蓄能器和行车制动回路蓄能器中充液。
可选地,驻车制动回路和液压油箱之间连通有驻车制动泄漏回路,行车制动回路和液压油箱之间连通有行车制动泄漏回路,行走泵和液压油箱之间连通有行走泵泄漏回路,液压马达和液压油箱之间连通有液压马达泄漏回路。
可选地,还包括:液压散热冷却器、风扇、风扇驱动马达和风扇齿轮泵,风扇齿轮泵能够由发动机获取动力,用以驱动风扇驱动马达进行旋转,通过风扇驱动马达的旋转,以带动风扇旋转,进而对液压散热冷却器进行吹风散热。
可选地,风扇驱动马达连接有散热模块控制器,散热模块控制器用以根据液压油的温度控制风扇驱动马达的转速。
本发明还提供一种跨座式单轨工程车,包括上述的跨座式单轨工程车的液压系统。
相对于上述背景技术,本发明提供的跨座式单轨工程车和液压系统,在水平工况下,设有高速模式和低速模式,采用高速模式可提高车辆巡检效率,降低作业人员的工作时间。采用低速模式可安全完成牵引多编组电客车的作业任务。与此同时,在下坡工况下,将行走泵、所述散热泵和所述制动泵三者串联在一起,调节所述散热回路溢流阀,以使所述液压马达匀速旋转,即增设缓速液压回路,散热泵充当缓速泵,有利于避免跨座式单轨工程车在长距离下坡作业的液压油温超高报警现象。如此设置,跨座式单轨工程车可以在长距离下坡时不踩刹车而进行缓速制动,避免了发动机在反拖过程中的飞速现象,以及经过多次长时间踩制动脚踏而出现减速机的多片式制动片过热烧结的安全隐患。
跨座式单轨工程车的液压系统还可以实现速度无级可调,行走泵的输出流量大于液压马达在某一转速下需要的流量时,多余的流量就使液压马达驱动跨座式单轨工程车进行加速,而加速力的反作用力通过液压马达使入口压力升高,液压能转化为跨座式单轨工程车的动能增量。反之,如调节行走泵的排量,使其通过流量不低于液压马达的需求时,液压马达的出口阻力增大,静液压制动迫使行走泵按液压马达的工况拖动发动机运转,该静液压制动无损耗,且由上述缓速液压回路充当特殊坡道段的泄漏回路,确保跨座式单轨工程车在合理的减速度范围内进行减速制停。
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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的跨座式单轨工程车的液压系统的原理图;
图2为本发明实施例所提供的跨座式单轨工程车的发动机转速匹配逻辑图;
图3为本发明实施例所提供的跨座式单轨工程车的液压系统的参数控制图;
图4为本发明实施例所提供的跨座式单轨工程车的液压系统的驱动位置的示意图;
图5为本发明实施例所提供的跨座式单轨工程车的液压系统的风扇驱动位置的示意图;
其中:
液压油箱1、散热回路过滤器2、液压散热冷却器3、行走泵4、散热泵5、制动泵6、散热回路二位三通换向阀7、散热回路溢流阀8、制动主回路溢流阀9、制动回路过滤器10、充液阀11、驻车制动回路蓄能器12、减压阀13、驻车制动回路二位三通换向阀14、行车制动回路蓄能器15、比例电磁减压阀16、行车制动回路二位三通换向阀17、行车制动回路溢流阀18、驻车制动回路溢流阀19、手动泵20、第一液压马达21、第二液压马达22、第三液压马达23、第四液压马达24、液压马达泄漏回路25、行走泵泄漏回路26、行走泵A口压力传感器271、行走泵B口压力传感器272、行走泵补油口压力传感器273、散热回路压力传感器274、第一制动主路压力传感器275、第二制动主路压力传感器276、驻车制动回路压力传感器277、行车制动回路压力传感器278、液压油温度传感器279、充液阀泄漏回路28、驻车制动泄漏回路29、行车制动泄漏回路30、行走泵吸油回路31、散热泵吸油回路32、制动泵吸油回路33、发动机34、第一减速机35、第二减速机36、第三减速机37、第四减速机38、第一驱动回路40和第二驱动回路41。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例提供的跨座式单轨工程车的液压系统,参考说明书附图1至附图5,包括:液压油箱1、行走泵4、散热泵5、制动泵6和液压马达,行走泵4能够由发动机34带动工作,发动机34的转速由ECM控制器进行控制,液压系统中的各类泵的排量、液压马达的排量、液压马达的转速等参数由RC控制器进行控制。
发动机34作为跨座式单轨工程车的核心部件,其通常为柴油机。液压油箱1中还可设有液压油温度传感器279,利用液压油温度传感器279对液压油箱1中的油液温度进行检测。
液压马达可具体为四个,分别是第一液压马达21、第二液压马达22、第三液压马达23、第四液压马达24,行走泵4通过第一驱动回路40和第二驱动回路41两者驱动上述四个液压马达,液压马达可插装至减速机的花键孔内,带动减速机转动,从而带动走行轮胎转动。
其中,每一个液压马达对应一个减速机和一个走形轮胎,即第一液压马达21连接第一减速机35,第一减速机35和第一走形轮胎相连,与之类似的,第二液压马达22连接第二减速机36,第二减速机36和第二走形轮胎相连,第三液压马达23连接第三减速机37,第三减速机37和第三走形轮胎相连,第四液压马达24连接第四减速机38,第四减速机38和第四走形轮胎相连。也即在发动机34和走形轮胎之间设有本文的液压系统。
本文的液压系统同时具有调压、调速换向、制动和散热四大基本功能回路。
液压油箱1的取油口分别连接行走泵吸油回路31、散热泵吸油回路32、制动泵吸油回路33和风扇齿轮泵的吸油回路。此外,在液压系统的散热回路设置散热回路过滤器2,制动回路设置制动回路过滤器10,用于过滤液压油中的杂质与污垢。
针对行走泵4的A口和B口,以及其内置的补油泵都设有压力传感器,用于将压力值采集传输至RC控制器,进而传输控制指令,以保证压力值不超过警戒值。同时,制动回路和散热回路的压力传感器布置的初衷都如出一辙。
简言之,行走泵A口压力传感器271用于检测行走泵A口压力,行走泵B口压力传感器272用于检测行走泵B口压力,行走泵补油口压力传感器273用于检测补油压力,散热回路压力传感器274用于检测散热回路压力,第一制动主路压力传感器275用于检测制动主回路(充液阀之前)的压力,第二制动主路压力传感器276用于检测制动主回路(充液阀之后)的压力,驻车制动回路压力传感器277用于检测驻车制动回路压力,行车制动回路压力传感器278用于检测行车制动回路压力。
在行走泵4和液压油箱1之间连通行走泵吸油回路31,通过行走泵吸油回路31将液压油箱1的油液吸入行走泵4。行走泵4和液压马达之间连通驱动回路,通过行走泵4调节液压马达的转速和方向。油液流向为通过液压油箱1流出,流向行走泵4,行走泵4再分流流向四个液压马达,形成闭环回路。
散热泵吸油回路32依次连通液压油箱1、散热泵5和散热回路溢流阀8,液压油箱1的油液依次经过散热泵5和散热回路溢流阀8之后流回液压油箱1;制动泵吸油回路33依次连通液压油箱1和制动泵6,通过制动泵6对走行轮胎进行制动。
驻车制动回路和液压油箱1之间还连通有驻车制动泄漏回路29,行车制动回路和液压油箱1之间连通有行车制动泄漏回路30,行走泵4和液压油箱1之间连通有行走泵泄漏回路26,液压马达和液压油箱1之间连通有液压马达泄漏回路25。
在水平工况下,初始时,液压马达的排量为最大值,行走泵4的排量为最小值,随着速度增大时,液压马达的排量保持在最大值,行走泵4的排量增大,以增大液压马达的转速。
在下坡工况下,将行走泵4、散热泵5和制动泵6三者串联在一起,并调节散热回路溢流阀8,以使液压马达匀速旋转。
参考说明书附图4,行走泵4可连接手柄,通过手柄来调整车辆行车速度,方便灵活。行走泵4可具体为斜盘式变量柱塞泵,通过改变行走泵4的变量斜盘的倾斜方向和倾角的大小,就可以改变行走泵4的排量方向和大小,进而改变第一液压马达21、第二液压马达22、第三液压马达23和第四液压马达24的运转速度和方向。
第一液压马达21、第二液压马达22、第三液压马达23、第四液压马达24的行程换向阀由可切换行走泵4摆动方向的电信号启动,通过改变行走泵4的输出油液的方向和大小来改变上述四个液压马达的输出轴旋转方向和转速。
补油泵内置串接于行走泵4,经过滤器从液压油箱1中吸油补充到行走泵4的低压侧,补油压力由行走泵4内置的补油溢流阀(低压溢流阀)决定,防止行走泵4吸空造成破坏。
行走泵4的排量由泵电磁铁进行比例控制,其控制过程取决于比例电磁铁上的预选电流,排量与比例电磁铁的电流成正比。变量泵内部比例阀上的电磁铁的控制电流的最大值为600mA,最小控制电流为200mA。电磁换向阀的开启度随着电流在200mA-600mA之间呈现正比例线性变化。RC控制器控制比例电磁铁改变斜盘倾角的大小,进而改变行走泵4的排量大小。
第一液压马达21、第二液压马达22、第三液压马达23和第四液压马达24为斜轴式变量马达,排量同样由其内置的电磁铁进行比例控制,通过改变斜轴倾角的大小,可改变液压马达的排量大小。
行走泵4的排量qb与控制电流的数学函数关系式如下:
其中:
qb为变量泵4的排量值;
qbmax为变量泵4的最大排量值;
Ibmax为变量泵4最大排量对应的预选电流值;
Ibmin为变量泵4斜盘最小排量对应的预选电流;
I为变量泵4的预选电流值;
通过上述关系式,即可通过调节电流而对电磁换向阀的开启度进行调节,从而改变行走泵4的排量qb。
液压马达排量与控制电流的数学函数关系式如下:
其中:
qm为液压马达的排量值;
qmmax为液压马达的最大排量值;
Immax为液压马达最大排量对应的预选电流值;
Immin为液压马达斜盘最小排量对应的预选电流;
I为液压马达的预选电流值。
每个液压马达均可单独调节各自的电流值,从而单独改变液压马达的排量值。
针对跨座式单轨工程车,其在不同工况下的运行模式如下:
在水平工况下,针对低速模式:四个液压马达的斜轴倾角初始值为最大值αMmax,即液压马达的排量值为最大值,行走泵4的斜盘倾角初始值为最小值αBmin。
随着跨座式单轨工程车行驶速度的增大(0~10Km/h),液压马达的斜轴倾角一直保持在最大值,行走泵4的斜盘倾角αB则会根据液压马达所需的实时流量进行调整,进而导致行走泵的排量变化;也即,行走泵4的斜盘倾角增大,则行走泵4的排量增大,跨座式单轨工程车的行驶速度增大。
参考说明书附图2所示,由于行走泵4的输入转速等于发动机34的转速,须根据发动机34的动力性与燃油经济性确定最佳工作点(最佳工作点选取最大功率点还是最低油耗点,根据牵引作业需要进行匹配)的转速。
随着负载的变化,为了保持发动机34在最佳的工作点上稳定工作,液压系统则会自动调节行走泵4的排量。当跨座式单轨工程车的阻力矩增大时,液压马达的排量值为固定值,因此液压马达的工作压力须增大,方可保证跨座式单轨工程车在坡道段的牵引作业。同时,行走泵4出口压力因负载增大而增大,调节行走泵4的排量使发动机34输出转矩基本不变,以实现液压系统与发动机34之间的功率匹配。
上述相关的参数存在如下关系式:
qbNb·ηb1=∑qm=qmNm·ηm
上述公式描述了液压马达的驱动扭矩须大于跨座式单轨工程车的阻力矩。
其中:
qb为行走泵4的排量(ml/r);
Nb为行走泵4的输入转速(rpm);
ηb1为行走泵4的容积效率;
qm为液压马达的排量(ml/r);
Nm为液压马达的输出转速(rpm);
ηm为液压马达的容积效率;
pb为行走泵4的工作压力(MPa);
qb为行走4的泵排量(ml/r);
Pe为发动机34的驱动行走泵4的功率(KW);
ηgt为行走泵4的机械效率,通常取值为0.98;
i为液压马达-减速机的速比;
Z为液压马达-减速机的工作数量;
Tm为液压马达的输出扭矩(Nm);
pm为液压马达的工作压力(MPa);
qm为液压马达的排量(ml/r);
ηmt为液压马达的机械效率,通常取值为0.98;
ηb2为减速机的机械效率,通常取值为0.98;
T为跨座式单轨工程车的行驶阻力矩(Nm);
在上述三个公式中,除了效率值已知,其他参数都是未知参数,可假设发动机34的输入功率为已知数,最终目的为了表述调节行走泵4的排量和压力参数,实现行走泵4与发动机34的功率匹配。
在水平工况下,针对高速模式:液压马达的斜轴倾角初始值为最大值αMmax,即液压马达的排量值为最大值,行走泵4的斜盘倾角初始值为最小值αBmin。随着车辆行驶速度的增大(0~40Km/h),行走泵4的斜盘倾角αB增大,液压马达的斜盘倾角αM减小。行走泵4的排量根据液压马达的流量进行变化。在高速模式下,也需要考虑液压马达的工作压力,主要关注点在于速度。
可以看出,低速模式适用于跨座式单轨工程车的低速牵引作业与单车爬坡作业工况,高速模式适用于单车高速巡检作业。
在下坡工况下,通常发动机34处于低转速状态(1100-1400rpm),跨座式单轨工程车在下坡行驶时的能量来自于车辆自身的重力势能与被牵引的多编组车辆的重力势能,走行轮胎反拖液压马达转动,液压马达处于泵工况,行走泵4处于液压马达工况。同时,在下坡工况下,行走泵4会反拖发动机34,使发动机34成为耗能部件。
为了防止行走泵4反拖发动机34造成飞速现象(发动机34转速达到2200rpm以上),由散热泵5充当缓冲泵,连同行走泵4与制动泵6串联在一起。
在下坡工况下,需要调节散热泵吸油回路32(充当缓速回路)中的散热回路溢流阀8压力。当跨座式单轨工程车的下滑力与液压系统提供的阻力相同,可达到力平衡。
也即,为了保证在液压马达反拖行走泵4的工况下,液压马达能够匀速运行,需要调节散热回路溢流阀8来调节缓速压力,使反拖力矩与缓速液压系统作用到液压马达轴上的阻力矩相同。
液压马达处于泵工况,此时液压油还是由行走泵4流向液压马达,但是行走泵4的吸油口压力大于出油口压力。散热回路二位三通换向阀7将单一的散热回路切换为缓冲+散热组合回路,通过调节散热回路溢流阀8的压力,即可平衡下滑力距与缓冲泵所需的阻力+行走泵的输出扭矩。
在跨座式单轨工程车通过整个单轨梁的下坡段,跨座式单轨工程车与被牵引车辆的重力势能通过液压系统转化液压油的热能。为了避免液压系统的油温快速升高,缓冲回路的液压油经过发动机34自带的风冷散热器达到降温的效果,使液压系统达到热平衡。
其中,行走泵34和散热泵5(缓冲泵)的转矩平衡方程如下:
qbpb=JNb′+CNb+qhph
qb为行走泵4的排量(ml/r);
pb为行走泵4的工作压力(MPa);
J为行走泵4和散热泵5(缓冲泵)的转动惯量总和;
Nb′为行走泵4的输入转速的导数;
C为行走泵4和散热泵5(缓冲泵)的黏性阻尼系数;
Nb为行走泵4的输入转速(rpm);
qh为散热泵5(缓冲泵)的排量;
ph为散热泵5(缓冲泵)的工作压力;
当跨座式单轨工程车在单轨梁的转弯段下转向时,外侧走行轮胎的转速大于内侧的走行轮胎,考虑到各个走行轮胎的液压马达处于并联状态,液压系统会自行分配给外侧的液压马达较多流量以获得转速差。
参考说明书附图5所示,跨座式单轨工程车还包括:液压散热冷却器、风扇、风扇驱动马达和风扇齿轮泵,风扇齿轮泵能够由发动机34获取动力,用以驱动风扇驱动马达进行旋转,通过风扇驱动马达的旋转,以带动风扇旋转,进而对液压散热冷却器进行吹风散热。
风扇驱动马达连接有散热模块控制器,散热模块控制器用以根据液压油的温度控制风扇驱动马达的转速。
针对跨座式单轨工程车的散热部分,可以由液压油散热器3、风扇齿轮泵、散热马达和风扇组成冷却模块,由散热泵5和相应的管路等组成液压驱动模块,由液压油温传感器、电磁比例阀、温度传感器和线束等组成电控模块。
风扇齿轮泵从发动机34取力,驱动散热马达带动风扇工作,根据传感器采集的温度信号逻辑计算后输出电流信号给比例溢流阀,控制比例溢流阀的开启度,从而调节散热马达的转速,实现风扇的无级调速。因此,液压马达和行走泵4经过液压马达内置的冲洗阀后通过液压散热冷却器3冷却,再经过散热回路过滤器2之后,沿着卸油管重新流回液压油箱1。
为了保证液压系统在运行过程中达到热平衡,须对散热风扇液压回路进行设计。首先,根据散热风扇的驱动功率与驱动扭矩,选型确定散热马达的所需排量、最大转速以及最高连续工作压力。其次,根据发动机的转速与散热马达的流量,选型确定风扇齿轮泵的排量等参数。最后,根据空气进出散热器后的温度差、散热系统带走的热量、空气密度以及空气的定压比热,确定散热风扇的所需风量。并且,考虑散热面积后选型散热器,具体参数的设计可参考如下公式:
其中:
Msm为风扇驱动马达的扭矩;
ΔP为风扇驱动马达的压力;
q为风扇驱动马达的排量;
ηs为风扇驱动马达的机械效率,通常取值为0.95;
Msf为风扇的扭矩;
pf为风扇的压力;
Q为风扇的风量;
N为风扇驱动马达的转速;
ηf为风扇的驱动效率;
qsm为风扇驱动马达的排量;
Vsm为风扇驱动马达的流量;
Fs为散热需求风量;
Δt为空气进出散热器后的温度差;
ρ为空气密度;
CP为空气定压比热。
针对跨座式单轨工程车的制动,制动泵吸油回路33包括驻车制动回路和行车制动回路,驻车制动回路和行车制动回路两者均由制动泵6提供压力;驻车制动回路中的压力值固定,行车制动回路中的压力值可调。其中,驻车制动回路和行车制动回路在功能上相互独立,驻车制动为静态制动,行车制动为动态制动。
参考说明书附图1所示,驻车制动回路上连通有驻车制动回路蓄能器12、驻车制动回路二位三通换向阀14、驻车制动回路溢流阀19和驻车制动回路压力传感器277;驻车制动回路二位三通换向阀14可用来切换驻车制动回路的液压油流向,驻车制动回路压力传感器277用于检测驻车制动回路的压力。
行车制动回路上连通有行车制动回路蓄能器15、比例电磁减压阀16、行车制动回路二位三通换向阀17、行车制动回路溢流阀18和行车制动回路压力传感器278。比例电磁减压阀16用于建立行车制动的行程和制动力之间的比例关系,行车制动回路二位三通换向阀17用于切换行车制动回路的液压油流向,行车制动回路压力传感器278用于检测行车制动回路的压力。
制动泵吸油回路上还设有充液阀11,驻车制动回路上设有驻车制动回路蓄能器12,行车制动回路上设有行车制动回路蓄能器15,通过充液阀11用以向驻车制动回路蓄能器12和行车制动回路蓄能器15中充液。
在制动回路中,采用由比例电磁减压阀16、减压阀13、行车制动回路蓄能器15、驻车制动回路蓄能器12和减速机(包括第一减速机35、第二减速机36、第三减速机37、第四减速机38)内置的多片式制动器构成的制动回路,利用静液压制动和行车制动,能够迅速实现制动。当使用制动若干次后,驻车制动回路蓄能器12和行车制动回路蓄能器15中的压力会低于充液阀11设定的充液下限压力时,充液阀11会对驻车制动回路蓄能器12和行车制动回路蓄能器15再次充液。当达到设定上限压力时停止充液,始终使驻车制动回路蓄能器12和行车制动回路蓄能器15的压力保持在一定范围内,以满足车辆制动系统的要求。
在行车制动回路中,通过调整比例电磁减压阀16的流过线圈电流值即可改变其出口压力,因此,在液压系统调试过程中,可建立实行静液压制动时的手柄调回量与比例电磁减压阀16的相应关系。
在行车制动回路中,液压油通过液压油箱1流出,流向制动回路过滤器10,再经过充液阀11,流到驻车制动回路蓄能器12,经过驻车制动回路二位三通换向阀14和车制动回路溢流阀19,流到减速机的制动器。
在驻车制动回路中,由于驻车制动压力值恒定不变,故无需调节减压阀13,由于第一减速机35、第二减速机36、第三减速机37和第四减速机38内置的多片式制动器为常闭式制动器,当发动机34出现无法启动的故障,或者液压系统出现瘫痪故障时,须通过手动泵20加压至20-30bar解除驻车制动。
在驻车制动回路中,液压油通过液压油箱1流出,流向制动回路过滤器10,再经过充液阀11,流到驻车制动回路蓄能器12。经过驻车制动回路溢流阀19和行车制动回路二位三通换向阀17,最后流到减速机的制动器。
本发明所提供的一种具有上述液压系统的跨座式单轨工程车,包括上述具体实施例所描述的跨座式单轨工程车的液压系统;跨座式单轨工程车的其他部分可以参照现有技术,本文不再展开。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的跨座式单轨工程车和液压系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,包括:液压油箱、行走泵、散热泵、制动泵和液压马达,所述液压马达用以带动减速机转动,以使走行轮胎转动;其中,
所述行走泵和所述液压油箱之间连通行走泵吸油回路,通过所述行走泵吸油回路将所述液压油箱的油液吸入所述行走泵;
所述行走泵和所述液压马达之间连通驱动回路,通过所述行走泵调节所述液压马达的转速和方向;
散热泵吸油回路依次连通所述液压油箱、所述散热泵和散热回路溢流阀,所述液压油箱的油液依次经过所述散热泵和所述散热回路溢流阀之后流回所述液压油箱;
制动泵吸油回路依次连通所述液压油箱和所述制动泵,通过所述制动泵对走行轮胎进行制动;
在水平工况下,初始时,所述液压马达的排量为最大值,所述行走泵的排量为最小值,随着速度增大时,所述液压马达的排量保持在最大值,所述行走泵的排量增大,以增大所述液压马达的转速;
在下坡工况下,将所述行走泵、所述散热泵和所述制动泵三者串联在一起,调节所述散热回路溢流阀,以使所述液压马达匀速旋转。
2.根据权利要求1所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述散热回路溢流阀至所述液压油箱的油路上还依次连通有液压散热冷却器和散热回路过滤器,以使油液依次经过所述散热回路溢流阀、所述液压散热冷却器和所述散热回路过滤器之后,流回所述液压油箱。
3.根据权利要求1所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述制动泵吸油回路包括驻车制动回路和行车制动回路,所述驻车制动回路和所述行车制动回路两者均由所述制动泵提供压力;所述驻车制动回路中的压力值固定,所述行车制动回路中的压力值可调。
4.根据权利要求3所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述驻车制动回路还串联有手动泵,通过所述手动泵进行加压,以解除驻车制动。
5.根据权利要求3所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述行车制动回路设有比例电磁减压阀,通过调节流过所述比例电磁减压阀的线圈的电流值,用以调节所述行车制动回路的压力。
6.根据权利要求3所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述制动泵吸油回路上还设有充液阀,所述驻车制动回路上设有驻车制动回路蓄能器,所述行车制动回路上设有行车制动回路蓄能器,通过所述充液阀用以向所述驻车制动回路蓄能器和所述行车制动回路蓄能器中充液。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述驻车制动回路和所述液压油箱之间连通有驻车制动泄漏回路,所述行车制动回路和所述液压油箱之间连通有行车制动泄漏回路,所述行走泵和所述液压油箱之间连通有行走泵泄漏回路,所述液压马达和所述液压油箱之间连通有液压马达泄漏回路。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,还包括:液压散热冷却器、风扇、风扇驱动马达和风扇齿轮泵,所述风扇齿轮泵能够由发动机获取动力,用以驱动所述风扇驱动马达进行旋转,通过所述风扇驱动马达的旋转,以带动所述风扇旋转,进而对所述液压散热冷却器进行吹风散热。
9.根据权利要求8所述的跨座式单轨工程车的液压系统,其特征在于,所述风扇驱动马达连接有散热模块控制器,所述散热模块控制器用以根据液压油的温度控制所述风扇驱动马达的转速。
10.一种跨座式单轨工程车,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的跨座式单轨工程车的液压系统。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207670197U (zh) * | 2017-11-14 | 2018-07-31 | 长安大学 | 一种重型货车下长坡安全控制装置 |
JP2019148278A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 川崎重工業株式会社 | 建設機械の油圧システム |
CN111845677A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-30 | 湖南星邦智能装备股份有限公司 | 一种反拖缓速制动系统及自行式高空作业车 |
CN212766185U (zh) * | 2020-07-20 | 2021-03-23 | 湖南星邦智能装备股份有限公司 | 一种反拖缓速制动系统及自行式高空作业车 |
CN113027871A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-06-25 | 安百拓(南京)建筑矿山设备有限公司 | 液压行走动力站的散热系统及液压行走动力站 |
-
2021
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207670197U (zh) * | 2017-11-14 | 2018-07-31 | 长安大学 | 一种重型货车下长坡安全控制装置 |
JP2019148278A (ja) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 川崎重工業株式会社 | 建設機械の油圧システム |
CN111845677A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-30 | 湖南星邦智能装备股份有限公司 | 一种反拖缓速制动系统及自行式高空作业车 |
CN212766185U (zh) * | 2020-07-20 | 2021-03-23 | 湖南星邦智能装备股份有限公司 | 一种反拖缓速制动系统及自行式高空作业车 |
CN113027871A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-06-25 | 安百拓(南京)建筑矿山设备有限公司 | 液压行走动力站的散热系统及液压行走动力站 |
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