CN115709755A - 基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于履带式车辆的传动技术领域，具体涉及一种基于单泵‑马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其包括：液压控制单元和机械传动单元；所述液压控制单元包括：液压传动单元和液压执行单元；所述液压传动单元包括液压泵‑马达、伺服系统和高压阀组；所述机械传动单元中包括转向机构和动力传递机构；本发明可以实现实现履带式车辆的泵‑马达转向功能，在保证液压系统的转向精确灵活的情况下，实现了液压系统的集成化。
Description
技术领域
本发明属于履带式车辆的传动技术领域，具体涉及一种基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统。
背景技术
履带是继人类发明车轮后在运输传动上的又一大进步，拓展了车辆由“线”到面的活动范围，在增加负重的情况下也提高了车辆的越野性能。
目前，国内许多研究机构和公司对履带车都拥有研制能力，但与国外目前已有的履带车辆相比，国内所研制的履带车在灵活性、稳定性等方面还有较大差距，因此对于如何提高履带车转向时的灵活性、提高运行过程中变速的稳定性还有待研究。目前以后的履带式车辆还存在如下不足：1)履带车换向时依靠左右两条履带的速度差异进行换向，当履带车在高速运行时，动力损失大；2)履带车辆在高速行驶下进行转向，转向精度低、转向半径大、事故率大；3)传统的履带车辆需要电气动力系统和液压系统进行工作，由于电气动力系统中发电机的存在，使履带式车辆的负载能力下降；4)传统的液压控制系统中通过液压泵和马达之间的方向控制阀调节马达转速，增加外部结构，增加系统泄露。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：基于上述背景，如何提供一种基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，可以实现履带式车辆的泵-马达转向功能，在保证机械系统的高效性基础上同时具有液压传动的转向精确灵活的优点。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，所述方向及速度控制系统包括：液压控制单元和机械传动单元4，所述液压控制单元包括：液压传动单元和液压执行单元3；所述液压传动单元包括液压泵-马达21、伺服系统22和高压阀组23；所述机械传动单元中包括转向机构和动力传递机构；
所述液压传动单元中，所述高压阀组23包括二位二通换向阀、溢流阀与梭阀，所述梭阀用于选择转向及速度控制系统中高压侧的压力进入溢流阀；所述伺服系统22连接在液压泵-马达21中的液压泵与液压马达之间，形成差速器结构；所述伺服系统22包括三位四通方向控制阀及液压缸；所述三位四通方向控制阀的工作油口与液压缸相连；所述液压泵-马达21分别连接发动机1、伺服系统22和高压阀组23以及液压执行元件3；
所述机械传动单元中，所述转向机构与液压执行元件3相连，所述动力传递机构与液压泵-马达21相连。
其中，当履带车辆运动时，所述发动机1带动液压泵-马达21运动。
其中，所述液压泵-马达为变量连体泵。
其中，所述履带车辆的速度改变由伺服系统22中的三位四通方向控制阀控制，方向改变由机械传动单元中的转向机构改变。
其中，所述伺服系统22中的液压缸活塞与液压泵-马达21中液压泵的变量机构相连。
其中，所述伺服系统22的三位四通方向控制阀为手动换向阀，与履带车辆的操作杆相连。
其中，所述伺服系统用于实现履带车辆无级调速。
其中，所述伺服系统转向过程的实现形式为：当操作伺服系统22中的三位四通方向控制阀时，阀芯向左或向右移动，高压油液进入液压缸，推动活塞运动，进而调节变量泵斜盘的倾角，对变量泵的排量进行调节，使液压马达具有一定的转速，马达输出转速经后传动传递到两侧太阳轮时，太阳轮旋转方向相反，使内侧履带速度降低，外侧履带履带速度升高，形成一定的速度差，完成车辆直驶情况下的转向。
其中，所述转向及速度控制系统对于履带车辆运行过程中的主要运行场景进行了模块化设置。
其中，所述主要运动场景模块化的设置实现形式为：通过在履带车辆操作面板上设置四种主要运动场景按钮，具体为中心转向按钮、中心转向加制动按钮、直驶加制动加转向按钮、测斜坡加制动加转向按钮，通过按钮将伺服系统中的换向阀与机械传动单元中的换向阀阀口位置相关联，使履带车辆在面对上述场景时能够更快的进行运行。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果:
(1)采用联体泵马达的结构，使液压泵-马达以及传统的外部方向控制阀一体化，在保证液压系统功能完整性的前提下减少了系统元件，减小了系统的泄露，解决了液压系统传动效率低的问题，联体泵马达的设计，使安装更加简便，提高了液压系统的维修性。
(2)采用伺服系统的设计方法，解决了履带车辆运行过程中由于外界环境的多变性引起的运动多样性问题，使履带车辆更好的适应外界环境，增加了系统的容错性，同时减少了传统转向机构中差速器的结构，使系统更加集成化。
(3)采用主场景模块化的设计，将履带车辆运行过程中的主要场景进行模块化设计，在履带车辆的操作面板上设置四个主运动场景的按钮，能够使驾驶员在面对主运动场景时能够更快的进行操作，增加了履带车辆的灵活性。
(4)采用高压阀组的设计，通过在液压回路中增加换向阀和溢流阀，能够在系统高压侧压力超过最高压力设定时对系统压力卸荷，提高了液压回路的安全性。
附图说明
图1为本发明所提供的履带式车辆的转向及速度控制系统具体实施方式的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，如图1所示，所述方向及速度控制系统包括：液压控制单元和机械传动单元4，所述液压控制单元包括：液压传动单元和液压执行单元3；所述液压传动单元包括液压泵-马达21、伺服系统22和高压阀组23；所述机械传动单元中包括转向机构和动力传递机构；
所述液压传动单元中，所述高压阀组23包括二位二通换向阀、溢流阀与梭阀，所述梭阀用于选择转向及速度控制系统中高压侧的压力进入溢流阀；所述伺服系统22连接在液压泵-马达21中的液压泵与液压马达之间，形成差速器结构；所述伺服系统22包括三位四通方向控制阀及液压缸；所述三位四通方向控制阀的工作油口与液压缸相连；所述液压泵-马达21分别连接发动机1、伺服系统22和高压阀组23以及液压执行元件3；
所述机械传动单元中，所述转向机构与液压执行元件3相连，所述动力传递机构与液压泵-马达21相连。
其中，当履带车辆运动时，所述发动机1带动液压泵-马达21运动。
其中，所述液压泵-马达为变量连体泵。
其中，所述履带车辆的速度改变由伺服系统22中的三位四通方向控制阀控制，方向改变由机械传动单元中的转向机构改变。
其中，所述伺服系统22中的液压缸活塞与液压泵-马达21中液压泵的变量机构相连。
其中，所述伺服系统22的三位四通方向控制阀为手动换向阀，与履带车辆的操作杆相连。
其中，所述伺服系统用于实现履带车辆无级调速。
其中，所述伺服系统转向过程的实现形式为：当操作伺服系统22中的三位四通方向控制阀时，阀芯向左或向右移动，高压油液进入液压缸，推动活塞运动，进而调节变量泵斜盘的倾角，对变量泵的排量进行调节，使液压马达具有一定的转速，马达输出转速经后传动传递到两侧太阳轮时，太阳轮旋转方向相反，使内侧履带速度降低，外侧履带履带速度升高，形成一定的速度差，完成车辆直驶情况下的转向。
其中，所述转向及速度控制系统对于履带车辆运行过程中的主要运行场景进行了模块化设置。
其中，所述主要运动场景模块化的设置实现形式为：通过在履带车辆操作面板上设置四种主要运动场景按钮，具体为中心转向按钮、中心转向加制动按钮、直驶加制动加转向按钮、测斜坡加制动加转向按钮，通过按钮将伺服系统中的换向阀与机械传动单元中的换向阀阀口位置相关联，使履带车辆在面对上述场景时能够更快的进行运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述方向及速度控制系统包括：液压控制单元和机械传动单元(4)，所述液压控制单元包括：液压传动单元和液压执行单元(3)；所述液压传动单元包括液压泵-马达(21)、伺服系统(22)和高压阀组(23)；所述机械传动单元中包括转向机构和动力传递机构；
所述液压传动单元中，所述高压阀组(23)包括二位二通换向阀、溢流阀与梭阀，所述梭阀用于选择转向及速度控制系统中高压侧的压力进入溢流阀；所述伺服系统(22)连接在液压泵-马达(21)中的液压泵与液压马达之间，形成差速器结构；所述伺服系统(22)包括三位四通方向控制阀及液压缸；所述三位四通方向控制阀的工作油口与液压缸相连；所述液压泵-马达(21)分别连接发动机(1)、伺服系统(22)和高压阀组(23)以及液压执行元件(3)；
所述机械传动单元中，所述转向机构与液压执行元件(3)相连，所述动力传递机构与液压泵-马达(21)相连。
2.如权利要求1所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，当履带车辆运动时，所述发动机(1)带动液压泵-马达(21)运动。
3.如权利要求2所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述液压泵-马达为变量连体泵。
4.如权利要求3所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述履带车辆的速度改变由伺服系统(22)中的三位四通方向控制阀控制，方向改变由机械传动单元中的转向机构改变。
5.如权利要求4所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述伺服系统(22)中的液压缸活塞与液压泵-马达(21)中液压泵的变量机构相连。
6.如权利要求5所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述伺服系统(22)的三位四通方向控制阀为手动换向阀，与履带车辆的操作杆相连。
7.如权利要求6所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述伺服系统用于实现履带车辆无级调速。
8.如权利要求6所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述伺服系统转向过程的实现形式为：当操作伺服系统(22)中的三位四通方向控制阀时，阀芯向左或向右移动，高压油液进入液压缸，推动活塞运动，进而调节变量泵斜盘的倾角，对变量泵的排量进行调节，使液压马达具有一定的转速，马达输出转速经后传动传递到两侧太阳轮时，太阳轮旋转方向相反，使内侧履带速度降低，外侧履带履带速度升高，形成一定的速度差，完成车辆直驶情况下的转向。
9.如权利要求6所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述转向及速度控制系统对于履带车辆运行过程中的主要运行场景进行了模块化设置。
10.如权利要求9所述的基于单泵-马达传动的履带式车辆转向及速度控制系统，其特征在于，所述主要运动场景模块化的设置实现形式为：通过在履带车辆操作面板上设置四种主要运动场景按钮，具体为中心转向按钮、中心转向加制动按钮、直驶加制动加转向按钮、测斜坡加制动加转向按钮，通过按钮将伺服系统中的换向阀与机械传动单元中的换向阀阀口位置相关联，使履带车辆在面对上述场景时能够更快的进行运行。
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2022
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