CN115743294B - 一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，包括十条油路以及油路中包含的转向油缸组、液压转向器组、液压泵、位置传感器组和阀门组，通过控制阀门组中的阀门实现多个油路的切换，从而在保留原双向驾驶功能的情况下，新增原地转圈功能，而且能实现一个驾驶室能单独控制前桥或后桥转向功能，解决转向功能单一的问题，并实现在狭窄空间内的转弯及停放车辆。

Description

一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统

技术领域

本发明涉及工程设备领域，尤其涉及一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统。

背景技术

液压控制系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油，通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。

目前，双向驾驶四轮转向液压控制方案分电液控和全液控，其中在电液控的技术方案中，通常是前桥驾驶时，先操作后驾驶室方向机，控制后桥转向油缸对中，实现后桥轮胎对中，再操作前驾驶室方向机，控制前桥转向油缸，实现车辆的前桥转向；同理，后桥驾驶时，先操作前驾驶室方向机，控制前桥转向油缸对中，实现前桥轮胎对中，再操作后驾驶室方向机，控制前桥转向油缸，实现车辆的前桥转向。这种传统液压控制系统极为简单，仅能实现双向驾驶功能，功能过于单一，若在狭窄空间，很难实现工程车辆的转弯及停放。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，旨在解决转向功能单一，且在狭窄空间内的转弯及停放车辆困难的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为提供一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，包括第一油路，所述第一油路包括顺位连接的前桥转向油缸、第一阀门、前驾驶室液压转向器的第一油口、后驾驶室液压转向器的第二油口；第二油路，所述第二油路包括顺位连接的前桥转向油缸、第二阀门、前驾驶室液压转向器的第二油口、后驾驶室液压转向器的第一油口；第三油路，所述第三油路包括顺位连接的后桥转向油缸、第三阀门、后驾驶室液压转向器的第一油口、前驾驶室液压转向器的第二油口；第四油路，所述第四油路包括顺位连接的后桥转向油缸、第四阀门、后驾驶室液压转向器的第二油口、前驾驶室液压转向器的第一油口；第五油路，所述第五油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第三阀门、后桥转向油缸；第六油路，所述第六油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第四阀门、后桥转向油缸；第七油路，所述第七油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第一阀门、前桥转向油缸；第八油路，所述第八油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第二阀门、前桥转向油缸；第九油路，所述第九油路包括顺位连接的前驾驶室液压转向器的第一油口、第一阀门、前桥转向油缸、第五阀门、后桥转向油缸、第三阀门、前驾驶室液压转向器的第二油口；第十油路，所述第十油路包括顺位连接的后驾驶室液压转向器的第二油口、第四阀门、后桥转向油缸、第五阀门、前桥转向油缸、第二阀门、后驾驶室液压转向器的第一油口。

可选的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门均为电磁换向阀。

可选的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门均还含有锁紧模块。

可选的，所述第六阀门具有开关两个状态，并且在开的状态下可在两条油路中进行选择开启。

可选的，还包括前桥驱动轮位置传感器和后桥驱动轮位置传感器，所述前桥驱动轮位置传感器设置于前桥转向油缸上，所述后桥驱动轮位置传感器设置于后桥转向油缸上。

可选的，所述第一油路和第二油路用于车辆前桥转向；所述第三油路和第四油路用于车辆后桥转向。

可选的，所述第五油路和第六油路用于车辆后桥对中，所述第七油路和第八油路用于车辆前桥对中。

可选的，所述第九油路和第十油路用于车辆原地转圈。

本发明提供一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，包括十条油路以及油路中包含的转向油缸组、液压转向器组、液压泵、位置传感器组和阀门组，所述转向油缸组包括用于控制前桥转向的前桥转向油缸和控制后桥转向的后桥转向油缸；所述液压转向器组包括用于增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向的前驾驶室液压转向器和后驾驶室液压转向器；所述位置传感器组包括用于确定前桥轮胎位置的前桥驱动轮位置传感器和确定后桥轮胎位置的后桥驱动轮位置传感器；所述前桥液压转向器和后桥液压转向器分别包含有第一油口和第二油口；所述阀门组包括用于油路控制的第一、第二、第三、第四、第五、第六阀门；所述阀门组中的阀门用于控制油路的开闭，通过控制阀门组中的阀门实现多个油路的切换，从而在保留原双向驾驶功能的情况下，新增原地转圈功能，而且能实现一个驾驶室能单独控制前桥或后桥转向功能，解决转向功能单一的问题，并实现在狭窄空间内的转弯及停放车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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附图。

图1是本申请提供的一种传统液压控制系统的原理示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统的原理示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种转向功能和对中功能的油路原理图；

图4是本申请一实施例提供的另一种转向功能和对中功能的油路原理图；

图5是本申请一实施例提供的一种转圈功能的油路原理图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明实施例，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。

传统的液压控制系统中，如图1所示，当不操作方向盘时，液压转向器没有压力，则优先阀处于最右端状态，此时，液压泵出口流量通过优先阀直接回油箱，实现液压泵的卸荷；前桥转向模式时，需要先操作后驾驶室方向机，控制后驾驶室液压转向器转动，则液压转向器LS口反馈到优先阀，实现优先阀阀芯向左移动，则液压泵出口流量通过过滤器进入优先阀，通过优先阀进入后驾驶室液压转向器，控制后桥转向油缸对中，从而实现后桥轮胎的对中。同理操作前驾驶方向机，控制前驾驶室液压转向器转动，则液压转向器LS口反馈到优先阀，实现优先阀阀芯向左移动，则液压泵出口流量通过过滤器进入优先阀，通过优先阀进入前驾驶室液压转向器，控制前桥转向油缸左/右动作，从而实现前桥轮胎的左/右转向。后桥转向模式与前桥转向模式同理，这种转向液压系统极为简单，仅能实现双向驾驶功能，功能单一，若在狭窄空间，很难实现工程车辆的转弯及停放。

有鉴于此，本实施例提出一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，在保留原双向驾驶功能的情况下，新增原地转圈功能，而且能实现一个驾驶室能单独控制前桥或后桥转向功能，解决转向功能单一的问题，参照图2,，具体为：

包括转向油缸组、液压转向器组、液压泵、位置传感器组和阀门组，该阀门组包括用于控制前桥转向的前桥转向油缸1和控制后桥转向的后桥转向油缸2；液压转向器组包括用于增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向的前驾驶室液压转向器3和后驾驶室液压转向器4；液压泵5用于将机械能转化为液体压力能；位置传感器组包括用于确定前桥轮胎位置的前桥驱动轮位置传感器6和用于确定后桥驱动轮位置传感器7；阀门组包括用于油路控制的第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10、第四阀门11、第五阀门12、第六阀门13，阀门均用于控制油路的开闭，并且均含有锁紧功能。

其中，前驾驶室液压转向器3包含有两个油口，分别为第一油口R和第二油口L，后驾驶室液压转向器4同样包含有两个油口，分别为第一油口R和第二油口L；前桥驱动轮位置传感器6设置于前桥转向油缸1上，后桥驱动轮位置传感器7设置于后桥转向油缸2上。

作为一种优选实施例，该双向驾驶四轮多功能液压控制系统包括十条油路，通过阀门组中的阀门对各油路进行切换，实现各油路所对应的功能，具体为，

包括第一油路，该第一油路包括顺位连接的前桥转向油缸1、第一阀门8、前驾驶室液压转向器3的第一油口、后驾驶室液压转向器4的第二油口；第二油路，该第二油路包括顺位连接的前桥转向油缸1、第二阀门9、前驾驶室液压转向器3的第二油口、后驾驶室液压转向器4的第一油口；第三油路，该第三油路包括顺位连接的后桥转向油缸2、第三阀门10、后驾驶室液压转向器4的第一油口、前驾驶室液压转向器3的第二油口；第四油路，该第四油路包括顺位连接的后桥转向油缸2、第四阀门11、后驾驶室液压转向器4的第二油口、前驾驶室液压转向器3的第一油口；第五油路，该第五油路包括顺位连接的液压泵5、第六阀门13、第三阀门10、后桥转向油缸2；第六油路，该第六油路包括顺位连接的液压泵5、第六阀门13、第四阀门11、后桥转向油缸2；第七油路，该第七油路包括顺位连接的液压泵5、第六阀门13、第一阀门8、前桥转向油缸1；第八油路，该第八油路包括顺位连接的液压泵5、第六阀门13、第二阀门9、前桥转向油缸1；第九油路，该第九油路包括顺位连接的前驾驶室液压转向器3的第一油口、第一阀门8、前桥转向油缸1、第五阀门12、后桥转向油缸2、第三阀门10、前驾驶室液压转向器3的第二油口；第十油路，该第十油路包括顺位连接的后驾驶室液压转向器4的第二油口、第四阀门11、后桥转向油缸2、第五阀门12、前桥转向油缸1、第二阀门9、后驾驶室液压转向器4的第一油口。

作为一种优选的实施例，该阀门组中的第一、第二、第三、第四、第五、第六阀门均选用电磁换向阀，且该第六电磁换向阀具备开关两个状态，并且在开的状态下可在两条油路中进行选择开启，可以理解的是，本实施例选用的电磁换向阀仅是一种优选，并不限定一定要选用电磁换向阀，任何能实现本申请进行油路切换的阀门皆在本申请的保护范围之内。

进一步的，结合图3，图4所示的转向功能和对中功能的油路原理图对该控制系统中的转向功能进行说明。

第一油路和第二油路用于车辆前桥转向，即第一阀门8、第二阀门9处于打开状态，第三阀门10、第四阀门11、第五阀门12、第六阀门13均处于关闭状态，则油路为图3中粗线部分显示，前驾驶室液压转向器3的第一油口R与第二油口L分别与后驾驶室液压转向器的第二油口L与第一油口R并联连接，通过第一阀门8和第二阀门9直接与前桥转向油缸1连接。

此时，单独操作前驾驶室液压转向器3或后驾驶室液压转向器4旋转，则均能驱动前桥转向油缸1的活塞杆左右移动，从而实现前桥的左右转向，即活塞杆向左移动，前桥向左转向；活塞杆向右移动，前桥向右转向。

需要说明的是，在进行前桥转向时，后桥转向油缸2必须通过第三阀门10、第四阀门11、第五阀门12锁紧，避免行驶过程中后桥跑偏。

第三油路和第四油路用于车辆后桥转向，即第三阀门10、第四阀门11均处于打开状态，第一阀门8、第二阀门9、第五阀门12、第六阀门13均处于关闭状态，则油路为图4中粗线部分显示，前驾驶室液压转向器3的第一油口R与第二油口L分别与后驾驶室液压转向器的第二油口L与第一油口R并联连接，通过第三阀门10和第四阀门11直接与后桥转向油缸2连接。

此时，单独操作前驾驶室液压转向器3或后驾驶室液压转向器4旋转，则均能驱动后桥转向油缸2的活塞杆左右移动，从而实现后桥的左右转向，即活塞杆向左移动，后桥向左转向；活塞杆向右移动，后桥向右转向。

需要说明的是，在进行后桥转向时，前桥转向油缸1必须通过第一阀门8、第二阀门9、第五阀门12锁紧，避免后桥驾驶时操作设备行驶过程中前桥跑偏。

进一步的，结合图3，图4所示的转向功能和对中功能的油路原理图对该控制系统中的对中功能进行说明。

如图4所示，当不操作前驾驶室液压转向器3或后驾驶室液压转向器4时，液压转向器的R油口和L油口均处于油路封闭状态，此时，控制第六阀门的两个开关开闭，可实现后桥转向油缸2的活塞向左右移动，从而控制后桥驱动轮对中，具体两个开关的开闭是由后桥驱动轮位置检测传感器7来确定的。

若后桥驱动轮位置检测传感器7检测到驱动轮处于左转状态，则控制第一开关打开，第二开关关闭，此时油路为第五油路状态，则液压泵5出口油液经过第六阀门13、第三阀门10进入后桥转向油缸2的上腔，则后桥转向油缸2控制驱动轮向右转，直到后桥驱动轮位置检测传感器7检测到驱动轮处于中间位置时，控制第一开关关闭，第二开关关闭，从而完成后桥转向油缸2对中，实现后桥驱动轮对中。

同理，若后桥驱动轮位置检测传感器7检测到驱动轮处于右转状态，则控制第一开关关闭，第二开关打开，此时油路为第六油路状态，则液压泵5出口油液经过第六阀门13、第四阀门11进入后桥转向油缸2的下腔，则后桥转向油缸2控制驱动轮向左转，直到后桥驱动轮位置检测传感器7检测到驱动轮处于中间位置时，控制第一开关关闭，第二开关关闭，从而完成后桥转向油缸2对中，实现后桥驱动轮对中。

需要说明的是，在前桥转向模式操作前，必须实现后桥的对中操作，从而避免前桥转向行驶时，后桥驱动轮不对中造成偏磨。

如图3所示，当不操作前驾驶室液压转向器3或后驾驶室液压转向器4时，液压转向器的R油口和L油口均处于油路封闭状态，此时，控制第六电磁换向阀的两个开关开闭，可实现前桥转向油缸1的活塞向左右移动，从而控制前桥驱动轮对中，具体两个开关的开闭是由前桥驱动轮位置检测传感器6来确定的。

若前桥驱动轮位置检测传感器6检测到驱动轮处于左转状态，则控制第一开关打开，第二开关关闭，此时处于第七油路状态，则液压泵5出口油液经过第六阀门13、第一阀门8进入前桥转向油缸1的上腔，则前桥转向油缸1控制驱动轮向右转，直到前桥驱动轮位置传感器6检测到驱动轮处于中间位置时，控制第一开关关闭，第二开关关闭，从而完成前桥转向油缸1对中，实现前桥驱动轮对中。

同理，若前桥驱动轮位置传感器6检测到驱动轮处于右转状态，则控制第一开关关闭，第二开关打开，此时处于第八油路状态，则液压泵5出口油液经过第六阀门13、第二阀门9进入前桥转向油缸1的下腔，则前桥转向油缸1控制驱动轮向左转，直到前桥驱动轮位置检测传感器6检测到驱动轮处于中间位置时，控制第一开关关闭，第二开关关闭，从而完成前桥转向油缸1对中，实现前桥驱动轮对中。

需要说明的是，在后桥转向模式操作前，必须实现前桥的对中操作，从而避免后桥转向行驶时，前桥驱动轮不对中造成偏磨。

进一步的，结合图5所示的转圈功能的油路原理图对该控制系统中的转圈功能进行说明。

第一阀门8、第三阀门10、第五阀门12均处于打开状态，第二阀门9、第四阀门11、第六阀门13均处于关闭状态，则油路如图5中粗线部分显示，为第九油路。

前驾驶室液压转向器3的第一油口R和第二油口L分别与后驾驶室液压转向器4的第二油口L和第一油口R并联连接，当前驾驶室液压转向器3的第一油口R出油时，液压油通过第一阀门8进入前桥转向油缸1上腔，控制前驱动轮右转向，同时，液压油从前桥转向油缸1下腔进入第五阀门12，再进入后桥转向油缸2的下腔，控制后驱动轮左转向，同时，液压油从后桥转向油缸2上腔，经过第三阀门10回到前驾驶室液压转向器3的第二油口L，从而完成油路循环，并实现整车的转圈动作。

由此，单独操作前驾驶室液压转向器3顺时针旋转，则可同时驱动前桥转向油缸1的活塞杆R向转动、后桥转向油缸2的活塞杆L向转动，从而实现整车的顺时针转圈动作；同理，单独操作前驾驶室液压转向器3逆时针旋转，则可同时驱动前桥转向油缸1的活塞杆L向转动、后桥转向油缸2的活塞杆R向转动，从而实现整车的逆时针转圈动作。且前驾驶室液压转向器3和后驾驶室液压转向器4的第一油口R和第二油口L分别并联，操作同时后驾驶室液压转向器4旋转，同理能驱动整车转圈。

需要说明的是，切换至第九油路时，第二阀门9和第四阀门11锁紧，避免前桥转向油缸与后桥转向油缸旋转角度不一致，造成前桥或后桥轮胎滑移磨损。

第二阀门9、第四阀门11、第五阀门12均处于打开状态，第一阀门8、第三阀门10、第六阀门13均处于关闭状态，此为第十油路，该油路原理与第九油路原理等效，在此不做过多赘述。

本实施例公开了一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，包括十条油路以及油路中包含的转向油缸组、液压转向器组、液压泵、位置传感器组和阀门组，转向油缸组包括用于控制前桥转向的前桥转向油缸和控制后桥转向的后桥转向油缸；液压转向器组包括用于增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向的前驾驶室液压转向器和后驾驶室液压转向器；位置传感器组包括用于确定前桥轮胎位置的前桥驱动轮位置传感器和确定后桥轮胎位置的后桥驱动轮位置传感器；阀门组包括用于油路控制的第一、第二、第三、第四、第五、第六阀门，通过控制阀门组中的阀门实现多个油路的切换，从而实现对应油路的功能，在保留原双向驾驶功能的情况下，新增原地转圈功能，而且能实现一个驾驶室能单独控制前桥或后桥转向功能，解决转向功能单一的问题，并实现在狭窄空间内的转弯及停放车辆。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，其特征在于，包括第一油路，所述第一油路包括顺位连接的前桥转向油缸、第一阀门、前驾驶室液压转向器的第一油口、后驾驶室液压转向器的第二油口；第二油路，所述第二油路包括顺位连接的前桥转向油缸、第二阀门、前驾驶室液压转向器的第二油口、后驾驶室液压转向器的第一油口；第三油路，所述第三油路包括顺位连接的后桥转向油缸、第三阀门、后驾驶室液压转向器的第一油口、前驾驶室液压转向器的第二油口；第四油路，所述第四油路包括顺位连接的后桥转向油缸、第四阀门、后驾驶室液压转向器的第二油口、前驾驶室液压转向器的第一油口；第五油路，所述第五油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第三阀门、后桥转向油缸；第六油路，所述第六油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第四阀门、后桥转向油缸；第七油路，所述第七油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第一阀门、前桥转向油缸；第八油路，所述第八油路包括顺位连接的液压泵、第六阀门、第二阀门、前桥转向油缸；第九油路，所述第九油路包括顺位连接的前驾驶室液压转向器的第一油口、第一阀门、前桥转向油缸、第五阀门、后桥转向油缸、第三阀门、前驾驶室液压转向器的第二油口；第十油路，所述第十油路包括顺位连接的后驾驶室液压转向器的第二油口、第四阀门、后桥转向油缸、第五阀门、前桥转向油缸、第二阀门、后驾驶室液压转向器的第一油口，所述前桥转向油缸上设置有前桥驱动轮位置传感器，所述后桥转向油缸上设置有后桥驱动轮位置传感器，所述第五油路和第六油路用于车辆后桥对中，所述第七油路和第八油路用于车辆前桥对中。

2.根据权利要求1所述的一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门均为电磁换向阀。

3.根据权利要求2所述的一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门均还含有锁紧模块。

4.根据权利要求3所述的一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，其特征在于，所述第六阀门具有开关两个状态，并且在开的状态下可在两条油路中进行选择开启。

5.根据权利要求1所述的一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，其特征在于，所述第一油路和第二油路用于车辆前桥转向；所述第三油路和第四油路用于车辆后桥转向。

6.根据权利要求1所述的一种双向驾驶四轮多功能液压控制系统，其特征在于，所述第九油路和第十油路用于车辆原地转圈。