CN201309504Y - 刚性矿用自卸车举升转向控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种刚性矿用自卸车举升转向控制系统，用于利用举升控制方向阀、转向阀控制刚性矿用自卸车的举升和转向，所述刚性矿用自卸车举升转向控制系统，包括油箱、转向阀、举升控制方向阀，所述转向阀包括第一负荷传感油路，所述举升控制方向阀包括第二负荷传感油路，所述系统还包括带有负荷传感油口的负荷传感柱塞泵；所述第一负荷传感油路及所述第二负荷传感油路分别与所述负荷传感柱塞泵的负荷传感油口连接。本实用新型通过负荷传感控制方式可根据不同的负载需求实时提供满足需要的流量，无额外的溢流损失。

Description

刚性矿用自卸车举升转向控制系统

技术领域

本实用新型属于刚性矿用自卸车工程机械领域，尤其涉及一种刚性矿用自卸车车厢举升、转向控制系统。

背景技术

目前刚性矿用自卸车举升、转向的控制系统通常采用的是两个定量泵分别控制举升以及转向。

由于矿用汽车属于转运工具，转向非常频繁，也有部分矿用汽车采用了负荷传感转向阀和优先阀结合的回路，在一定程度上实现了转向流量稳定的功能，使得转向性能更加平稳和可靠，但是这些回路所使用的泵是定量泵，由于不能根据负载的需要来提供流量，总有部分的油液通过溢流的方式回到油箱，这些油液都是在一定的工作负载下溢流的，因此，不可避免的出现溢流功率损失。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种刚性矿用自卸车举升转向控制系统，节约系统能源、降低功率损失。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种刚性矿用自卸车举升转向控制方法，用于利用转向阀、举升控制方向阀控制刚性矿用自卸车的举升和转向，将

获得转向阀、举升控制方向阀的负荷传感信号；

根据所述负荷传感信号对所述转向阀、举升控制方向阀提供油液。

进一步来说，由负荷传感柱塞泵根据所述负荷传感信号对所述转向阀、举升控制方向阀提供油液。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种刚性矿用自卸车举升转向控制系统，所述系统包括油箱、转向阀、举升控制方向阀，所述转向阀包括第一负荷传感油路，所述举升控制方向阀包括第二负荷传感油路，所述系统还包括带有负荷传感油口的负荷传感柱塞泵；

所述第一负荷传感油路及所述第二负荷传感油路分别与所述负荷传感柱塞泵的负荷传感油口连接。

进一步来说，所述负荷传感柱塞泵的进油口与油箱连接，出油口通过液压传动油路分别与所述转向阀及所述举升控制方向阀的进油口连接。

进一步来说，所述液压传动油路集成于集成式阀块，所述转向阀及所述举升控制方向阀分别通过所述集成式阀块与所述负荷传感柱塞泵相连。

进一步来说，所述集成式阀块包括：转向优先阀、梭阀、卸荷溢流阀、安全阀、减压阀、应急转向阀及开关电磁阀。

进一步来说，所述集成式阀块还包括比例压力控制阀。

进一步来说，所述集成式阀块还包括：节流阀、蓄能器卸荷阀、溢流阀，以上各个阀一起集成在所述集成式阀块中。

本实用新型所提供的矿用自卸车举升转向控制方法及系统通过负荷传感控制方式，来实现刚性矿用自卸车的转向和车厢举升动作，能达到节能、提高使用功率的目的。本实用新型的负荷传感控制可根据不同的负载需求实时提供满足需要的流量，可以实现在正常转向和车厢举升时无额外的溢流损失。

本实用新型把转向和举升液压系统除转向阀、举升方向控制阀以及举升平衡阀外都集成在一个整体阀块上，减少了大量的管路连接，从而减少了泄漏的可能，本实用新型可以实现目前比较先进的电控举升操作以及无负荷启动，同样，该负荷传感控制方式可以实现制动系统的控制，在这里没有单独提出。

附图说明

图1为本实用新型刚性矿用自卸车举升转向控制系统结构示意图。

图2为本实用新型的集成式阀块一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的主要思想是通过负荷传感控制方式，来实现刚性矿用自卸车的转向和车厢举升动作。本实用新型的负荷传感控制可实现根据不同的负载需求实时提供满足需要的流量，可以实现在正常转向和车厢举升时无额外的溢流损失。

另外，本实用新型的转向和举升液压系统除转向阀、举升方向控制阀以及举升平衡阀外，其他构件都集成在一个整体阀块上，减少了大量的管路连接，从而减少了泄漏的可能。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案进行详细的说明。

本实用新型刚性矿用自卸车举升转向控制方法包括以下步骤：

步骤101：获得转向阀、举升控制方向阀的负荷传感信号；

步骤102：根据所述负荷传感信号对所述转向阀、举升控制方向阀提供油液。

其中，在步骤102中由负荷传感柱塞泵根据所述负荷传感信号对所述转向阀、举升控制方向阀提供油液。

参照图1所示，为本实用新型的刚性矿用自卸车举升转向控制系统结构示意图。本实用新型液压系统包括：转向油缸01、举升油缸02、负荷传感柱塞泵2、转向阀27、举升控制方向阀8、集成式阀块5以及油箱4。

所述转向阀27与所述转向油缸01连接，所述举升控制方向阀8与所述举升油缸02连接。

所述负荷传感柱塞泵2进油口与油箱4连接，出油口通过集成式阀块5分别与所述转向阀27、举升控制方向阀8的进油口连接。所述集成式阀块5用于液压传动，集成了用于液压传动的油路。

具体来说，本实用新型整体采用了负荷传感控制方式，负荷传感柱塞泵2为变量泵，负荷传感柱塞泵2包括负荷传感油口LS1，转向阀27、举升控制方向阀8都采用了负荷传感控制需要的阀，即转向阀27包括第一负荷传感油路、举升控制方向阀8包括第二负荷传感油路，并且第一负荷传感油路及第二负荷传感油路分别与负荷传感柱塞泵2的负荷传感油口LS1连接。

系统工作时，通过转向阀27的第一负荷传感油路、举升控制方向阀8的第二负荷传感油路将负荷信号传递给负荷传感柱塞泵2，负荷传感柱塞泵2根据负载的需要提供流量，无多余的流量损失，系统节能效果好。

在系统不工作时，举升控制方向阀8和转向阀27在阀对中时使第一负荷传感油路及第二负荷传感油路与油箱相通，使得负荷传感柱塞泵2在很低的待机压力下工作，从而可以节约系统能源。

本实用新型所述的举升转向控制系统还包括平衡阀9、第一蓄能器25、第二蓄能器26，控制器28、举升控制手柄29，所述平衡阀9设置于举升油缸02与举升控制方向阀8之间。

具体来说，转向阀27带有第一负荷传感油口LS、压力油口P、回油口T以及接转向油缸的L、R口，其中L、R油口分别接到转向油缸01的相应油口上，转向阀27的压力油口P通过液压软管连接到集成式阀块5的第二总压力油口PZ，转向阀27的回油口T和集成式阀块5的总回油口T1以及举升控制阀8的回油口T2口通过三通接头连接由回油过滤器3回到油箱4，转向阀27的第一负荷传感油口LS通过液压软管和集成式阀块5的第一总负荷传感油口LSZ连接。转向阀27的功能是实现自卸车的转向，通过控制转向阀27的快慢实现快慢的转向。

下面对集成式阀块5与外部相连的油口说明如下：集成式阀块5的总进油口P1与负荷传感柱塞泵2的压力油口P连接，进油口P1是为转向系统和举升系统提供压力油。第一总负荷传感信号油口LSZ与转向阀27的第一负荷传感信号油口LS连接，第二总负荷传感信号油口LSJ油口与举升控制方向阀8的第二负荷传感信号油口直接相连接，第三总负荷传感信号油口LSP与负荷传感柱塞泵2的负荷传感油口LS1连接，总回油口T1通过三通管接头与举升控制方向阀8的回油口T2以及转向阀27的回油口T相连后经回油过滤器3回到油箱4；集成式阀块5的第二总先导控制油口PPA、第一总先导控制油口PPB油口分别连接到举升控制方向阀8的第二先导控制油口PP2、第一先导控制油口PP1上，第一总压力油口PJ与举升控制方向阀8的压力油口连接，回油口TJ连接举升控制方向阀8的回油口；集成式阀块5的浮动回油口TF连接举升控制方向阀8的浮动回油口，集成式阀块5的卸油口TJL连接举升控制方向阀8的内部卸油口；集成式阀块5的第一出油口ACC1连接第一蓄能器25、第二出油口ACC2连接第二蓄能器26。

举升控制方向阀8是通过螺栓直接按照浮动回油口TF、回油口TJ、卸油口TJL、负荷传感信号油口LSJ、压力油口PJ相对应的连接安装在集成式阀块5上，举升控制方向阀8的第一先导控制油口PP1通过液压钢管或者软管和集成式阀块5的第一总先导控制油口PPB连接在一起，举升控制方向阀8的第二先导控制油口PP2通过液压钢管或者软管和集成式阀块5的第二总先导控制油口PPA连接在一起，举升控制阀8的回油口T2口通过三通和转向阀27的回油口T以及集成式阀块5的总回油口T1连接并由回油过滤器3回到油箱4。举升控制阀8的A、B油口直接和执行机构举升油缸02连接在一起。举升控制阀8的功能是实现自卸车车厢的举升、下降以及保持和浮动状态。

负荷传感柱塞泵2是该系统的核心动力源，通过感受来自于转向阀27或者举升控制阀8的负荷传感信号适时调整泵的输出流量和压力，该泵的压力油口P通过液压软管和集成式阀块5的进油口P1相连接，负荷传感柱塞泵2的负荷传感油口LS1和集成式阀块5的第三总负荷传感信号油口LSP相连接，吸油口S2和油箱4直接相通，内泄或者排放油口D2也是和油箱4直接相通。

在本实施例中还可以包括一个空气滤清器1。

参照图2所示，为本实用新型的集成式阀块5一个实施例的结构示意图。作为本实用新型的一个实施例，本实用新型的集成式阀块5包括：比例压力控制阀6、开关电磁阀10、减压阀12、第一梭阀13-1、第二梭阀13-2、开关电磁阀14、卸荷溢流阀15、节流阀16、转向优先阀17、安全阀18、减压阀19、第一单向阀20-1、第二单向阀20-2、节流阀21、第三单向阀22-1、第四单向阀22-2、应急转向阀23、蓄能器卸荷阀24、溢流阀30，以上各个阀一起集成在集成式阀块5中。

集成式阀块5的特征在于在第四单向阀22-2的出油口(该油口也同时通过集成式阀块5的第二出油口ACC2连接到第二蓄能器26进油口)与第二单向阀20-2的进油口之间安装了应急转向阀23，该阀是一个两位三通液动换向阀，应急转向阀23的弹簧端相对的控制油口和节流阀21的进油口以及减压阀19出油口相连，应急转向阀23的弹簧端油口与集成式阀块5的第一总负荷传感信号油口LSZ相通，同时应急转向阀23的出油口通过第二单向阀20-2与集成式阀块5的第二总压力油口PZ相通。增加这个阀的目的就是在应急状态下，实现第二蓄能器储存压力油通过应急换向为转向系统提供应急动力。

集成式阀块5的特征在于在集成式阀块5的总回油口T1的油道上与卸荷溢流阀15、节流阀16和第二梭阀13-2的公用油口通路上连接了开关电磁阀14，开关电磁阀14是一个两位两通的电磁换向阀。该开关电磁阀的功能在于在启动负荷传感负荷传感柱塞泵2时，先得电，使得系统可以无负荷启动。

来自负荷传感柱塞泵2的压力油经过P1口后，通过集成式阀块5内部油道连接到转向优先阀17、安全阀18、节流阀16和减压阀19进油口，安全阀18出油口通过集成式阀块5的内部油道连接到集成式阀块5的总回油口T1口，优先阀17的出油口通过集成式阀块5的内部油道连接到集成式阀块5的第一总压力油口PJ，优先阀17的功能是，只要操纵转向机构，则从转向阀27感应到的第一总负荷传感信号油口LSZ通过第二梭阀13-2连到优先阀17的先导控制油口，和弹簧力一起作用，把优先阀17关小或者关闭，来保证负荷传感柱塞泵2的油液先到转向。减压阀19的出油口通过内部油道和节流阀21、第一单向阀20-1的进油口以及应急转向阀23弹簧端相对端的控制油口相连。第一单向阀20-1出油口和集成式阀块的第二总压力油口PZ相连，为转向阀27提供压力油。应急转向阀23的弹簧端油口与集成式阀块5的第一总负荷传感信号油口LSZ相连，在正常的工作情况下，该负荷传感信号与弹簧压力直接作用在应急转向阀23的阀芯上，保证应急转向阀23把应急蓄能器的油和转向阀27之间切断(只有在系统出故障后，应急转向阀27两端的油压为0，在弹簧的作用下，换向阀换向，把第二蓄能器26的压力油通过第二单向阀20-2的进出油口，从第二总压力油口PZ供应油液到转向阀，实现应急转向)。节流阀21的出油口与第三单向阀22-1进油口相连，第三单向阀22-1出油口连接到第四单向阀22-2进油口、卸荷溢流阀15的先导控制油口、减压阀12进油口以及第一蓄能器25的进油口ACC1，第三单向阀22-1的作用是防止泵压低于第一蓄能器25压力后出现油液倒灌到泵的现象而设。单向阀22-2(其作用是防止泵压低于第二蓄能器26压力后出现油液倒灌到泵的现象而设)出油口和应急转向阀23的进油口、第二蓄能器26的进油口ACC2、蓄能器卸荷阀24的进油口相连。应急转向阀23的出油口和第二单向阀20-2的进油口相连，第二单向阀20-2的出油口与第一单向阀20-1的出油口以及集成式阀块5的第二总压力油口PZ相连。蓄能器卸荷阀24的出油口与开关电磁阀10的出油口(开关电磁阀10的进油口和举升控制方向阀8的浮动回油口相连)、举升控制方向阀8的回油口以及举升控制方向阀8的卸油口在内部流道汇聚后连到集成式阀块5的总回油口T1。减压阀12的出油口连接到两个比例压力控制阀6的进油口，为两个比例压力控制阀6提供减压以后的控制油。两个比例压力控制阀6的出油口分别接到集成式阀块5第二总先导油口PPA、第一总先导油口PPB。卸荷溢流阀15的进油口接节流阀16的出油口，卸荷溢流阀15的出油口与减压阀19以及减压阀12的泄油口在内部流道汇聚后到集成式阀块5的总回油口T1。卸荷溢流阀15的功能是当两个蓄能器的压力达到减压阀19设定的压力后，如果执行机构没有任何动作，则负荷传感柱塞泵2通过该阀卸荷。开关电磁阀14的进油口与节流阀16出油口以及第二梭阀13-2右端油口相连，开关电磁阀14的出油口通过内部流道与集成式阀块5的回油口T1相连，其功能是实现负荷传感柱塞泵2的无负荷启动。第二梭阀13-2的左端控制油接转向的第一总负荷传感信号油口LSZ，第二梭阀13-2下端油口和第一梭阀13-1的左端油口相连，第一梭阀13-1的右端油口接举升控制方向阀的第二总负荷传感信号油口LSJ以及溢流阀30的进油口。溢流阀30的出油口与集成式阀块5的总回油口T1相连。

举升控制方向阀8叠加在集成式阀块5上，负荷传感柱塞泵2、平衡阀9、第一蓄能器25(图1所示)、第二蓄能器26(图1所示)和转向阀27分别连接到举升控制方向阀8叠加在集成式阀块上5的整体阀上，这样大大减少了管路连接，从而减少了泄漏。

举升控制采用了电控方式，由控制器28(图1所示)对举升控制手柄29(图1所示)的操作信号进行放大后直接控制比例压力控制阀6的动作，即所述比例压力控制阀6电磁铁与所述控制器28相连接，该阀是一两位三通电磁换向阀，油通过比例压力控制阀6的回油口T3回油箱，压力口和第一蓄能器25和减压阀12减压后液压油口相连，该阀的工作油口直接和所述举升控制方向阀8的第一先导控制油口PP1和第二先导控制油口PP2连接，从而使得举升控制方向阀8换向，实现举升油缸的举升和下降。

由于安全的考虑，矿用汽车在出现紧急事故时要求能够进行应急转向，以便于在事故状态时能够拖走或者移动到安全的地方，考虑到这个要求，本实用新型采用了第二蓄能器26(图1所示)，在事故状态下，负荷传感柱塞泵2失压，应急转向阀23在弹簧的作用下，使第二蓄能器26中压力油迅速进入转向阀27，操作者通过第二蓄能器26中的压力油把矿用汽车的轮子转到需要的方向，方便拖行。

系统启动时，开关电磁阀14得电，负荷传感柱塞泵2的出口压力油通过开关电磁阀14流入油箱，实现系统的无负荷启动。

下面详细描述本实用新型的工作过程：

启动刚性矿用汽车发动机，同时开关电磁阀14得电，负荷传感柱塞泵2在发动机的带动下无负荷启动(处于卸荷状态)，泵出口的油液通过开关电磁阀14以及回油滤3回到油箱4。延时5秒后，开关电磁阀14失电，负荷传感柱塞泵2回油箱4的通道断开，负荷传感柱塞泵2开始逐渐升压，油液通过减压阀19、节流阀21以及第三单向阀22-1、第四单向阀22-2对第一蓄能器25、第二蓄能器26进行充压，直到充压压力达到卸荷溢流阀15的设定压力，卸荷溢流阀15阀芯动作，负荷传感柱塞泵2实现卸荷，该阀的规格非常小，在系统正常工作时处于常工作状态，由于流量很小，压力损失可以忽略不计。

当进行转向操作时，即转向阀27动作时，转向阀27的负荷传感LS压力通过第二梭阀13-2作用于转向优先阀17，使得负荷传感柱塞泵2的流量优先供应转向系统(只有转向有剩余的流量时才可以同时操作举升)，负荷传感柱塞泵2压力逐渐升高到安全阀18的设定压力后通过减压阀19、第一单向阀20-1和转向阀27，并同时作用于应急转向阀23弹簧的相对端，使得蓄能器的压力油处在待命状态，压力油通过转向阀27到达转向油缸，实现转向。

在系统出现事故不能工作时，此时，作用在应急转向阀23弹簧的相对端的压力为零，在弹簧的作用下，第二蓄能器26的压力油通过应急转向阀23打开的通道作用在转向阀27上，操纵转向阀27实现应急转向。注意，第二蓄能器26的设计要保证能够转向从左到右两个工作循环。

当进行举升操纵时，先操纵举升控制手柄29，该控制信号通过控制器28放大后作用在比例压力控制阀6的电磁铁上，电磁铁推动比例压力控制阀6阀芯动作，负荷传感柱塞泵2的压力油通过减压阀19、节流阀21、第一单向阀22-1和减压阀12减压后由比例压力控制阀6打开的阀口到达举升控制方向阀8的左或右，实现车厢的举升或者下降。无论在举升或者下降，只要释放举升控制手柄29就会实现车厢保持在某个位置不动，此时举升控制方向阀8在中位，由于举升油缸02两腔油路是封闭的，因此可以实现保持功能。在保持位置状态，当操作控制按纽，使得开关电磁阀10得电，车厢在重力作用下，压缩举升油缸02，使举升油缸02大腔的油通过开关电磁阀10回到油箱4，实现无动力浮动下降。平衡阀9是防止在举升过程中防止车厢越过平衡点后出现由重力作用下的前冲而设置的。第一蓄能器25的作用是保持在操作举升手柄时压力的稳定。

刚性矿用自卸车在停机时，由于蓄能器卸荷阀24来自于传动箱的压力为零，导致该阀阀芯在弹簧力的作用下，使阀处于通的状态，此时第一蓄能器25及第二蓄能器26的压力油通过蓄能器卸荷阀24和回油滤3回到油箱4，使得第一蓄能器25及第二蓄能器26处于释放压力状态，延长使用寿命。

通过以上说明，得知本实用新型只有在卸荷溢流阀15处有微小的能量损失外，几乎没有功率损失，通过负荷传感控制方式的实施可以更加节能。

当然，以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，而不是对本实用新型技术方案的进一步限定，任何熟悉本领域的技术人员对本实用新型技术特征所做的等同替换或者相应改进，仍在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、刚性矿用自卸车举升转向控制系统，所述系统包括油箱、转向阀、举升控制方向阀，其特征在于，所述转向阀包括第一负荷传感油路，所述举升控制方向阀包括第二负荷传感油路，所述系统还包括带有负荷传感油口的负荷传感柱塞泵；

所述第一负荷传感油路及所述第二负荷传感油路分别与所述负荷传感柱塞泵的负荷传感油口连接。

2、如权利要求1所述的刚性矿用自卸车举升转向控制系统，其特征在于，所述负荷传感柱塞泵的进油口与油箱连接，出油口通过液压传动油路分别与所述转向阀及所述举升控制方向阀的进油口连接。

3、如权利要求2所述的刚性矿用自卸车举升转向控制系统，其特征在于，所述液压传动油路集成于集成式阀块，所述转向阀及所述举升控制方向阀分别通过所述集成式阀块与所述负荷传感柱塞泵相连。

4、如权利要求3所述的刚性矿用自卸车举升转向控制系统，其特征在于，所述集成式阀块包括：转向优先阀、梭阀、卸荷溢流阀、安全阀、减压阀、应急转向阀及开关电磁阀。

5、如权利要求4所述的刚性矿用自卸车举升转向控制系统，其特征在于，所述集成式阀块还包括比例压力控制阀。

6、如权利要求5所述的刚性矿用自卸车举升转向控制系统，其特征在于，所述集成式阀块还包括：节流阀、蓄能器卸荷阀、溢流阀，以上各个阀一起集成在所述集成式阀块中。

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