CN201884601U - 轮式起重机及其底盘液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种底盘液压控制系统，用于控制第一底盘执行元件的动作；该系统包括第一方向控制阀和蓄能器；其中，第一方向控制阀用于控制第一底盘执行元件的工作油口与系统压力油路或者回油油路的连通；蓄能器的工作油口与第一方向控制阀的进油口连通。优选地，还包括用于采集蓄能器的工作油口压力的第一压力继电器和第二压力继电器，且第一压力继电器的预定压力小于第二压力继电器的预定压力。本实用新型采用液压控制，可输出满足差速锁油缸需要的工作压力。由于液压油压缩率很小，因而执行元件的动作不受负载影响，工作过程中动作响应及时，准确度高，从而可确保差速控制及时有效。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该底盘液压控制系统的轮式起重机。

Description

轮式起重机及其底盘液压控制系统

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种轮式起重机及其底盘液压控制系统。

背景技术

工程机械轮式底盘的传动原理大致相同，源动力自动力元件输出，经离合器至变速箱，最后经减速器输出至驱动桥；若驱动形式为后轮驱动，则经传动轴输出至后桥减速器。如果是四轮驱动形式，则传动链中的变速箱通过脱桥缸建立两个驱动桥动力连接。

在行驶状态下，为确保车桥两边的车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦，对于每个驱动桥而言，理论上要求向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转。现有技术中采用差速器实现了上述轮间差速的功能需要，工作过程中，通过控制差速锁的伸出或操作，调整差速器在差速状态和非差速状态之间切换；也就是说，差速锁打开时处于差速状态，差速锁关闭时处于非差速状态。

具体而言，轮间差速的控制方式主要由车桥差速锁的驱动方式来决定，现有车桥差速锁的驱动方式可分为气控式和电控式，其中，气控式在现有工程机械轮式底盘控制系统中应用较为普遍。请参见图1，该图为气控式底盘控制系统的原理图。

如图1所示，该系统由贮气筒5a作为动力元件、报警灯开关3a作为检测元件、电磁换向阀6a作为控制元件、气动差速锁7a作为执行元件组成了一个简单常用的气动控制系统，用于车辆轮间差速控制。当打开差速开关的时候，电磁换向阀6a得电切换到上工作位，贮气筒5a中的压缩空气通过电磁换向阀进入气动差速锁7a并推动缸杆动作，此时差速锁打开；当关闭差速开关的时候，电磁换向阀6a失电回复到下工作位，贮气筒5a与气动差速锁7之间断开，差速锁回位关闭。此外，该系统的空气压缩机1a、空气干燥器2a、顺序阀4a、贮气筒5a等元件组成一个补气系统，可以手动对贮气筒进行补气。打开空气压缩机1a，压缩空气通过空气干燥器2a、顺序阀4a对贮气筒5a进行补气。补气完成后关闭空气压缩机。

然而，由于空气有压缩性，气动差带锁的动作易受负载的变化而变化；因此，受其自身工作原理的限制，该气动控制系统在实际的实用过程中存在以下不足：

其一，动作不准确。当负载较低时，气动差速锁的动作比较及时，而当负载较高时，气动差速锁的动作便会出现滞后现象，差速控制不及时，存在动作不准确的缺陷。

其二，动作不平稳。气动差速锁在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例较大，气动差速锁的低速稳定性较低。

其三，气动差速锁输出力小。

此外，该气动控制系统不具备压力自补偿功能，当贮气筒压力不足的时候报指示警灯亮，此时需要手动操作对贮气筒进行补气，否则系统将无法正常工作。操作较为繁琐。

对于四轮驱动形式的轮式底盘控制系统而言，其通过控制脱桥缸控制变速箱脱桥，使得车辆在两轮驱动和四轮驱动两种驱动形式之间进行切换。具体来说，当脱桥缸得到流体压力推动缸杆动作时，会使变速箱与桥的传动连接断开，从而起到脱桥作用；流体压力恢复，则脱桥缸复位处于连接状态。现有技术中脱桥驱动方式也为气控式，同样存在着差速锁气控系统的上述缺陷。

有鉴于此，亟待针对现有底盘控制系统进行优化设计，以有效克服现有技术存在的上述缺陷。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种底盘液压控制系统，在有效提高相应控制部件的动作准确度、平稳性的基础上，大大提高了输出作用力。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该底盘液压控制系统的轮式起重机。

本实用新型提供的底盘液压控制系统，用于控制第一底盘执行元件的动作；该系统包括第一方向控制阀和蓄能器；其中，所述第一方向控制阀用于控制所述第一底盘执行元件的工作油口与系统压力油路或者回油油路的连通；所述蓄能器的工作油口与所述第一方向控制阀的进油口连通。

优选地，还包括动力元件和第二方向控制阀；其中，所述动力元件用于输出压力油液至系统压力油路，所述第二方向控制阀用于控制所述动力元件的出油口与系统压力油路或者回油油路的连通。

优选地，还包括用于控制所述第二方向控制阀至蓄能器之间油路导通或者非导通的第三方向控制阀；且在所述动力元件与所述第二方向控制阀之间的通路具有旁路系统接口。

优选地，还包括设置在所述第三方向控制阀至所述蓄能器的工作油口之间的通路上的第一减压阀，和设置在所述蓄能器的工作油口与回油油路之间的第一溢流阀；且所述第一减压阀的调定压力小于所述第一溢流阀的调定压力。

优选地，还包括用于采集所述蓄能器的工作油口压力的第一压力继电器和第二压力继电器，且所述第一压力继电器的预定压力小于第二压力继电器的预定压力；所述蓄能器的工作油口压力小于第一压力继电器的预定压力，第一压力继电器输出控制信号至所述第二方向控制阀和所述第三方向控制阀，导通所述动力元件与所述蓄能器之间的通路；所述蓄能器的工作油口压力大于所述第二压力继电器的预定压力，第二压力继电器输出控制信号至所述第二方向控制阀和所述第三方向控制阀，切断所述动力元件与所述蓄能器之间的通路。

优选地，所述第一底盘执行元件具体为差速锁油缸或者脱桥油缸。

优选地，还包括第二底盘执行元件和用于控制所述第二底盘执行元件的工作油口与系统压力油路或者回油油路的连通第四方向控制阀，且所述第四方向控制阀的进油口与所述蓄能器的工作油口连通。

优选地，所述第一底盘执行元件具体为差速锁油缸，所述第二底盘执行元件具体为脱桥油缸。

优选地，所述脱桥油缸的额定工作压力小于所述差速锁油缸的额定工作压力；且，所述控制系统还包括设置在所述蓄能器的工作油口至所述第四方向控制阀至之间的通路上的第二减压阀，和设置在第二减压阀与回油油路之间的通路上的第二溢流阀；且所述第二减压阀的调定压力小于第二溢流阀的调定压力。

本实用新型提供的轮式起重机包括具有执行元件的轮式底盘，还包括如前所述的底盘液压控制系统。

与现有技术相比，本实用新型用于控制底盘执行元件的控制系统采用液压控制，可输出满足差速锁油缸需要的工作压力。以差速锁油缸为例，由于液压油压缩率很小，因而差速锁油缸的动作不受负载影响，工作过程中动作响应及时，准确度高，从而可确保差速控制及时有效。同时，差速锁油缸伸缩位移不受摩擦力的影响，动作较为平衡可靠。

在本实用新型的优选方案中，还包括用于采集所述蓄能器的工作油口压力的第一压力继电器和第二压力继电器，使得该系统具有蓄能器压力自补偿功能。由于第一压力继电器的预定压力小于第二压力继电器的预定压力，工作过程中，当蓄能器的工作压力小于第一压力继电器的预定压力时，则第一压力继电器输出控制信号至第二方向控制阀和第三方向控制阀，导通动力元件与蓄能器之间的通路；也就是说，可自动对蓄能器进行充液补压。反之，当蓄能器的工作压力大于第二压力继电器的预定压力时，则第二压力继电器输出控制信号至第二方向控制阀和第三方向控制阀，切断动力元件与蓄能器之间的通路；也就是说，本优选方案还可以自动关停充液补压。与现有技术相比，本方案具有可靠的压力自补偿功能，有效提高了控制系统的可操作性。

在本实用新型的另一优选方案中，该控制系统可同时控制两个执行元件的操作，具体可同时控制差速锁油缸和脱桥油缸；如此设置，不需要额外增加一个液压泵提供压力油，该系统还可以与其他液压系统共用液压泵，即节省成本又减轻整车重量。

本实用新型提供的底盘液压控制系统适用于任何一种轮式工程机械，特别适用于轮式起重机。

附图说明

图1是现有技术中一种气控式底盘控制系统的原理图；

图2是底盘液压控制系统的第一实施例工作原理图；

图3是底盘液压控制系统的第二实施例工作原理图；

图4是具体实施方式中所述轮式起重机的整体结构示意图。

图2-图4中：

吸油滤油器1、截止阀2、动力元件3、第二方向控制阀4、第一溢流阀5a、第一压力继电器6、第二压力继电器7、蓄能器8、第一减压阀9a、节流口10、单向阀11、第三方向控制阀12、第一方向控制阀13a、第四方向控制阀13b、第一底盘执行元件14a、第二底盘执行元件14b、回油滤油器16、油箱17。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种底盘液压控制系统，在有效提高相应控制部件的动作准确度、平稳性的基础上，大大提高了输出作用力。下面结合说明书附图具体说明具体实施方式。

请参见图2，该图示为底盘液压控制系统的第一实施例工作原理图。

该系统用于控制第一底盘执行元件14a的动作，与现有气控方式相同的是，通过输出至执行元件的压力流体控制其动作。该系统通过第一方向控制阀13a控制第一底盘执行元件14a的工作油口与系统压力油路P或者回油油路T的连通；蓄能器8的工作油口与第一方向控制阀13a的进油口连通，蓄能器8所储备的压力油液完全可以满足第一底盘执行元件14a动作的需要。具体地，该第一方向控制阀13a可为二位三通电磁换向阀，其出油口与第一底盘执行元件14a的工作油口连通、其进油口与压力油路连通、其回油口与回油油路连通；工作过程中，第一方向控制阀13a可在两个工作位置之间切换，实现第一底盘执行元件14a的工作油腔与压力油路连通或者与回油油路连通。

本方案中的第一底盘执行元件14a可以为差速锁油缸，用于驱动车桥轮间差速的打开和关闭；当然，也可以为脱桥油缸，用于在四桥驱动模式和二桥驱动模式之间切换。应当理解，该第一底盘执行元件14a不局限于差速锁油缸或者脱桥油缸，只要满足使用需要均在本申请请求保护的范围内。

显然，对于差速锁油缸而言，由蓄能器8作为动力元件、第一方向控制阀13a作为控制元件、差速锁油缸(第一底盘执行元件14a)作为执行元件组成了一个由蓄能器提供压力的液压控制系统，用于控制车辆轮间差速。而对于脱桥油缸而言，则由蓄能器8作为动力元件、第一方向控制阀13a作为控制元件、脱桥油缸(第一底盘执行元件14a)作为执行元件组成了一个由蓄能器提供压力的液压控制系统，用于控制车辆驱动形式的转换控制。实际操作时，打开差速开关或者脱桥开关(图中未示出)时，第一方向控制阀13a得电切换到上工作位，蓄能器8中的液压油通过第一方向控制阀13a进入差速锁油缸或者脱桥油缸，此时车辆处于差速状态或者转换到两轮驱动模式；当关闭差速开关或者脱桥开关的时候，第一方向控制阀13a失电回复到下工作位，蓄能器8与差速锁油缸或者脱桥油缸之间断开，差速锁油缸或者脱桥油缸中的液压油通过第一方向控制阀13a流回液压油箱，差速锁油缸或者脱桥油缸回位，此时车辆差速状态关闭或者转换到四轮驱动模式。

该系统可以与整车的其他液压系统共用动力元件，也可以如图中所示，设置独立的动力元件3，用于自油箱17内泵取油液并输出压力油液至系统压力油路P；本方案中该动力元件3采用定量泵。相应地，还设置有第二方向控制阀4，用于控制所述动力元件3的出油口与系统压力油路P或者回油油路T的连通。这样，当蓄能器8内储液压力满足系统运行需要时，则第二方向控制阀4位于第一工作位置，动力元件3输出的压力油液经第二方向控制阀4与回油油路连通，流回油箱17，从而减少了能量消耗。当需要对蓄能器进行充液补压时，则第二方向控制阀4切换至第二工作位置，动力元件3输出的压力油液经第二方向控制阀4与压力油路连通，建立系统压力。具体地，该第二方向控制阀4具体为二位四通电磁换向阀，其进油口与动力元件3的出油口连通、其回油口经回油油路与油箱17连通、其工作油口与系统压力油路连通、其另一个油口作为溢流回油口；如图所示，在第一工作位置，该阀的进油口、回油口及溢流回油口连通，在第二工作位置，该阀的进油口与工作油口连通、溢流回油口与回油口连通。

如前所述，本系统可与其他液压系统共用动力元件，同理，本方案中的动力元件3也可以为其他液压系统提供压力油液，只要动力元件3的输出压力及排量满足两个或多个系统使用需要即可。

本方案采用第三方向控制阀12可靠地实现了为其他液压系统提供压力油液。该第三方向控制阀12设置在第二方向控制阀4与蓄能器8之间油路上，用于所述第二方向控制阀4至蓄能器8之间油路的导通或者非导通；同样，第二方向控制阀4优选二位二通电磁换向阀，或者电控开关阀等。如此设计，可在动力元件3与第二方向控制阀4之间的通路具有旁路系统接口A。这样，接口A处油路可以与车辆其他液压系统相连接，当这个连接的液压系统需要工作的时候，只要第二方向控制阀4(二位四通电磁换向阀)得电即可以建立起系统压力；显然，若此时第三方向控制12阀处于非导通状态即可为车辆其他液压系统提供工作压力油液。当然，由于第二方向控制阀4与蓄能器8之间油路上设置有第三方向控制阀12，当需要对蓄能器进行充液补压时，在第二方向控制阀4切换至第二工作位置的同时，第三方向控制阀12同步切换至导通状态。

需要说明的是，如果本系统与旁路系统共用动力元件，那么当动力元件仅输出压力油液至本系统压力油路时，其输出压力存在超出蓄能器8或者执行元件的工作压力的可能。为进一步提高系统工作性能，本方案还可在第三方向控制阀12至蓄能器8的工作油口之间的通路上设置第一减压阀9a，在蓄能器8的工作油口与回油油路T之间设置第一溢流阀5a；且第一减压阀9a的调定压力小于所述第一溢流阀5的调定压力。如此设置，第一减压阀9a调定压力可限定出口压力(蓄能器8的压力)，该压力基本上恒定。出于对系统的保护，第一溢流阀5a的调定压力设定为系统即蓄能器最高压力。显然，通过第一减压阀9a和第一溢流阀5a共同作用，将蓄能器的压力限定在第一减压阀9a的调定压力和第一溢流阀5的调定压力之间，可进一步提高系统工作的稳定性。这里所述第一溢流阀5a的回油口可与第二方向控制阀4的溢流回油口连通，以利于管路连通。

进一步地，本方案还可以具有蓄能器压力自补偿功能，也就是说，当蓄能器压力不足的时候，该系统可以自动对蓄能器进行充液补压，不需要人工操作。该功能主要通过增设的第一压力继电器6和第二压力继电器7实现，两个压力继电器均用于采集蓄能器8的工作油口压力，且第一压力继电器6的预定压力小于第二压力继电器7的预定压力。如此设置，由动力元件3、第一减压阀9a、第一溢流阀5a、第二方向控制阀4、第三方向控制阀12、第一压力继电器6、第二压力继电器7和蓄能器8组成一个具有压力自补偿功能的蓄能器充液补压系统。当蓄能器8的工作油口压力小于第一压力继电器6的预定压力时，第一压力继电器6输出控制信号至第二方向控制阀4和第三方向控制阀12，第二方向控制阀4和第三方向控制阀12得电，导通所述动力元件3与所述蓄能器8之间的通路；此时动力元件3提供的压力油通过第二方向控制阀4和第三方向控制阀12，对蓄能器8进行充液补压。而当蓄能器8的工作油口压力大于第二压力继电器7的预定压力，第二压力继电器7输出控制信号至第二方向控制阀4和第三方向控制阀12，第二方向控制阀4和第三方向控制阀12失电回到原工作位，切断所述动力元件3与所述蓄能器8之间的通路，蓄能器停止充液。

为优化本系统的性能，动力元件3与油箱17之间的通路上依次设置有截止阀2和吸油滤油器1，回油油路的油液经回油滤油器16流回油箱17。同时，在第三方向控制阀12与第一减压阀9a之间的通路上依次设置有单向阀11和节流口10，以提高系统工作的稳定性。由于上述元件的设置并非本申请的发明点所在，故本文不再赘述。

下面结合图2所示原理图，具体说明底盘液压控制系统的第二实施例。

本实施例与第一实施例的基本设计构思完全相同，两者相比区别在于：本实施例增加了所控制的第二底盘执行元件14b，并通过第四方向控制阀13b控制第二底盘执行元件14b的工作油口与系统压力油路P或者回油油路T的连通，且第四方向控制阀13b的进油口与蓄能器8的工作油口连通。同样地，该第四方向控制阀13b可为二位三通电磁换向阀，其出油口与第二底盘执行元件14b的工作油口连通、其进油口与压力油路连通、其回油口与回油油路连通；工作过程中，第四方向控制阀13b可在两个工作位置之间切换，实现第二底盘执行元件14b的工作油腔与压力油路连通或者与回油油路连通。

本方案中，第一底盘执行元件14a可具体为差速锁油缸，第二底盘执行元件14b可具体为脱桥油缸，从而可同时控制差速锁油缸和脱桥油缸。通常情况下，作用于不同机构负载的油缸额定压力是不同的，为更好的协调两执行元件，本实施例在蓄能器8的工作油口至第四方向控制阀13b至之间的通路上设置有第二减压阀9b，在第二减压阀9b与回油油路T之间的通路上设置有第二溢流阀5b；且第二减压阀9b的调定压力小于第二溢流阀5b的调定压力，从而将第二底盘执行元件14b的工作压力限定在第二减压阀9b的调定压力与第二溢流阀5b的调定压力之间，满足了不同额定工作压力的情况。

除前述底盘液压控制系统之外，本实施方式还提供一种轮式起重机，请参见图4，该图示出了轮式起重机的整体结构示意图。

特别说明的是，该起重机的底盘、回转机构、卷扬系统、吊臂系统等功能部件与现有技术完全相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故不再详细说明。其底盘具有执行元件，比如差速锁油缸和脱桥油缸，该底盘还具有如前所述的底盘液压控制系统。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.底盘液压控制系统，用于控制第一底盘执行元件的动作；其特征在于，该系统包括：

第一方向控制阀，用于控制所述第一底盘执行元件的工作油口与系统压力油路或者回油油路的连通；和

蓄能器，其工作油口与所述第一方向控制阀的进油口连通。

2.根据权利要求1所述的底盘液压控制系统，其特征在于，还包括：

动力元件，用于输出压力油液至系统压力油路；和

第二方向控制阀，用于控制所述动力元件的出油口与系统压力油路或者回油油路的连通。

3.根据权利要求2所述的底盘液压控制系统，其特征在于，还包括：

第三方向控制阀，用于控制所述第二方向控制阀至蓄能器之间油路的导通或者非导通；且

在所述动力元件与所述第二方向控制阀之间的通路具有旁路系统接口。

4.根据权利要求3所述的底盘液压控制系统，其特征在于，还包括：

第一减压阀，设置在所述第三方向控制阀至所述蓄能器的工作油口之间的通路上；和

第一溢流阀，设置在所述蓄能器的工作油口与回油油路之间；且

所述第一减压阀的调定压力小于所述第一溢流阀的调定压力。

5.根据权利要求4所述的底盘液压控制系统，其特征在于，还包括：

用于采集所述蓄能器的工作油口压力的第一压力继电器和第二压力继电器，且所述第一压力继电器的预定压力小于第二压力继电器的预定压力；所述蓄能器的工作油口压力小于第一压力继电器的预定压力，第一压力继电器输出控制信号至所述第二方向控制阀和所述第三方向控制阀，导通所述动力元件与所述蓄能器之间的通路；所述蓄能器的工作油口压力大于所述第二压力继电器的预定压力，第二压力继电器输出控制信号至所述第二方向控制阀和所述第三方向控制阀，切断所述动力元件与所述蓄能器之间的通路。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的底盘液压控制系统，其特征在于，所述第一底盘执行元件具体为差速锁油缸或者脱桥油缸。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的底盘液压控制系统，其特征在于，还包括第二底盘执行元件和用于控制所述第二底盘执行元件的工作油口与系统压力油路或者回油油路的连通第四方向控制阀，且所述第四方向控制阀的进油口与所述蓄能器的工作油口连通。

8.根据权利要求7所述的底盘液压控制系统，其特征在于，所述第一底盘执行元件具体为差速锁油缸，所述第二底盘执行元件具体为脱桥油缸。

9.根据权利要求8所述的底盘液压控制系统，其特征在于，所述脱桥油缸的额定工作压力小于所述差速锁油缸的额定工作压力；且所述控制系统还包括：

第二减压阀，设置在所述蓄能器的工作油口至所述第四方向控制阀至之间的通路上；和

第二溢流阀，设置在第二减压阀与回油油路之间的通路上；且

所述第二减压阀的调定压力小于第二溢流阀的调定压力。

10.轮式起重机，包括具有执行元件的轮式底盘，其特征在于，还包括如权利要求1-9中任一项所述的底盘液压控制系统。

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