CN202686463U - 一种轮式起重机及其电控转向液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控转向液压控制系统，包括连通系统回油油路的液压油箱，自液压油箱泵取压力油液并输出至系统压力油路的液压泵，设置在转向油缸与系统压力油路和回油油路之间以控制转向油缸伸缩的比例阀，设置在比例阀上游侧的系统压力油路上的蓄能器，和设置在蓄能器所在系统压力油路与液压泵或者液压油箱之间连通的方向控制阀。本实用新型是通过车身控制器采集车辆自身的行驶状态参数，信息经控制器处理后发送控制信号使方向控制阀切换工作位置，以解决蓄能器和与之连通压力油路的卸荷问题，从而在节能的同时延长液压元件的使用寿命。此外，本实用新型还公开了一种采用上述电控转向液压控制系统的轮式起重机。

Description

一种轮式起重机及其电控转向液压控制系统

技术领域

本实用新型涉及液压控制领域，特别涉及一种轮式起重机及其电控转向液压控制系统。 

背景技术

车辆在行驶过程中，可靠、安全的电控转向系统是保证车辆正常行驶的关键。目前，大吨位全地面轮式起重机采用比例阀控制液压泵对转向回路的供油，来实现底盘的多轴多模式转向动作。由于车辆自身结构特点，电控转向系统的转向供油装置通常置于车辆前侧，而控制车辆后部车轴的转向油缸，以及控制该转向油缸的比例阀置于车辆后侧，两者通过压力油路连通。鉴于上述结构特点，该电控转向系统存在以下缺点： 

1.由于压力油路较长，电控转向系统中液压泵将压力油液送至比例阀所需时间较长，使得车辆无法立即进行转向动作，从而造成了电控转向系统的相应滞后； 

2.从液压泵流过压力油路的液流瞬时尖峰易造成车辆转向的抖动，不利于车辆的正常行驶； 

3.当发动机熄火车辆停止时，压力油路中的压力油液未能迅速回流到液压油箱，使液压泵处于带载状态。再次启动发动机时，液压泵需要较大功率来克服现有载荷方能将液压油箱中压力油液泵入压力油路中，因此，造成了能量的浪费。此外，长期处于高压状态下，将会缩短压力油路和液压泵的使用寿命。 

为了解决电控转向系统中上述缺点，现有技术中提供了一种电控转向液压控制系统，请参见图1，图1示出了电控转向系统液压控制系统示意图。 

如图1所示，当发动机启动后，带动液压泵02将压力油液从液压油箱 01中送到压力油路，压力油液流入蓄能器03和由比例阀04控制的转向油缸05中，从而控制车辆的转向动作。该方案在转向油缸05与液压泵02之间设置了蓄能器03，在液压泵02送出的压力油液尚未到达转向油缸05前，蓄能器03内的压力油液经由比例阀04流入转向油缸05，以补偿压力使车辆发生转向动作。显然，该方案通过蓄能器03的及时补偿与吸收液流尖峰的作用，有效的解决了采用传统电控转向系统时车辆转向响应滞后和抖动问题。但是，该方案仍然未能克服发动机熄火车辆停止后，压力油路中的压力油液无法迅速回流到液压油箱而导致的前述不良后果。 

有鉴于此，亟待针对现有电控转向系统改进设计，以解决现有技术中发动机熄火车辆即将停止时，蓄能器和与之直接相连的供油管路的卸荷，从而消除液压泵及供油管路的压力，最终达到延长液压元件的使用寿命及节能的目的。 

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种电控转向液控系统，以解决发动机熄火车辆即将停止时刻，蓄能器和与之连通压力油路的卸荷问题，从而在节能的同时延长液压元件的使用寿命。 

本实用新型提供的电控转向液压控制系统，包括： 

液压油箱，连通系统回油油路； 

液压泵，自所述液压油箱泵取压力油液并输出至系统压力油路； 

比例阀，设置在转向油缸与系统压力油路和回油油路之间，以控制所述转向油缸的伸缩； 

蓄能器，设置在所述比例阀上游侧的系统压力油路上；其特征在于，还包括： 

方向控制阀，设置在所述蓄能器与所述液压泵和所述液压油箱之间，以控制所述蓄能器所在的系统压力油路与所述液压泵或者所述液压油箱之间导通。 

优选地，还包括控制器，所述控制器根据发动机转速向所述方向控制阀发送工作位置的切换信号。 

优选地，所述方向控制阀具体为两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口，所述第一油口与所述液压泵连通，所述第二油口与所述蓄能器连通，所述第三油口与所述液压油箱连通。 

优选地，所述液压泵与所述方向控制阀之间设置单向阀，所述单向阀的进油口与所述液压泵连通，所述单向阀的出油口与所述蓄能器连通。 

优选地，所述液压泵和所述液压油箱之间设置溢流阀。 

优选地，所述蓄能器具体为气动蓄能器。 

优选地，所述溢流阀具体为先导式溢流阀。 

本实用新型还提供一种轮式起重机，包括控制轮轴转向的转向控制系统，所述转向控制系统具体为上述的电控转向液压控制系统。 

本实用新型提供的电控转向液控系统，包括连通系统回油油路的液压油箱，自液压油箱泵取压力油液并输出至系统压力油路的液压泵，设置在转向油缸与系统压力油路和回油油路之间以控制转向油缸伸缩的比例阀，设置在比例阀上游侧的系统压力油路上的蓄能器，和设置在蓄能器所在系统压力油路与液压泵或者液压油箱之间连通的方向控制阀。 

发动机点火车辆启动，方向控制阀切换至连通蓄能器与液压泵的工作位置，液压泵将液压油箱内压力油液泵入蓄能器。车辆行驶过程中开始转向瞬间，液压泵泵入压力油路的压力油液尚未到达转向油缸，此时蓄能器内储蓄的压力油液经由比例阀向转向油缸提供压力油液，保证了转向动作的及时性；发动机熄火车辆即将停止，液压泵停止工作，方向控制阀切换到连通蓄能器与液压油箱的工作位置，此时蓄能器和与之相连压力油路内压力油液经由回油油路流入液压油箱内。 

较之于现有技术，本实用新型在蓄能器与液压泵和液压油箱之间设置了方向控制阀，发动机熄火车辆即将停止时刻，蓄能器和与之相连的压力 油路内的压力油液经由回油油路迅速流入液压油箱，使液压元件处于非受压状态，压力油路也不会因长期处于高压状态而发生泄漏，从而避免了液压泵再次启动时处于带载状态。因此，本实用新型中电控转向液压控制系统在节能的前提下延长了液压元件的使用寿命。 

本实用新型的优选方案中，还包括控制器，控制器获取发动机转速处理分析后向方向控制阀发送工作位置的切换信号。通过该自动控制系统，避免了发动机熄火车辆即将停止时刻，由于人为因素未能及时切换方向控制阀，而未能给蓄能器和与之连通的压力油路卸荷造成的前述不良后果。 

附图说明

图1示出了现有电控转向液压控制系统的示意图； 

图2示出了具体实施例中电控转向液压控制系统的示意图； 

图3示出了图2中所示的方向控制阀的控制流程图。 

图中： 

1液压油箱、2液压泵、3溢流阀、4单向阀、5方向控制阀、6蓄能器、7比例阀、8转向油缸。 

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电控转向液压控制系统，以解决现有技术中发动机熄火车辆即将停止时刻，蓄能器和与之连通的压力油路的卸荷问题，从而消除液压元件的压力以及液压泵再次启动时能量的消耗，最终实现节能的同时延长液压元件的使用寿命的目的。 

不失一般性，下面结合说明书附图具体说明电控转向液压控制系统的具体实施方式。 

请参见图2，图2示出了本实施例中电控转向液压控制系统示意图。 

如图2所述，本实用新型提供的电控转向液压控制系统包括连通系统回油油路的液压油箱1，自液压油箱1泵取压力油液并输出至系统压力油 路的液压泵2，设置在转向油缸8与系统压力油路和回油油路之间以控制转向油缸8伸缩的比例阀7，设置在比例阀7上游侧的系统压力油路上的蓄能器6，和设置在蓄能器6所在系统压力油路与液压泵2或者液压油箱1之间连通的方向控制阀5。 

发动机点火车辆起动，方向控制阀5切换至连通蓄能器6与液压泵2的工作位置，液压泵2将液压油箱1内压力油液泵入蓄能器6。当车辆行驶过程中开始转向瞬间，液压泵2泵入压力油路的压力油液尚未到达转向油缸8，此时蓄能器6内储蓄的压力油液经由比例阀7向转向油缸8提供压力，保证了转向动作的及时性；发动机熄火车辆即将停止时，液压泵2停止工作，方向控制阀5切换至连通蓄能器6与液压油箱1的工作位置，此时蓄能器6和与之相连压力油路内的压力油液经由回油油路流入液压油箱1内。 

在发动机熄火车辆即将停止的时刻，通过方向控制阀5工作位置的切换，蓄能器6和与之相连的压力油路内的压力油液经由回油油路迅速流入液压油箱1，保证了整个供油回路处于非受压状态，压力油路也不会因长期处于高压状态而发生泄漏，从而避免了液压泵2再次启动时处于带载状态。因此，本实用新型中的电控转向液压控制系统在节能的同时延长了液压元件的使用寿命。 

如图2所示，本方案中的方向控制阀5具体为两位三通电磁换向阀，该两位三通电磁换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口，其中，第一油口与液压泵2连通，第二油口与蓄能器6连通，第三油口与液压油箱1连通，以通过工作位置的切换实现蓄能器及其所在系统压力油路导通关系的变化，并可实现该阀位置切换的自动控制。请参见图3，图3示出了本方案中方向控制阀的控制流程图。 

如图3所示，本方案中控制器可以读取由ECU发出的CAN报文中发动机转速，来判断发动机的状态，即工作或是静止，以此来实现两位三通电磁换向阀工作位置的切换。当发动机转速大于预定值时，两位三通电磁 换向阀断电切换至第一工作位置，即蓄能器6与液压泵2连通；当发动机转速小于等于预定值时，控制器发出切换信号，此时两位三通电磁换向阀通电切换至第二工作位置，即蓄能器6与液压油箱1连通，蓄能器6和与之连通的压力油路卸荷。 

本方案通过控制器自动控制上述两位三通电磁换向阀工作位置的切换，这种设计避免了在行驶过程中由于误操作而导致车辆的误转向，从而提高了车辆行驶过程中的安全性。此外，通过自动控制大幅度降低了操作者的劳动强度。另外，需要强调的是，本实用新型中也可以采用异于本方案中指出的方式读取发动机转速，以控制电磁阀工作位置的切换，例如采用速度传感器等其他公知的数据采集方式。 

需要说明的是，本方案中的方向控制阀具体选用了两位三通电磁换向阀，在满足方向控制阀功能的情况下，也可以采用其他任意类型。此外，本方案中的控制器设定的发动机转速的预定值具体为400-500r/min，可以理解，该数值根据配置该电控转向系统的不同型号车辆的具体功能参数来设定。需要说明的是，该预定值必须小于发动机的怠速转速，从而确保电控转向液压控制系统的卸荷工作只能在发动机熄火状态下完成。 

进一步如图3所示，当控制器读取的发动机转速小于等于预定值时，控制器延时一定时间后输出切换信号，两位三通电磁换向阀通电切换至第二工作位置，从而实现回路中蓄能器6和与之连通的压力油路的卸荷。这种设计是避免了车辆尚未停止而两位三通电磁阀通电后切换工作位置而造成电控转向的失效，从而确保当前车辆转向工作状态的稳定性。需要强调的是，具体的延时时间会依据液压系统的响应速度的变化而变化，根据实验数据表明，0.01-2s的延时范围即可满足所有车辆的电控转向系统的要求。优选地，0.1-0.5s的延时范围可满足基本车型的要求。 

本方案中在液压泵2与方向控制阀5之间设置了单向阀4，单向阀4的进油口与液压泵2连通，其出油口与蓄能器6连通。这种设计的目的是为了限制压力油液的流向，即由液压泵2泵出的压力油液只能单向流向蓄 能器6和转向油缸8，防止了因压力油液的回流造成液压泵的损坏。 

下面结合图2和图3来说明本方案中电控转向液压控制系统的工作过程： 

一、发动机点火车辆起动后，控制器获取的发动机转速大于预定值，两位三通电磁换向阀断电切换至第一工作位置，即第一油口与第二油口连通液压泵2与蓄能器6。此时液压泵2将液压油箱1中的压力油液泵入压力油路中，随着压力油路中压力不断增大单向阀4开启，压力油液流经单向阀4和两位三通电磁换向阀，进入蓄能器6。 

二、需要进行轮轴转向控制时，比例阀7根据转向需要切换工作位置及开度调节，这样，压力油液再经由比例阀7流入转向油缸8从而实现车辆的转向动作。 

三、当发动机熄火车辆即将停止时刻，控制器获取的发动机转速小于等于预定值，控制器延时一定时间后输出切换信号，两位三通电磁换向阀通电切换至第二工作位置，即第三油口与第二油口连通液压油箱1与蓄能器6。此时，蓄能器6和与之相连的压力油路内的压力油液通过两位三通电磁换向阀，经由回油油路流入液压油箱1。 

需要说明的是，比例阀7的工作原理与现有技术相同，由于该比例阀7与相应转向油缸8之间配合关系并非本申请的发明点所在，故本方案中未具体说明比例阀7的具体结构。 

此外，本方案中在液压泵2和液压油箱1之间设置溢流阀3，当压力油路与转向油缸中的油压达到一定数值时，溢流阀3在此压力作用下开启，将新泵入的压力油液直接经过回油油路流到液压油箱1中，这种设计保持转向油缸8与供油回路的压力在安全范围之内。由此可见，整个系统的压力都处于溢流阀3的卸荷压力范围之内，压力不会一直升高而损坏液压元器件。 

需要强调的是，本方案中的蓄能器6具体为气动蓄能器，溢流阀3具体为先导式溢流阀，在满足上述两者液压元件的功能的前提下，还可以选 用其他类型。 

除前述电控转向液压控制系统外，本实用新型还提供一种轮式起重机，包括控制轮轴转向的转向控制系统，该转向控制系统具体为上述电控转向液压控制系统。可以理解，构成该轮式起重机的基本功能部件及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种电控转向液压控制系统，包括：

液压油箱，连通系统回油油路；

液压泵，自所述液压油箱泵取压力油液并输出至系统压力油路；

比例阀，设置在转向油缸与系统压力油路和回油油路之间，以控制所述转向油缸的伸缩；

蓄能器，设置在所述比例阀上游侧的系统压力油路上；其特征在于，还包括：

方向控制阀，设置在所述蓄能器与所述液压泵和所述液压油箱之间，以控制所述蓄能器所在的系统压力油路与所述液压泵或者所述液压油箱之间导通。

2.根据权利要求1所述的电控转向液压控制系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器根据发动机转速向所述方向控制阀发送工作位置的切换信号。

3.根据权利要求2所述的电控转向液压控制系统，其特征在于，所述方向控制阀具体为两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀包括第一油口、第二油口和第三油口，所述第一油口与所述液压泵连通，所述第二油口与所述蓄能器连通，所述第三油口与所述液压油箱连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电控转向液压控制系统，其特征在于，所述液压泵与所述方向控制阀之间设置单向阀，所述单向阀的进油口与所述液压泵连通，所述单向阀的出油口与所述蓄能器连通。

5.根据权利要求4所述的电控转向液压控制系统，其特征在于，所述液压泵和所述液压油箱之间设置溢流阀。

6.根据权利要求5所述的电控转向液压控制系统，其特征在于，所述蓄能器具体为气动蓄能器。

7.根据权利要求6所述的电控转向液压控制系统，其特征在于，所述溢流阀具体为先导式溢流阀。

8.一种轮式起重机，包括控制轮轴转向的转向控制系统，其特征在于，所述转向控制系统为如权利要求1至7中任一项所述的电控转向液压控制系统。