CN203548374U - 中位油缸液压控制系统和工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中位油缸液压控制系统，包括中位油缸（1）和用于向中位油缸泵送液压油的油泵（2），在油泵的出油口至中位油缸之间形成供油油路；其中，供油油路上连接有调压单元，以在油泵泵送液压油时将中位油缸中的油压控制在预定油压；并且，供油油路的调压单元的出口至中位油缸之间的油路部分上连接有蓄能器，以在油泵停止泵送液压油时将中位油缸中的油压保持在预定油压。本实用新型还公开了一种工程机械，包括转向车轮和用于安装所述转向车轮的车桥，车桥上安装有上述的中位油缸液压控制系统。本实用新型能够简化现有技术中的中位油缸液压控制系统，并且降低工程机械的制造成本和维护成本。

Description

中位油缸液压控制系统和工程机械

技术领域

本实用新型涉及液压领域，具体地，涉及一种中位油缸液压控制系统和工程机械。

背景技术

工程机械中，随着多轴车辆的发展，对多轴转向技术的要求越来越高，车辆悬挂的结构形式也发展成油气悬挂、钢板弹簧悬挂及钢板弹簧与平衡梁组合悬挂等多种形式。在多种悬架组合中，多轴车辆通常设置成多轮甚至全轮转向，转向形式也涉及机械转向、机械+液压助力转向、电控转向及几种转向形式的组合。转向过程涉及的悬挂结构和转向执行机构所包括的零部件越来越多，各连接部分的间隙会逐步向后累积。由于间隙、助力匹配等问题，一方面造成后面车轮转向时实际转角与设计转角存在误差；另一方面车辆转弯后转向执行机构的间隙使得后面轮胎与车架形成一定的夹角，造成车辆的斜行。这些问题，既加剧了轮胎的磨损，同时也使车辆不能按预想的路线行驶。为了解决这些问题，本领域发展了在后桥位置安装中位油缸或气缸，用来消除转向机构中的间隙，以提升多轴车辆的转向性能。

附图1中所示为目前常用的中位油缸液压控制系统原理图。其工作原理是，油泵1向蓄能器3提供充压，压力控制单元2限制蓄能器3的充压值。当蓄能器3的进口压力达到压力控制单元2的设定值时，压力控制单元2打开，将油泵1油液引回油箱。此时，油泵1不再向蓄能器3供油，但油泵1仍然继续运转以使压力控制单元2实现其控制作用。当需要中位锁定油缸7起作用时，即不允许转向轮转向时，通过使换向阀4工作在图示位置，使得蓄能器3能够向单向阀6提供高压油（此时换向阀5也处于图示位置），从而实现中位锁定油缸7的锁定作用。转向轮转向时，需要先解除中位锁定油缸7的锁定作用（液压上就是将上述的高油压卸掉）。此时，换向阀4和换向阀5工作在另一工作位置，单向阀6的进油口通过换向阀4连通油箱，蓄能器3向单向阀6的先导控制口供油，以打开两单向阀6使得转向油缸7中的油能够流回到油箱，从而完成解除锁定。接下来，换向阀11起作用，比如其工作在如图示的左边位置时，蓄能器3的高压油通过换向阀11进入转向油缸8的无杆腔和转向油缸9的有杆腔，同时转向油缸8的有杆腔和转向油缸9的无杆腔通过转向阀11回油箱，从而能够进行转向。当转向阀11工作在如图示的右位时，工作原理类似，不再赘述。

然而，上述中位油缸液压控制系统结构比较复杂。并且由于中位油缸液压控制系统中的压力需要常压并且压力通常约为2-3MPa，因此上述的中位油缸液压控制系统无法与工程机械中已有的液压系统的压力相匹配，故导致上述的中位油缸液压控制系统中的油泵1需要配置成专用油泵，这样就增加了车辆的制造成本。另外，在车辆的行驶过程中，上述的中位油缸液压控制系统中的油泵1需要不停运转，导致降低了油泵1和其他液压元件的使用寿命，这样就增加了车辆的维护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种中位油缸液压控制系统和工程机械，用以简化现有技术中的中位油缸液压控制系统，并且降低工程机械的制造成本和维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种中位油缸液压控制系统，包括中位油缸和用于向中位油缸泵送液压油的油泵，在油泵的出油口至中位油缸之间形成供油油路；其中，供油油路上连接有调压单元，以在油泵泵送液压油时将中位油缸中的油压控制在预定油压；并且，供油油路的调压单元的出口至中位油缸之间的油路部分上连接有蓄能器，以在油泵停止泵送液压油时将中位油缸中的油压保持在预定油压。

优选地，调压单元包括：具有溢流阀的溢流油路，该溢流油路的一端连接在供油油路的油泵的出油口至中位油缸之间的油路部分上，另一端连接至油箱，其中，溢流阀的溢流开启油压设置为等于预定油压；以及截止开关，该截止开关连接在供油油路的溢流油路在供油油路的连接点至蓄能器在供油油路的连接点之间的油路部分上，以在中位油缸中的油压达到预定油压时使得供油油路的截止开关的出油口至中位油缸之间的油路部分截止。

优选地，调压单元还包括油压反馈油路，该油压反馈油路的一端连接在供油油路的截止开关的出油口至蓄能器在供油油路的连接点之间的油路部分上，另一端连接至溢流阀的油压反馈腔。

优选地，调压单元还包括减压阀，该减压阀设置在供油油路的溢流油路在供油油路的连接点至截止开关的进油口之间的油路部分上，其中，减压阀的调定压力设置为等于预定油压。

优选地，截止开关为单向阀，该单向阀的正向端口连接至减压阀的出油口。

优选地，供油油路的单向阀的反向端口至中位油缸之间的油路部分上设置有油压计。

优选地，供油油路的油泵的出油口至减压阀的进油口之间的油路部分上设置有滤油器。

优选地，中位油缸包括分别具有有杆腔和无杆腔的第一油缸组件和第二油缸组件，该第一油缸组件和第二油缸组件通过设置在中位油缸的缸筒中部的分隔件彼此分隔，并且沿着中位油缸的缸筒的长度方向，第一油缸组件的有杆腔、第一油缸组件的无杆腔、第二油缸组件的无杆腔和第二油缸组件的有杆腔依次设置；其中，第一油缸组件的有杆腔和所述第二油缸组件的无杆腔相连通，以形成用于容纳由油泵泵送的液压油的高压油腔，第一油缸组件的无杆腔和第二油缸组件的有杆腔相连通，以形成与回油管路相连通的回油腔；并且第一油缸组件的活塞杆和第二油缸组件的活塞杆的端部分别具有用于连接至车桥的连接结构。

另一方面，本实用新型还提供一种工程机械，包括转向车轮和用于安装转向车轮的车桥，车桥上安装有上述的中位油缸液压控制系统；其中，中位油缸的第一油缸组件的活塞杆和第二油缸组件的活塞杆分别铰接到车桥上。

优选地，油泵为工程机械的支腿油缸的供油油泵。

通过上述技术方案，本实用新型提供一种结构简单的中位油缸液压控制系统。由于油泵向中位油缸中泵送液压油达到预设值时，仅通过蓄能器的作用来保持中位油缸中的液压油的油压，因此油泵和调压单元中的部分元件能够在泵油完成后退出运转。藉此，可以降低油泵和这些元件的损耗，从而延长油泵和这些元件的使用寿命。另外，由于本实用新型的中位油缸液压控制系统可以实现不再配置专用油泵，而是与支腿油缸共用一个供油油泵，因此可以显著降低工程机械的制造成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的中位油缸液压控制系统的液压原理图；

图2是根据本实用新型的中位油缸液压控制系统的液压原理图；

图3是根据本实用新型的中位油缸的结构示意图。

本实用新型附图标记说明

1中位油缸

11第一油缸组件             111第一油缸组件的活塞杆

12第二油缸组件             121第二油缸组件的活塞杆

13分隔件

2油泵                      3蓄能器

4减压阀                    5溢流阀                        6单向阀

7油压反馈油路              8油压计                        9滤油器

A溢流油路在供油油路的连接点

C蓄能器在供油油路的连接点

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

参考图2，本实用新型提供一种用于车桥转向复位的中位油缸液压控制系统。根据本实用新型的实施例，中位油缸液压控制系统包括中位油缸1和油泵2，油泵2用于向中位油缸1泵送液压油。其中，在油泵2的出油口至中位油缸1之间形成中位油缸液压控制系统的供油油路。

更详细地，根据本实用新型的实施例，中位油缸液压控制系统还包括调压单元和蓄能器3。调压单元连接在供油油路上，用以控制中位油缸1中的油压。也就是说，在油泵2泵送液压油的过程中，通过调压单元的作用可以将供油油路中的油压控制在预定油压。并且当中位油缸1的油压达到预定油压时，通过调压单元的作用可以使中位油缸1中的油压不再继续增大。

进一步，蓄能器3连接在供油油路的调压单元的出口至中位油缸1之间的油路部分上。一般而言，可以根据上述的预定油压来选择具有合适的额定工作压力的蓄能器3。油泵2在向中位油缸1泵送液压油的过程中也向蓄能器3充油，当蓄能器3处的油压达到预定油压时，就表示中位油缸1中的油压也达到了预定油压。在本实用新型中，蓄能器3的作用是使中位油缸1中的油压保持在预定油压。也就是说，当油泵2泵送液压油使得中位油缸1中的油压达到预定油压时，可以将油泵2退出运转，从而仅通过蓄能器3的作用来保持中位油缸1中的油压。这样，就可以使油泵2和调压单元中的部分元件只在泵油过程中投入运转，而在泵油完成后可以退出运转。藉此可以降低油泵2和这些元件的损耗，从而延长油泵2和这些元件的使用寿命。另外，由于本实用新型中的油泵2只在泵油时启动，因此可以将工程机械中已有的液压系统的油泵用作中位油缸液压控制系统的动力源，而不再是给中位油缸液压控制系统配置专用的油泵。

继续参考图2，根据本实用新型的实施例，调压单元包括具有溢流阀5的溢流油路。该溢流油路的一端连接在供油油路的油泵2的出油口至中位油缸1之间的油路部分上，另一端连接至油箱10。并且，将溢流阀5的溢流开启油压设置为等于上述的预定油压。这样，当供油油路中的油压达到预定油压时，溢流阀5的进油口和出油口接通，使得油泵2的出油口直接与油箱10接通，从而中位油缸1中的油压不再继续增大。另外，当油泵2的出口油压发生波动时，例如油泵2的出口油压大大超过预定油压时，溢流阀5也会泄压，从而使供油油路中的油压保持一定的稳定性，并且避免损坏供油油路中的液压元件。也就是说，溢流阀5不仅有控制油压的作用，还有安全阀的作用。

根据本实用新型的实施例，调压单元还包括截止开关，该截止开关连接在供油油路的溢流油路在供油油路的连接点A至蓄能器3在所述供油油路的连接点C之间的油路部分上。中位油缸1中的油压达到预定油压时，截止开关能够使供油油路的截止开关的出油口至中位油缸1之间的油路部分截止。截止开关产生截止效果后，自截止开关的出油口至中位油缸1之间形成封闭的油路，该封闭油路不再需要油泵2来供油保压，而是仅通过蓄能器3来保持油压。截止开关的实现方式可以有多种，例如但不限于，可以采用能够响应于油压信号而动作的电控阀。

进一步，根据本实用新型的实施例，调压单元还包括油压反馈油路7。该油压反馈油路7的一端连接在供油油路的截止开关的出油口至蓄能器3在供油油路的连接点C之间的油路部分上，另一端连接至溢流阀5的油压反馈腔。当供油油路的截止开关的出油口至中位油缸1之间的油路部分中的油压超过预定油压时，可以通过油压反馈油路7将溢流阀5打开。这样，溢流阀5就具有了两条溢流开启控制回路，第一条是反馈油泵2的出油口处的油压的溢流开启控制回路，第二条是反馈截止开关的出油口处的油压的溢流开启控制回路。藉此至少可以产生如下的效果：其一，设置油压反馈油路7使得溢流阀5从油泵2的出油口处和截止开关的出油口处均能够收集到油压反馈信息，从而可以提高溢流阀5的响应油压变化的性能；其二，当泵油完成并且截止开关截止后，由截止开关所封闭的油路部分中的油压就是中位油缸1的油压。由于油压反馈油路7的一端正是连接在截止开关的出油口处，因此对于准确地反应和控制由截止开关所封闭的油路部分中的油压是有利的；其三，当截止开关的出油口处的油压大于预定油压而使得溢流阀5对油压反馈油路7中的压力做出响应时，通常油泵2的出油口处的油压也已经大于溢流阀5的溢流开启油压。这时，由于油压反馈油路7中的油压已经对溢流阀5施加了溢流开启压力，因此使得第一条溢流开启控制回路能够更省力地打开溢流阀5，从而有效降低溢流阀5的损耗，延长溢流阀5的使用寿命。

仍然参考图2，根据本实用新型的实施例，调压单元还包括减压阀4。该减压阀4设置在供油油路的溢流油路在供油油路的连接点A至截止开关的进油口之间的油路部分上。其中，减压阀4的调定压力设置为等于预定油压。减压阀4的出油口可以按照调定压力提供稳定的油压，由于减压阀4的出油口的油压满足了系统的需要，因此就可以避免系统受到油泵2的出油口的压力的制约。换句话说，由于本实用新型在供油油路中设置了减压阀4，使得本实用新型的中位油缸液压控制系统对油泵2的出油口的压力要求降低，从而有可能实现将工程机械中的其他液压系统的油泵用作中位油缸液压控制系统的动力源。

进一步，根据本实用新型的实施例，截止开关为单向阀6，该单向阀6的正向端口连接至减压阀4的出油口。单向阀6不阻碍油泵2向中位油缸1泵送液压油，并且在油泵2的运转过程中还可以防止蓄能器3中的液压油回流至油泵2而导致油泵2受损。当蓄能器3的压力达到预定油压并且溢流阀5泄压时，单向阀6单向截止。并且，中位油缸1的液压油的油压通过蓄能器3保持。

另外，根据本实用新型的实施例，供油油路的单向阀6的反向端口至中位油缸1之间的油路部分上设置有油压计8。这样可以便于直观地观察到中位油缸1中的油压。另外，供油油路的油泵2的出油口至减压阀4的进油口之间的油路部分上设置有滤油器9，用以保持液压油的清洁。

针对上述的实施例，中位油缸1包括高压油腔和回油腔，由油泵2泵送的高压液压油容纳在高压油腔中。

更具体地，如图3中所示，中位油缸1包括第一油缸组件11和第二油缸组件12，该第一油缸组件11和第二油缸组件12通过设置在中位油缸1的缸筒中部的分隔件13彼此分隔。第一油缸组件11和第二油缸组件12分别具有有杆腔和无杆腔，并且沿着中位油缸1的缸筒的长度方向，第一油缸组件11的有杆腔、第一油缸组件11的无杆腔、第二油缸组件12的无杆腔和第二油缸组件12的有杆腔依次设置。也就是说，第一油缸组件11的活塞杆111和第二油缸组件12的活塞杆121分别设置在中位油缸1的两端，第一油缸组件11的无杆腔和第二油缸组件12的无杆腔位于中位油缸1的中部并且通过分隔件13彼此分隔开。其中，第一油缸组件11的有杆腔和第二油缸组件12的无杆腔相连通，从而形成上述的高压油腔，第一油缸组件11的无杆腔和第二油缸组件12的有杆腔相连通，从而形成上述的回油腔。

进一步，根据本实用新型的实施例，第一油缸组件11的活塞杆111和第二油缸组件12的活塞杆121的端部分别具有用于连接至车桥的连接结构。如图3中所示，由第一油缸组件11的有杆腔和第二油缸组件12的无杆腔相连通形成的高压油腔中充满高压液压油，由第一油缸组件11的无杆腔和第二油缸组件12的有杆腔相连通形成的回油腔被压缩至极限位置，此时的中位油缸1保持中位位置。当第一油缸组件11的活塞杆111和第二油缸组件12的活塞杆121的端部的连接结构受到来自外部的机械压力时，如果该机械压力大于高压油腔中的液压油的油压，则第二油缸组件12的无杆腔被压缩，第二油缸组件12的活塞杆121向图3所示的左侧移动。当第一油缸组件11的活塞杆111和第二油缸组件12的活塞杆121的端部的连接结构受到来自外部的机械拉力时，如果该机械拉力大于高压油腔中的液压油的油压，则第一油缸组件11的有杆腔被压缩，第一油缸组件11的活塞杆111向图3所示的左侧移动。但无论是第一油缸组件11的有杆腔被压缩还是第二油缸组件12的无杆腔被压缩，由蓄能器3所保持的高压液压油的油压都会产生反压缩的力，使得发生移动的第一油缸组件11的活塞杆111或者第二油缸组件12的活塞杆121保持回到中位的趋势。一旦外部的机械力减小到不足以克服高压液压油的油压时，中位油缸1就会回到中位位置。从而，能够实现车桥的转向复位。

另一方面，本实用新型还提供一种工程机械，该工程机械包括转向车轮和用于安装转向车轮的车桥。此处所说的车桥，可以是车辆的前桥和/或后桥。根据本实用新型的实施例，在车桥上安装有上述的用于车桥转向复位的中位油缸液压控制系统。其中，中位油缸1的第一油缸组件11的活塞杆111和第二油缸组件12的活塞杆121分别铰接到车桥上，以如上所述那样实现车桥的转向复位。

进一步，根据本实用新型的实施例，上述的用于车桥转向复位的中位油缸液压控制系统中的油泵2可以是工程机械的支腿油缸的供油油泵。这样设置的原因已在上文中阐述，即，一方面是由于油泵2只在泵油时启动，在泵油完成后可以退出运转，因此可以实现中位油缸液压控制系统不再配置专用油泵，而是与支腿油缸共用一个供油油泵；另一方面是由于供油油路中设置了减压阀4，使得中位油缸液压控制系统对油泵2的出油口的压力要求降低，相应地使得中位油缸液压控制系统与其他油泵的匹配能力提高，从而可以实现与支腿油缸共用一个供油油泵。藉此可以显著降低工程机械的制造成本。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种中位油缸液压控制系统，包括中位油缸（1）和用于向所述中位油缸（1）泵送液压油的油泵（2），其特征在于，在所述油泵（2）的出油口至所述中位油缸（1）之间形成供油油路；其中，所述供油油路上连接有调压单元，以在所述油泵（2）泵送液压油时将所述中位油缸（1）中的油压控制在预定油压；并且，所述供油油路的所述调压单元的出口至所述中位油缸（1）之间的油路部分上连接有蓄能器（3），以在所述油泵（2）停止泵送液压油时将所述中位油缸（1）中的油压保持在预定油压。

2.根据权利要求1所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述调压单元包括：具有溢流阀（5）的溢流油路，该溢流油路的一端连接在所述供油油路的所述油泵（2）的出油口至所述中位油缸（1）之间的油路部分上，另一端连接至油箱，其中，所述溢流阀（5）的溢流开启油压设置为等于所述预定油压；以及截止开关，该截止开关连接在所述供油油路的所述溢流油路在所述供油油路的连接点（A）至所述蓄能器（3）在所述供油油路的连接点（C）之间的油路部分上，以在所述中位油缸（1）中的油压达到所述预定油压时使得所述供油油路的所述截止开关的出油口至所述中位油缸（1）之间的油路部分截止。

3.根据权利要求2所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述调压单元还包括油压反馈油路（7），该油压反馈油路（7）的一端连接在所述供油油路的所述截止开关的出油口至所述蓄能器（3）在所述供油油路的连接点（C）之间的油路部分上，另一端连接至所述溢流阀（5）的油压反馈腔。

4.根据权利要求2或3所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述调压单元还包括减压阀（4），该减压阀（4）设置在所述供油油路的所述溢流油路在所述供油油路的连接点（A）至所述截止开关的进油口之间的油路部分上，其中，所述减压阀（4）的调定压力设置为等于所述预定油压。

5.根据权利要求4所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述截止开关为单向阀（6），该单向阀（6）的正向端口连接至所述减压阀（4）的出油口。

6.根据权利要求5所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述供油油路的所述单向阀（6）的反向端口至所述中位油缸（1）之间的油路部分上设置有油压计（8）。

7.根据权利要求6所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述供油油路的所述油泵（2）的出油口至所述减压阀（4）的进油口之间的油路部分上设置有滤油器（9）。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的中位油缸液压控制系统，其特征在于，所述中位油缸（1）包括分别具有有杆腔和无杆腔的第一油缸组件（11）和第二油缸组件（12），该第一油缸组件（11）和第二油缸组件（12）通过设置在所述中位油缸（1）的缸筒中部的分隔件（13）彼此分隔，并且沿着所述中位油缸（1）的缸筒的长度方向，所述第一油缸组件（11）的有杆腔、第一油缸组件（11）的无杆腔、第二油缸组件（12）的无杆腔和第二油缸组件（12）的有杆腔依次设置；

其中，所述第一油缸组件（11）的有杆腔和所述第二油缸组件（12）的无杆腔相连通，以形成用于容纳由所述油泵（2）泵送的液压油的高压油腔，所述第一油缸组件（11）的无杆腔和所述第二油缸组件（12）的有杆腔相连通，以形成与回油管路相连通的回油腔；并且

所述第一油缸组件（11）的活塞杆（111）和所述第二油缸组件（12）的活塞杆（121）的端部分别具有用于连接至所述车桥的连接结构。

9.一种工程机械，包括转向车轮和用于安装所述转向车轮的车桥，其特征在于，所述车桥上安装有根据权利要求1-8中任意一项所述的中位油缸液压控制系统；

其中，所述中位油缸（1）的第一油缸组件（11）的活塞杆（111）和第二油缸组件（12）的活塞杆（121）分别铰接到所述车桥上。

10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述油泵（2）为所述工程机械的支腿油缸的供油油泵。

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