CN208252457U - 液压控制系统及拖拉机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种液压控制系统及拖拉机。该液压控制系统包括节流装置、切换装置、制动装置、动力输出离合装置和回收装置；节流装置用于节流输送给切换装置的液压油；切换装置用于令处于连通状态的节流装置和制动装置以及处于连通状态的动力输出离合装置和回收装置，切换为节流装置和动力输出离合装置连通以及制动装置和回收装置连通；切换装置与制动装置之间设置有单向节流阀；单向节流阀的单向阀用于阻止切换装置流向制动装置的液路流动；切换装置与动力输出离合装置之间设置有蓄能器。该拖拉机包括液压控制系统。本实用新型的目的在于提供液压控制系统及拖拉机，以具有优良的控制精度和较低的成本。

Description

液压控制系统及拖拉机

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种液压控制系统及拖拉机。

背景技术

传统拖拉机PTO切换有两种模式，机械操纵和液压操纵，而后者一般会用在50马力以上机型。对于液压操纵，高端机型少量有使用电比例控制系统，可实现良好的控制，但是成本较高，且需要保证系统油液清洁度，保养维护要求高；而用大部分使用普通的常规开关电磁阀控制，其成本低，但无法实现精准控制。

因此，本申请针对上述问题提供一种新的液压控制系统及拖拉机，既可以实现电比例控制系统的控制精度，又具有常规开关电磁阀控制系统的成本较低的优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供液压控制系统，以具有优良的控制精度和较低的成本。

本实用新型的目的还在于提供拖拉机，以具有优良的控制精度和较低的成本。

基于上述第一目的，本实用新型提供的液压控制系统，包括节流装置、切换装置、制动装置、动力输出离合装置和回收装置；

所述节流装置用于节流输送给所述切换装置的液压油；所述回收装置用于回收来自于所述切换装置的液压油；

所述节流装置、所述制动装置、所述动力输出离合装置和所述回收装置均与所述切换装置连接；所述切换装置用于令处于连通状态的所述节流装置和所述制动装置以及处于连通状态的所述动力输出离合装置和所述回收装置，切换为所述节流装置和所述动力输出离合装置连通以及所述制动装置和所述回收装置连通；

所述切换装置与所述制动装置之间设置有单向节流阀；所述单向节流阀的单向阀用于阻止所述切换装置流向所述制动装置的液路流动；

所述切换装置与所述动力输出离合装置之间设置有蓄能器。

本实用新型的可选技术方案为，所述切换装置用于令处于连通状态的所述节流装置和所述动力输出离合装置以及处于连通状态的所述制动装置和所述回收装置，切换为所述节流装置和所述制动装置连通以及所述动力输出离合装置和所述回收装置连通。

本实用新型的可选技术方案为，所述节流装置与用于输送液压油的系统输入接口之间设置有减压阀。

本实用新型的可选技术方案为，所述减压阀与所述系统输入接口之间设置有溢流装置；

所述溢流装置的溢流端用于连通润滑系统。

本实用新型的可选技术方案为，所述溢流装置的溢流端与所述回收装置之间设置有溢流单向阀；

所述溢流单向阀用于阻止所述回收装置流向所述溢流装置的液路流动，以及用于连通达到预设阈值时所述溢流装置流向所述回收装置的液路流动。

本实用新型的可选技术方案为，所述节流装置包括手动控制或者电动控制的节流孔或节流阀。

本实用新型的可选技术方案为，所述蓄能器包括重力式、弹簧式或者气囊式的缓冲装置。

本实用新型的可选技术方案为，所述切换装置为二位四通电磁阀；

所述回收装置为油箱。

本实用新型的可选技术方案为，所述切换装置与所述制动装置之间设置的单向节流阀替换为蓄能器。

基于上述第二目的，本实用新型提供的拖拉机包括所述的液压控制系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的液压控制系统，其切换装置令处于连通状态的节流装置和制动装置以及处于连通状态的动力输出离合装置和回收装置，切换为节流装置和动力输出离合装置连通以及制动装置和回收装置连通时，通过节流装置和蓄能器配合以实现动力输出离合装置缓结合功能，通过单向节流阀的单向阀和节流阀快速卸荷，制动装置快速分离，其控制精度高，成本相对低廉。

本实用新型提供的拖拉机，包括液压控制系统，具有液压控制系统的控制精度高，成本相对低廉等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的液压控制系统的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的液压控制系统的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的液压控制系统的第三结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的液压控制系统的压力变化曲线。

图标：110-节流装置；120-切换装置；130-制动装置；140-动力输出离合装置；150-回收装置；160-单向节流阀；170-蓄能器；180-减压阀； 190-系统输入接口；200-溢流装置；210-润滑系统；220-溢流单向阀；230- 蓄能器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1-图4所示，本实施例提供了一种液压控制系统；图1-图3为本实施例提供的液压控制系统的第一结构示意图至第三结构示意图。其中图2采用蓄能器替代图1的单向节流阀；图4为本实施例提供的液压控制系统的压力变化曲线，C1为动力输出离合装置控制压力曲线，C2为制动装置控制压力曲线。

本实施例提供的液压控制系统，应用于需要采用液压切换的控制系统，尤其应用于PTO切换液压控制系统，例如应用于拖拉机、起重举升汽车、自卸汽车、液罐汽车或冷藏汽车等。

参见图1-图4所示，所述液压控制系统，包括节流装置110、切换装置120、制动装置130、动力输出离合装置140和回收装置150；

节流装置110用于节流输送给切换装置120的液压油；节流装置110 是一种安装在液压管路中实现液压油节流功能的装置，节流装置110的节流孔的大小会对两侧压差有直接影响。本实施例中该节流装置110实现压力油进入控制动力输出离合装置140时，具有一定的缓冲作用。

回收装置150用于回收来自于切换装置120的液压油；

节流装置110、制动装置130、动力输出离合装置140和回收装置150 均与切换装置120连接。

切换装置120用于令处于连通状态的节流装置110和制动装置130、以及处于连通状态的动力输出离合装置140和回收装置150，切换为节流装置 110和动力输出离合装置140连通、以及制动装置130和回收装置150连通；也即，切换装置120切换油路之前，节流装置110和制动装置130连通，动力输出离合装置140和回收装置150连通；切换装置120切换油路之后，节流装置110和动力输出离合装置140连通，制动装置130和回收装置150 连通。通过切换装置120以使液压控制系统实现制动装置130快速分离，动力输出离合装置140缓结合功能。切换装置120是一种液压系统控制模块，用于液压系统中压力油的方向控制装置；本实施例中该切换装置120 实现压力换向功能，对动力输出离合装置140油路和制动装置130油路之间的切换。可选地，切换装置120为电控阀门、气控阀门或者液压控制阀门等；可选地，切换装置120为开关电磁阀；可选地，切换装置120为二位四通电磁阀。

切换装置120与制动装置130之间设置有单向节流阀160；单向节流阀 160的单向阀用于阻止切换装置120流向制动装置130的液路流动；也即单向节流阀160的单向阀用于制动装置130流向切换装置120的液路流动。单向节流阀160是一种安装在液压管路中，实现液压油单向节流功能的装置，节流大小会对两侧压差有直接影响。

切换装置120与动力输出离合装置140之间设置有蓄能器170。蓄能器 170是一种能量储蓄装置，在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或者位能，吸收压力冲击，并起到调节液压系统压力的变化率。

需要说明的是，单向节流阀160是将节流阀和单向阀并联组合而成。

可选地，单向节流阀160可用相同功能的单向流量控制元件替代，包含可调节的手动或电控功能元件。

PTO(英文全称：POWER TAKE OFF)装置，又称辅助动力输出装置、取力器，是将发动机的动力向车辆行驶系以外的设备输出的装置。例如，自卸汽车的自卸机构、起重举升汽车的起重机构、液罐汽车的泵、冷藏汽车的制冷设备、拖拉机的农机设备等等。

可选地，动力输出离合装置140包括但不限于动力输出轴离合器(又称PTOclutch)。

本实施例中所述液压控制系统，其切换装置120令处于连通状态的节流装置110和制动装置130以及处于连通状态的动力输出离合装置140和回收装置150，切换为节流装置110和动力输出离合装置140连通以及制动装置130和回收装置150连通时，通过节流装置110和蓄能器170配合以实现动力输出离合装置140缓结合功能，通过单向节流阀160的单向阀和节流阀快速卸荷，制动装置130快速分离，其控制精度高，成本相对低廉。

本实施例的可选方案中，切换装置120用于令处于连通状态的节流装置110和动力输出离合装置140、以及处于连通状态的制动装置130和回收装置150，切换为节流装置110和制动装置130连通、以及动力输出离合装置140和回收装置150连通。也即，切换装置120切换油路之前，节流装置110和动力输出离合装置140连通，制动装置130和回收装置150连通；切换装置120切换油路之后，节流装置110和制动装置130连通，动力输出离合装置140和回收装置150连通。

本实施例中单向节流阀160在实现压力油进行制动装置130时，实现慢速制动，而当需要解除制动时，能实现快速分离的功能。

本实施例所述液压控制系统，其切换装置120令处于连通状态的节流装置110和制动装置130以及处于连通状态的动力输出离合装置140和回收装置150切换为节流装置110和动力输出离合装置140连通以及制动装置130和回收装置150连通，通过节流装置110和蓄能器170配合以实现动力输出离合装置140缓结合功能，通过单向节流阀160的单向阀和节流阀快速卸荷，制动装置130快速分离；以及切换装置120令处于连通状态的节流装置110和动力输出离合装置140以及处于连通状态的制动装置130 和回收装置150切换为节流装置110和制动装置130连通以及动力输出离合装置140和回收装置150连通，通过节流装置110和单向节流阀160配合以实现制动装置130慢制动的功能，通过蓄能器170快速释放压力以实现动力输出离合装置140快分离功能。该液压控制系统具备较高控制精度，可以在实际工作中，实现动力输出离合装置140缓结合、快分离以及制动装置130的慢制动、快分离功能；防止因快速结合产生的冲击而出现工作的不顺畅、对人体产生不舒适，防止瞬时冲击让传动轴可能出现断轴的问题，并且保持了在相当功能条件下抗污染能力优于电比例阀控制系统的特点。

现有安装电比例控制系统(本实施例指的是电比例液压控制阀的PTO 切换控制系统)，其电比例控制阀控制精度高，对控制策略要求高，可实现 PTO切换控制系统的比例控制变化，价格较高，其抗污染能力相对较弱；若使用独立的液压控制系统，成本更高。而通常可选择使用拖拉机转向系统的回油油路实现该电比例控制系统功能，对于拖拉机尤其是与传动系统共用的多用途液压油系统，液压系统清洁度控制所需成本高，且系统保养要求更严格，否则容易出现卡滞现象，存在较严重的隐患，稳定性及可靠性相对较低。

现有安装常规开关电磁阀控制系统，其开关电磁阀控制信号简单，成本较为低廉，抗污染能力优于电比例控制阀，不要求很高的控制策略，仅用于实现PTO的快速结合和断开，精度无法控制，无法避免在工作中出现较为严重的起步冲击，对传动系统结构件材质、制造工艺等较高要求。

现有技术中PTO执行机构制动基本采用机械式机构，由工作状态转到停止作业后，手动操作实现制动功能，智能化程度较低。

本实施例所述液压控制系统，结合电比例控制系统和常规开关电磁阀的优点，综合开关电磁阀良好的抗污染能力，价格较为低廉，同时又能实现近似于电比例控制系统的控制策略所达到的控制精度，实现PTO切换的控制系统，并且在PTO停止作业需要制动时，自动实现该功能，实现PTO 控制智能化。本实施例的核心是提供一种具备动作平顺性好、抗污能力强和高精度的PTO切换液压控制系统。

本实施例的可选方案中，节流装置110与用于输送液压油的系统输入接口190之间的管路上设置有减压阀180。通过减压阀180为液压控制系统提供较为持续稳定压力的液压油；可选地，减压阀180是为液压控制系统的后续系统提供所需设定压力值。

参见图3所示，本实施例的可选方案中，减压阀180与系统输入接口 190之间设置有溢流装置200；溢流装置200起到液压控制系统安全阀作用，以使液压控制系统的输入油压具有相对稳定压力值，且保护液压控制系统的安全。

溢流装置200的溢流端用于连通润滑系统210，以使多余的液压油为 PTO润滑。

可选地，溢流装置200包括溢流阀。

参见图3所示，本实施例的可选方案中，溢流装置200的溢流端与回收装置150之间设置有溢流单向阀220；

溢流单向阀220用于阻止回收装置150流向溢流装置200的液路流动，以及用于连通达到预设阈值时溢流装置200流向回收装置150的液路流动。通过溢流单向阀220，以使溢流装置200流向回收装置150的液路建立起一定背压值，使得油液足量经过PTO润滑管路，保证PTO润滑系统210良好工作。

可选地，溢流单向阀220为压力单向阀。当溢流单向阀220的开启压力达到一定的压力时，单向流通通道连通。

本实施例的可选方案中，节流装置110包括手动控制或者电动控制的节流孔或节流阀。

本实施例的可选方案中，蓄能器170包括重力式、弹簧式或者气囊式的缓冲装置，或者其他缓冲装置。

本实施例的可选方案中，回收装置150为油箱。

参见图2所示，本实施例的可选方案中，切换装置120与制动装置130 之间设置的单向节流阀160替换为蓄能器230。通过蓄能器230与节流装置 110的配合，以使制动装置130具有慢制动、快分离功能。

本实施例的可选方案中，所述液压控制系统包括阀块及相关连接元件；阀块及相关连接元件例如包含阀块、安装接头、液压胶管等。通过液压胶管整个液压控制系统完成油路相连。

为了更加清楚的了解本实施例，以下举例说明：

参见图4所示，图中曲线C1(不带三角形的曲线)为动力输出离合装置140控制压力曲线，曲线C2(带有三角形的曲线)为制动装置130控制压力曲线。

初始，切换装置120(例如开关电磁阀)处于失电状态，液压控制系统的压力油经减压阀180流经节流装置110，切换装置120流道为②→③，经单向节流阀160到制动装置130，在节流装置110与单向节流阀160的节流阀的双重作用下，对制动装置130施加液压力；而另一油路由动力输出离合装置140、蓄能器170油道到切换装置120④→①，由胶管通回回收装置 150(例如油箱)。理想状态下，根据帕斯卡定理，当压力油作用在制动装置130上，不考虑液压系统的泄露因素，理论上减压阀180后不再有压力油的流动，减压阀180后压力保持相应的设定值，压紧制动装置130；动力输出离合装置140与回收装置150相通，蓄能器170压力完全释放，相连管路中压力值最小。因而在稳定时，压力变化见图4中区域A1，执行装置处于制动状态，动力输出离合装置140处于分离状态。

当切换装置120得电，阀芯快速切换动作，压力油流向发生变化，产生流动，②→④油道接通，③→①油道连通。此时，系统压力油经减压阀 180②→④与动力输出离合装置140相连通。制动装置130内液压油经单向节流阀160的单向阀和节流阀两个小通道快速卸荷，制动装置130快速松开，反映在图4中区域A2的曲线C2制动压力快速阶跃下降。经节流装置 110后压力油进入动力输出离合装置140控制油路，推动动力输出离合装置 140的离合片缓慢压缩，同时蓄能器170吸收压力能，反映在图4中区域 A2的曲线C1动力输出离合装置140的控制压力曲线前段一小端稳定压力变化区间，随着气囊和离合片同步受到压缩，压力逐步提高，图4中区域A2 的曲线C1动力输出离合装置140的控制压力的斜率越来越大，说明液压控制系统内离合片从滑转开始，动力输出离合装置140动作逐步加速，到最后完全结合在一起完全，很好降低了起步的冲击问题，具有良好的平顺性。

图4中区域A3反映的是切换装置120(例如开关电磁阀)持续得带电下，动力输出离合装置140的离合片完全结合，持续工作，制动装置130 完全脱离，系统稳定运行。

当切换装置120失电，阀芯快速切换动作，压力油流向发生变化，产生流动。此时，动力输出离合装置140经切换装置120④→①油道，与回收装置150相通，动力输出离合装置140液压控制快速卸荷，反映在区域A4 的曲线C1动力输出离合装置140的控制压力曲线阶跃下降，动力输出离合装置140控制快速分离。与此同时，系统压力油经减压阀180，由切换装置 120②→③油道到单向节流阀160，受单向节流影响，制动装置130实现缓制动功能，反映在图4中区域A4的曲线C2制动压力曲线变化过程。

本实施例可以通过调整节流装置110、单向节流阀160、蓄能器170等不同型号规格，实现不同要求下更为精准的控制。

实施例二

实施例二提供了一种拖拉机，该实施例包括实施例一所述的液压控制系统，实施例一所公开的液压控制系统的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的液压控制系统的技术特征不再重复描述。

本实施例提供的拖拉机，包括液压控制系统；具有液压控制系统的控制精度高，成本相对低廉等优点。

本实施例中所述拖拉机具有实施例一所述液压控制系统的优点，实施例一所公开的所述液压控制系统的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液压控制系统，其特征在于，包括节流装置、切换装置、制动装置、动力输出离合装置和回收装置；

所述节流装置用于节流输送给所述切换装置的液压油；所述回收装置用于回收来自于所述切换装置的液压油；

所述节流装置、所述制动装置、所述动力输出离合装置和所述回收装置均与所述切换装置连接；所述切换装置用于令处于连通状态的所述节流装置和所述制动装置以及处于连通状态的所述动力输出离合装置和所述回收装置，切换为所述节流装置和所述动力输出离合装置连通以及所述制动装置和所述回收装置连通；

所述切换装置与所述制动装置之间设置有单向节流阀；所述单向节流阀的单向阀用于阻止所述切换装置流向所述制动装置的液路流动；

所述切换装置与所述动力输出离合装置之间设置有蓄能器。

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述切换装置用于令处于连通状态的所述节流装置和所述动力输出离合装置以及处于连通状态的所述制动装置和所述回收装置，切换为所述节流装置和所述制动装置连通以及所述动力输出离合装置和所述回收装置连通。

3.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述节流装置与用于输送液压油的系统输入接口之间设置有减压阀。

4.根据权利要求3所述的液压控制系统，其特征在于，所述减压阀与所述系统输入接口之间设置有溢流装置；

所述溢流装置的溢流端用于连通润滑系统。

5.根据权利要求4所述的液压控制系统，其特征在于，所述溢流装置的溢流端与所述回收装置之间设置有溢流单向阀；

所述溢流单向阀用于阻止所述回收装置流向所述溢流装置的液路流动，以及用于连通达到预设阈值时所述溢流装置流向所述回收装置的液路流动。

6.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述节流装置包括手动控制或者电动控制的节流孔或节流阀。

7.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述蓄能器包括重力式、弹簧式或者气囊式的缓冲装置。

8.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述切换装置为二位四通电磁阀；

所述回收装置为油箱。

9.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述切换装置与所述制动装置之间设置的单向节流阀替换为蓄能器。

10.一种拖拉机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的液压控制系统。