CN102673639A - 液压转向控制系统及具有该系统的起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压转向控制系统，包括中位锁定油缸、转向油缸和油泵，所述中位锁定油缸的油源为蓄能器，所述蓄能器与所述油泵的出油口相连通；还设有压力控制单元，所述蓄能器的压力达到预定值时，所述压力控制单元导通所述油泵的出油口和回油路。该系统设置的蓄能器内油压达到预定值时，油泵不再为蓄能器冲液，蓄能器内油压低于预定值时，油泵继续为蓄能器冲液，则可以保证蓄能器始终保持所需的压力，从而稳定地为中位锁定油缸供油，避免油压不稳定造成的中位锁定油缸晃动的现象，提高了中位锁定油缸工作可靠度，继而提升了安全性能。本发明还公开一种起重机。

Description

液压转向控制系统及具有该系统的起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种液压转向控制系统及具有该系统的起重机。

背景技术

为了满足车辆对操纵稳定性、弯道通过能力、机动灵活性的要求，汽车起重机转向轴的数量至少为一个。根据特殊行驶工况和场地转移的需求，起重机的后轴也可以参与转向，其转向方向与另一转向轴同向或反向，转向结束后，需要后轴回到中位。另外，当行驶车速较高时，为提高车辆中高速行驶的操纵稳定性，避免出现甩尾事故，后轴也可以不参与转向过程，此时，后轴也需要保持在中位。

中位锁定油缸是保持后轴处于中位的重要部件，因此，中位锁定油缸的可靠性在后轴转向系统中至关重要。目前，存在采用机械锁定油缸作为中位锁定油缸，该中位锁定油缸使用一段时间后，因机械零部件之间的磨损使其活塞和连杆的配合间隙变大，导致后轴不能可靠地保持在中位，影响车辆的行使安全性。

为此，可以采用普通的中位锁定油缸，锁定时，使中位锁定油缸的有杆腔和无杆腔均充满高压油，转向时，将腔内的液压油卸载，该种锁定方式相较于上一种，其机械磨损程度得以降低，然而，该种锁定方式在锁定时，要求油泵能够满足提供高压油的要求。一般，采用定量泵进行供油，定量泵出口处的油压并不稳定，则在需要锁定时，定量泵的油压可能无法满足锁定的需求，导致中位锁定油缸晃动，锁定不可靠，产生安全隐患。

有鉴于此，如何提供一种能够稳定可靠地供油至中位锁定油缸的液压转向控制系统，提升安全性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种液压转向控制系统，该液压转向控制系统能够稳定可靠地供油至中位锁定油缸，保证中位锁定的可靠，进而提升安全性能。

本发明提供的液压转向控制系统，包括中位锁定油缸、转向油缸和油泵，所述中位锁定油缸的油源为蓄能器，所述蓄能器与所述油泵的出油口相连通；还设有压力控制单元，所述蓄能器的压力达到预定值时，所述压力控制单元导通所述油泵的出油口和回油路。

优选地，所述压力控制单元包括先导卸载阀和逻辑阀，二者均具有进口、出口和控制口；所述逻辑阀的进口和出口分别连通所述油泵的出油口和回油路，控制口连通所述油泵的出油口和所述先导卸载阀的进口；所述先导卸载阀的出口和控制口分别连通回油路和所述蓄能器；

所述先导卸载阀的控制口压力不小于预定值时，其进口和出口连通；所述逻辑阀的控制口压力不大于预定值时，其进口和出口连通。

优选地，所述逻辑阀的控制口至所述油泵的出油口的油路上设有节流阀。

优选地，所述逻辑阀的控制口至所述油泵的出油口的油路上设有滤油器。

优选地，所述压力控制单元还包括设于所述油泵至所述蓄能器的油路上的单向阀。

优选地，所述中位锁定油缸包括第一活塞、第二活塞、位于活塞杆端部的中间活塞，和固定于缸筒中部周壁的中间定位块；所述中间活塞位于第一活塞和第二活塞之间，所述第一活塞、第二活塞、中间活塞和缸筒形成中位腔，缸筒的两端具有第一腔和第二腔，所述中位腔连通回油路；所述蓄能器和所述回油路，二者至所述第一腔以及所述第二腔的回路上均设有液控单向阀；

还包括第一换向阀和第二换向阀，二者均处于第一工作位置时，所述蓄能器通过第一换向阀连通两液控单向阀，所述第二换向阀连通两所述液控单向阀的控制口和回油路；均处于第二工作位置时，所述回油路通过第一换向阀连通两液控单向阀，所述第二换向阀连通两所述液控单向阀的控制口和所述蓄能器。

优选地，所述转向油缸的油源为所述蓄能器。

优选地，还设有第三换向阀，所述第三换向阀处于第一工作位置，所述蓄能器和回油路分别连通所述转向油缸的第一腔和第二腔，所述第三换向阀处于第二工作位置，所述蓄能器和所述回油路分别连通所述转向油缸的第二腔和第一腔。

优选地，所述蓄能器、回油路至所述转向油缸的油路上设有安全阀，所述安全阀中的单向阀为液控型单向阀，该单向阀的控制口连通所述液控单向阀与所述第一换向阀之间的油路；且所述第三换向阀为三位四通阀，所述第三换向阀处于第三工作位置时，所述转向油缸与蓄能器断开。

该液压转向控制系统设置了蓄能器和压力控制单元，当蓄能器内油压达到预定值时，油泵不再为蓄能器冲液，蓄能器内油压低于预定值时，油泵继续为蓄能器冲液，则可以保证蓄能器始终保持所需的压力。按照中位锁定油缸的油压需求，可以设定蓄能器的合理油压，即上述的蓄能器油压的预定值，而蓄能器油压的预定值又可以通过压力控制单元的调整实现。因此，该液压转向控制系统能够稳定地为中位锁定油缸供油，避免油压不稳定造成的中位锁定油缸晃动的现象，提高了中位锁定油缸工作可靠度，继而提升了安全性能。

本发明还提供一种起重机，具有车桥、车轮，以及控制所述车轮转向或对中的液压转向控制系统，所述液压转向控制系统为上述任一项所述的液压转向控制系统。由于上述液压转向控制系统具有上述技术效果，具有该液压转向控制系统的起重机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供液压转向控制系统一种具体实施方式的液压原理图；

图2为图1中压差控制单元的结构示意图；

图3为图1中中位锁定油缸的结构示意图；

图4为本发明所提供液压转向控制系统另一种具体实施方式的液压原理图。

图1-4中：

1油泵、2压力控制单元、21压差感应元件、22先导卸载阀、3蓄能器、4第一换向阀、5第二换向阀、6液控单向阀、7中位锁定油缸、8第一转向油缸、9第二转向油缸、10安全阀、11第三换向阀、12车轮、221第一进口、222第一出口、223第一控制口、211第二进口、212第二出口、223第二控制口、23节流阀、24滤油器、25单向阀、71第一腔、72中间腔、73第二腔、74活塞杆、75第一活塞、76中间活塞、77中间定位块、78第二活塞。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种液压转向控制系统及具有该系统的起重机，提供的液压转向控制系统能够稳定可靠地供油至中位锁定油缸，保证中位锁定的可靠，进而提升安全性能。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供液压转向控制系统一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中压差控制单元的结构示意图。

该实施例中的液压转向控制系统，包括中位锁定油缸7、转向油缸和油泵1，图1中在车桥处设置了两转向油缸，分别为第一转向油缸8和第二转向油缸9，控制两车轮12的同步转向。其中，中位锁定油缸7的油源为蓄能器3，即中位锁定油缸7由蓄能器3供油，蓄能器3与油泵1相连通，由油泵1为蓄能器3冲液。

还设有维持蓄能器3压力的压力控制单元2，该实施例中的压力控制单元2包括先导卸载阀22和逻辑阀21，先导卸载阀22具有第一进口221、第一出口222和第一控制口223；逻辑阀21具有第二进口211、第二出口222和第二控制口223。先导卸载阀22和逻辑阀21内均设有弹簧，第一控制口223和第二控制口223处压力变化时，能够克服弹簧弹力，推动相应的阀芯，进而导通或断开第一进口221和第一出口222、第二进口211和第二出口222。

逻辑阀21的第二进口211连通油泵1的出油口，即进油路，第二出口222连通回油路，第二控制口223连通油泵1的出油口和先导卸载阀22的第一进口221；先导卸载阀22的第一出口222连通回油路，第一控制口223连通蓄能器3的进油口，即第一控制口223与蓄能器3的油压保持一致。

逻辑阀21为主级阀，先导卸载阀22为先导级阀，二者配合使用，可以控制油泵1为蓄能器3冲液，并保持蓄能器3压力的稳定，二者配合的工作过程如下：

第一、蓄能器3处的油压达到预定值时，即不小于预定值时，先导卸载阀22第一控制口223处的压力能够克服阀体内弹簧的弹力而推动先导卸载阀22的阀芯移动，以使第一进口221和第一出口222连通，图2中，阀芯在第一控制口223处压力作用下下移，接通第一进口221和第一出口222。由于第一进口221和逻辑阀21的第二控制口223连通，则连通第二控制口223-第一进口221-第一出口222-回油路，于是第二控制口223处的压力逐渐降低，当逻辑阀21的第二控制口223处的压力降低至预定值(该预定值与第一控制口处223处压力预定值是分别设置的，第一控制口处223处压力预定值即蓄能器3油压预定值)，即不大于预定值时，逻辑阀21内的弹簧复位，以使第二进口211和第二出口222连通，图2中阀体上移，则连通油泵1出油口-第二进口211-第二出口222-回油路，此时，油泵1不再为蓄能器3冲液，蓄能器3的油压保持在预定值。

第二、蓄能器3为中位锁定油缸7供油后或发生泄漏时，油压降低，当蓄能器3的油压降低而小于预定值时，先导卸载阀22第一控制口223处的压力小于阀体内弹簧的复位力，先导卸载阀22的阀芯上移，断开第一进口221和第一出口222，则第二控制口223与回油路断开，由于第二控制口223连通油泵1出油口，则第二控制口223处于高压，推动阀体内的弹簧下移，断开第二进口211和第二出口222，则油泵1继续为蓄能器3冲液。

由此可见，该实施例中，设置了蓄能器3和压力控制单元2，当蓄能器3内油压达到预定值时，油泵1不再为蓄能器3冲液，蓄能器3内油压低于预定值时，油泵1继续为蓄能器3冲液，则可以保证蓄能器3始终保持所需的压力。按照中位锁定油缸7的油压需求，可以设定蓄能器3的合理油压，即上述的蓄能器3油压的预定值，而蓄能器3油压的预定值又可以通过压力控制单元2的调整实现，比如，上述实施例中，通过调整先导卸载阀22的弹簧即可实现蓄能器3油压的设定。因此，该液压转向控制系统能够稳定地为中位锁定油缸7供油，避免油压不稳定造成的中位锁定油缸7晃动的现象，提高了中位锁定油缸7工作可靠度，继而提升了安全性能。

需要说明的是，上述实施例中，压力控制单元2采用了先导卸载阀和逻辑阀21，实际上，本领域技术人员也可以采用其他能够控制蓄能器3压力的元件，比如溢流阀、减压阀等压力控制阀的组合，或者配合液控阀实现压力的控制。

进一步地，可以在逻辑阀21的第二控制口223至油泵1的出油口的油路上设置节流阀23，如图2所示，油泵1出油口处的油压相对较高，设置节流阀23后，能够相对降低逻辑阀21第二控制口223处的压力，则蓄能器3油压达到预定值时，通过先导卸载阀22，第二控制口223能够快速泄压，导通第二进口211和第二出口222。即设置节流阀23后，能够提高压力控制单元2的响应速度，此时，通过调整逻辑阀21内的弹簧，可以保证蓄能器3油压未达预定值时，节流后的第二控制口223处的压力依然足以克服弹簧弹力而断开第二进口211和第二出口222。

另外，针对上述各实施例，逻辑阀21的第二控制口223至油泵1的出油口的油路上还可以设置滤油器24，防止杂物堵塞第二控制口223与油泵1出油口之间的控制油路，导致第二控制口223处的油压无法断开第二进口211和第二出口222，即该方案确保油泵1能够为蓄能器3冲液。

在上述方案的基础上，压差控制单元还可以包括设于油泵1至蓄能器3的油路上的单向阀，如图2和图3所示，单向阀25可以防止蓄能器3内的油液回流至油泵1，避免油泵1受损，当油泵1通过逻辑阀21泄压时，单向阀25对蓄能器3还可以起到保压的作用，从而进一步保证蓄能器3的油压稳定。

针对上述各实施例，中位锁定油缸7可以采用活塞杆74和双活塞分离式的油缸，如图3所示，图3为图1中中位锁定油缸的结构示意图。该中位锁定油缸7的活塞杆74端部套有中间活塞76，另设有第一活塞75和第二活塞78，以及固定于缸筒中部的中间定位块77，中间活塞76位于第一活塞75和第二活塞78之间，第一活塞75、第二活塞78、中间活塞76，和中位锁定油缸7的缸筒形成中间腔72，第一活塞75和第二活塞78相背的一面对应中位锁定油缸7的第一腔71和第二腔73。中间腔72始终连通回油路，第一腔71和第二腔73均通高压时，第一活塞75和第二活塞78均向中部靠拢，并抵触中间固定块77，最终将中间活塞76夹持于第一活塞75和第二活塞28之间，此时，活塞杆74定位于中部，达到中位锁定的效果；第一腔71和第二腔73均连通回油路时，第一腔71和第二腔73泄压，中位锁定油缸7处于浮动状态，车轮12在转向油缸作用下能够转向。当然，也可以选用普通的油缸，高压油同时进入有杆腔和无杆腔，锁死车轮12，或有杆腔和无杆腔泄油，允许车轮12转向。

另外，蓄能器3和回油路，二者至第一腔71以及第二腔73的回路上均设有液控单向阀6；

还包括第一换向阀4和第二换向阀5，图1中，第一换向阀4和第二换向阀5均为二位三通电磁阀。两换向阀均处于第一工作位置时，如图1中第一换向阀4和第二换向阀5均得电位于下位时，蓄能器3通过第一换向阀4连通两液控单向阀6，蓄能器3内的液压油流至第一腔71和第二腔73，中位锁定油缸7位于中位，且两液控单向阀6的控制口通过第二换向阀5连通回油口，第一腔71和第二腔73内的液压油无法回流；两换向阀均处于第二工作位置时，如图1中第一换向阀4和第二换向阀5均不得电处于上位时，蓄能器3通过第二换向阀5连通两液控单向阀6的控制口，即两液控单向阀6双向导通，两液控单向阀6同时通过第一换向阀4连通回油路，则第一腔71和第二腔73泄油，中位锁定油缸7处于浮动状态，车轮12能够转向。二位三通电磁阀仅为第一换向阀4和第二换向阀5的具体结构，也可以采用其他种类的换向阀，比如将两换向阀整合于一个换向阀上也是可行的。通过液控单向阀6、第一换向阀4和第二换向阀5的设置，使得中位锁定油缸7锁定或浮动的可控性更高，且控制更为可靠。

在上述各实施例的基础上，可以想到，转向油缸的油源也可以采用蓄能器3，即蓄能器3同时作为转向油缸和转向油缸的油源。此时，可以设置第三换向阀11，图1中，采用的第三换向阀11为三位四通电磁阀，第三换向阀11处于第一工作位置时，如图1中第三换向阀11得电处于左位时，蓄能器3连通第一转向油缸8的有杆腔、第二转向油缸9的无杆腔，回油路连通第一转向油缸8的无杆腔、第二转向油缸9的有杆腔，车轮12左转，此时，第一换向阀4和第二换向阀5均不得电；第三换向阀11得电处于第二工作位置时，如图1中第三换向阀11处于右位时，油路与第一工作位置恰好相反，车轮12右转，第一换向阀4和第二换向阀5同样不得电。第三换向阀11还可以设置中位，图1中，得电处于中位时，第一转向油缸8和第二转向油缸9的有杆腔、无杆腔均连通回油路泄压，以便中位锁定油缸7将两车轮12顺利锁定于中位，无需通过油液控制两转向油缸按照中位需求伸缩，此时，第一换向阀4和第二换向阀5均得电。为提高系统的安全性，在蓄能器3、回油路至转向油缸的油路上还可以设置安全阀10，安全阀10由溢流阀和单向阀组成，其设置方式可以参照现有技术理解。

第三换向阀11也可以是具有O型中位机能的三位四通阀，如图4所示，图4为本发明所提供液压转向控制系统另一种具体实施方式的结构示意图，第三换向阀11处于中位时，转向油缸与蓄能器4以及回油路均断开。该实施例还将安全阀10中的单向阀改为液控型单向阀，该液控型单向阀的控制口连通中位锁定油缸7处液控单向阀6和第一换向阀4之间的油路。需要锁定时，中位锁定油缸7处液控单向阀6至第一换向阀4之间的油路连通蓄能器3，为高压，此时，安全阀10中的液控型单向阀处于双向导通状态，则第一转向油缸8和第二转向油缸9能够通过安全阀10中的液控型单向阀接通回油路泄压，便于中位锁定油缸7的锁定，而无需通过第三换向阀11连通回油路；需要转向时，中位锁定油缸7处液控单向阀6至第一换向阀4之间的油路连通回油路，为低压，此时，安全阀10中的液控型单向阀处于单向导通状态，则安全阀10正常工作。该种设置方式，使得转向油缸的泄压和中位锁定油缸7的锁定联动控制，避免第三换向阀11换向错误时，中位锁定油缸7的锁定受到限制，实际上，此时，第三换向阀11的中位只要能够限制蓄能器5为转向油缸供油即可。

除了上述液压转向控制系统，还提供一种起重机，具有车桥、车轮12，以及控制车轮12转向的液压转向控制系统，所述液压转向控制系统为上述任一实施例所述的液压转向控制系统。由于上述液压转向控制系统具有上述技术效果，具有上述液压控制系统的起重机也具有相同的技术效果，在此不赘述。

以上对本发明所提供的液压转向控制系统及具有该系统的起重机均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压转向控制系统，包括中位锁定油缸、转向油缸和油泵，其特征在于，所述中位锁定油缸的油源为蓄能器，所述蓄能器与所述油泵的出油口相连通；还设有压力控制单元，所述蓄能器的压力达到预定值时，所述压力控制单元导通所述油泵的出油口和回油路。

2.根据权利要求1所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述压力控制单元包括先导卸载阀和逻辑阀，二者均具有进口、出口和控制口；所述逻辑阀的进口和出口分别连通所述油泵的出油口和回油路，控制口连通所述油泵的出油口和所述先导卸载阀的进口；所述先导卸载阀的出口和控制口分别连通回油路和所述蓄能器；

所述先导卸载阀的控制口压力不小于预定值时，其进口和出口连通；所述逻辑阀的控制口压力不大于预定值时，其进口和出口连通。

3.根据权利要求2所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述逻辑阀的控制口至所述油泵的出油口的油路上设有节流阀。

4.根据权利要求2或3所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述逻辑阀的控制口至所述油泵的出油口的油路上设有滤油器。

5.根据权利要求2或3所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述压力控制单元还包括设于所述油泵至所述蓄能器的油路上的单向阀。

6.根据权利要求1-3任一项所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述中位锁定油缸包括第一活塞、第二活塞、位于活塞杆端部的中间活塞，和固定于缸筒中部周壁的中间定位块；所述中间活塞位于第一活塞和第二活塞之间，所述第一活塞、第二活塞、中间活塞和缸筒形成中位腔，缸筒的两端具有第一腔和第二腔，所述中位腔连通回油路；所述蓄能器和所述回油路，二者至所述第一腔以及所述第二腔的回路上均设有液控单向阀；

还包括第一换向阀和第二换向阀，二者均处于第一工作位置时，所述蓄能器通过第一换向阀连通两液控单向阀，所述第二换向阀连通两所述液控单向阀的控制口和回油路；均处于第二工作位置时，所述回油路通过第一换向阀连通两液控单向阀，所述第二换向阀连通两所述液控单向阀的控制口和所述蓄能器。

7.根据权利要求6所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述转向油缸的油源为所述蓄能器。

8.根据权利要求7所述的液压转向控制系统，其特征在于，还设有第三换向阀，所述第三换向阀处于第一工作位置，所述蓄能器和回油路分别连通所述转向油缸的第一腔和第二腔，所述第三换向阀处于第二工作位置，所述蓄能器和所述回油路分别连通所述转向油缸的第二腔和第一腔。

9.根据权利要求8所述的液压转向控制系统，其特征在于，所述蓄能器、回油路至所述转向油缸的油路上设有安全阀，所述安全阀中的单向阀为液控型单向阀，该单向阀的控制口连通所述液控单向阀与所述第一换向阀之间的油路；且所述第三换向阀为三位四通阀，所述第三换向阀处于第三工作位置时，所述转向油缸与蓄能器断开。

10.一种起重机，具有车桥、车轮，以及控制所述车轮转向或对中的液压转向控制系统，其特征在于，所述液压转向控制系统为权利要求1-9任一项所述的液压转向控制系统。

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