一種輪式起重機及其電控轉向液壓控制系統的製作方法
2023-09-17 18:54:10 1
專利名稱：一種輪式起重機及其電控轉向液壓控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓控制領域，特別涉及一種輪式起重機及其電控轉向液壓控制系統。
背景技術：
車輛在行駛過程中，可靠、安全的電控轉向系統是保證車輛正常行駛的關鍵。目前，大噸位全地面輪式起重機採用比例閥控制液壓泵對轉向迴路的供油，來實現底盤的多軸多模式轉向動作。由於車輛自身結構特點，電控轉向系統的轉向供油裝置通常置於車輛前側，而控制車輛後部車軸的轉向油缸，以及控制該轉向油缸的比例閥置於車輛後側，兩者通過壓力油路連通。鑑於上述結構特點，該電控轉向系統存在以下缺點I.由於壓力油路較長，電控轉向系統中液壓泵將壓力油液送至比例閥所需時間較 長，使得車輛無法立即進行轉向動作，從而造成了電控轉向系統的相應滯後；2.從液壓泵流過壓力油路的液流瞬時尖峰易造成車輛轉向的抖動，不利於車輛的正常行駛；3.當發動機熄火車輛停止時，壓力油路中的壓力油液未能迅速回流到液壓油箱，使液壓泵處於帶載狀態。再次啟動發動機時，液壓泵需要較大功率來克服現有載荷方能將液壓油箱中壓力油液泵入壓力油路中，因此，造成了能量的浪費。此外，長期處於高壓狀態下，將會縮短壓力油路和液壓泵的使用壽命。為了解決電控轉向系統中上述缺點，現有技術中提供了一種電控轉向液壓控制系統，請參見圖1，圖I示出了電控轉向系統液壓控制系統示意圖。如圖I所示，當發動機啟動後，帶動液壓泵02將壓力油液從液壓油箱01中送到壓力油路，壓力油液流入蓄能器03和由比例閥04控制的轉向油缸05中，從而控制車輛的轉向動作。該方案在轉向油缸05與液壓泵02之間設置了蓄能器03，在液壓泵02送出的壓力油液尚未到達轉向油缸05前，蓄能器03內的壓力油液經由比例閥04流入轉向油缸05，以補償壓力使車輛發生轉向動作。顯然，該方案通過蓄能器03的及時補償與吸收液流尖峰的作用，有效的解決了採用傳統電控轉向系統時車輛轉向響應滯後和抖動問題。但是，該方案仍然未能克服發動機熄火車輛停止後，壓力油路中的壓力油液無法迅速回流到液壓油箱而導致的前述不良後果。有鑑於此，亟待針對現有電控轉向系統改進設計，以解決現有技術中發動機熄火車輛即將停止時，蓄能器和與之直接相連的供油管路的卸荷，從而消除液壓泵及供油管路的壓力，最終達到延長液壓元件的使用壽命及節能的目的。
發明內容
針對上述缺陷，本發明的目的在於提供一種電控轉向液控系統，以解決發動機熄火車輛即將停止時刻，蓄能器和與之連通壓力油路的卸荷問題，從而在節能的同時延長液壓元件的使用壽命。
本發明的電控轉向液壓控制系統，包括液壓油箱，連通系統回油油路；液壓泵，自所述液壓油箱泵取壓力油液並輸出至系統壓力油路；比例閥，設置在轉向油缸與系統壓力油路和回油油路之間，以控制所述轉向油缸的伸縮；蓄能器，設置在所述比例閥上遊側的系統壓力油路上；其特徵在於，還包括方向控制閥，設置在所述蓄能器與所述液壓泵和所述液壓油箱之間，以控制所述蓄能器所在的系統壓力油路與所述液壓泵或者所述液壓油箱之間導通。優選地，還包括控制器，所述控制器根據發動機轉速向所述方向控制閥發送工作位置的切換信號；並配置成發動機轉速大於預定值時，所述方向控制閥位於第一工作位置，所述蓄能器與所述液壓泵連通；發動機轉速小於等於預定值時，所述方向控制閥位於第二工作位置，所述蓄能器與所述液壓油箱連通。優選地，所述發動機轉速小於等於預定值時，所述控制器延時發送所述切換信號。優選地,所述發動機轉速預定值具體為400-500r/min。優選地，所述方向控制閥具體為兩位三通電磁換向閥，所述兩位三通電磁換向閥包括第一油口、第二油口和第三油口，所述第一油口與所述液壓泵連通，所述第二油口與所述蓄能器連通，所述第三油口與所述液壓油箱連通。優選地，所述液壓泵與所述方向控制閥之間設置單向閥，所述單向閥的進油口與所述液壓泵連通，所述單向閥的出油口與所述蓄能器連通。優選地，所述液壓泵和所述液壓油箱之間設置溢流閥。 優選地，所述蓄能器具體為氣動蓄能器。優選地，所述溢流閥具體為先導式溢流閥。本發明還提供一種輪式起重機，包括控制輪軸轉向的轉向控制系統，所述轉向控制系統具體為上述的電控轉向液壓控制系統。本發明提供的電控轉向液控系統，包括連通系統回油油路的液壓油箱，自液壓油箱泵取壓力油液並輸出至系統壓力油路的液壓泵，設置在轉向油缸與系統壓力油路和回油油路之間以控制轉向油缸伸縮的比例閥，設置在比例閥上遊側的系統壓力油路上的蓄能器，和設置在蓄能器所在系統壓力油路與液壓泵或者液壓油箱之間連通的方向控制閥。發動機點火車輛啟動，方向控制閥切換至連通蓄能器與液壓泵的工作位置，液壓泵將液壓油箱內壓力油液泵入蓄能器。車輛行駛過程中開始轉向瞬間，液壓泵泵入壓力油路的壓力油液尚未到達轉向油缸，此時蓄能器內儲蓄的壓力油液經由比例閥向轉向油缸提供壓力油液，保證了轉向動作的及時性；發動機熄火車輛即將停止，液壓泵停止工作，方向控制閥切換到連通蓄能器與液壓油箱的工作位置，此時蓄能器和與之相連壓力油路內壓力油液經由回油油路流入液壓油箱內。較之於現有技術，本發明在蓄能器與液壓泵和液壓油箱之間設置了方向控制閥，發動機熄火車輛即將停止時刻，蓄能器和與之相連的壓力油路內的壓力油液經由回油油路迅速流入液壓油箱，使液壓元件處於非受壓狀態，壓力油路也不會因長期處於高壓狀態而發生洩漏，從而避免了液壓泵再次啟動時處於帶載狀態。因此，本發明中電控轉向液壓控制系統在節能的前提下延長了液壓元件的使用壽命。
本發明的優選方案中，還包括控制器，控制器獲取發動機轉速處理分析後向方向控制閥發送工作位置的切換信號；並配置成發動機轉速大於等於預定值時，方向控制閥位於第一工作位置，蓄能器與液壓泵連通；發動機小於預定值時，方向控制閥位於第二工作位置，蓄能器與液壓油箱連通。通過該自動控制系統，避免了發動機熄火車輛即將停止時亥IJ，由於人為因素未能及時切換方向控制閥，而未能給蓄能器和與之連通的壓力油路卸荷造成的前述不良後果。本發明中的又一優選方案中，控制器獲取的發動機轉速由大於等於預定值降至小於預定值後，控制器延時一定時間後向方向控制閥發送工作位置切換信號，其目的是為確保車輛當前轉向工作狀態的穩定性。
圖I示出了現有電控轉向液壓控制系統的示意圖；
圖2示出了具體實施例中電控轉向液壓控制系統的示意圖；圖3示出了圖2中所示的方向控制閥的控制流程圖。圖中I液壓油箱、2液壓泵、3溢流閥、4單向閥、5方向控制閥、6蓄能器、7比例閥、8轉向油缸。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種電控轉向液壓控制系統，以解決現有技術中發動機熄火車輛即將停止時刻，蓄能器和與之連通的壓力油路的卸荷問題，從而消除液壓元件的壓力以及液壓泵再次啟動時能量的消耗，最終實現節能的同時延長液壓元件的使用壽命的目的。不失一般性，下面結合說明書附圖具體說明電控轉向液壓控制系統的具體實施方式
。請參見圖2，圖2示出了本實施例中電控轉向液壓控制系統示意圖。如圖2所述，本發明提供的電控轉向液壓控制系統包括連通系統回油油路的液壓油箱1，自液壓油箱I泵取壓力油液並輸出至系統壓力油路的液壓泵2，設置在轉向油缸8與系統壓力油路和回油油路之間以控制轉向油缸8伸縮的比例閥7，設置在比例閥7上遊側的系統壓力油路上的蓄能器6，和設置在蓄能器6所在系統壓力油路與液壓泵2或者液壓油箱I之間連通的方向控制閥5。發動機點火車輛起動，方向控制閥5切換至連通蓄能器6與液壓泵2的工作位置，液壓泵2將液壓油箱I內壓力油液泵入蓄能器6。當車輛行駛過程中開始轉向瞬間，液壓泵2泵入壓力油路的壓力油液尚未到達轉向油缸8，此時蓄能器6內儲蓄的壓力油液經由比例閥7向轉向油缸8提供壓力，保證了轉向動作的及時性；發動機熄火車輛即將停止時，液壓泵2停止工作，方向控制閥5切換至連通蓄能器6與液壓油箱I的工作位置，此時蓄能器6和與之相連壓力油路內的壓力油液經由回油油路流入液壓油液箱I內。在發動機熄火車輛即將停止的時刻，通過方向控制閥5工作位置的切換，蓄能器6和與之相連的壓力油路內的壓力油液經由回油油路迅速流入液壓油箱1，保證了整個供油迴路處於非受壓狀態，壓力油路也不會因長期處於高壓狀態而發生洩漏，從而避免了液壓泵2再次啟動時處於帶載狀態。因此，本發明中電控轉向液壓控制系統在節能的同時延長了液壓元件的使用壽命。如圖2所示，本方案中的方向控制閥5具體為兩位三通電磁換向閥，該兩位三通電磁換向閥包括第一油口、第二油口和第三油口，其中，第一油口與液壓泵2連通，第二油口與蓄能器6連通，第三油口與液壓油箱I連通，以通過工作位置的切換實現蓄能器及其所在系統壓力油路導通關係的變化，並可實現該閥位置切換的自動控制。請參見圖3，圖3示出了本方案中方向控制閥的控制流程圖。如圖3所示，本方案中控制器可以讀取由ECU發出的CAN報文中發動機轉速，來判斷發動機的狀態，即工作或是靜止，以此來實現兩位三通電磁換向閥工作位置的切換。當發動機轉速大於預定值時，兩位三通電磁換向閥斷電切換至第一工作位置，即蓄能器6與液壓泵2連通；當發動機轉速小於等於預定值時，控制器發出切換信號，此時兩位三通電磁換向閥通電切換至第二工作位置，即蓄能器6與液壓油箱I連通，蓄能器6和與之連通的壓力油路卸荷。本方案通過控制器自動控制上述兩位三通電磁換向閥工作位置的切換，這種設計避免了在行駛過程中由於誤操作而導致車輛的誤轉向，從而提高了車輛行駛過程中的安全性。此外，通過自動控制大幅度降低了操作者的勞動強度。另外，需要強調的是，本發明中也可以採用異於本方案中指出的方式讀取發動機轉速，以控制電磁閥工作位置的切換，例如採用速度傳感器等其他公知的數據採集方式。需要說明的是，本方案中的方向控制閥具體選用了兩位三通電磁換向閥，在滿足方向控制閥功能的情況下，也可以採用其他任意類型。此外，本方案中的控制器設定的發動機轉速的預定值具體為400-500r/min，可以理解，該數值根據配置該電控轉向系統的不同型號車輛的具體功能參數來設定。需要說明的是，該預定值必須小於發動機的怠速轉速，從而確保電控轉向液壓控制系統的卸荷工作只能在發動機熄火狀態下完成。進一步如圖3所示，當控制器讀取的發動機轉速小於等於預定值時，控制器延時一定時間後輸出切換信號，兩位三通電磁換向閥通電切換至第二工作位置，從而實現迴路中蓄能器6和與之連通的壓力油路的卸荷。這種設計是避免了車輛尚未停止而兩位三通電磁閥通電後切換工作位置而造成電控轉向的失效，從而確保當前車輛轉向工作狀態的穩定性。需要強調的是，具體的延時時間會依據液壓系統的響應速度的變化而變化，根據實驗數據表明，0. 01-2s的延時範圍即可滿足所有車輛的電控轉向系統的要求。優選地，0. 1-0. 5s的延時範圍可滿足基本車型的要求。本方案中在液壓泵2與方向控制閥5之間設置了單向閥4，單向閥4的進油口與液壓泵2連通，其出油口與蓄能器6連通。這種設計的目的是為了限制壓力油液的流向，即由液壓泵2泵出的壓力油液只能單向流向蓄能器6和轉向油缸8，防止了因壓力油液的回流造成液壓泵的損壞。下面結合圖2和圖3來說明本方案中電控轉向液壓控制系統的工作過程一、發動機點火車輛起動後，控制器獲取的發動機轉速大於預定值，兩位三通電磁換向閥斷電切換至第一工作位置，即第一油口與第二油口連通液壓泵2與蓄能器6。此時液壓泵2將液壓油箱I中的壓力油液泵入壓力油路中，隨著壓力油路中壓力不斷增大單向閥、4開啟，壓力油液流經單向閥4和兩位三通電磁換向閥5，進入蓄能器6。二、需要進行輪軸轉向控制時，比例閥7根據轉向需要切換工作位置及開度調節，這樣，壓力油液再經由比例閥7流入轉向油缸8從而實現車輛的轉向動作。三、當發動機熄火車輛即將停止時刻，控制器獲取的發動機轉速小於等於預定值，控制器延時一定時間後輸出切換信號，兩位三通電磁換向閥通電切換至第二工作位置，即第三油口與第二油口連通壓力油液箱I與蓄能器6。此時，蓄能器6和與之相連的壓力油路內的壓力油液通過兩位三通電磁換向閥，經由回油油路流入液壓油箱I。需要說明的是，比例閥7的工作原理與現有技術相同，由於該比例閥7與相應轉向油缸8之間配合關係並非本申請的發明點所在，故本方案中未具體說明比例閥7的具體結構。
此外，本方案中在液壓泵2和液壓油箱I之間設置溢流閥3，當壓力油路與轉向油缸中的油壓達到一定數值時，溢流閥3在此壓力作用下開啟，將新泵入的壓力油液直接經過回油油路流到液壓油箱I中，這種設計保持轉向油缸8與供油迴路的壓力在安全範圍之內。由此可見，整個系統的壓力都處於溢流閥3的卸荷壓力範圍之內，壓力不會一直升高而損壞液壓元器件。需要強調的是，本方案中的蓄能器6具體為氣動蓄能器，溢流閥3具體為先導式溢流閥，在滿足上述兩者液壓元件的功能的前提下，還可以選用其他類型。除前述電控轉向液壓控制系統外，本發明還提供一種輪式起重機，包括控制輪軸轉向的轉向控制系統，該轉向控制系統具體為上述電控轉向液壓控制系統。可以理解，構成該輪式起重機的基本功能部件及工作原理與現有技術基本相同，本領域的技術人員基於現有技術完全可以實現，故本文不再贅述。以上所述僅為本發明優選實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.ー種電控轉向液壓控制系統,包括 液壓油箱，連通系統回油油路； 液壓泵，自所述液壓油箱泵取壓力油液並輸出至系統壓カ油路； 比例閥，設置在轉向油缸與系統壓カ油路和回油油路之間，以控制所述轉向油缸的伸縮； 蓄能器，設置在所述比例閥上遊側的系統壓カ油路上；其特徵在於，還包括 方向控制閥，設置在所述蓄能器與所述液壓泵和所述液壓油箱之間，以控制所述蓄能器所在的系統壓カ油路與所述液壓泵或者所述液壓油箱之間導通。
2.根據權利要求I所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，還包括控制器，所述控制器根據發動機轉速向所述方向控制閥發送工作位置的切換信號；並配置成發動機轉速大於預定值時，所述方向控制閥位於第一工作位置，所述蓄能器與所述液壓泵連通；發動機轉速小於等於預定值時，所述方向控制閥位於第二工作位置，所述蓄能器與所述液壓油箱連通。
3.根據權利要求2所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述發動機轉速小於等於預定值時，所述控制器延時發送所述切換信號。
4.根據權利要求3所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述發動機轉速預定值具體為 400-500r/min。
5.根據權利要求4所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述方向控制閥具體為兩位三通電磁換向閥，所述兩位三通電磁換向閥包括第一油ロ、第二油口和第三油ロ，所述第一油ロ與所述液壓泵連通，所述第二油ロ與所述蓄能器連通，所述第三油ロ與所述液壓油箱連通。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述液壓泵與所述方向控制閥之間設置單向閥，所述單向閥的進油ロ與所述液壓泵連通，所述單向閥的出油ロ與所述蓄能器連通。
7.根據權利要求6所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述液壓泵和所述液壓油箱之間設置溢流閥。
8.根據權利要求7所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述蓄能器具體為氣動蓄能器。
9.根據權利要求8所述的電控轉向液壓控制系統，其特徵在於，所述溢流閥具體為先導式溢流閥。
10.一種輪式起重機，包括控制輪軸轉向的轉向控制系統，其特徵在於，所述轉向控制系統為如權利要求I至9中任一項所述的電控轉向液壓控制系統。
全文摘要
本發明公開了一種電控轉向液控系統，包括連通系統回油油路的液壓油箱，自液壓油箱泵取壓力油液並輸出至系統壓力油路的液壓泵，設置在轉向油缸與系統壓力油路和回油油路之間以控制轉向油缸伸縮的比例閥，設置在比例閥上遊側的系統壓力油路上的蓄能器，和設置在蓄能器所在系統壓力油路與液壓泵或者液壓油箱之間連通的方向控制閥。本發明是通過車身控制器採集車輛自身的行駛狀態參數，信息經控制器處理後發送控制信號使方向控制閥切換工作位置，以解決蓄能器和與之連通壓力油路的卸荷問題，從而在節能的同時延長液壓元件的使用壽命。此外，本發明還公開了一種採用上述電控轉向液壓控制系統的輪式起重機。
文檔編號B62D5/06GK102730563SQ201210233089
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者俞宗嘉, 宋曉曄, 朱長建, 王志芳, 趙歡 申請人:徐州重型機械有限公司