一種輪式拖拉機液壓分配閥及制動切換方法

2023-04-27 13:56:26 3

專利名稱：一種輪式拖拉機液壓分配閥及制動切換方法
技術領域：
本發明屬於輪式拖拉機液壓制動領域的液壓控制元件及其控制方法。
背景技術：
輪式拖拉機在進行農田作業狀態和公路運輸作業狀態時需要兩種不同的制動方式一是輪式拖拉機單邊後輪制動方式，當輪式拖拉機進行農田作業時，需要更小的轉彎半徑，通過對拖拉機的單邊後輪實施制動來減小轉彎半徑，一般通過兩個制動踏板來完成 』左轉彎時，需制動左側後輪，駕駛員踩下左側的制動踏板實現左後輪的制動；右轉彎時，需制動右側後輪，駕駛員踩下右側的制動踏板實現右後輪的制動。二是輪式拖拉機後輪同時制動方式，當輪式拖拉機在公路運輸狀態時，左右制動踏板處於聯鎖狀態，駕駛員踩下制動踏板，實現後輪同時制動。目前，為了提高運輸效率，拖拉機的運輸載重量和最高時速也提高。 由於公路行駛安全的需要，對於原本兩後輪制動的輪式拖拉機，實施四輪制動，即在原先左右後輪同時制動的基礎上，需要增加前輪制動。因此，輪式拖拉機需要在農田作業時只用左右後輪單邊制動以及在公路運輸時需四輪同時制動這兩種工作狀態下實現自動切換，且儘量不改變拖拉機制動結構。中國專利號為20072009228、名稱為「大功率輪式拖拉機制動器操縱裝置」公開了一種氣壓制動和液壓制動組合成的氣液制動裝置，通過電磁閥動作控制制動動作，在單邊後輪制動方式和四輪同時制動方式的切換方面是通過一個轉換開關控制來完成，自動化程度較低；該裝置在結構上較為複雜，組成的元件多，佔據空間大，使得底盤空間擁擠，不利於拖拉機整機設計時的方案布置，並且綜合了機電、液壓和氣動元件及相關技術，維修保養要求高，出現故障不易排查。

發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術不足，提出一種體積小，結構簡單、能實現輪式拖拉機單邊後輪制動和四輪同時制動的液壓分配閥；本發明同時還提供該液壓分配閥的制動切換方法，在不改變制動系統結構的情況下，實現輪式拖拉機在農田和運輸兩種作業狀態時的自動切換控制。本發明輪式拖拉機液壓分配閥採用的技術方案是包括閥體和同軸設於閥體內腔且可左右往復移動的閥芯，閥芯兩端是與閥體內徑相配的大徑部分，中間是小徑部分，將閥體內腔分隔成左、中、右三個腔室；閥體左、右端軸向連接左、右進油口接頭，左、右進油口接頭上設有連通閥體左、右腔室的左、右進油口 ；在閥芯左、右端面與左、右進油口接頭之間均設有回位彈簧；閥體的徑向側壁上設有分別連通閥體左、中、右腔室的左後輪制動出油口、 前輪制動出油口和右後輪制動出油口；閥體內設有分別位於前輪制動出油口左右兩側的左、右阻尼油路，左、右阻尼油路左、右端分別連通閥體左、右腔室，且左、右阻尼油路之間的最小間距小於閥體中間腔室的長度。進一步地，本發明的閥芯的長度小於左、右後輪出油口之間的最小間距；在閥芯移至最右位置時，左阻尼油路的長度小於左阻尼油路左端至閥體中間腔室的最短距離；在閥芯移至最左位置時，右阻尼油路的長度小於右阻尼油路右端至閥體中間腔室的最短距離。本發明輪式拖拉機液壓分配閥制動切換方法是採用如下步驟(1)左進油口進油，右進油口不進油，壓力油克服回位彈簧作用力推動閥芯向右移至極限位置，閥芯左端大徑部分隔斷左阻尼油路與閥體中間腔室的連通，壓力油進入左後輪出油口驅動左後輪制動；(2)右進油口進油，左進油口不進油，壓力油克服回位彈簧作用力推動閥芯向左移至極限位置，閥芯右端大徑部分隔斷右阻尼油路與閥體中間腔室的連通，壓力油進入右後輪出油口驅動右後輪制動；(3)左進油口和右進油口同時進油，閥芯不移動，左阻尼油路連通閥體左腔室和中間腔室，右阻尼油路連通閥體右腔室和中間腔室，壓力油進入左、右後輪制動出油口和前輪制動出油口，驅動左後輪、右後輪和前輪制動。本發明的優點在於
1.本發明的液壓分配閥安裝在拖拉機的液壓制動系統中，能夠滿足輪式拖拉機在農田作業狀態的制動方式和交通運輸作業狀態的制動方式之間的自動切換；
2.相對於現有的相同功能的制動控制系統，本發明的液壓分配閥結構簡單、成本低、質量小。3.相對於現有的具備液壓制動形式的輪式拖拉機，本發明的液壓分配閥接口簡單、安裝方便。


圖1是本發明的液壓分配閥的結構剖視圖； 圖2是左後輪制動時液壓分配閥的結構剖視圖； 圖3是右後輪制動時液壓分配閥的結構剖視圖； 圖4是四輪制動時液壓分配閥的結構剖視圖； 圖5是液壓分配閥的四輪制動切換原理示意圖6是本發明的液壓分配閥四輪制動切換模式的應用結構框圖； 圖中1.左進油口 ；2.左進油口接頭；3.回位彈簧；4.左後輪制動出油口 ；5.閥體； 6.閥芯；7.右後輪制動出油口 ；8.右進油口接頭；9.右進油口 ；10.左阻尼油路；11.前輪制動出油口 ；12.右阻尼油路；13.左後輪制動油路；14.前輪制動油路；15.右後輪制動油路；16.液壓分配閥；17.左制動踏板；18.右制動踏板；19.左制動泵；20.右制動泵；21.左後輪制動油缸；22.右後輪制動油缸；23.前輪制動油缸。
具體實施例方式如圖1所示本發明的液壓分配閥包括閥體5和閥芯6，閥芯6同軸安裝在閥體5 內腔中。閥芯6兩端是大徑部分，中間是小徑部分，閥芯6兩端的大徑部分與閥體5內徑相配，這樣將閥體5內腔分隔成左、中、右三個腔室。閥體5的中間腔室由閥芯6的小徑部分和閥體5形成。在閥體5的左端軸向上通過螺紋連接左進油口接頭2，左進油口接頭2的軸向上開有左進油口 1。閥體5的左腔室由閥體5、閥芯6和左進油口接頭2形成。左進油口 1連通閥體5的左腔室，外部的油管通過螺紋與左進油口 1聯接。同樣，在閥體5的右端軸向上通過螺紋連接右進油口接頭8，右進油口接頭8的軸向上開有右進油口 9，閥體5的右腔室由閥體5、閥芯6和右進油口接頭8形成。右進油口 9連通閥體5的右腔室，外部的油管通過螺紋與右進油口 9聯接。在閥芯6的左端面與左進油口接頭2之間，以及在閥芯 6的右端面與右進油口接頭8之間均安裝回位彈簧3。這樣，在外部進入的油液壓力和回位彈簧3的共同作用下，可使閥芯6在閥體5內腔中沿軸向左右往復移動，同時，左、右進油口接頭2、8限定了閥芯6左右移動的極限位置。在閥體5的徑向側壁上有開有三個出油口，分別是左後輪制動出油口 4、右後輪制動出油口 7和前輪制動出油口 11 ；這三個出油口通過螺紋分別與左車輪制動油管、右後輪制動油管和前輪制動油管聯接。左後輪制動出油口 4連通閥體5的左腔室，右後輪制動出油口 7連通閥體5的右腔室，前輪制動出油口 11連通閥體5的中間腔室。閥體5內還設有左端連通左腔室的左阻尼油路10和右端連通右腔室的右阻尼油路12，且左阻尼油路10和右阻尼油路12分別位於前輪制動出油口 11的左右兩側，閥芯6在閥體5內的位置決定了左阻尼油路10、右阻尼油路12與前輪制動出油口 11的通斷狀態。如圖2所示液壓分配閥在左後輪制動時的結構，左進油口 1進油，且右進油口 9不進油時，在左阻尼油路10的阻尼作用下，壓力油克服回位彈簧3的作用力，推動閥芯6向右移動至圖2所示的極限位置。在具體設計尺寸上要求Ll 0，即閥體5中間腔室至左阻尼油路10右端的距離大於0，閥芯6左端大徑部分隔斷了左阻尼油路10與閥體 5中間腔室的連通，從而保證左進油口 1與前輪制動出油口 11隔斷；此時，壓力油進入左後輪出油口 4，驅動左後輪制動；而前輪和右後輪不制動。如圖3所示液壓分配閥在右後輪制動時的結構，右進油口 9進油，左進油口 1不進油，在右阻尼油路12的阻尼作用下，壓力油克服回位彈簧3的作用力，推動閥芯6向左移動至圖3中所示的極限位置，在具體設計尺寸上要求L3 0，即閥體5中間腔室至右阻尼油路12左端的距離大於0，閥芯6右端大徑部分隔斷了右阻尼油路12與閥體5 中間腔室的連通，從而保證右進油口 9與前輪制動出油口 11隔斷；此時，壓力油進入右後輪出油口 7，驅動右後輪制動；而前輪和左後輪不制動。本發明左阻尼油路10的長度Ll與右阻尼油路12的長度L3相同。如圖4所示液壓分配閥在四輪制動時的結構，左進油口 1和右進油口 9同時進油， 由於左右油壓相同，閥芯6不移動。在具體尺寸上要求左、右阻尼油路10、12之間的最小間距L5小於閥體5中間腔室的長度L6，即L5 < L6 ；還要求閥芯6的長度L7小於左、右後輪出油口 4、7之間的最小間距L8，即L7 < L8 ；這樣，此時，左阻尼油路10連通閥體5左腔室和中間腔室，右阻尼油路12連通閥體5右腔室和中間腔室，可保證左進油口 1與左後輪制動出油口 4相通，右制動進油口 9與右後輪出油口 7相通，並且在閥芯6移動時，左進油口 1和右進油口 9中至少一個與前制動出油口 11相通；此時，壓力油進入左後輪制動出油口 4、右後輪制動出油口 7和前輪制動出油口 11，從而驅動左後輪、右後輪和前輪制動，即四輪制動。如圖5所示的液壓分配閥四輪制動切換原理圖，無車輪制動時，左制動踏板17和右制動踏板18無動作，液壓分配閥16處於中位工作狀態，即閥芯6處於圖1的工作狀態， 此時，左後輪制動油路13、前輪制動油路14和右後輪制動油路15都與油箱相通，即左後輪
5制動出油口 4、右後輪制動出油口 7和前輪制動出油口 11都與油箱相通，閥芯6左右無壓力，四輪不制動。左後輪制動時，左制動踏板17動作，右制動踏板18無動作，液壓分配閥16處於左位工作狀態，此時，左後輪制動油路13與壓力油相通，左後輪處於制動狀態；前輪制動油路 14和右後輪制動油路15都與油箱相通，無壓力，前輪和右後輪不制動；實現單邊左後輪制動。右後輪制動時，右制動踏板18動作，左制動踏板17無動作，液壓分配閥16處於右位工作狀態，此時，右後輪制動油路15與壓力油相通，右後輪處於制動狀態；前輪制動油路 14和左後輪制動油路13都與油箱相通，無壓力，前輪和左後輪不制動；實現單邊右後輪制動。四輪制動時，制動踏板17、18動作，液壓分配閥16處於中位工作狀態，此時，左後輪制動油路13、右後輪制動油路14，前輪制動油路15與壓力油相通，左後輪、右後輪，前輪處於制動狀態，即四輪制動。以下提供本發明應用在某輪式拖拉機液壓制動系統中的1個應用例
如圖6所示，液壓分配閥16上的左後輪制動油路13、前輪制動油路14和右後輪制動油路15通過管路分別與左後輪制動油缸21、前輪制動油缸23和右後輪制動油缸22聯接；左制動泵19和右制動泵20與液壓制動分配閥的聯接位置如圖6中所示；左、右制動泵19、20 可選用市場上已商品化的制動泵，左後輪制動油缸21、前輪制動油缸23和右後輪制動油缸 22可選用市場上已商品化的制動油缸。單邊後輪制動方式和四輪制動方式切換過程的步驟如下
第一步，左後輪單邊制動。駕駛員踩下左制動踏板17，液壓分配閥16工作位置處於左位，左制動泵19與左制動油路13連通，左制動泵19的壓力油驅動左後輪制動油缸21動作， 左後輪制動；前輪制動油路14和右後輪制動油路15通過右制動泵20通油箱，前輪和右後輪不制動；實現了左後輪單邊制動。第二步，右後輪單邊制動。駕駛員踩下右制動踏板18，液壓制動分配閥16工作位置處於右位；右制動泵20與右制動油路15連通，右制動泵20的壓力油驅動右後輪制動油缸22動作，右後輪制動；左後輪制動油路13前輪制動油路14通過左制動泵19通油箱，左後輪和前輪不制動；實現了右後輪單邊制動。第三步，公路運輸作業時的四輪制動。此時，輪式拖拉機左右踏板處於聯動狀態， 拖拉機需要四輪制動時，駕駛員踩下制動踏板，即，左制動踏板17和右制動踏板18同時動作；液壓制動分配閥16工作位置處於中位，左、右制動泵19、20與左、右後輪制動油路13、 15，前輪制動油路14連通，左、右制動泵19、20的壓力油驅動左後輪制動油缸21、前輪制動油缸23和右後輪制動油缸22動作，實現四輪制動。
權利要求
1.一種輪式拖拉機液壓分配閥，包括閥體(5)和同軸設於閥體(5)內腔且可左右往復移動的閥芯(6)，其特徵是閥芯(6)兩端是與閥體(5)內徑相配的大徑部分，中間是小徑部分，將閥體(5)內腔分隔成左、中、右三個腔室；閥體(5)左、右端軸向連接左、右進油口接頭 (2、8)，左、右進油口接頭(2、8)上設有連通閥體(5)左、右腔室的左、右進油口(1、9)；在閥芯(6)左、右端面與左、右進油口接頭(2、8)之間均設有回位彈簧(3);閥體(5)的徑向側壁上設有分別連通閥體(5)左、中、右腔室的左後輪制動出油口(4)、前輪制動出油口(11)和右後輪制動出油口(7);閥體(5)內設有分別位於前輪制動出油口(11)左右兩側的左、右阻尼油路(10、12)，左、右阻尼油路(10、12)左、右端分別連通閥體(5)左、右腔室，且左、右阻尼油路(10、12)之間的最小間距(L5)小於閥體(5)中間腔室的長度(L6)。
2.根據權利要求1所述的一種輪式拖拉機液壓分配閥，其特徵是閥芯(6)的長度 (L7)小於左、右後輪出油口(4、7)之間的最小間距(L8)；在閥芯(6)移至最右位置時，左阻尼油路(10)的長度小於左阻尼油路(10)左端至閥體(5)中間腔室的最短距離；在閥芯(6) 移至最左位置時，右阻尼油路(12)的長度小於右阻尼油路(12)右端至閥體(5)中間腔室的最短距離。
3.一種輪式拖拉機液壓分配閥的制動切換方法，其特徵是採用如下步驟1)左進油口(1)進油，右進油口(9)不進油，壓力油克服回位彈簧(3)作用力推動閥芯 (6)向右移至極限位置，閥芯(6)左端大徑部分隔斷左阻尼油路(10)與閥體(5)中間腔室的連通，壓力油進入左後輪出油口(4)驅動左後輪制動；2)右進油口(9)進油，左進油口(1)不進油，壓力油克服回位彈簧(3)作用力推動閥芯 (6)向左移至極限位置，閥芯(6)右端大徑部分隔斷右阻尼油路(12)與閥體(5)中間腔室的連通，壓力油進入右後輪出油口(7)驅動右後輪制動；3)左進油口(1)和右進油口(9)同時進油，閥芯(6)不移動，左阻尼油路(10)連通閥體(5)左腔室和中間腔室，右阻尼油路(12)連通閥體(5)右腔室和中間腔室，壓力油進入左、右後輪制動出油口(4、7)和前輪制動出油口(11)，驅動左後輪、右後輪和前輪制動。
全文摘要
本發明公開一種輪式拖拉機液壓分配閥及制動切換方法，閥芯兩端是與閥體內徑相配的大徑部分，中間是小徑部分，將閥體內腔分隔成左、中、右三個腔室；閥體的徑向側壁上設有分別連通閥體左、中、右腔室的出油口；閥體內設有分別位於前輪制動出油口左右兩側的左、右阻尼油路；左進油口進油，右進油口不進油，閥芯左端大徑部分隔斷左阻尼油路與閥體中間腔室的連通，驅動左後輪制動；反之驅動右後輪制動；左、右進油口同時進油，閥芯不移動，左阻尼油路連通閥體左腔室和中間腔室，右阻尼油路連通閥體右腔室和中間腔室，驅動左後輪、右後輪和前輪制動；滿足輪式拖拉機在農田作業狀態和交通運輸作業狀態之間制動方式的自動切換。
文檔編號B60T11/28GK102267447SQ20111011343
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者韓江義 申請人:江蘇大學