一種工程機械及其液壓調速系統的製作方法

2023-12-08 03:18:46 1

專利名稱：一種工程機械及其液壓調速系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種用於工程機械的液壓調速系統。此外，本實用新型還提供一種包括上述液壓調速系統的工程機械。
背景技術：
行走控制液壓系統是推土機液壓控制系統的核心部分，而液壓調速系統是行走控制液壓系統的關鍵環節。請參考圖1，圖I為現有技術中用於工程機械的液壓調速系統的液壓原理圖。現有技術中，對於小馬力工程機械來說，如圖I所示，液壓調速系統通常包括液壓泵，與液壓泵輸出端連接的主油路2'，以及兩個方向離合器21'和多個檔位離合器。上述主油路2'上設有方向控制閥111'，用於控制主油路2'與前進離合器211'、後退離合器 212'的通斷。上述主油路2'還設有速度控制閥112'，用於控制主油路2'與一檔離合器221'、二檔離合器222'和三檔離合器223'的通斷。由於小馬力工程機械的行走液壓系統流量較小，操作人員通常手動操控方向控制閥Iir和速度控制閥112'，即可實現對液壓泵對速度離合器22'和方向離合器21'的通斷控制，進而控制車輛行走。然而，對於大馬力工程機械來說，其行走液壓系統需要的流量較大，如果仍然採用上述手動操縱的方法，則需要很大的操縱力，並且需要增大變速閥閥芯的直徑，以提供足夠的流量，大大增加了生產成本。有鑑於此，亟待針對上述技術問題，對上述液壓調速系統進行進一步的優化設計，使其需要較小的操縱力即可實現對工程機械的行走控制，提高液壓調速系統的可操作性和工作穩定性。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題為提供用於工程機械的液壓調速系統，其需要較小的操縱力即可實現對工程機械的行走控制，提高其操作性和工作穩定性。本實用新型要解決的另一個技術問題為提供一種包括上述液壓調速系統的工程機械。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種用於工程機械的液壓調速系統，包括多個離合器和控制閥；所述液壓調速系統的供油路包括先導油路和主油路，所述先導油路的壓力小於所述主油路的壓力；各所述離合器均並聯設於所述主油路上，且每個所述離合器的進油口串聯有通斷閥、每個通斷閥通過切換不同的工作位置接通或斷開所述主油路； 所述通斷閥的第一控制口連通所述先導油路，所述通斷閥的第二控制口連接所述控制閥，且所述控制閥通過切換不同的工作位置接通對應的所述通斷閥，並改變接通的所述通斷閥的第二控制口的壓力。優選地，所述多個離合器包括兩個方向離合器和至少兩個檔位離合器，所述控制閥包括方向控制閥和速度控制閥，所述通斷閥包括方向通斷閥和速度通斷閥；每個所述方向離合器的進油口串聯所述方向通斷閥、每個所述檔位離合器的進油口串聯所述速度通斷閥；所述方向通斷閥的第二控制口連接所述方向控制閥、所述速度通斷閥的第二控制口連接所述速度控制閥，且所述方向控制閥、所述速度控制閥通過切換不同的工作位置接通對應的所述方向通斷閥、所述速度通斷閥，並改變接通的所述方向通斷閥的第二控制口、所述速度通斷閥的第二控制口的壓力。優選地，所述兩個方向離合器包括前進離合器、後退離合器，所述至少兩個檔位離合器包括一檔離合器、二檔離合器和三檔離合器；所述方向控制閥包括第一卸油口 ；所述方向控制閥處於第二工作位置時，所述第一洩油口與所述前進離合器的第二控制口連通；所述方向控制閥處於第一工作位置時，所述第一洩油口與所述後退離合器的第二控制口連通；所述速度控制閥包括第二洩油口 ；所述速度控制閥處於第一位置時，所述第二洩油口與所述一檔離合器的第二控制油口連通；所述速度控制閥處於第二位置時，所述第二洩油口與所述二檔離合器的第二控制油口連通；所述速度控制閥處於第三位置時，所述第二洩油口與所述三檔離合器的第二控制油口連通。優選地，所述先導油路與所述主油路的進油口連接同一液壓泵，且所述先導油路上設有先導減壓閥，所述方向通斷閥、所述速度通斷閥的第一控制口連通所述先導減壓閥的出油口。優選地，所述速度控制閥為三位八通閥，所述方向控制閥為三位三通閥；所述速度控制閥包括分別連接所述前進離合器、所述後退離合器的第一油路和第二油路，所述方向控制閥處於第一工作位置時，所述第一洩油口通過所述第一油路與所述前進離合器連通，所述方向控制閥處於第二工作位置時，所述第一洩油口通過所述第二油路與所述後退離合器連通。優選地，所述主油路上設有調壓閥和快回閥，所述調壓閥的出油口連接所述快回閥的進油口，所述快回閥的出油口連接所述離合器。優選地，還包括減壓閥，所述減壓閥設於所述快回閥與所述離合器之間。優選地，所述主油路上還設有順序閥，所述順序閥的出油口連接所述調壓閥。本實用新型提供一種用於工程機械的液壓調速系統，其供油路包括先導油路和主油路，先導油路的壓力小於主油路的壓力；各離合器均並聯設於主油路上，且每個離合器的進油口串聯有通斷閥、每個通斷閥通過切換不同的工作位置接通或斷開主油路；通斷閥的第一控制口連通先導油路，通斷閥的第二控制口連接控制閥，且控制閥通過切換不同的工作位置接通對應的通斷閥，並改變接通的通斷閥的第二控制口的壓力。採用這種液壓調速系統，操作人員在工作過程中通過控制通斷閥的第二控制口的壓力大於或者小於第一控制口的壓力進行調速控制，通斷閥的第一控制口始終連通先導油路，即第一控制口壓力等於先導油路的壓力。由於先導油路的壓力低、流量小，因而操作人員僅需付出較小的操縱力即可實現對工程機械的行駛速度的控制，增強了液壓調速系統的可操作性和工作穩定性。本實用新型還提供一種工程機械，包括行走液壓系統，所述行走液壓系統包括液壓調速系統；所述液壓調速系統為如上所述的液壓調速系統。由於上述液壓調速系統具有上述技術效果，因此，包括該液壓調速系統的工程機械也應當具有上述技術效果，在此不再贅述。

圖I為現有技術中用於工程機械的液壓調速系統的液壓原理圖；圖2為本實用新型所提供液壓調速系統的一種具體實施方式
的液壓原理圖；圖3為圖2所示的液壓調速系統的結構示意圖；圖4為圖3的B-B剖視圖； 圖5為圖2的A-A剖視圖；·圖6為圖2的X向圖；圖7為圖2所示的液壓調速系統的調壓曲線圖。其中，圖I中的附圖標記與部件名稱之間的對應關係為主油路2';方向控制閥111';速度控制閥112';方向離合器21';速度離合器22';前進離合器211';後退離合器212';—檔離合器221' ;二檔離合器222';三檔離合器223'；圖2至圖7中的附圖標記與部件名稱之間的對應關係為先導油路I ;主油路2 ;閥體3 ;閥座4 ;閥蓋5 ;控制閥11 ;先導減壓閥12 ;方向控制閥111 ;第一洩油口 c ;速度控制閥112 ;第二洩油口 d ;方向離合器21 ;前進離合器211 ;後退離合器212 ;速度離合器22 ;—檔離合器221 ;二檔離合器222 ;三檔離合器223 ;通斷閥23 ;方向通斷閥231 ;速度通斷閥232 ;第一控制口 a ;第二控制口 b ;調壓閥24 ;快回閥25 ;減壓閥26 ;順序閥27 ；方向轉軸51 ;速度轉軸52 ;扇齒臂53 ;第一搖臂54 ;第二搖臂55。
具體實施方式
本實用新型的核心為提供一種用於工程機械的液壓調速系統，該系統僅需要較小的操縱力即可實現對工程機械的行走控制，具有較好的操作性和工作穩定性。本實用新型的另一核心為提供一種包括上述液壓調速系統的工程機械。為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。請參考圖2至圖5，圖2為本實用新型所提供液壓調速系統的一種具體實施方式
的液壓原理圖；圖3為圖2所示的液壓調速系統的結構示意圖；圖4為圖3的B-B剖視圖；圖5為圖2的A-A剖視圖。在一種具體實施方式
中，如上圖所示，本實用新型提供一種用於工程機械的液壓調速系統，包括多個離合器和控制閥11 ;液壓調速系統的供油路包括先導油路I和主油路2，先導油路I的壓力小於主油路2的壓力；各離合器均並聯設於主油路2上，且每個離合器的進油口串聯有通斷閥23、每個通斷閥23通過切換不同的工作位置接通或斷開主油路2 ;通斷閥23的第一控制口 a連通先導油路1，通斷閥23的第二控制口 b連接控制閥11，且控制閥11通過切換不同的工作位置接通對應的通斷閥23，並改變接通的通斷閥23的第二控制口 b的壓力。採用這種結構，在液壓調速系統的工作過程中，操作人員切換控制閥11使其改變工作位置，接通與控制閥11的該工作位置對應的一個通斷閥23，並改變該通斷閥23的第二控制口 b的壓力，使通斷閥23的第二控制口 b的壓力大於或者小於第一控制口 a的壓力，通斷閥23在第一控制口 a壓力和第二控制口 b壓力形成的壓力差下，由一個位置切換至另一個工作位置，實現了主油路2的接通或斷開，使主油路2向與該通斷閥23串聯的離合器供油或停止供油，進而實現對工程機械的行駛速度進行調整。由上述工作過程可以看出，採用這種液壓調速系統，操作人員在工作過程中通過控制通斷閥23的第二控制口 b的壓力大於或者小於第一控制口 a的壓力進行調速控制，通斷閥23的第一控制口 a始終連通先導油路1，即第一控制口 a壓力等於先導油路I的壓力。由於先導油路的壓力低、流量小，因而操作人員僅需付出較小的操縱力即可實現對工程機械的行駛速度的控制，增強了液壓調速系統的可操作性和工作穩定性。 還可以進一步設置上述離合器、上述通斷閥23和上述控制閥11的具體結構形式。在具體的方案中，如圖2所示，上述液壓調速系統的多個離合器包括兩個方向離合器21和至少兩個檔位離合器，控制閥11包括方向控制閥111和速度控制閥112 ;每個方向離合器21的進油口串聯方向通斷閥231、每個檔位離合器的進油口串聯速度通斷閥232 ；方向通斷閥231的第二控制口 b連接方向控制閥111、速度通斷閥232的第二控制口 b連接速度控制閥112，且方向控制閥111、速度控制閥112通過切換不同的工作位置接通對應的方向通斷閥231、速度通斷閥232，並改變接通的方向通斷閥231的第二控制口 b、速度通斷閥232的第二控制口 b的壓力。採用這種結構，通過操縱方向控制閥111能夠使方向離合器21與主油路2接通或者斷開，通過操縱速度控制閥112能夠使速度離合器22與主油路2接通或者斷開，使得上述液壓調速系統對工程機械的行使速度的大小和方向均可以通過較小的操縱力來實現，即對於大馬力工程機械來說，也可以通過手動操縱來實現，進一步提高了液壓調速系統的可操作性。在更進一步的方案中，上述液壓調速系統中的兩個方向離合器21包括前進離合器211、後退離合器212，至少兩個檔位離合器包括一檔離合器221、二檔離合器222和三檔離合器223。方向控制閥111包括第一洩油口 c,方向控制閥111處於第二工作位置時,第一洩油口 c與前進離合器211的第二控制口 b連通；方向控制閥111處於第一工作位置時，第一洩油口 c與後退離合器212的第二控制口 b連通。速度控制閥112包括第二洩油口 d，速度控制閥112處於第一位置時，第二洩油口 d與一檔離合器221的第二控制油口連通；速度控制閥112處於第二位置時，第二洩油口 d與二檔離合器222的第二控制油口連通；速度控制閥112處於第三位置時，第二洩油口 d與三檔離合器223的第二控制油口連通。採用這種結構，以圖2所示的具體工作位置為例，在方向控制閥111、速度控制閥112上分別設置第一洩油口 C、第二洩油口 d，當方向控制閥111切換至第二工作位置時，與前進離合器211串聯的方向通斷閥231的第二控制口 b的壓力通過方向控制閥111的第一洩油口 c卸載，使得該方向通斷閥231在其節流孔兩側的壓差作用下由左側工作位置切換至右側工作位置，實現主油路2的導通，即主油路2向前進離合器211供油，實現對工程機械的速度方向的控制。當速度控制閥112切換至第一工作位置時，與一檔離合器221串聯的速度通斷閥232的第二控制油口 b的壓力通過速度控制閥112的第二卸載口 d卸載，使得該速度通斷閥232在其節流孔兩側的壓差作用下由左側工作位置切換至右側工作位置，實現主油路2的導通，即主油路2向一檔離合器221供油，實現對工程機械的速度大小的控制。採用這種結構，通過將方向控制閥111、速度控制閥112的一個油口連接油箱的方式即實現了對方向通斷閥231、速度通斷閥232兩側的壓差調節，使得上述液壓調速系統具有結構簡單、控制方便的特點。當然，除了採用洩油的方式改變各通斷閥的第二控制口 b的壓力，還可以通過其他任何由壓差控制實現離合器壓力調節的方式。還可以進一步設置上述先導油路I的具體設置方式。在另一種具體實施方式
中，上述先導油路I與主油路2的進油口連接同一液壓泵， 且先導油路I上設有先導減壓閥12，方向通斷閥231、速度通斷閥232的第一控制口 a連通先導減壓閥12的出油口。採用上述結構形式，採用先導減壓閥12將液壓泵輸出的油液的壓力減小，使得先導油路I的壓力小於主油路2的壓力，由於先導油路流量較小，從而保證較小的操縱力即可切換方向控制閥111、速度控制閥112的工作位置。這種設置方式具有結構簡單緊湊，且穩定性較高的特點。當然，上述先導油路I並不僅限於與主油路2連接同一液壓泵的結構，還可以設置一個流量較小的輔助液壓泵，該輔助液壓泵的輸出端連通先導油路1，操作人員同樣僅需克服先導油路I的壓力進行對方向控制閥111、速度控制閥112進行操作，提高液壓調速系統的可操作性。更具體的方案中，上述速度控制閥112可以為三位八通閥，方向控制閥111可以為三位三通閥；速度控制閥112包括分別連接前進離合器211、後退離合器212、且始終保持連通的第一油路和第二油路，方向控制閥111處於第一工作位置時，第一洩油口 c通過第一油路與前進離合器211連通，方向控制閥111處於第二工作位置時，第一洩油口 c通過第二油路與後退離合器212連通。採用這種結構形式，方向控制閥111通過速度控制閥112與前進離合器211、後退離合器212連通，即方向控制閥111和速度控制閥112通過串聯的方式連接，這使得液壓調速系統具有結構簡單緊湊的優點。當然，上述方向控制閥111和速度控制閥112還可以採用單獨控制。具體到上述控制閥11的具體結構，請參考圖4和圖6，圖6為圖2的X向圖。如圖4和圖6所示，上述控制閥11可以包括方向轉軸51、速度轉軸52、扇齒臂53、第一搖臂54和第二搖臂55，工作過程中，扇齒臂53通過螺栓固定於速度轉軸52上，第一搖臂54由軸承連接在方向轉軸51上，第一搖臂54上帶有銷軸，與扇齒臂53上的內槽嚙合在一起，夕卜部由拉簧把它們卡緊；扇齒臂53上帶有銷軸，卡接於方向控制閥111撥叉槽內。當拉動方向轉軸51，第一搖臂54的銷軸在扇齒臂53的內槽內滾動，使換檔動作時的位置感很明確。第二搖臂55上帶有銷軸，其通過螺栓固定於方向轉軸51上，銷軸卡在速度控制閥112撥叉槽內，方向控制閥112上帶槽，閥體上的定位裝置壓緊方向控制閥112，使換向動作時的位置感明確。還可以進一步設置設於上述主油路2的液壓控制部件。[0061]當操作速度控制閥112進行換擋時，離合器在活塞作用下嚙合，但由於主油路2壓力較高、活塞動作較快，離合器也迅速嚙合在一起，這會使車輛突然啟動，造成車輛劇烈震動。為避免此種現象的發生，在另一種具體實施方式
中，如圖2所示，上述主油路2可以設有調壓閥24和快回閥25，調壓閥24的出油口連接快回閥25的進油口，快回閥25的出油口連接離合器。採用這種結構，請參考圖7，圖7為圖2所示的液壓調速系統的調壓曲線圖，當操作速度控制閥112進行換擋動作時，例如圖7所示的由一檔切換位二檔時，來自液壓泵的油液通過通斷閥23的閥芯逐漸注滿二檔離合器222，這段時間為注滿時間tl，此時油壓的壓力值大約為O O. 3MPa。在油液注滿離合器後，油壓逐漸上升至調壓閥24的調定值，這段時間為油壓建立時間t2，注滿時間tl與油壓建立時間t2的總和成為調壓時間t。在上述換擋過程中，調壓閥24的調壓作用使作用於活塞的油壓緩慢上升，因此離合器平滑嚙合在一起，那麼車輛啟動時就不會產生劇烈震動，提高了傳動元件的耐久性和操作的舒適性。 在更進一步的方案中，上述液壓調速系統在一檔離合器221所在的支路上還設有減壓閥26，該減壓閥26的出油口連接一檔通斷閥23。採用這種結構，使作用於一檔離合器221的壓力降低(例如降至2. 16MPa)，保護一檔離合器221的油路密封圈不會被過高的油壓損壞，進一步提高各零部件的使用壽命。在另一種具體實施方式
中，上述液壓調速系統的主油路2上還設有順序閥27，順序閥27的出油口連接調壓閥24。當操作速度控制閥112切換工作位置時，會使變速油路壓力突然降低，此時順序閥27能夠起到斷開主油路2和先導油路1，有效保證變速和換向過程的實現，並防止變速過程中帶給傳動部件的衝擊。此外，本法還提供一種工程機械，包括行走液壓系統，行走液壓系統包括液壓調速系統；液壓調速系統為如上述的液壓調速系統。由於上述液壓調速系統具有上述技術效果，因此，包括該液壓調速系統的工程機械也應當具有相同的技術效果，在此不再贅述。對本實用新型所提供的一種工程機械及其液壓調速系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
權利要求1.一種用於工程機械的液壓調速系統，包括多個離合器和控制閥(11);其特徵在於， 所述液壓調速系統的供油路包括先導油路(I)和主油路(2)，所述先導油路(I)的壓力小於所述主油路(2)的壓力； 各所述離合器均並聯設於所述主油路(2)上，且每個所述離合器的進油口串聯有通斷閥(23)、每個通斷閥(23)通過切換不同的工作位置接通或斷開所述主油路(2); 所述通斷閥(23)的第一控制口連通所述先導油路(I)，所述通斷閥(23)的第二控制口連接所述控制閥(11)，且所述控制閥(11)通過切換不同的工作位置接通對應的所述通斷閥(23)，並改變接通的所述通斷閥(23)的第二控制口的壓力。
2.根據權利要求I所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，所述多個離合器包括兩個方向離合器(21)和至少兩個檔位離合器，所述控制閥(11)包括方向控制閥(111)和速度控制閥(112)，所述通斷閥(23)包括方向通斷閥(231)和速度通斷閥(232)； 每個所述方向離合器(21)的進油口串聯所述方向通斷閥(231)、每個所述檔位離合器的進油口串聯所述速度通斷閥(232)； 所述方向通斷閥(231)的第二控制口連接所述方向控制閥(111)、所述速度通斷閥(232)的第二控制口連接所述速度控制閥(112)，且所述方向控制閥(111)、所述速度控制閥(112)通過切換不同的工作位置接通對應的所述方向通斷閥(231)、所述速度通斷閥(232)，並改變接通的所述方向通斷閥(231)的第二控制口、所述速度通斷閥(232)的第二控制口的壓力。
3.根據權利要求2所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，所述兩個方向離合器(21)包括前進離合器(211)、後退離合器(212)，所述至少兩個檔位離合器包括一檔離合器(221)、二檔離合器(222)和三檔離合器(223)； 所述方向控制閥(111)包括第一卸油口 ；所述方向控制閥(111)處於第二工作位置時，所述第一洩油口與所述前進離合器(211)的第二控制口連通；所述方向控制閥(111)處於第一工作位置時，所述第一洩油口與所述後退離合器(212)的第二控制口連通； 所述速度控制閥(112)包括第二洩油口 ；所述速度控制閥(112)處於第一位置時，所述第二洩油口與所述一檔離合器(221)的第二控制油口連通；所述速度控制閥(112)處於第二位置時，所述第二洩油口與所述二檔離合器(222)的第二控制油口連通；所述速度控制閥(112)處於第三位置時，所述第二洩油口與所述三檔離合器(223)的第二控制油口連通。
4.根據權利要求2所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，所述先導油路(I)與所述主油路(2)的進油口連接同一液壓泵，且所述先導油路(I)上設有先導減壓閥(12)，所述方向通斷閥(231)、所述速度通斷閥(232)的第一控制口連通所述先導減壓閥(12)的出油口。
5.根據權利要求3所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，所述速度控制閥(112)為三位八通閥，所述方向控制閥(111)為三位三通閥；所述速度控制閥(112)包括分別連接所述前進離合器(211)、所述後退離合器(212)的第一油路和第二油路，所述方向控制閥(111)處於第一工作位置時，所述第一洩油口通過所述第一油路與所述前進離合器(211)連通，所述方向控制閥(111)處於第二工作位置時，所述第一洩油口通過所述第二油路與所述後退離合器(212)連通。
6.根據權利要求1-5任一項所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，所述主油路(2)上設有調壓閥(24)和快回閥(25)，所述調壓閥(24)的出油口連接所述快回閥(25)的進油口，所述快回閥(25)的出油口連接所述離合器。
7.根據權利要求6所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，還包括減壓閥(26)，所述減壓閥(26)設於所述快回閥(25)與所述離合器之間。
8.根據權利要求7所述的用於工程機械的液壓調速系統，其特徵在於，所述主油路(2)上還設有順序閥(27)，所述順序閥(27)的出油口連接所述調壓閥(24)。
9.一種工程機械，包括行走液壓系統，所述行走液壓系統包括液壓調速系統；其特徵在於，所述液壓調速系統為如權利要求1-8任一項所述的液壓調速系統。
專利摘要本實用新型公開了一種用於工程機械的液壓調速系統，包括多個離合器、控制閥(11)、先導油路(1)和主油路(2)，各所述離合器均並聯設於所述主油路(2)上，每個所述離合器的進油口串聯有通斷閥(23)、每個通斷閥(23)通過切換不同的工作位置接通或斷開所述主油路(2)；所述通斷閥(23)的第一控制口連通所述先導油路(1)，所述通斷閥(23)的第二控制口連接所述控制閥(11)，且所述控制閥(11)通過切換不同的工作位置接通對應的所述通斷閥(23)，並改變接通的所述通斷閥(23)的第二控制口的壓力。該系統僅需要較小的操縱力即可實現對工程機械的行走控制。本實用新型還公開一種包括上述液壓調速系統的工程機械。
文檔編號F15B11/04GK202597301SQ20122024387
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者宋金寶, 姚友良, 趙建軍, 林嘉棟, 楊海清, 金軻, 田鐵軍 申請人:山推工程機械股份有限公司