行走控制閥組、液壓閉式行走系統及高空作業平臺車的製作方法

2024-02-05 14:48:15

本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種行走控制閥組、液壓閉式行走系統及高空作業平臺車。

背景技術：

按油液的循環方式，液壓系統可分為開式系統和閉式系統兩類。液壓泵輸出液壓油，驅動執行機構，液壓油通過執行機構做完功後直接回液壓泵，形成一個封閉的迴路，這種液壓系統稱為閉式系統。閉式系統通常採用雙向變量液壓泵，通過泵的變量改變主油路中液壓油的流量和方向，來實現執行機構的變速和換向。

閉式系統在持續的高壓工作時，泵、馬達自身的內洩量以及系統元件本身不足以帶走系統高壓產生的熱量，因而使系統溫度升高。為降低溫度，需要在系統內設置衝洗迴路，使系統內的低壓側釋放一部分油液，這部分油液經衝洗溢流閥流回油箱進行冷卻，這樣補進的是冷油，排出的是熱油，對閉式系統進行了強制循環冷卻，使迴路中的油溫保持在允許的範圍內，同時管路中因元件磨損而不斷產生的汙染顆粒隨這部分油液排出系統。為保證有充足的油液經過衝洗溢流閥，衝洗溢流閥設定壓力通常比補油溢流閥設定壓力低0.3～0.5MPa。

現有技術中有一種行走控制閥，如圖1所示，油液從閥上的油口A和油口B中的一個進油，另一個回油，衝洗梭閥a1取低壓側壓力，然後經過衝洗溢流閥a2通過油口T流進油箱進行冷卻。油口LA和油口LB分別與位於左側的行走馬達的進油口和回油口連通，油口RA和油口RB分別與位於右側的行走馬達的進油口和回油口連通，油口DA和油口DB則從衝洗溢流閥a2的閥前取油，並經過第一電磁閥a3和第二電磁閥a4的換向分別流向用於控制行走馬達啟停的減速機制動迴路和馬達高低檔切換迴路中。

由此可見，在該現有技術中，其減速機制動迴路和馬達高低檔切換迴路共用一個油源，均取自衝洗溢流閥的閥前壓力，這也是本領域普通技術人員的慣常做法，而行走控制閥到兩個行走馬達變量調節機構之間的切換油管有2根(四驅將有4根)，最長的有近3米，再加上變量柱塞及補償洩露所需的油液，因此其總容積較大。車輛在行駛過程中，當馬達需要高低速切換時，由於電磁閥換向時間較短(大約0.1s)，因此通過馬達變排量機構的瞬時流量較大，勢必造成衝洗流量不足而使迴路控制壓力(衝洗溢流閥的閥前壓力)不穩，進而使制動器迴路控制壓力不穩，減速機制動器時開時閉甚至關閉，輕則使發動機轉速下降過大，車輛出現一衝一停，重則使發動機嚴重過載而熄火，總之導致車輛行走不平穩。

需要說明的是，公開於本發明背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的目的是提出一種行走控制閥組、液壓閉式行走系統及高空作業平臺車，以儘可能地解決現有技術中的行走控制閥中行走減速機制動器與行走馬達變排量機構的控制壓力不穩而導致的車輛行走不平穩問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種行走控制閥組，用於控制自行走式高空作業平臺車的行走，包括：

第一油口，與動力元件的一個油口連通；

第二油口，與動力元件的另一個油口連通；

第一閥，用於控制向行走馬達調節機構供油的油路的通斷；

第二閥，用於控制向行走減速機制動器供油的油路的通斷；

壓力選擇機構，用於在所述第一油口和所述第二油口之間選擇壓力較大的油口；

調壓機構，用於對進入所述行走減速機制動器和所述行走馬達調節機構中的液壓油油壓進行調節；

所述調壓機構設置在所述壓力選擇機構與所述第一閥和所述第二閥之間，以通過所述行走控制閥組的壓力較大的油口的油壓控制所述行走減速機制動器的開閉和/或所述行走馬達調節機構的開度。

進一步地，所述壓力選擇機構包括梭閥，所述梭閥的兩個進油口分別與所述第一油口和所述第二油口連通，所述梭閥的出油口同時與所述第一閥的進油口和所述第二閥的進油口連通。

進一步地，所述壓力選擇機構包括兩個反向串聯連接的單向閥，兩個所述單向閥的進油口分別與所述第一油口和所述第二油口連通，兩個所述單向閥的出油口相互連通並同時與所述第一閥的進油口和所述第二閥的進油口連通。

進一步地，還包括調壓機構，所述調壓機構的一端與所述壓力選擇機構的出油口連通，另一端同時與所述第一閥的進油口和所述第二閥的進油口連通，以對進入所述行走馬達調節機構和所述行走減速機制動器中的液壓油油壓進行控制。

進一步地，所述調壓機構包括減壓閥，所述減壓閥用於使進入所述行走馬達調節機構和所述行走減速機制動器中液壓油的油壓與所述行走減速機制動器和所述行走馬達調節機構的預設壓力相匹配。

進一步地，還包括第一溢流機構，所述第一溢流機構的預設壓力大於所述調壓機構的出口壓力。

進一步地，還包括分流集流閥，所述分流集流閥設置在所述第一油口與兩個行走馬達之間，以對進入兩個所述行走馬達的液壓油進行分流，或者對流出兩個所述行走馬達的液壓油進行集流。

進一步地，還包括第三閥，所述第三閥用於在所述第一油口和所述第二油口之間選擇壓力較小的油口，所述第三閥的出油口與回油油路連通，以使流出所述壓力較小的油口的液壓油流入油箱。

進一步地，所述第三閥為三位三通液控閥，所述第三閥的兩個工作位的控制端和每個工作位的兩個工作油口均分別與所述第一油口和所述第二油口連通，所述第三閥的每個工作位的出油口與所述回油油路連通。

進一步地，還包括第二溢流機構，所述第二溢流機構用於使所述第三閥的出油口壓力以所述第二溢流機構的預設壓力溢流。

為實現上述目的，本發明還提供了一種液壓閉式行走系統，包括上述的行走控制閥組。

進一步地，還包括閉式泵、兩個行走減速機制動器、兩個行走馬達和兩個行走馬達調節機構，所述閉式泵的兩個油口分別與所述行走控制閥組的進油口和回油口連通，以通過所述閉式泵為所述行走控制閥組提供液壓油，所述第一閥的出油口與兩個所述行走馬達調節機構分別連通，所述第二閥的出油口與兩個所述行走減速機制動器分別連通，所述行走控制閥組上還設有與兩個所述行走馬達連通的油口，以通過所述行走控制閥組控制所述行走減速機制動器的開閉、所述行走馬達的轉動以及所述行走馬達調節機構的開度。

為實現上述目的，本發明還提供了一種高空作業平臺車，包括上述的液壓閉式行走系統。

基於上述技術方案，本發明通過設置壓力選擇機構，從行走控制閥組的第一油口和第二油口中選擇壓力較大的油口，通過設置調壓機構，可以對從壓力選擇機構中流出的液壓油油壓進行調節，即控制進入行走減速機制動器和行走馬達調節機構中的液壓油油壓，進而通過該油口的高壓油壓力控制行走減速機制動器的開閉和行走馬達調節機構的開度，該高壓油口的油壓較高，並且流量遠大於衝洗迴路的流量，經調壓機構後制動器控制迴路壓力可以穩定在預設值，因此可以解決制動器迴路控制壓力不穩的問題，避免車輛行走不平穩。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為現有技術中行走控制閥的液壓原理圖。

圖2為本發明行走控制閥組一個實施例的液壓原理圖。

圖3為本發明液壓閉式行走系統一個實施例的液壓原理圖。

圖中：a1-衝洗梭閥，a2-衝洗溢流閥，a3-第一電磁閥，a4-第二電磁閥；

1-梭閥，2-分流集流閥，3-減壓閥，4-第一溢流閥，5-第一閥，6-第二閥，7-第三閥，8-第二溢流閥，9-第一單向閥，10-第二單向閥，11-行走控制閥組，12-第一行走減速機制動器，13-第二行走減速機制動器，14-第一變排量柱塞，15-第二變排量柱塞，16-洩油油路，17-回油油路，18-油箱，19-第三溢流閥，20-補油泵，21-閉式泵，22-濾油器。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「橫向」、「縱向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護範圍的限制。

如圖2所示，為本發明提供的一種改進的行走控制閥組的一個實施例的液壓原理圖。該行走控制閥組11用於控制自行走式高空作業平臺車的行走，包括：

第一油口A，與動力元件的一個油口連通；

第二油口B，與動力元件的另一個油口連通；

第一閥5，用於控制向行走馬達調節機構供油的油路的通斷；

第二閥6，用於控制向行走減速機制動器供油的油路的通斷；

壓力選擇機構，用於在第一油口A和第二油口B之間選擇壓力較大的油口；

第一閥5的進油口和第二閥6的進油口均與壓力選擇機構的出油口連通，以通過行走控制閥組11的壓力較大的油口的油壓控制行走減速機制動器的開閉和/或行走馬達調節機構的開度。

其中，動力元件可以為液壓泵，具體地，該液壓泵可以為雙向變量液壓泵，此時可能第一油口A為進油口，第二油口B為回油口；也可能是第二油口B為進油口，而第一油口A為回油口。

進一步地，行走控制閥組11還可以包括調壓機構，調壓機構的一端與壓力選擇機構的出油口連通，另一端同時與第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通，以對進入行走馬達調節機構和行走減速機制動器中的液壓油油壓進行控制。

在該實施例中，通過設置壓力選擇機構，從行走控制閥組的第一油口A和第二油口B中選擇壓力較大的油口，通過設置調壓機構，可以對從壓力選擇機構中流出的液壓油油壓進行調節，即控制進入行走減速機制動器和行走馬達調節機構中的液壓油油壓，進而通過該油口的高壓油壓力控制行走減速機制動器的開閉和行走馬達調節機構的開度，該高壓油口的油壓較高，並且流量遠大於衝洗迴路的流量，經調壓機構後制動器控制迴路壓力可以穩定在預設值，因此可以解決制動器迴路控制壓力不穩的問題，避免車輛行走不平穩。

作為壓力選擇機構的一種具體實施方式，壓力選擇機構包括梭閥1，梭閥1的兩個進油口分別與第一油口A和第二油口B連通，梭閥1的出油口同時與第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通。

具體來說，梭閥1的第一進油口與第一油口A連通，梭閥1的第二進油口與第二油口B連通，梭閥1的出口(即壓力選擇機構的出油口)同時與第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通。

作為壓力選擇機構的另一種具體實施方式，壓力選擇機構包括兩個反向串聯連接的單向閥，兩個單向閥的進油口分別與第一油口A和第二油口B連通，兩個單向閥的出油口相互連通並同時與第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通。

具體來說，若將兩個單向閥即為第一單向閥和第二單向閥，則第一單向閥的進油口與第一油口A連通，第二單向閥的進油口與第二油口B連通，第一單向閥和第二單向閥反向串聯連接，第一單向閥的出油口和第二單向閥的出油口相互連通，並且第一單向閥的出油口和第二單向閥的出油口(兩個出油口的連接點作為壓力選擇機構的出油口)同時與第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通。

具體地，調壓機構可以包括減壓閥3，減壓閥3用於使進入行走馬達調節機構和行走減速機制動器中液壓油的油壓與行走減速機制動器和行走馬達調節機構的預設壓力相匹配。

減壓閥3的進油口與壓力選擇機構的出油口連通，減壓閥3的出油口同時與第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通。減壓閥3的出口壓力恆定，減壓閥3的出口設定壓力與行走減速機制動器的預設打開壓力、行走馬達調節機構的預設調節壓力相匹配，以使通過該減壓閥3之後進入行走減速機制動器的油液能夠足以打開該制動器，並且進入行走馬達調節機構的油壓能夠足以使調節機構的開度從最大調節至最小，由於減壓閥3的出口壓力恆定，因此可以避免進入行走減速機制動器和行走馬達調節機構的油壓受到系統內液壓衝擊的影響，減少制動器時開時閉問題的發生。

行走控制閥組11還可以包括第一溢流機構，第一溢流機構的預設壓力大於調壓機構的出口壓力。

如圖2所示，第一溢流機構包括第一溢流閥4，第一溢流閥4的進油口與減壓閥3的出油口、第一閥5的進油口和第二閥6的進油口連通，第一溢流閥4的出油口與行走控制閥組11的回油口T相互連通。在行走減速機制動器和行走馬達調節機構因衝擊而產生壓力峰值時，通過該第一溢流閥4可以對其進行溢流洩壓，以減少對行走減速機制動器和行走馬達調節機構的損壞，起到安全作用。

行走控制閥組11中還可以包括分流集流閥2，分流集流閥2設置在第一油口與兩個行走馬達之間，以對進入兩個行走馬達的液壓油進行分流，或者對流出兩個行走馬達的液壓油進行集流。分流集流閥可以使兩側的行走馬達在承受不同負載時仍能獲得相等(或成一定比例)的流量，可以保證兩個行走馬達的速度同步。

下面介紹行走控制閥組11中的衝洗迴路：

行走控制閥組11中還包括第三閥7，第三閥7用於在第一油口A和第二油口B之間選擇壓力較小的油口，第三閥7的出油口與回油油路17連通，以使流出壓力較小的油口的液壓油流入油箱，流入油箱的液壓油可以進行冷卻，冷卻後的液壓油可以再次補充到閉式液壓系統中。

另外，當車輛突然停止時，行走馬達由於慣性並不能立刻停止轉動，行走馬達繼續轉動會形成負壓，出現吸空現象，此時可以向行走馬達補充油液，以保證行走馬達的平穩運轉。具體來說，行走控制閥組11還包括第一單向閥9和第二單向閥10，第一單向閥9的進油口和第二單向閥10的進油口同時與回油口T連通，第一單向閥9的出油口和第二單向閥10的出油口分別與兩個行走馬達連通，具體地，第一單向閥9的出油口與左側的行走馬達的油口連通，第二單向閥10的出油口與右側的行走馬達的油口連通。這樣，可以將回油口T的液壓油補充到行走馬達中，同時第一單向閥9和第二單向閥10還可以防止油口LA和油口RA的液壓油倒流。

上述的第三閥7的具體結構可以有多種，只要能夠實現其作用即可。

在一個優選的實施例中，第三閥7為三位三通液控閥，第三閥7的兩個工作位的控制端和每個工作位的兩個工作油口均分別與第一油口A和第二油口B連通，第三閥7的每個工作位的出油口與回油油路17連通。

具體來說，第三閥7包括左位、中位和右位三個工作位，左位控制端與第一油口A連通，右位控制端與第二油口B連通，每個工作位均包括第一工作油口、第二工作油口和出油口，第一工作油口與第一油口A連通，第二工作油口與第二油口B連通，出油口與行走控制閥組11上的回油口T連通。

進一步地，參考圖3，行走控制閥組11還包括第二溢流機構，第二溢流機構用於使第三閥7的出油口壓力以第二溢流機構的預設壓力溢流。

如圖2所示，第二溢流機構包括第二溢流閥8，第二溢流閥8的進油口與第三閥7的出油口連通，第二溢流閥8的出油口與回油口T連通，以在第一油口A和第二油口B中壓力較小的油口油壓大於第二溢流閥8的預設壓力時，通過與回油口T連通的回油油路17洩壓。

第二溢流閥8使得通過第三閥7選擇出的壓力較小的油口的油液以第二溢流閥8的預設壓力溢流，以限定補油壓力。

另外，如圖2所示，第一閥5和第二閥6均為二位三通電磁閥，第一閥5失電時，右位為工作位，此時第一閥5的第一工作油口與出油口連通，並且第一閥5的第一工作油口與回油口T連通，以使得行走馬達調節機構中的液壓油可以通過第一閥5回油；第一閥5得電時，左位為工作位，此時第一閥5的第二工作油口與出油口連通，減壓閥3的出油口與第一閥5的出油口連通，以使減壓閥3閥後的液壓油通過第一閥5進入行走馬達調節機構中。

第二閥6失電時，右位為工作位，此時第二閥6的第一工作油口與出油口連通，並且第二閥6的第一工作油口與回油口T連通，以使得行走減速機制動器中的液壓油可以通過第二閥6回油；第二閥6得電時，左位為工作位，此時第二閥6的第二工作油口與出油口連通，減壓閥3的出油口與第二閥6的出油口連通，以使減壓閥3閥後的液壓油通過第二閥6進入行走減速機制動器中。

基於上述各個實施例中的行走控制閥組，本發明還提出一種液壓閉式行走系統，包括上述的行走控制閥組11。

如圖3所示，該液壓閉式行走系統還包括閉式泵、兩個行走減速機制動器、兩個行走馬達和兩個行走馬達調節機構，閉式泵的兩個油口分別與行走控制閥組11的進油口和回油口連通，以通過閉式泵為行走控制閥組11提供液壓油，第一閥5的出油口與兩個行走馬達調節機構分別連通，第二閥6的出油口與兩個行走減速機制動器分別連通，行走控制閥組11上還設有與兩個行走馬達連通的油口，即如圖2和圖3所示的油口LA、油口LB、油口RA和油口RB，以通過行走控制閥組11控制行走減速機制動器的開閉、行走馬達的轉動以及行走馬達調節機構的開度。

其中，兩個行走減速機制動器分別為第一行走減速機制動器12和第二行走減速機制動器13；兩個行走馬達調節機構分別為第一變排量柱塞14和第二變排量柱塞15。

另外，兩個行走馬達的洩油口與洩油油路16連通，洩油油路16與閉式泵21或油箱18連通。回油油路17與油箱18連通，以將回油收集至油箱18內。

閉式液壓系統在工作中不斷有油液洩露，為了補充這些洩露和消耗，維持閉式系統的正常工作，必須給閉式系統及時補充油液。為此，該系統中設有補油泵20，該補油泵20可以是定量齒輪泵，與主泵同軸驅動。補油泵20的進油口與油箱18連通，以從油箱18中取油，補油泵20的出油口與閉式泵21的進油口之間可以設置濾油器22，對油液進行過濾。補油泵20的補油壓力由第三溢流閥19設定，通常在2.1MPa左右。

在上述液壓閉式行走系統中，行走馬達將液壓能(壓力、流量)轉化為機械能(扭矩、速度)，行走馬達具有排量可調功能，行走馬達一般具有大、小兩種排量，其分別對應車速的低檔和高檔，馬達大、小排量的變化是靠控制壓力驅動變排量機構從而改變馬達斜盤角度實現的，馬達變排量機構的控制壓力通常要求在1.4～6.9MPa，即當控制壓力低於1.4MPa時，馬達為大排量；當控制壓力為1.4～6.9MPa時，馬達切換為小排量。

行走減速機通常置於行走馬達與車輪之間，將行走馬達的機械能傳遞給車輪，同時起到降速增扭作用。該行走減速機為常閉型，即在減速機輸入端設有行走減速機制動器，當行走減速機制動器控制壓力為零時，行走減速機制動器將減速機輸入軸抱死。當行走減速機制動器的控制壓力達到一定壓力值時，行走減速機制動器完全打開，減速機才能正常運行。減速機制動器開啟壓力通常為1.2～1.4MPa。當減速機運行時，若行走減速機制動器控制壓力低於1.2～1.4MPa，制動器將處於半離合狀態，這時一方面會減少制動器的使用壽命，另一方面制動器時開時閉，會影響車輛的行駛性能。

本發明還提出一種包括上述液壓閉式行走系統的高空作業平臺車。行走控制閥組11的各個實施例所具備的積極效果同樣適用於液壓閉式行走系統和高空作業平臺車，這裡不再贅述。

下面結合圖2和圖3對本發明行走控制閥組、液壓閉式行走系統及高空作業平臺車的一個實施例的工作過程進行說明：

當車輛未行駛時，第二閥6失電，行走減速機制動器12、13內的壓力為零(與回油油路17連接)，行走減速機制動器12、13抱閘，車輛處於駐車狀態；

當車輛開始行駛時，假設行走控制閥組11的第一油口A為進油口，第二油口B為回油口，梭閥1將油口A的高壓壓力油引入減壓閥3，減壓閥3的閥後壓力維持在1.7MPa。同時，第二閥6得電，將減壓閥3閥後的壓力油引入行走減速機制動器12、13內。行走減速機制動器12、13在壓力作用下打開，行走控制閥組11的油口A壓力油經分流集流閥2驅動兩個行走馬達迴轉，車輛由駐車狀態變為行駛狀態；

當車輛正常行駛時，若第一閥5失電，行走馬達的變排量柱塞14、15內壓力為零(與回油油路17連接)，行走馬達處於大排量狀態，車輛處於低速狀態；若第一閥5得電，將減壓閥3閥後壓力油引入行走馬達的變排量柱塞14、15內，行走馬達切換為小排量，車輛切換為高速行駛；

當車輛由行駛狀態變為駐車狀態時，行走控制閥組11不再有高壓油進入，行走馬達停止迴轉。同時，第二閥6失電，行走減速機制動器12、13內壓力變為零，行走減速機制動器12、13抱閘，車輛駐車。

通過對本發明行走控制閥組、液壓閉式行走系統及高空作業平臺車的多個實施例的說明，可以看到本發明行走控制閥組、液壓閉式行走系統及高空作業平臺車實施例至少具有以下一種或多種優點：

1、通過設置壓力選擇機構，從行走控制閥組的高壓油側取油，在車輛行駛過程中，當馬達需要高低速切換時，即使通過馬達變排量機構的瞬時流量較大，但是由於行走減速機制動迴路和行走馬達排量調節迴路共同的壓力源取自閉式泵(主泵)的高壓埠，其流量遠大於衝洗迴路流量，因此可以緩解制動器時開時閉的問題，避免車輛行走不平穩；

2、通過設置減壓閥，在行走馬達進行高低檔切換時，減壓閥的閥口迅速變大，將閥後壓力維持在一定的壓力，不會出現減壓閥3閥後壓力不穩的問題，這樣行走減速機制動器可以正常打開，不會影響車輛行走的平穩性；

3、通過設置第一溢流閥，可以防止行走減速機制動器和行走馬達調節機構因衝擊而產生的壓力峰值對元件的損傷。

最後應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。