一種四驅行走控制閥及其液壓開式系統、行走機械的製作方法

2024-02-05 15:08:15

本發明涉及一種四驅行走控制閥及其液壓開式系統、行走機械，屬於高空作業平臺技術領域。

背景技術：

隨著我國基礎設施建設的快速發展，工程機械的需求量和保有量也在快速增長，與此同時，由於工程機械所面臨的作業環境更為苛刻、工況條件更為複雜，因此對工程機械提出的要求也越來越高。

在眾多的工程機械中，行走系統是其重要的組成部分之一，與工作系統相比，行走系統不僅需要傳輸更大的功率，要求具有更高的效率和更長的壽命，還希望在變速調速、差速、改變輸出軸旋轉方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。

現有工程機械的行走系統主要有兩種方式：一種是機械傳動，另一種是液壓傳動；其中，機械傳動的發動機平均負荷係數低，因此一般只能進行有級變速，並且布局方式受到限制。

與機械傳動相比，液壓傳動更容易實現其運動參數(流量)和動力參數(壓力)的控制。由於具有傳遞效率高，功率利用充分，系統結構簡單，輸出轉速無級調速，可正、反向運轉，速度剛性大，動作實現容易等突出優點，液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應用。

液壓閉式行走系統應用在高空作業平臺上，一個閉式油泵只能完成行走動作，而不能同時給其它動作(例如迴轉、變幅、伸縮等)提供動力，欲完成其它動作還需增加其它油泵，故成本高。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種四驅行走控制閥及其液壓開式系統、行走機械，有效滿足高空作業平臺的性能需求。

為了實現上述目的，本發明採用的一種四驅行走控制閥，包括阻尼閥、分流集流閥、單向閥、單向平衡閥、梭閥、減壓閥、單向節流閥和二位三通電磁閥；

所述單向平衡閥包括第一單向平衡閥、第二單向平衡閥，所述第一單向平衡閥、第二單向平衡閥分別與主工作油口連接，所述主工作油口包括A口、B口，所述A口、B口分別與梭閥兩側油口相連，所述第一單向平衡閥、第二單向平衡閥上控制壓力油口與梭閥中間油口相連；

所述分流集流閥包括第一分流集流閥、第二分流集流閥和第三分流集流閥，第一單向平衡閥一端與主工作油口A口相連，另一端與第二分流集流閥中間油口相連，所述第二分流集流閥兩側的油口分別與第一分流集流閥、第三分流集流閥的中間油口相連，且第一分流集流閥、第三分流集流閥兩側的油口分別與四個馬達油口相連，所述第二單向平衡閥一端與主工作油口B口相連，另一端與四個馬達油口相連；

所述單向閥包括第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥和第四單向閥，所述第一分流集流閥兩側油口分別與第一單向閥、第二單向閥相連，並同時與洩油口L口相連，第三分流集流閥兩側油口分別與第三單向閥、第四單向閥相連，並同時與洩油口L口相連；

所述阻尼閥包括與第一分流集流閥並聯的第一阻尼閥、與第二分流集流閥並聯的第二阻尼閥、及與第三分流集流閥並聯的第三阻尼閥；

所述梭閥的中間油口與減壓閥的進油口相連，減壓閥的出油口與單向節流閥的進油口相連，單向節流閥的出油口分別與制動器、二位三通電磁閥連接，所述二位三通電磁閥分別與洩油口L口、變排量柱塞連接。

作為改進，所述第一單向平衡閥與主工作油口A口相連，所述第二單向平衡閥與主工作油口B口相連。

作為改進，所述二位三通電磁閥的第一油口與單向節流閥的出油口相連，二位三通電磁閥的第二油口與洩油口L口相連，第三油口與變排量柱塞相連。

另外，本發明還提供了一種應用上述任一項所述四驅行走控制閥的液壓開式系統，包括若干馬達、與馬達配合的制動器、分別與馬達和制動器連接的行走控制閥、與行走控制閥連接的比例閥、與比例閥連接的開式變量泵；

所述開式變量泵的吸油口與油箱連接，開式變量泵的出油口與比例閥的進油口相連，所述比例閥的出油口分別與行走控制閥的主工作油口、開式變量泵的負載反饋口相連，比例閥的回油口與油箱相連。

作為改進，所述比例閥上設有出油A口、出油B口，所述出油A口、出油B口分別與開式變量泵的負載反饋口相連，且出油A口與行走控制閥A口相連，所述出油B口與行走控制閥B口相連。

作為改進，所述馬達包括左前馬達、右前馬達、左後馬達和右後馬達，所述制動器對應設有左前制動器、右前制動器、左後制動器和右後制動器，所述第一分流集流閥兩側的油口分別與左前馬達、左後馬達相連，第三分流集流閥兩側的油口分別與右前馬達、右後馬達油口相連；

所述第二單向平衡閥一端與主工作油口B口相連，另一端與左前馬達、左後馬達、右前馬達、右後馬達的油口相連；

所述單向節流閥出油口分別與左前制動器、右前制動器、左後制動器、右後制動器的油口相連。

另外，本發明還提供了一種行走機械，包括上述任一項所述液壓開式系統。

與現有技術相比，本發明採用開式變量泵為行走系統提供動力外，還可通過增加比例閥的片數為其它動作(轉臺迴轉、臂架伸縮、臂架變幅等)提供動力；採用的行走控制閥集成度高，管路連接方便簡單，通過馬達驅動，具有強勁的驅動力，可實現四個行走馬達驅動速度的同步，且有效滿足高空作業平臺的性能需求，實現車輛轉彎靈活；車輛具有良好的起步、制動性能；車輛可適用於下坡工況(負負載工況)；車輛可以實現快檔、慢檔的變換。

附圖說明

圖1為本發明的液壓開式系統結構示意圖；

圖2為本發明中行走控制閥的結構示意圖；

圖中：1、左前馬達，2、變排量柱塞，3、行走控制閥，4、右前馬達，5、左前制動器，6、右前制動器，7、左後制動器，8、左後馬達，9、右後馬達，10、右後制動器，11、比例閥，12、開式變量泵，13、油箱，14、第一阻尼閥，15、第一分流集流閥，16、第一單向閥，17、第二阻尼閥，18、第二分流集流閥，19、第三單向閥，20、第三分流集流閥，21、第三阻尼閥，22、第二單向閥，23、第一單向平衡閥，24、第二單向平衡閥，25、第四單向閥，26、梭閥，27、減壓閥，28、單向節流閥，29、二位三通電磁閥。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限制本發明的範圍。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術術語和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同，本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。

如圖1、圖2所示，一種四驅行走控制閥，包括阻尼閥、分流集流閥、單向閥、單向平衡閥、梭閥26、減壓閥27、單向節流閥28和二位三通電磁閥29；

所述單向平衡閥包括第一單向平衡閥23、第二單向平衡閥24，所述第一單向平衡閥23、第二單向平衡閥24分別與主工作油口連接，所述主工作油口包括A口、B口，所述A口、B口分別與梭閥26兩側油口相連，所述第一單向平衡閥23、第二單向平衡閥24上控制壓力油口與梭閥26中間油口相連；

所述分流集流閥包括第一分流集流閥15、第二分流集流閥18和第三分流集流閥20，第一單向平衡閥23一端與主工作油口A口相連，另一端與第二分流集流閥18中間油口相連，所述第二分流集流閥18兩側的油口分別與第一分流集流閥15、第三分流集流閥20的中間油口相連，且第一分流集流閥15、第三分流集流閥20兩側的油口分別與四個馬達進油口(出油口)相連，所述第二單向平衡閥24一端與主工作油口B口相連，另一端與四個馬達出油口(進油口)相連；

所述單向閥包括第一單向閥16、第二單向閥22、第三單向閥19和第四單向閥25，所述第一分流集流閥15兩側油口分別與第一單向閥16、第二單向閥22相連，並同時與洩油口L口相連，第三分流集流閥20兩側油口分別與第三單向閥19、第四單向閥25相連，並同時與洩油口L口相連；

所述阻尼閥包括與第一分流集流閥15並聯的第一阻尼閥14、與第二分流集流閥18並聯的第二阻尼閥17、及與第三分流集流閥20並聯的第三阻尼閥21；

所述梭閥26的中間油口與減壓閥27的進油口相連，減壓閥27的出油口與單向節流閥28的進油口相連，單向節流閥28的出油口分別與制動器、二位三通電磁閥29連接，所述二位三通電磁閥29分別與洩油口L口、四個變排量柱塞2連接。

作為實施例的改進，所述第一單向平衡閥23與主工作油口A口相連，所述第二單向平衡閥24與主工作油口B口相連。

作為實施例的改進，所述二位三通電磁閥29的第一油口與單向節流閥28的出油口相連，二位三通電磁閥29的第二油口與洩油口L口相連，第三油口與變排量柱塞2相連。

另外，本發明還提供了一種應用上述任一項所述四驅行走控制閥的液壓開式系統，包括若干馬達、與馬達配合的制動器、分別與馬達和制動器連接的行走控制閥3、與行走控制閥3連接的比例閥11、與比例閥11連接的開式變量泵12；

所述開式變量泵12的吸油口與油箱13連接，開式變量泵12的出油口與比例閥11的進油口(P口)相連，所述比例閥11的出油口分別與行走控制閥3的主工作油口A口和B口、開式變量泵12的負載反饋口相連，比例閥11的回油口(T1、T2口)與油箱13相連。

作為實施例的改進，所述比例閥11上設有出油A口、出油B口，所述出油A口、出油B口分別與開式變量泵12的負載反饋口相連，且出油A口與行走控制閥3的A口相連，所述出油B口與行走控制閥3的B口相連。

作為實施例的改進，所述馬達包括左前馬達1、右前馬達4、左後馬達8和右後馬達9，所述制動器對應設有左前制動器5、右前制動器6、左後制動器7和右後制動器10，所述第一分流集流閥15兩側的油口分別與左前馬達1、左後馬達8相連，第三分流集流閥20兩側的油口分別與右前馬達4、右後馬達9油口相連；

所述第二單向平衡閥24一端與主工作油口B口相連，另一端與左前馬達1、左後馬達8、右前馬達4、右後馬達9的油口相連；

所述單向節流閥28出油口分別與左前制動器5、右前制動器6、左後制動器7、右後制動器10的油口相連。

另外，本發明還提供了一種行走機械，包括上述任一項所述液壓開式系統。

本發明的具體功能如下：

1)開式變量泵12為整個系統提供液壓動力。

2)比例閥11的開口大小控制車輛的行駛速度，比例閥11工作在左位或右位控制車輛前進或後退。

3)行走控制閥3中集成有兩個單向平衡閥、一個梭閥、三個分流集流閥、一個減壓閥、一個單向節流閥、四個單向閥、一個二位三通電磁閥和三個阻尼閥。

4)四個馬達速度同步：①當車輛向某一方向行駛時，假設行走控制閥A口進油，B口回油，一部分液壓油通過梭閥26、減壓閥27、單向節流閥28分別到達四個減速機制動器，並將制動器打開，另一部分液壓油通過第一單向平衡閥23(同時打開第二單向平衡閥24)，並經過第一分流集流閥15、第二分流集流閥18和第三分流集流閥20等量分流後進入四個行走馬達，實現迴路中四個馬達的速度同步。②當車輛向相反方向行駛時，行走控制閥B口進油，A口回油，一部分液壓油通過梭閥26、減壓閥27、單向節流閥28分別到達四個減速機制動器，並將制動器打開，另一部分液壓油通過第二單向平衡閥24(同時打開第一單向平衡閥23)，經過四個行走馬達後，由第一分流集流閥15、第二分流集流閥18和第三分流集流閥20等量集流，實現迴路中四個馬達的速度同步。

5)「差速」行駛：當車輛轉向時，假如向右轉彎，右前和右後輪胎轉彎半徑小，所需流量小；左前和左後輪胎轉彎半徑大，所需流量大。此時若仍輸入等量的油液，將導致左前和左後馬達壓力不足，這將在第二阻尼閥17兩側形成壓差，油液通過第二阻尼閥17從右側(高壓端)向左側(低壓端)補充，從而實現轉彎時「差速」行駛，避免輪胎出現滑拖、滑轉現象，這樣不但可以保護輪胎，還使得轉向靈活。

6)起步：當比例閥11由中位變換到左位或後位時，一部分油液進入馬達，另一部分油液進入制動器。由於迴路中設置有單向節流閥28，油液將通過單向節流閥28中的單向閥迅速將制動器打開。由於制動器打開迅速，馬達轉動與制動器打開幾乎同步，所以不會出現馬達壓力過高、制動器發響、溜車等問題。

7)制動：當比例閥11由左位或右位變換到中位時，①一方面由於迴路中設置有平衡閥，平衡閥閥前(梭閥兩端)壓力迅速降為零，平衡閥閥芯關閉，進入馬達的流量基本為零；制動器壓力也將降為零，制動器抱死，從而順利剎車。(假如沒有平衡閥，由於車輛慣性，馬達將繼續轉動，此時馬達相當於一個油泵，這將造成梭閥兩端中某一端壓力不為零，致使制動器壓力不為零。制動器處於打開或半開半關狀態，制動器無法抱死，而馬達又繼續運轉，此時將出現車輛溜車現象。)②另一方面由於迴路中設置有單向節流閥28，梭閥26兩端壓力降為零後，制動器中的壓力油通過單向節流閥28中的節流閥慢慢釋放至壓力為零。即制動器緩慢柔和地關閉，制動時不會出現劇烈衝擊。③第三方面由於迴路中設置有第一單向閥16、第二單向閥22、第三單向閥19、第四單向閥25，當車輛在行駛過程中突然停車時，由於車輛的慣性和馬達的內洩，馬達將繼續運轉並產生一定負壓，此時四個單向閥開啟，油箱的油液經L口進入馬達，以滿足其慣性轉動的需要，使車輛平穩停車。

8)下坡：開式系統對於正負載工況表現得遊刃有餘，但對於負負載工況卻往往力不從心。而本迴路中由於設置有平衡閥，當車輛下坡行駛時，平衡閥將產生一定背壓，即平衡閥進油口將始終保持一定的正壓力。一方面該正壓力的存在，使得制動器得以適時開啟；另一方面平衡閥處於液控節流狀態，從而保證車輛通過下坡工況。(如果沒有平衡閥，該處壓力將很小甚至為負壓，一方面制動器無法正常開啟，損壞制動器；另一方面車輛將失控。)

9)快、慢檔變換：車輛行駛過程中，當二位三通電磁閥29斷電時，C2、C4口與油箱相連，壓力為零，馬達變排量柱塞壓力為零，馬達處於大排量狀態，即車輛處於慢檔狀態。當二位三通電磁閥29帶電時，C2、C4口與減壓閥出油口相連，該壓力推動馬達變排量柱塞減小馬達排量，即車輛處於快檔狀態。

另外，本發明中：①行走馬達與行走減速機相連接，通過減速機降速增扭後驅動四個輪胎前進或倒退。制動器置於行走減速機內，屬於常閉型，即制動器油口壓力為零時制動器將減速機輸入軸(馬達輸出軸)抱死。當油口達到一定壓力(一般為1.0～1.8MPa，該壓力遠低於系統壓力，需經減壓閥降壓)，制動器開啟。

②高空作業平臺車輛轉向是通過轉向油缸(一般為兩個)推動(或拉動)轉向節來實現的。轉向節通過減速機與輪胎相連。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。