双向行驶摆渡车锁桥液压系统的制作方法

本发明涉及摆渡车技术领域，具体而言，涉及一种双向行驶摆渡车的锁桥液压系统。

背景技术：

机场摆渡车用于往返于候机楼与远机位飞机之间接送登机和离机乘客，其适用于各民航机场的站坪及其他场所。机场摆渡车车身总长一般在14米左右，轴距在7.1米左右，转弯直径大于25米，小型机场场地空间有限，摆渡车反向行驶时存在掉头困难的问题。对于较小的机场，双向行驶摆渡车由于其具有两个驾驶头，故较为适合其较小的行车空间。司机在驾驶过程中需要掉头时，只需在另一驾驶头驾驶即可。双向行驶摆渡车的出现有效地解决了机场摆渡车转弯半径大，掉头困难的问题。

双向行驶摆渡车具有两套驾驶系统，分别位于车辆的前部和尾部，通常称为a头和b头，其中又称a头为主驾驶侧，b头为副驾驶侧。目前的双头摆渡车从驱动、转向、制动和锁桥等主要功能实现的技术方案划分，分为全液压驱动和部分功能液压驱动。现有双向行驶摆渡车主要采用部分功能液压驱动方式，即锁桥功能和助力转向功能由液压系统实现，其他部分为机械或者气路系统实现。机场摆渡车满载质量一般在20吨左右，行驶速度一般在20km/h～50km/h。

现有液压系统的锁桥功能，主要是通过驾驶员所在驾驶侧的车桥可以自由转向，另一驾驶侧的车桥由液压系统通过液压油缸锁正并使两侧轮胎在一定的液压压力下保持与车桥轴线垂直，轮胎保持直线运动。

在现有双向行驶摆渡车的锁桥液压系统中，液压泵与动力源(包括发动机、电动机等)的连接方式主要为刚性连接，即通过凸缘联轴器或花键过渡轴套等进行连接的方式。这种刚性连接方式对于输入轴和输出轴同轴度要求高，配合精度和安装精度要求高，传动部位的润滑要求高，在频繁启停或者 压力频繁变化的液压系统中，易造成连接件或者输入输出轴磨损直至传动失效。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够避免安装要求高、润滑困难和泵轴易磨损的问题的双向行驶摆渡车锁桥液压系统。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统，所述双向行驶摆渡车包括设于其前后侧的两个车桥以及能够分别锁正所述两个车桥的两组锁桥机构，所述双向行驶摆渡车锁桥液压系统包括供油机构、锁桥回路、锁桥电磁换向阀以及压力控制器；所述供油机构包括动力源、液压泵及电磁离合器；所述液压泵连通于所述动力源以形成一传动链；所述电磁离合器可启闭地设于所述传动链上，以接通或断开所述传动链；所述锁桥回路包括锁桥压力管路以及锁桥回油管路，分别连通于所述液压泵与所述两组锁桥机构之间；所述锁桥电磁换向阀设于所述锁桥压力管路上，选择性地对所述两组锁桥机构的其中之一供油；所述压力控制器设于所述锁桥压力管路上，且位于所述液压泵与所述锁桥电磁换向阀之间，所述压力控制器能够根据所述锁桥回路的管路压力，向所述电磁离合器输出开关量信号，以控制所述电磁离合器的启闭。

根据本发明的其中一个实施方式，所述双向行驶摆渡车锁桥液压系统还包括单向阀；所述单向阀设于所述锁桥压力管路上，且位于所述液压泵与所述压力控制器之间；其中，所述单向阀在由所述液压泵向所述压力控制器的方向上为导通，在相反的方向上为常闭。

根据本发明的其中一个实施方式，所述锁桥电磁换向阀为带定位的电磁换向阀。

根据本发明的其中一个实施方式，所述双向行驶摆渡车锁桥液压系统还包括压力报警装置；所述压力报警装置设于所述锁桥压力管路，以在所述压力控制器测得所述锁桥回路的压力值，低于一安全下限压力值时进行报警。

根据本发明的其中一个实施方式，所述双向行驶摆渡车锁桥液压系统还 包括应急液压系统；所述应急液压系统包括应急油泵及应急电磁阀；所述应急电磁阀可启闭地连通于所述供油机构与所述锁桥回路之间，使所述应急油泵对所述锁桥回路供油。

根据本发明的其中一个实施方式，所述双向行驶摆渡车锁桥液压系统还包括防爆管装置；所述防爆管装置设于所述锁桥压力管路，且位于所述锁桥压力管路与所述锁桥机构的连通处，所述锁桥压力管路的压力值低于一防爆管下限压力值时，所述防爆管装置切断所述锁桥压力管路。

根据本发明的其中一个实施方式，每组所述锁桥机构包括两个锁桥油缸，以分别锁正所述车桥两端的两个车轮，所述锁桥压力管路具有四条二级支路，所述四条二级支路分别连通于四个所述锁桥油缸。

根据本发明的其中一个实施方式，所述锁桥压力管路的每一条二级支路上，均设有所述防爆管装置，且每个所述防爆管装置位于对应的所述二级支路与所述锁桥油缸的连通处，所述锁桥压力管路的任一条二级支路的压力值低于所述防爆管下限压力值时，对应的所述防爆管装置切断所述二级支路。

根据本发明的其中一个实施方式，所述防爆管装置包括电磁阀以及压力继电器；所述电磁阀选择性地连通或切断所述锁桥压力管路；所述压力继电器能够控制所述电磁阀，所述锁桥压力管路的压力值低于所述防爆管下限压力值时，所述压力继电器控制所述电磁阀切断所述锁桥压力管路。

根据本发明的其中一个实施方式，所述双向行驶摆渡车锁桥液压系统还包括防爆管实验装置；所述防爆管实验装置设于所述锁桥压力管路，且位于所述防爆管装置与所述锁桥机构之间，所述防爆管实验装置包括实验油箱及截止阀；所述实验油箱通过一实验管路连通于所述锁桥压力管路；所述截止阀设于所述实验管路，以选择性地开启或切断所述实验管路。

由上述技术方案可知，本发明提出的双向行驶摆渡车锁桥液压系统的优点和积极效果在于：

本发明通过采用可编程的压力控制器与电磁离合器，代替现有双向行驶摆渡车液压系统中使用的蓄能器充液阀、蓄能器、压力继电器、散热器、齿轮泵与发动机之间刚性连接的花键轴套等元件。基于这种结构，电磁离合器根据压力控制器输出的开关量信号调整工作状态，即动力源的输出轴与液压泵的泵轴之间的连接为软连接，只有补充系统压力时，电磁离合器才使液压 泵启动正常运转。通过上述结构，液压泵在大部分时间内停止运转，转速为零，不输出流量与压力，系统发热量减少，即功率输出为零，具有很好的节能效果。同时，动力源的输出轴与液压泵的泵轴之间的软连接结构，能够有效解决刚性连接中存在的安装要求高、润滑困难和泵轴易磨损的问题。本发明结构简单，使用液压元件少，简化液压系统控制原理，解决了蓄能器、散热器等液压件在摆渡车车架上安装空间受限和布管困难的问题。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统的系统示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统的阀块箱结构示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统的阀块箱俯视图。

其中，附图标记说明如下：

10.车桥；20.锁桥油缸；11.发动机；21.锁桥电磁换向阀；221.电磁阀；222.压力继电器；241.压力控制器；242.蜂鸣器；25.单向阀；26.液压泵；3.电磁离合器；42.应急油泵；43.应急电磁阀；5.阀块箱；51.侧板。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例 性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之间”、“上”、等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

需要说明的是，在以下的示例性描述中，各数值单位均以文字或数字的形式进行说明，例如压强单位兆帕(mpa)，时间单位分钟(min)、秒(s)，距离单位米(m)、毫米(mm)，速度单位千米每小时(km/h)和容积单位升(l)等，均不限制本发明在其他实施方式中的应用。下面参照附图对本发明的其中一个示例性实施方式进行进一步说明。

参阅图1，图1中代表性地示出了本实施方式的一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统(以下简称锁桥液压系统)的系统示意图。在本实施方式中，该锁桥液压系统能够应用于双向行驶摆渡车的液压系统中。该双向行驶摆渡车具有两个驾驶侧，分别为a头即主驾驶侧和b头即副驾驶侧，又称为双向行驶摆渡车的前侧和后侧，每一个驾驶侧所在的一侧均具有一个车桥10(前侧车桥通常为转向驱动桥，后侧车桥通常为转向桥)，每个车桥10均设有锁桥机构。具体来说，对于一个车桥10上的锁桥机构，包括分别设于该车桥两侧的两个车轮位置上的两个锁桥油缸20。锁桥油缸20用于锁正该侧对应的车轮，即锁桥机构锁正该车桥10。当驾驶员在a头和b头的其中之一驾驶时，另一侧车桥10则被锁桥机构的液压压力锁正，轮胎保持直线运动。

如图1所示，在本实施方式中，该锁桥液压系统能够用于双向行驶摆渡车两侧车桥的锁桥。该锁桥液压系统主要包括供油机构、锁桥回路、锁桥电磁换向阀21、压力控制器241、单向阀25、防爆管装置、防爆管实验装置、压力报警装置以及应急液压系统。

如图1所示，在本实施方式中，供油机构主要包括发动机11、液压泵26以及电磁离合器3。其中，该发动机11为该供油机构的动力源，且通常具有动力输出轴。该液压泵26连通于发动机11以形成一传动链，且液压泵26通常具有泵轴。该电磁离合器3可启闭地设于传动链上，以接通或断开传动链。具体而言，在本实施方式中，该电磁离合器3可启闭地设置在动力输出轴与泵轴之间，即发动机11的动力输出轴与液压泵26的泵轴通过电磁离合 器3实现软连接。

如图1所示，在本实施方式中，锁桥回路主要包括锁桥压力管路与锁桥回油管路，两者分别连接于液压泵26与两组锁桥机构之间。其中，锁桥压力管路一端连通于供油机构的液压泵26，以使发动机11通过液压泵26向锁桥压力管路供油。锁桥压力管路的另一端分别连通于两组锁桥机构。

如图1所示，在本实施方式中，压力控制器241设于锁桥压力管路上，且位于液压泵26与锁桥电磁换向阀21之间，压力控制器241能够根据锁桥回路管路压力的不同测定值，向电磁离合器3输出多个对应的开关量信号，以控制电磁离合器3的启闭，即控制发动机11与液压泵26之间链接的连通于断开。

以下，结合一具体的使用例，对本实施方式中压力控制器241控制电磁离合器3的大致流程进行说明：

其中，举例而言，电磁离合器3可以选用最大输出力矩55n·m，其连接齿形与发动机11的动力输出轴及液压泵26的泵轴齿形匹配的电磁离合器。并且，压力控制器241可以选用spwf型电子压力控制器。该压力控制器241的控制原理和控制流程为：通过设定压力控制器241的压力值实现开关量输出，从而对电磁离合器3进行控制。具体而言，压力控制器241可以设定例如三个压力值，分别为7兆帕、9兆帕和15兆帕。锁桥液压系统工作时，当系统压力达到15兆帕时，压力控制器241输出对应的开关量信号，使电磁离合器3断开传动链，此时液压泵26停止转动，无流量和压力输出。由于系统油液泄漏等原因，系统压力逐步降低，当降低至9兆帕时，压力控制器输出对应的开关量信号，使电磁离合器3接通传动链，此时液压泵26为锁桥压力管路补充压力，直至系统压力回升至15兆帕，时电磁离合器3再次断开传动链。

另外，在本实施方式中，锁桥压力管路上还设置有压力报警装置，具体而言，当由于液压系统故障导致压力控制器241监测到系统压力低于7兆帕的安全下限压力值时，压力控制器241输出对应的开关量信号，仪表盘液压系统压力低指示灯亮，例如一蜂鸣器242的压力报警装置开始报警，提示驾驶员液压系统压力低，应进行检修。

如图1所示，在本实施方式中，单向阀25设置在锁桥压力管路上， 且位于液压泵26与压力控制器241之间。该单向阀25在由液压泵26向压力控制器241的方向上为导通，在相反的方向上为常闭。其中，单向阀25主要起到压力隔离的作用，液压泵26与单向阀25之间压力为0，单向阀25与锁桥油缸20之间的初始压力，即系统正常工作压力为15兆帕。需要说明的是，本实施方式中对于上述压力控制器241以及单向阀25的描述仅为示例性说明，其具体设置方式及安装位置均可根据实际需要灵活调整。并且，即可只设置压力控制器241，也可同时设置压力控制器241与单向阀25，均不以本实施方式为限。

承上所述，本发明采用可编程的压力控制器241与电磁离合器3，代替现有双向行驶摆渡车液压系统中使用的蓄能器充液阀、蓄能器、压力继电器、散热器、齿轮泵与发动机之间刚性连接的花键轴套等元件。基于这种结构，电磁离合器3根据压力控制器241输出的开关量信号调整工作状态，即动力源的输出轴与液压泵的泵轴之间的连接为软连接，只有补充系统压力时，电磁离合器3才使液压泵26启动正常运转。通过上述结构，液压泵26在大部分时间内停止运转，转速为零，不输出流量与压力，系统发热量减少，即功率输出为零，具有很好的节能效果。同时，动力源的输出轴与液压泵26的泵轴之间的软连接结构，能够有效解决刚性连接中存在的安装要求高、润滑困难和泵轴易磨损的问题。

另外，在现有液压控制原理中，蓄能器充液阀自身结构原理决定油泵补充压力与卸荷之间压力差为2兆帕，该差值无法改变，导致油泵频繁为液压系统补充压力和卸荷。本发明采用可编程压力控制器241与电磁离合器3，使得液压泵26于在补充压力和停转两种工作状态之间转换，可编程的压力控制器241设定的液压泵26补充压力与卸荷之间压力差值可以通过程序设定为例如6兆帕，明显增长液压泵26补充压力的时间间隔，可以有效延长液压泵26的使用寿命。

如图1所示，在本实施方式中，锁桥电磁换向阀21优选带定位的二位四通电磁换向阀，其左位或者右位工作时对应的电磁铁保持得电，该技术特点实际上起到了双重保险的作用，避免了锁桥电磁换向阀21的定位装置失效后其不能保持在工作位的情况，此时电磁铁常得电，电磁吸力使阀芯保持在工作位，也避免了电气系统故障导致电磁铁失电，其不能保持在工作位的情况， 此时定位装置使阀芯保持在工作位。上述锁桥电磁换向阀21的选用，避免了现有双头摆渡车锁桥液压系统的锁桥电磁换向阀的阀芯不能保持在正常工作位，而导致的锁桥液压系统故障和液压锁桥压力突然降低的问题。在其他实施方式中，亦可根据锁桥回路中的管路设置形式，灵活选择其他种类的电磁换向阀，但应优选带定位功能的电磁换向阀，并不以此为限。

需要说明的是，上述锁桥电磁换向阀21的二位四通的优选型号，主要考虑本实施方式中的锁桥压力管路的其中一种优选布局。具体来说，锁桥压力管路具有分别连通于四个锁桥油缸20的四条二级支路，且对应于同一侧车桥的两条二级支路连通于一条一级支路，两条一级支路分别连通于锁桥电磁换向阀21上，且上述四条二级支路、两条一级支路和连通于锁桥电磁换向阀21与发动机11之间的管路，共同组成了锁桥压力管路的主要部分。

现有摆渡车的锁桥液压系统突然降低主要由以下原因导致：连接锁桥油缸的胶管发生爆管，致使液压油液通过爆管侧流出，锁桥液压系统无法建立压力(液压油缸最低位置通常为100毫米左右，是整车离地间隙最小部位，管路易发生爆管)。电气故障导致h型三位四通电磁换向阀(传统双头摆渡车均采用h型三位四通电磁换向阀)失电，阀芯中位泄荷。针对上述问题，如图1所示，在本实施方式中，防爆管装置设于锁桥压力管路，且位于锁桥压力管路与锁桥机构的连通处，即锁桥压力管路的各二级支路与每个锁桥油缸20的连通处。防爆管装置包括电磁阀221及压力继电器222，电磁阀221用于选择性地连通或切断锁桥压力管路，压力继电器222用于控制电磁阀221，锁桥压力管路的压力值低于一防爆管下限压力值(例如9兆帕)时，压力继电器222控制电磁阀221切断锁桥压力管路。需要说明的是，在本实施方式中，锁桥电磁换向阀21优选为带定位的二位四通电磁换向阀，即锁桥压力管路在锁桥电磁换向阀21处分为两条一级支路，亦即四条二级支路。该二位四通电磁换向阀具有两个电位，每个电位对应两条一级支路，以分别连通至摆渡车前后侧车桥10上的锁桥机构。综上所述，在本实施方式中，防爆管装置的数量为四组，即四个电磁阀221以及四个压力继电器222，分别设置于四条二级支路上。在其他实施方式中，亦可在与每一个锁桥机构的其中一个锁桥油缸20连通的二级支路上设置一组防爆管装置，亦或根据锁桥压力管路与锁桥机构连接处的其他管路设置形式，相应地改变防爆管装置的设置方 式，并不以此为限，只需满足对摆渡车前后侧车桥10提供上述的防爆管的功能。

如图1所示，在本实施方式中，防爆管实验装置设于锁桥压力管路上，且位于防爆管装置与锁桥机构之间。其中，防爆管实验装置包括实验油箱及截止阀，实验油箱通过一条实验管路连通于锁桥压力管路，截止阀设于实验管路，以选择性地开启或切断实验管路。针对上述结构，本发明设计了爆管实验并对每条二级支路进行模拟爆管，确保车辆行驶时防爆管装置能够有效防止爆管。以其中一条二级支路为例，对其设计防爆管实验的原理图可参考图2，在锁桥油缸20与该二级支路的接口处，引出一段实验管路与截止阀连接，截止阀另一端连接实验油箱。当该二级支路达到正常锁桥压力15兆帕后，手动打开截止阀，模拟该条管路爆管。爆管后该条二级支路上的电磁阀221自动切断该支路。上述实验中锁桥液压系统正常锁桥压力为15兆帕，压力继电器222调定压力为9兆帕。该爆管实验中的关键参数是压力继电器222的压力调定值，一般理想状况是发生爆管的2秒～3秒后，电磁阀221动作切断爆管回路。若压力设定值过高，系统可能因其他原因压力降低到设定值而产生误爆管动作，实际上系统没有发生爆管。若压力设定值过低，则由于液压泵26持续为系统补充压力，使得系统压力维持在该较低的压力设定值以上，即使系统发生爆管也无法测出(由于液压泵26不断为液压系统补充压力，使液压系统的压力维持在较低的设定值以上)，则可能导致无爆管动作油液通过爆管侧流尽。

如图1所示，在本实施方式中，应急液压系统主要包括应急油泵42以及应急电磁阀43。应急电磁阀43用于可启闭地连通发动机11与锁桥回路，使应急油泵42对锁桥回路供油。进一步地，为了避免发动机11发生故障对应急液压系统的影响，还可以设置一应急油箱，以使应急电磁阀43可启闭地连通应急油箱与锁桥回路，使应急油泵42对锁桥回路供油。在其他实施方式中，应急液压系统中的各液压元件亦可选择其他种类，并不以此为限。

以本实施方式为例，当锁桥液压系统发生故障导致系统瘫痪时，应急电磁阀43选择将发动机11或应急油箱与锁桥回路连通，并通过应急油泵42向锁桥回路即锁桥机构供油，实现应急锁桥功能。优选的，应急管路与锁桥回路的连通位置为锁桥压力管路上的压力补偿装置与单向阀25之间的位置， 即锁桥电磁换向阀21与液压泵26之间的位置。应急液压系统解决了车辆故障时锁桥失灵的安全隐患。

应当理解的是，应急液压系统并不仅限于为锁桥液压系统提供应急保障。该应急液压系统还可以为包括助力转向液压系统在内的，双向行驶摆渡车的其他液压系统提供应急保障的实施方式。例如，可将应急电磁阀43选用电磁换向阀，以便选择性地对上述各个液压系统的至少其中之一进行应急供油，即同时对双向行驶摆渡车的各液压系统提供应急保障。

进一步地，配合参阅图2和图3，图2中代表性地示出了本实施方式的一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统的阀块箱5的结构示意图，图3中代表性地示出了本实施方式的一种双向行驶摆渡车锁桥液压系统的阀块箱5的俯视结构示意图，且为了便于观察理解，图3中具体为阀块箱5的侧板51展开后的俯视图。

如图2和图3所示，在本实施方式中，本发明提出的双向行驶摆渡车锁桥液压系统中的部分阀件与元件，是安装在一阀块箱5中。具体而言，可以将上述液压系统中的部分液压阀、液压阀块、压力控制器241等元件以集成安装的方式安装于该阀块箱5中，且部分主要元件布置方式可根据阀块箱5在双向行驶摆渡车上的安装位置、安装空间或布管方式进行灵活调整。这种集成布置方式有利于液压系统的调试、故障诊断及管路简化，便于后期液压系统的维修维护，有效提高维修人员的工作效率。

然而，本领域技术人员容易理解的是，上述阀块箱的设置仅为本发明的部分阀件或元件的其中一种示例性布置方式。其中，设置阀块箱5的一个主要目的在于方便系统的调试、故障诊断和维修。然而，为了达到上述目的而对阀块箱5及其内部阀件布置方式以添加、删除、合并、替换等多种方式进行调整，均不脱离本发明提出的双向行驶摆渡车锁桥液压系统的原理的范围。例如，在本发明的其他示例性实施方式中，可将上述阀件的部分或全部以集成方式设置在双向行驶摆渡车的车体结构的任意位置上，或者分散地设置在其他便于调试和维修的位置上。

以上详细地描述和/或图示了本发明提出的双向行驶摆渡车锁桥液压系统的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部 分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的双向行驶摆渡车锁桥液压系统进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。