一种液压走行系统用反向制动控制阀的制作方法

文档序号:15719949发布日期:2018-10-19 22:38阅读:520来源:国知局

本实用新型涉及一种液压控制阀,尤其是一种液压走行系统用反向制动控制阀,属于液压控制技术领域。



背景技术:

大型养路机械在轨道线路进行区间自走行时,最高运行速度通常为80-100km/h,其走行驱动有液力机械传动、液压传动和电传动三种常用传动方式。

采用液压传动的走行系统又称液压走行系统,通常由液压变量泵和变量马达组成的闭式液压回路驱动,通过电控或液控走行手柄控制泵的输出流量,驱动安装于车轴上的液压马达,液压马达再驱动车轮转动从而实现整车走行。整车速度通过控制变量泵的排量进行调节,系统工作压力随运行情况变化从而满足驱动力的要求。

由于大型养路机械整车自重大,惯性也大,采用液压走行的车辆在走行手柄迅速回拉进行减速或在长大坡道上运行时,由于整车惯性液压马达将变成泵工况,液压泵变成马达工况,驱动回路通过液压马达产生反向液压制动力的同时,液压泵将对发动机造成反拖,如不采取措施,当反拖压力过高即反向液压制动力过大时,可能会造成发动机飞车,或损坏走行驱动回路液压元件,影响整车的正常走行功能,甚至威胁铁道线路的运行安全。

申请号为201510364468.3的中国发明专利申请涉及一种带制动阀的执行机构的控制装置,包括有进油通道、回油通道、三位四通换向阀,所述的三位四通换向阀上设有与进油通道连接的第一端口、与回油通道连接的第二端口以及与执行机构连接的第三端口、第四端口,所述进油通道与回油通道之间还设有用于控制进油通道与回油通道通、断的制动阀,制动阀与进油通道的连接位置位于进油通道的进油端与第一端口之间,制动阀与回油通道的连接位置位于回油通道的回油端与第二端口之间。采用上述技术方案的控制装置,能在执行机构运转状态下紧急制动,无冲击。但是其仍然不能解决大型养路机械的制动问题。



技术实现要素:

本实用新型提供一种液压走行系统用反向制动控制阀,尤其适用于大型养路机械液压走行系统的反向制动控制。

本实用新型所述的液压走行系统用反向制动控制阀包括阀体,该阀体内设置二位三通电磁阀A和二位三通电磁阀B,该二位三通电磁阀A和二位三通电磁阀B均包括节流孔,所述二位三通电磁阀A上游连接进油口MB,所述二位三通电磁阀B上游连接进油口MA;所述二位三通电磁阀A下游连接顺序阀A,该顺序阀A下游通过单向阀C和单向阀D各连接一个输出油口XIV,所述二位三通电磁阀B下游连接顺序阀B,该顺序阀B下游通过单向阀A和单向阀B各连接一个输出油口XIII,所述单向阀A下游的输出油口XIII与所述单向阀C下游的输出油口XIV之间还装有二位二通电磁阀B,所述单向阀B下游的输出油口XIII与所述单向阀D下游的输出油口XIV之间还装有二位二通电磁阀A,所述顺序阀A下游和顺序阀B下游之间还连接梭阀,该梭阀连接溢流阀。

优选的是,所述溢流阀的压力范围为40-50bar,两条支路中顺序阀A和顺序阀B后的油路之间安装的所述梭阀的出油口与溢流阀相连,无论是哪条支路中为压力油,压力油都会通过所述梭阀到达所述溢流阀的入口,当压力油的压力达到所述溢流阀的设定压力时开始溢流,从而限制所述顺序阀A和顺序阀B后的压力油最高压力不超过所述溢流阀的设定压力范围40-50bar。

在上述任一方案中优选的是,当所述二位二通电磁阀B和二位二通电磁阀A失电时,输出油口XIII和输出油口XIV相通,液压泵的变量缸两端压力相同,因此无法进行变量控制,液压泵无流量输出,当整车停车时,可防止由于泵误动作造成整车移动。

在上述任一方案中优选的是,进油口MA和MB,分别和液压走行系统驱动回路的主油口A和B相连。

在上述任一方案中优选的是,所述溢流阀还连接K测压口,以便检测其工作压力。

在上述任一方案中优选的是,所述顺序阀A连接K1测压口,以便检测其工作压力。

在上述任一方案中优选的是,所述顺序阀B连接K2测压口,以便检测其工作压力。

在上述任一方案中优选的是,所述二位三通电磁阀A包含的节流孔为固定节流孔A。

在上述任一方案中优选的是,所述二位三通电磁阀B包含的节流孔为固定节流孔B。

在上述任一方案中优选的是,所述固定节流孔A 直径为2-3mm。

在上述任一方案中优选的是,所述固定节流孔B直径为2-3mm。

在上述任一方案中优选的是,所述阀体外包括吊环螺母,便于运输。

在上述任一方案中优选的是,所述顺序阀的设定压力即为液压反向制动的最大压力,可根据整车的要求进行调节。

在上述任一方案中优选的是,所述顺序阀的设定压力的范围为90-120bar。

在上述任一方案中优选的是,所述溢流阀采用螺纹插装件。

各液压元件和阀体内的油道形成了条并行的支路,每条支路的组成基本相同,从进油口MA或MB开始,经二位三通电磁阀、固定节流孔、顺序阀、单向阀再到输出油口XIII或XIV。

所述二位三通电磁阀A或二位三通电磁阀B通过失电或得电逻辑,控制输入油口与顺序阀是接通还是断开,当二位三通电磁阀A或二位三通电磁阀B失电后,当顺序阀A或顺序阀B入口的压力达到其设定的开启压力时,顺序阀A或顺序阀B将接通,压力油通过顺序阀A或B及其后面的单向阀A或单向阀B或单向阀C或单向阀D到达输出油口XIII或XIV,从而进入液压泵的变量机构对液压泵进行自动调节,路径中的固定节流孔A或固定节流孔B可限制经过顺序阀的流量。单向阀确保压力油只能从输出油口XIII或XIV流出,同时保证两组输出油口XIII或XIV独立,相互不影响,从而实现控制一个泵或同时控制两个泵。闭式液压驱动回路是通过变量泵和变量马达的流量匹配实现所需的转速和工作压力,正常情况下,液压泵输出流量驱动马达转动,并在液压泵出口和马达入口间建立一定的压力,液压泵的输出流量决定了马达的转速。当液压泵的排量迅速减小,而液压马达仍保持原来的转速,则液压泵输出的流量将小于液压马达维持转速所需的流量,而液压马达输出的流量大于液压泵吸入的流量,此时,液压马达将变成泵工况,而液压泵将变成马达工况,液压马达驱动液压泵转动;或者当液压泵的排量不变,液压马达的转速迅速提高时,液压泵的输出流量同样也会小于液压马达吸入的流量,液压马达输出的流量大于液压泵吸入的流量,液压泵将变成马达工况,液压马达变成泵工况。

上述技术方案在自走行过程中,可通过进油口MA和MB与走行系统主回路高压侧和低压侧相连,再通过控制二位三通电磁换向阀的得失电情况,使低压侧的油液通过二位三通电磁阀和固定节流孔到达顺序阀,而高压侧的油液与顺序阀不通,当通过走行手柄回拉减速或在长大坡道上运行时,走行回路的泵和马达工况发生变化,系统的高压侧和低压侧压力也发生变化,原低压侧的压力升高,走行驱动回路产生反向液压制动力,整车的速度将逐渐降低或速度不再增加,当原低压侧的压力升高达到顺序阀的设定压力时,顺序阀接通,压力油进入液压泵的变量控制缸自动控制泵的排量迅速增大,从而吸收液压马达的输出流量,使原低压侧的压力保持不再升高,当车速降到一定值后,低压侧压力将降低到顺序阀的开启压力以下时,顺序阀关闭,液压泵的排量恢复到原走行手柄控制的状态。

上述方案中包括两组输出油口XIII和两组输出油口XIV,可对两个并联的走行泵同时进行控制,也可只采用一组输出油口XIII或XIV,控制一个走行泵,具体可根据走行泵的数量选择。

本实用新型所述液压走行系统用反向制动控制阀能够检测走行系统驱动回路中压力的变化,自动控制走行泵的排量,限制驱动系统的最大反向液压制动力,从而有效控制走行系统对发动机反拖力的大小,保证发动机及液压驱动回路元件的正常功能和整车的运行安全性。

本实用新型阀体内安装的电磁换向阀、溢流阀等采用螺纹插装件,结构紧凑,反向制动压力控制过程为液压自动控制,反应迅速、灵敏、准确,可有效限制走行系统最大反向液压制动力,从而控制走行系统对发动机反拖力的大小,保证发动机及液压驱动回路元件的正常功能和整车的运行安全性。

顺序阀A和顺序阀B设定压力为100bar,溢流阀设定压力为40bar。

当整车处于静止状态时,二位二通电磁阀和失电,两组X和X相通,液压泵处于旁通状态,无法进行变量控制,从而有效避免液压泵控制的误动作,提高停车安全性。

工况1:向前自走行,反向制动压力不超过100bar。

当推走行手柄向前走行时,二位二通电磁阀和得电,两组X和X断开,假设此时与油口MA相连的为高压侧,与油口MB相连的为低压侧,此时,二位三通电磁阀失电,MB与顺序阀A接通,二位三通电磁阀得电,MA与顺序阀B断开。向前正常走行时,走行回路低压侧压力约为28bar,顺序阀A处于关闭状态,液压泵在走行手柄控制下工作。当在下坡路段整车由于惯性加速或正常走行过程中回拉走行手柄减速时,马达将变成泵工况,油口MB的压力将升高,车加速越快或手柄回拉越快,油口MB的压力升得越快,由于马达变成泵工况,则走行系统会产生反向液压制动力。当油口MB的压力达到100bar时,顺序阀A开启,压力油经过顺序阀A以及单向阀C和单向阀D,再经个X油口进入液压泵的变量控制机构,在梭阀和溢流阀的作用下,油口X的油液压力被限定到40bar,液压泵在压力油的作用下排量变大,从而吸收马达输出的油液,使油口MB的油液压力保持不再上升,此时反向液压制动力达到限定的最大值,整车在液压制动的作用下减速。当车速降低到一定值时,走行回路原低压侧即MB口的油液压力将降到100bar以下,顺序阀A(14)关闭,泵的排量恢复到走行手柄控制状态。

工况2:向后自走行,反向制动压力不超过100bar。

当推走行手柄向前走行时,二位二通电磁阀(9)和(10)得电,两组XIII和XIV油口断开,假设此时与油口MA相连的为低压侧,与油口MB相连的为高压侧,此时,二位三通电磁阀(1)得电,MB与顺序阀A(14)断开,二位三通电磁阀(3)失电,MA与顺序阀B(5)接通。向后正常走行时,走行回路低压侧压力约为28bar,顺序阀B(5)处于关闭状态,液压泵在走行手柄控制下工作。当在下坡路段整车由于惯性加速或正常走行过程中回拉走行手柄减速时,马达将变成泵工况,油口MA的压力将升高,车加速越快或手柄回拉越快,油口MA的压力升得越快,由于马达变成泵工况,则走行系统会产生反向液压制动力。当油口MA的压力达到100bar时,顺序阀B(5)开启,压力油经过顺序阀B(5)以及单向阀A(7)和单向阀B(8),再经2个XIII油口进入液压泵的变量控制机构,在梭阀(6)和溢流阀(13)的作用下,油口XIII的油液压力被限定到40bar,液压泵在压力油的作用下排量变大,从而吸收马达输出的油液,使油口MA的油液压力保持不再上升,此时反向液压制动力达到限定的最大值,整车在液压制动的作用下减速。当车速降低到一定值激发,走行回路原低压侧压力即MA口的油液压力将降到100bar以下,顺序阀B(5)关闭,泵的排量恢复到走行手柄控制状态。

附图说明

图1为本实用新型所述液压走行系统用反向制动控制阀的一优选实施例的液压原理图;

图2为图1所示实施例的结构主视图;

图3为图2所示实施例的左视图;

图4为图2的实施例的仰视图;

图1-图4中数字标号的含义为:

1二位三通电磁阀A 2固定节流孔A 3二位三通电磁阀B

4固定节流孔B 5顺序阀B 6梭阀 7单向阀A 8单向阀B

9二位二通电磁换向阀B 10二位二通电磁换向阀A 11单向阀C

12单向阀D 13溢流阀 14顺序阀 A15阀体 17K2测压口

18K3测压口 19吊环螺母 16K1测压口 20MB油口

21输出油口XIIIA 22输出油口XIVA23 进油口MA 24输出油口XIVB

25输出油口XIIIB。

具体实施方式

实施例1.1:一种液压走行系统用反向制动控制阀包括阀体15,该阀体15内设置二位三通电磁阀A 1和二位三通电磁阀B 3,二位三通电磁阀A 1上游连接进油口MB 20,二位三通电磁阀B3上游连接进油口MA 23,二位三通电磁阀A 1包括固定节流孔A2,固定节流孔A 2直径为2mm;二位三通电磁阀B 3包括固定节流孔B 4,固定节流孔B 4直径为2mm;二位三通电磁阀A 1下游连接顺序阀A14,该顺序阀A14下游通过单向阀C 11连接至输出油口XIVA 22,顺序阀A14下游还通过单向阀D 12连接至输出油口XIVB 24,所述二位三通电磁阀B 3下游连接顺序阀B 5,该顺序阀B5下游通过单向阀A7连接至输出油口XIIIA 21,顺序阀B 5还通过单向阀B 8连接至输出油口XIV A22,所述单向阀A7下游的输出油口XIIIA21与单向阀C 11下游的输出油口X IV A 22之间还装有二位二通电磁阀B 9,单向阀B 8下游的输出油口XIV A 22与单向阀D 12下游的输出油口XIV B 24之间还装有二位二通电磁阀A 10,顺序阀A 14下游和顺序阀B 5下游之间还连接梭阀6,该梭阀6连接溢流阀13,溢流阀采用螺纹插装件,阀体15外包括吊环螺母19,便于运输。

溢流阀13的压力范围为40-50bar,两条支路中顺序阀A14和顺序阀B5后的油路之间安装的梭阀6的出油口与溢流阀13相连,无论是哪条支路中为压力油,压力油都会通过梭阀6到达溢流阀13的入口,当压力油的压力达到溢流阀13的设定压力时开始溢流,从而限制顺序阀A14和顺序阀B5后的压力油最高压力不超过溢流阀13的设定压力范围40-50bar;溢流阀13还连接K3测压口18,以便检测其工作压力;顺序阀A14连接K1测压口16,以便检测其工作压力;顺序阀B5连接K2测压口17,以便检测其工作压力。

二位二通电磁阀B 9和二位二通电磁阀A 10失电时,输出油口XIII和输出油口XIV相通,液压泵的变量缸两端压力相同,因此无法进行变量控制,液压泵无流量输出,当整车停车时,可防止由于泵误动作造成整车移动。

进油口MA 23和进油口MB 20分别与液压走行系统驱动回路的主油口A和B相连。

顺序阀A14和顺序阀B5的设定压力即为液压反向制动的最大压力,可根据整车的要求进行调节,顺序阀A14和顺序阀B5的设定压力的范围为90-120bar。各液压元件和阀体内的油道形成了两条并行的支路,每条支路的组成基本相同,从进油口MA 23或进油口MB 20开始,经二位三通电磁阀、固定节流孔、顺序阀、单向阀再到输出油口XIII或XIV。

所述二位三通电磁阀A 1或二位三通电磁阀B3通过失电或得电逻辑,控制输入油口与顺序阀是接通还是断开,当二位三通电磁阀A1或二位三通电磁阀B3失电后,当顺序阀A14或顺序阀B 5入口的压力达到其设定的开启压力时,顺序阀A14或顺序阀B 5将接通,压力油通过顺序阀A14或顺序阀B5及其后面的单向阀A或单向阀B或单向阀C或单向阀D到达输出油口XIIIA21或输出油口XIIIB 25或输出油口XIVA22或输出油口XIVB 24,从而进入液压泵的变量机构对液压泵进行自动调节,路径中的固定节流孔A或固定节流孔B可限制经过顺序阀A14和顺序阀B5的流量。单向阀确保压力油只能从输出油口XIIIA21或输出油口XIIIB 25或输出油口XIVA22或输出油口XIVB 24流出,同时保证两组输出油口XIIIA21、输出油口XIIIB 25或输出油口XIVA22、输出油口XIVB 24独立,相互不影响,从而实现控制一个泵或同时控制两个泵。

闭式液压驱动回路是通过变量泵和变量马达的流量匹配实现所需的转速和工作压力,正常情况下,液压泵输出流量驱动马达转动,并在液压泵出口和马达入口间建立一定的压力,液压泵的输出流量决定了马达的转速。当液压泵的排量迅速减小,而液压马达仍保持原来的转速,则液压泵输出的流量将小于液压马达维持转速所需的流量,而液压马达输出的流量大于液压泵吸入的流量,此时,液压马达将变成泵工况,而液压泵将变成马达工况,液压马达驱动液压泵转动;或者当液压泵的排量不变,液压马达的转速迅速提高时,液压泵的输出流量同样也会小于液压马达吸入的流量,液压马达输出的流量大于液压泵吸入的流量,液压泵将变成马达工况,液压马达变成泵工况。

上述实施例中包括两组输出油口XIII和两组输出油口XIV,即,输出油口XIIIA21与输出油口XIIIB 25、输出油口XIVA22与输出油口XIVB 24,通过输出油口XIIIA21与输出油口XIIIB 25、输出油口XIVA22与输出油口XIVB 24可对两个并联的走行泵同时进行控制。

实施例1.2:一种液压走行系统用反向制动控制阀,同实施例1.1,不同之处在于:只采用一组输出油口XIIIA21与输出油口XIIIB 25控制一个走行泵。

实施例1.3:一种液压走行系统用反向制动控制阀,同实施例1.1,不同之处在于:只采用一组输出油口XIVA22与输出油口XIVB 24控制一个走行泵。

实施例1.4:一种液压走行系统用反向制动控制阀,同实施例1.1,不同之处在于:固定节流孔A2直径为2.5mm。

实施例1.5:一种液压走行系统用反向制动控制阀,同实施例1.1或1.4,不同之处在于:固定节流孔B 4直径为2.5mm。

实施例1.6:一种液压走行系统用反向制动控制阀,同实施例1.1,不同之处在于:固定节流孔A2直径为3mm。

实施例1.7:一种液压走行系统用反向制动控制阀,同实施例1.1或1.6,不同之处在于:固定节流孔B 4直径为3mm。

上述实施例所述液压走行系统用反向制动控制阀能够检测走行系统驱动回路中压力的变化,自动控制走行泵的排量,限制驱动系统的最大反向液压制动力,从而有效控制走行系统对发动机反拖力的大小,保证发动机及液压驱动回路元件的正常功能和整车的运行安全性。

实施例2.1:一种液压走行系统用反向制动控制方法,其包括:

a1.在作业车自走行过程中,通过进油口MA23和进油口MB20与走行系统主回路高压侧和低压侧相连,再通过控制二位三通电磁换向阀的得失电情况,使低压侧的油液通过二位三通电磁阀和固定节流孔到达顺序阀;

b1.高压侧的油液与顺序阀不通,当通过走行手柄回拉减速或在长大坡道上运行时,走行回路的泵和马达工况发生变化,系统的高压侧和低压侧压力也发生变化,原低压侧的压力升高,走行驱动回路产生反向液压制动力,整车的速度将逐渐降低或速度不再增加,将原低压侧的压力升高达到顺序阀的设定压力时,顺序阀接通,压力油进入液压泵的变量控制缸自动控制泵的排量迅速增大,从而吸收液压马达的输出流量,使原低压侧的压力保持不再升高;

c1.当车速降到一定值后,低压侧压力将降低到顺序阀的开启压力以下时,顺序阀关闭,液压泵的排量恢复到原走行手柄控制的状态。

依次执行步骤a1、b1、c1达到液压走行系统的反向制动控制。

实施例2.2:一种液压走行系统用反向制动控制方法,其包括:

a2.顺序阀A14和顺序阀B5设定压力为100bar,溢流阀13设定压力为40bar;向前自走行,反向制动压力不超过100bar;

b2.当推走行手柄向前走行时,使二位二通电磁阀9和10得电,输出油口XIIIA21与输出油口XIVA22断开,输出油口XIIIB 25与输出油口XIVB 24断开;假设此时与进油口MA 23相连的为高压侧,与进油口MB 20相连的为低压侧,此时,二位三通电磁阀1失电,进油口MB 20与顺序阀A14接通,二位三通电磁阀3得电,进油口MA23与顺序阀B5断开;向前正常走行时,走行回路低压侧压力约为28bar,顺序阀A14处于关闭状态,液压泵在走行手柄控制下工作;

c2.当在下坡路段整车由于惯性加速或正常走行过程中回拉走行手柄减速时,马达将变成泵工况,进油口MB 20的压力将升高,车加速越快或手柄回拉越快,进油口MB 20的压力升得越快,由于马达变成泵工况,则走行系统会产生反向液压制动力;

d2.当进油口MB 20的压力达到100bar时,顺序阀A14开启,压力油经过顺序阀A14以及单向阀C11和单向阀D12,再经输出油口XIVA22和输出油口XIVB 24进入液压泵的变量控制机构,在梭阀6和溢流阀13的作用下,油口XIV的油液压力被限定到40bar,液压泵在压力油的作用下排量变大,从而吸收马达输出的油液,使进油口MB 20的油液压力保持不再上升,此时反向液压制动力达到限定的最大值,整车在液压制动的作用下减速;

e2.当车速降低到一定值时,走行回路原低压侧即进油口MB 20的油液压力将降到100bar以下,顺序阀A14关闭,泵的排量恢复到走行手柄控制状态;

f2.当整车处于静止状态时,使二位二通电磁阀A9和二位二通电磁阀B10失电,两组输出油口XIII和XIV相通,即,输出油口XIIIA 21与输出油口XIVA22相通,输出油口XIIIB 25与输出油口XIVB 24相通;液压泵处于旁通状态,无法进行变量控制,从而有效避免液压泵控制的误动作,提高停车安全性。

依次执行步骤a2、b2、c2、d2、e2、f2。

实施例2.3:一种液压走行系统用反向制动控制方法,其包括:

a3.顺序阀A14和顺序阀B5设定压力为100bar,溢流阀13设定压力为40bar;向后自走行,反向制动压力不超过100bar;

b3.当推走行手柄向前走行时,二位二通电磁阀9和10得电,输出油口XIIIA21与输出油口XIVA 22断开,输出油口XIIIB 25与输出油口XIVB 24断开;假设此时与进油口MA 23相连的为低压侧,与进油口MB 20相连的为高压侧,此时,二位三通电磁阀1得电,进油口MB 20与顺序阀A14断开,二位三通电磁阀3失电,进油口MA 23与顺序阀B5接通;

c3.向后正常走行时,走行回路低压侧压力约为28bar,顺序阀B5处于关闭状态,液压泵在走行手柄控制下工作;当在下坡路段整车由于惯性加速或正常走行过程中回拉走行手柄减速时,马达将变成泵工况,进油口MA 23的压力将升高,车加速越快或手柄回拉越快,进油口MA 23的压力升得越快,由于马达变成泵工况,则走行系统会产生反向液压制动力;

d3.当进油口MA 23的压力达到100bar时,顺序阀B5开启,压力油经过顺序阀B5以及单向阀A7和单向阀B8,再经输出油口XIIIA 21和输出油口XIIIB 25进入液压泵的变量控制机构;

e3.在梭阀6和溢流阀13的作用下,输出油口XIIIA 21和输出油口XIIIB 25的油液压力被限定到40bar,液压泵在压力油的作用下排量变大,从而吸收马达输出的油液,使进油口MA 23的油液压力保持不再上升,此时反向液压制动力达到限定的最大值,整车在液压制动的作用下减速;

f3.当车速降低到一定值激发,走行回路原低压侧压力即进油口MA 23的油液压力将降到100bar以下,顺序阀B5关闭,泵的排量恢复到走行手柄控制状态。依次执行步骤a3、b3、c3、d3、e3、f3。

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