专利名称：转向制动阀及具有该阀的转向制动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种转向制动阀及具有该阀的转向制动系统。
背景技术：
转向制动阀在工程机械中具有广泛的应用，以推土机为例，传统的推土机转向制动阀采用同一操纵杆首先推动转向阀芯实现转向，再推动制动阀芯实现制动，依靠转向阀和制动阀行程ー压カ曲线的不同来控制转向离合器先分离、制动机构再制动，制动机构可以是制动器(即制动助力器)，也可以是制动离合器，下面以制动器作为制动机构为例进行说明。请參考图1-2，图I为ー种典型的转向制动阀的结构示意图；图2为图I的液压原
理简图。转向制动阀包括转向阀120和制动阀130。转向阀120的阀体上设有导向轴12、转向阀芯14、转向腔1B、转向油ロ 1B’、转向进油腔1A,第一弹簧13、第二弹簧15和第三弹簧16,其中，导向轴12和转向阀芯14同轴安装。制动阀130的阀体上设有销轴19、制动阀芯18、制动进油腔1C、制动腔1D、第四弹簧110、第五弹簧111、第六弹簧17。转向时，操纵杆11首先克服第一弹簧13的弹カ推动导向轴2,导向轴12克服第二弹簧15、第三弹簧16的弹カ推动转向阀芯14向右运动，转向进油腔IA与转向腔IB相通，转向进油腔IA与液压泵连通，则转向进油腔IA中来自液压泵的压カ油能够流入转向腔1B，转向腔IB通过转向油ロ 1B’通向转向离合器140，一般液压油充入转向离合器140活塞和轮毂之间的油腔，油压カ推动活塞并带动压盘移动，则转向离合器140的摩擦片和齿片松开，不再传递动カ，实现推土机的转向。转向阀芯14上设有转向平衡腔IK和转向节流ロ la，转向节流ロ Ia连通转向腔1B，则转向腔IB中的液压油通过转向节流ロ Ia流向转向平衡腔1K，转向平衡腔IK的压カ油对转向阀芯14具有向左的作用力。当转向腔IB中的油压(即转向平衡阀IK的油压)对转向阀芯14的作用カ大于第二弹簧15的弹カ时，推动转向阀芯14向左移动，使转向进油腔IA通往转向腔IB的开ロ减小，降低转向腔IB压力，直至作用力平衡。因此，转向腔IB的压カ与第二弹簧15的压缩量是比例变化的关系，而第二弹簧15压缩量与操纵杆11行程呈比例变化关系，即转向腔IB压カ与操纵杆11行程呈比例变化关系。随着操纵杆11行程的加大，操纵杆11能够克服第四弹簧110和第五弹簧111的弹カ推动销轴19，销轴19推动制动阀芯18克服第六弹簧17的弹カ右移，制动进油腔IC与制动腔ID相通，制动进油腔IC中来自液压泵的压力油流向制动腔1D，制动腔ID中的液压油通往制动助推器。制动助推器将制动转向离合器140外毂制动，实现协助转向的功能。转向阀120和制动阀130可以由ー个液压泵供油，图2中，转向进油腔IA和制动进油腔IC均连通进油路IP。[0009]制动阀的阀体上还设有制动节流ロ Ib和制动平衡腔1し制动腔ID中的液压油通过制动节流ロ b通往制动平衡腔1L，制动平衡腔IL的压カ油对制动阀芯18有向左的作用力。当制动腔ID中的液压油压力(即制动平衡腔IL的压カ)对制动阀芯18的作用カ大于第五弹簧11的弹カ时，推动制动阀芯18向左移动，使制动进油腔IC通往制动腔ID的开ロ减小，降低制动腔ID的压力，直至作用力平衡，所以制动腔ID的压カ与第五弹簧111的压缩量是比例变化的关系，而第五弹簧111压缩量与操纵杆11行程比例变化，即制动腔ID压カ与操纵杆11行程呈比例变化关系。停止转向时，操纵杆11上操纵カ消失，转向阀芯14与制动阀芯18均能够在弹簧的作用下复位。上述转向制动阀存在下述技术缺点第一、在实际实用中，由于转向离合器140和制动器150容积、内泄量的不同，导致转向离合器140的响应速度较制动器150要慢。这样，在快速操作时，会出现转向离合器140尚未分离、制动器150已进行制动的状况，导致转向离合器140与制动器150动作可能 出现干涉，造成转向离合器140外毂的磨损。第二、操纵杆11首先要推动导向轴12以带动转向阀芯14轴向移动实现离合作用后，再推动销轴19并带动制动阀芯18轴向移动。整个操作过程中，操作者要克服转向阀120和制动阀130中多个弹簧的弾力，需要较大的操纵力，増加了操作者的疲劳强度。第三、该转向制动阀的结构过于复杂，为使制动阀芯18复位需要设置多个弹簧座112、弹簧等零部件，増加了加工难度和生产的成本。有鉴于此，如何提供一种转向制动阀，使其作用于转向离合器和制动机构时，避免转向离合器和制动机构发生干渉，減少转向离合器的磨损，并降低操作者的操作強度，是领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型的第一目的是提供一种转向制动阀，该转向制动阀能够使制动机构在转向离合器分离再制动，避免转向离合器和制动机构发生干涉，从而减少转向离合器的磨损。本实用新型的另一目的是提供ー种转向控制系统。为达到本实用新型的第一目的，本实用新型提供一种转向制动阀，包括转向阀和制动阀，所述转向阀上设有转向阀芯、转向进油腔和通向转向离合器的转向腔，所述转向阀芯轴向移动能够使所述转向进油腔和所述转向腔连通或断开；所述制动阀包括制动阀芯、制动进油腔和通向制动机构的制动油腔，所述制动阀芯轴向移动能够使所述制动进油腔和所述制动油腔连通或断开；所述转向腔连通所述制动阀，井能够推动所述制动阀芯轴向移动以连通所述制动进油腔和所述制动腔。优选地，所述制动阀内设有复位腔，所述复位腔连通所述制动进油腔；所述复位腔内液压油作用于所述制动阀芯的压カ方向，与所述转向腔内压カ油作用于所述制动阀芯上的压カ方向相反。优选地，所述制动阀芯的一端具有第一盲孔，所述第一盲孔内插装有柱塞，所述柱塞的一端伸出所述第一盲孔并与所述制动阀阀体的端部相接，所述柱塞伸出所述第一盲孔的部分与所述制动阀芯、阀体形成所述复位腔，所述复位腔内液压油作用于所述制动阀芯上与所述第一盲孔对应的环形端面处。优选地，所述制动阀芯的外周设有环形槽，所述环形槽与所述制动阀的内周壁形成节流ロ，所述节流ロ连通所述制动进油腔和所述复位腔。优选地，所述制动阀芯上还设有第二盲孔，所述第一盲孔和所述第二盲孔轴向对称地设置于所述制动阀芯的两端；所述制动阀上与所述第一盲孔对应的端部设有连通所述转向腔的控制腔，所述控制腔内液压油作用于所述制动阀芯的面积大于所述复位腔内液压油作用于所述制动阀芯的面积。优选地，所述制动阀的内部设有轴向伸缩的复位弹簧，所述转向腔内的液压油克服所述复位弹簧的弾力推动所述制动阀芯移动。 优选地，所述制动阀芯的内部设有平衡腔，所述平衡腔连通所述制动腔，所述平衡腔作用于所述制动阀芯的压カ方向，与所述转向腔内压カ油作用于所述制动阀芯上的压カ方向相反。优选地，所述平衡腔的周壁上设有节流ロ，所述节流ロ连通所述制动腔。优选地，所述制动阀的阀体上设有至少ー个泄油ロ。该实用新型提供的转向制动阀的制动阀并未采用操纵杆作为动カ源，而是依靠转向阀推动制动阀芯移动，且通过合理设计可以保证制动阀芯仅在转向腔内的压カ达到一定值时才能被推动，因此，可以设计为当转向腔内液压油的压力足以将转向离合器分离之时，该压力油方能够推动制动阀芯移动。于是，该转向控制阀使用时，仅当转向离合器分离后，制动机构方开始制动，从而有效解决了制动机构和转向离合器相互干渉的问题，避免了由于相互干涉而导致的制动机构的磨损，操作可靠性较高；而且，相较于背景技术部分描述的，需要操作者驱动操纵杆克服制动阀内多个弹簧弾力而开启制动阀的技术方案，显然，本实用新型中采用转向腔液压油控制制动阀的开启的方案，能够显著降低操作者的劳动强度；且操纵杆仅需推动转向阀的阀芯即可实现转向和制动，操纵杆与转向制动阀的连接方式和结构设计也得以简化。为达到本实用新型的第二目的，本实用新型提供一种转向制动系统，包括制动机构、转向离合器，以及与所述制动机构和所述转向离合器均连接的转向制动阀，所述转向制动阀为上述任一项所述的转向制动阀。由于上述转向制动阀具有上述技术效果，具有该转向制动阀的转向制动系统也具有相同的技术效果。
图I为ー种典型的转向制动阀的结构示意图；图2为图I的液压原理简图；图3为本实用新型所提供转向控制阀ー种具体实施方式
的结构示意图；图4为图3的液压原理简图。图1-2 中120转向阀、130制动阀、140转向离合器、150制动器、11操纵杆、12导向轴、13第一弹簧、14换向阀芯、15第二弹簧、IA转向进油腔、IB转向腔、1B’转向油ロ、a转向节流ロ、IK转向平衡腔、16第三弹簧、112弹簧座、111第五弹簧、110第四弹簧、19销轴、17第六弹簧、18制动阀芯、ID制动腔、IC制动进油腔、Ib制动节流ロ、IL制动平衡腔、IP进油油路；图3-4 中20转向阀、30制动阀、40转向离合器、50制动器、I操纵杆、2导向轴、3第一弹簧、4换向阀芯5第二弹簧、IA转向进油腔、B转向腔、B’转向油ロ、a第一节流ロ、K第一平衡腔、6第三弹簧、8制动阀芯、E控制腔、D制动腔、C制动进油腔、d第三节流ロ、G第二平衡腔、c第二节流ロ、I泄油ロ、H泄油腔、P进油油路。
具体实施方式
本实用新型的核心提供ー种转向制动阀，该转向制动阀能够使制动机构在转向离合器分离再制动，避免转向离合器和制动机构发生干渉，从而減少转向离合器的磨损。本实用新型的另ー核心是提供一种转向控制系统。·[0039]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进ー步的详细说明。请參考图3和图4，图3为本实用新型所提供转向控制阀ー种具体实施方式
的结构不意图；图4为图3的液压原通简图。该实施例中的转向控制阀包括转向阀20和制动阀30，转向阀芯4的结构与背景技术部分描述的一致，主要包括导向轴12、转向阀20芯、转向进油腔A、转向腔B、转向油ロB’、第一弹簧3、第二弹簧5、第三弹簧6。图3中，使操纵杆I逆时针转动时，推动导向轴12右移，导向轴12克服弹簧弹力推动转向阀芯4右移，连通转向进油腔A和转向腔B，液压油自转向油ロ B’通往转向转向离合器40，如图4所示。转向腔B的压カ油能够自第一节流ロa流入第一平衡腔K，转向腔B内压カ达到一定值时，第一平衡腔K中的压カ油推动转向阀芯4左移，减小转向进油腔A和转向腔B的开ロ，以使压カ达到平衡状态。该实施例中转向制动阀30的制动阀30与背景技术不同，制动阀30的制动阀芯8的移动并不依靠操纵杆1，而是依靠换向阀中转向腔B流出的液压油。制动阀30的阀体上设有制动腔D和制动进油腔C，制动进油腔C与液压泵连通，制动阀芯8设置于制动阀30阀体内的轴向通孔中，制动阀芯8轴向移动时，能够控制制动腔D和制动进油腔C的连通或断开。转向阀20和制动阀30可以由ー个液压泵供油，如图4所示，转向进油腔A和制动进油腔C均连通同一进油路P。请继续參考图3，制动阀30的阀体的最左端设有连通外部的控制腔E，控制腔E与转向阀20的转向腔B连通，自转向腔B流出的液压油能够沿控制腔E流向制动阀芯8的左端。此外，制动阀30阀体内部还设有由阀体和制动阀芯8形成的复位腔F，要求复位腔F内油液作用于制动阀芯8的方向与控制腔E内油液作用于制动阀芯8的方向相反,且该复位腔F与制动进油腔C连通。该实施例中制动阀30的工作过程如下首先，拉动操纵杆I推动制动阀芯8右移(实际上，按照图3的视角，应当是向右并略微向上移动，文中为简略使用左右表述)，导通转向腔B和转向进油腔A，随着两腔之间开ロ的逐渐加大，转向腔B内液压油的压カ逐渐升高，并稳定干与操纵杆I形成呈比例关系的压カ状态，该压力能够实现将转向离合器40分离。此时，转向阀20的转向腔B内的液压油还会流向制动阀30左端的控制腔E内，控制腔E内的液压油作用于制动阀芯8的左端面，对制动阀芯8施加向右的作用力；而此时，制动阀30的复位腔F中充满自制动进油腔C中流入的液压油，液压油作用于制动阀芯8右端的环形端面上，对制动阀芯8施加向左的作用力。当制动阀芯8左端所受的压カ大于右端所受的压力吋，制动阀芯8被推动而右移，则制动阀30的制动腔D和制动进油腔C之间出现开ロ通道，从而连通两腔，制动进油腔C内的液压油能够进入制动腔D内，制动腔D的液压油通往制动器50，实现制动。当停止转向时，操纵杆I在导向轴12上施加的操纵カ消失，转向阀20芯在第一弹簧3和第三弹簧6的作用下向左移动而复位，则转向腔B中的压カ会逐渐降低，相应地，制动阀30的控制腔E内压カ也同样降低，而制动阀芯8右端复位腔F内的压カ基本保持不变，则复位腔F内液压油作用于制动阀芯8右端的作用力能够促使制动阀芯8左移而复位，进而关闭制动腔D和制动进油腔C的通道。由上述内容可知，该实施例中转向制动阀30的制动阀30并未采用操纵杆I作为动カ源，而是依靠转向阀20的液压油推动制动阀芯8移动，且通过合理设计可以保证制动 阀芯8仅在转向腔B内的压カ达到一定值时才能被推动，因此，可以设计为当转向腔B内液压油的压力足以将转向离合器40分离之时，该压力油方能够推动制动阀芯8移动。于是，该转向控制阀使用时，仅当转向离合器40分离后，制动器50方开始制动，从而有效解决了制动器50和转向离合器40相互干渉的问题，避免了由于相互干涉而导致的制动器50的磨损，操作可靠性较高；而且，相较于背景技术部分描述的，需要操作者驱动操纵杆I克服制动阀30内多个弹簧弾力而开启制动阀30的技术方案，显然，本实用新型中采用转向腔B液压油控制制动阀30的开启的方案，能够显著降低操作者的劳动强度。且操纵杆I仅需推动转向阀20的阀芯即可实现转向和制动，使得操纵杆I与转向制动阀的连接方式和结构设计也得以简化。此外，上述实施例中设置了复位腔F，复位腔F能够在操作结束时，利用制动进油腔C内的液压油推动制动阀芯8右移，实现制动阀30的复位，无需如背景技术中所述的设置多个弹簧实现复位，从而简化了制动阀30的结构，且简化了加工エ序，并降低了生产的成本，且复位腔F相较于易于失效的弹簧，具备更高的复位可靠性。当然，在上述实施例的基础上，在制动阀30的阀体内部设置轴向伸缩的复位弹簧，控制腔E的液压油克服复位弹簧的弹力推动制动阀芯8移动，操作结束后，由复位弹簧的弹力复位也是可以的。此外，在设置复位腔F时，可以使复位腔F内作用于制动阀芯8的面积小于控制腔E内液压油作用于制动阀芯8的面积。如图3所示，制动阀芯8具有轴向对称设置的盲孔，第一盲孔位于右端，第二盲孔位于左端。第一盲孔内插装有柱塞，柱塞的右端伸出第一盲孔，超出部分与制动阀芯8右端的环形端面以及阀体形成复位腔F，则复位腔F内液压油作用于制动阀30阀芯的面积为制动阀芯8右端的环形端面面积，而控制腔E作用于制动阀芯8的面积为整个左端面积(包括第二盲孔左端环形端面的面积和第二盲孔底部的面积)，因此，即使复位腔F内的压カ(即制动进油腔C内的压力)大于控制腔E内的压カ(即转向腔B的压カ)，控制腔E内的液压油也能够推动制动阀芯8移动而导通制动腔D和制动进油腔C，实现制动。即该种结构设计使得该种转向制动阀30的压カ设计更为灵活。此时，可以在制动阀芯8的外周壁上设置环形槽，环形槽能够形成连通制动进油腔C和复位腔F的第ニ节流ロ C。进ー步地，针对上述各实施例，还可以在制动阀芯8的内部设置平衡腔，如图3所示的第二平衡腔G，并使第二平衡腔G连通制动腔D。如图3所示，制动阀芯8内部的右端盲孔内插装有柱塞，柱塞相对于制动阀30的阀体固定，柱塞和制动阀芯8的右端盲孔形成第二平衡腔G，位于右端盲孔的左方。在制动阀芯8的外周壁上设有第三节流ロ d，第三节流ロ d连通第二平衡腔G和制动腔D，图3中的第三节流ロ d为设于制动阀芯8外周壁上的径向开ロ。则在控制腔E液压油推动制动阀芯8右移而接通制动腔D和制动进油腔C后，制动腔D内的部分液压油会流至第二平衡腔G，第二平衡腔G内液压油对制动阀芯8施加向左的作用力，与控制腔E内液压油作用于制动阀芯8的作用力的方向恰好相反。图3中，制动阀芯8受到控制腔E中液压油、第二平衡腔G中液压油、复位腔F中液压油的合力，其中，复位腔F中油压稳定，可视为定值，各腔作用于制动阀芯8的面积也是定值，则第二平衡腔G中油压与控制腔E中油压呈线性变化关系。由背景技术描述可知，转向腔B的油压与操纵杆I的行程呈线性变化关系，而控制腔E的油压与转向腔B的油压相等，第二平衡腔G的压カ与制动腔D压カ大致相等，因此，制动腔D的压カ与操纵杆I的行程也呈线性变化关 系，即转向阀20能够输出与控制转向离合器40的压カ曲线相对应的理想的控制制动器50的压カ曲线。可知，操纵杆I可以比例控制该结构制动阀30的动作，提高制动阀30的可控性。 另外，针对上述各实施例，在制动阀30上可以设置至少ー个泄油ロ I，防止阀体内油压过高，对阀体造成损害，设置多个泄油ロ I时，可以按照实际安装需求，选择泄油ロ I，以适应不同的安装环境。图3中，柱塞与制动阀30右端形成泄油腔H，泄油腔H处设有泄油ロ I ;阀体的偏左方也设有泄油ロ I。左边的泄油ロ I可以用于制动腔D的泄油，右边的泄油ロ I可以用于制动进油腔C和复位腔F的泄油。需要说明的是，上述实施例中，车体的制动通过制动器实现，实际上，也可以是其他制动机构，比如制动离合器，用制动离合器替代上述制动器，工作原理与上述一致，此处不赘述。除了上述转向制动阀，本实用新型还提供一种转向制动系统，包括制动器、转向离合器，以及与所述制动器和所述转向离合器均连接的转向制动阀，所述转向制动阀上述任一实施例所述的转向制动阀。由于上述转向制动阀具有上述技术效果，具有该转向制动阀的转向制动系统也具有相同的技术效果，在此不赘述。以上对本实用新型所提供的一种转向制动阀及具有该阀的转向制动系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种转向制动阀，包括转向阀和制动阀，所述转向阀上设有转向阀芯、转向进油腔和通向转向离合器的转向腔，所述转向阀芯轴向移动能够使所述转向进油腔和所述转向腔连通或断开；所述制动阀包括制动阀芯、制动进油腔和通向制动机构的制动油腔，所述制动阀芯轴向移动能够使所述制动进油腔和所述制动油腔连通或断开；其特征在于，所述转向腔连通所述制动阀，井能够推动所述制动阀芯轴向移动以连通所述制动进油腔和所述制动腔。
2.根据权利要求I所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀内设有复位腔，所述复位腔连通所述制动进油腔；所述复位腔内液压油作用于所述制动阀芯的压カ方向，与所述转向腔内压カ油作用于所述制动阀芯上的压カ方向相反。
3.根据权利要求2所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀芯的一端具有第一盲孔，所述第一盲孔内插装有柱塞，所述柱塞的一端伸出所述第一盲孔并与所述制动阀阀体的端部相接，所述柱塞伸出所述第一盲孔的部分与所述制动阀芯、阀体形成所述复位腔，所述复位腔内液压油作用于所述制动阀芯上与所述第一盲孔对应的环形端面处。
4.根据权利要求3所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀芯的外周设有环形槽，所述环形槽与所述制动阀的内周壁形成节流ロ，所述节流ロ连通所述制动进油腔和所述复位腔。
5.根据权利要求3或4所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀芯上还设有第二盲孔，所述第一盲孔和所述第二盲孔轴向对称地设置于所述制动阀芯的两端；所述制动阀上与所述第一盲孔对应的端部设有连通所述转向腔的控制腔，所述控制腔内液压油作用于所述制动阀芯的面积大于所述复位腔内液压油作用于所述制动阀芯的面积。
6.根据权利要求I所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀的内部设有轴向伸縮的复位弹簧，所述转向腔内的液压油克服所述复位弹簧的弾力推动所述制动阀芯移动。
7.根据权利要求1_4、6任一项所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀芯的内部设有平衡腔，所述平衡腔连通所述制动腔，所述平衡腔作用于所述制动阀芯的压カ方向，与所述转向腔内压カ油作用于所述制动阀芯上的压カ方向相反。
8.根据权利要求7所述的转向制动阀，其特征在于，所述平衡腔的周壁上设有节流ロ，所述节流ロ连通所述制动腔。
9.根据权利要求1_4、6任一项所述的转向制动阀，其特征在于，所述制动阀的阀体上设有至少ー个泄油ロ。
10.一种转向制动系统，包括制动机构、转向离合器，以及与所述制动机构和所述转向离合器均连接的转向制动阀，其特征在于，所述转向制动阀为权利要求1-9任一项所述的转向制动阀。
专利摘要本实用新型公开一种转向制动阀，其转向阀上设有转向阀芯、转向进油腔和通向转向转向离合器的转向腔；制动阀包括制动阀芯、制动进油腔和通向所述制动机构的制动油腔；转向腔连通制动阀，并能够推动制动阀芯轴向移动以导通制动进油腔和制动腔。该转向制动阀的制动阀依靠转向阀推动制动阀芯移动，且通过合理设计可以保证制动阀芯仅在转向腔内的压力达到一定值时才能被推动，则能够实现转向离合器分离后，制动机构方开始制动，从而有效解决了制动机构和转向离合器相互干涉的问题，避免了制动机构的磨损；而且，且操纵杆仅需推动转向阀的阀芯即可实现转向和制动，操纵者的劳动强度得以降低。本实用新型还公开一种转向制动系统。
文档编号B62D5/08GK202624356SQ20122027823
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者赵建军, 桑月仙, 金轲, 刘喜明 申请人:山推工程机械股份有限公司