行走轮液压驱动系统及使用液压驱动系统的轮式行走装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种行走轮液压驱动系统及使用液压驱动系统的轮式行走装置，液压驱动系统包括转向驱动单元和旋转驱动单元，旋转驱动单元包括用于驱动行走轮旋转的变量马达以及对应向变量马达的进油口供油的高压油路，高压油路上设有用于根据变量马达进油口处的油压大小进行开关动作的顺序阀，顺序阀的控制油口与所述变量马达的进油口连通，高压油路上连通有其上设有节流阀的节流油路，节流油路与所述顺序阀并联布置，节流油路与高压油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀的上下游。在需要进行原地转向时，部分高压油经节流油路流向变量马达，会使变量马达驱动行走轮具有旋转趋势，但无法驱动行走轮转动，进而可有效减少原地转向所需要的转向力。
【专利说明】行走轮液压驱动系统及使用液压驱动系统的轮式行走装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种行走轮液压驱动系统及使用液压驱动系统的轮式行走装置。
【背景技术】
[0002] 大型、重型行走机械通常采用轮式行走装置和履带式行走装置，其中，轮式行走装 置因其结构简单、制造成本低而得到广泛应用。轮式行走装置包括行走轮及驱动行走轮转 动、转向的液压驱动系统，液压驱动系统包括用于驱动行走轮转向的转向驱动单元和用于 驱动行走轮旋转的旋转驱动单元，转向驱动单元包括通过液压回路驱动动作的转向油缸， 转向油缸驱动行走轮进行转向，旋转驱动单元包括与行走轮传动连接的变量马达及与变量 马达的进、出油口连通的高、低压油路，高压液压油经高压油路进入变量马达中以驱动变量 马达转动，从变量马达的出油口处排出的低压液压油经低压油路排出。
[0003] 行走机械的行走装置通常是在移动过程中进行转向的，转向时，由转向驱动单元 中的转向油缸驱动行走轮转向，移动过程中进行转向时，行走轮所承受的摩擦力相对较小， 所需转向力也相对较小。当遇到特殊工况而需要原地转向时，由于原地转向时行走轮所承 受的摩擦力较大，转向力也较大(原地转向所需的转向力通常为行走转向所需转向力的三 倍)，原地转向较为困难。
[0004] 为便于原地转向，目前多是在轮式行走装置上配置顶升装置如采用顶升支腿，需 要原地转向时，先使用顶升装置将行走机械抬起，然后完成转向。但这种配置顶升装置的措 施使得整个轮式行走装置的成本较高，液压系统也较为复杂，不便于维修，在使用时也较为 危险。
【发明内容】
[0005] 本实用新型提供一种简单、安全的行走轮液压驱动系统，以解决现有技术中需要 配置顶升装置以完成原地转向导致轮式行走装置成本较高的技术问题；同时，本实用新型 还提供一种使用上述行走轮液压驱动系统的轮式行走装置。
[0006] 本实用新型所提供的一种行走轮液压驱动系统的技术方案是：行走轮液压驱动系 统，包括转向驱动单元和旋转驱动单元，旋转驱动单元包括用于驱动行走轮旋转的变量马 达以及对应向变量马达的进油口供油的高压油路，所述的高压油路上设有用于根据变量马 达进油口处的油压大小进行开关动作的顺序阀，顺序阀的控制油口与所述变量马达的进油 口连通，高压油路上连通有其上设有节流阀的节流油路，节流油路与所述顺序阀并联布置， 节流油路与高压油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀的上下游。
[0007] 所述的变量马达还具有与所述进油口相对布置的出油口，出油口上对应连通有与 高压油路相对布置的低压油路，所述旋转驱动单元的变量马达为可驱动相应行走轮作双向 转动的双向变量马达，双向变量马达具有交替作为所述的进油口和出油口的两油口，所述 旋转驱动单元包括分别与双向变量马达两油口对接连通的交替作为所述的高压油路和低 压油路的两油路，两油路上均设有所述的顺序阀及所述的与顺序阀并联布置的节流油路， 两油路上还分别连通有用于在相应油路作为低压油路时导通的低压导通油路，低压导通油 路上设有用于控制低压导通油路通断的控制阀，低压导通油路与所述节流油路、顺序阀并 联布置，低压导通油路与高压油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀的上下游。
[0008] 所述的低压导通油路上的控制阀为单向阀。
[0009] 所述的顺序阀为内控外泄式顺序阀。
[0010] 所述的转向驱动单元包括具有杆腔和无杆腔的转向油缸及分别与转向油缸的有 杆腔及无杆腔对应连通的液压回路，液压回路上设有用于控制液压油进出转向油缸的有杆 腔、无杆腔的电比例换向阀，在液压回路上还设有用于将转向油缸锁定以控制行走轮转向 角度的平衡阀。
[0011] 本实用新型还提供一种使用上述行走轮液压驱动系统的轮式行走装置的技术方 案是：轮式行走装置，包括行走轮及对应驱动行走轮转向、旋转的行走轮液压驱动系统，行 走轮液压驱动系统包括转向驱动单元和旋转驱动单元，旋转驱动单元包括用于驱动行走轮 旋转的变量马达以及对应向变量马达的进油口供油的高压油路，其特征在于：所述的高压 油路上设有用于根据变量马达进油口处的油压大小进行开关动作的顺序阀，顺序阀的控制 油口与所述变量马达的进油口连通，高压油路上连通有其上设有节流阀的节流油路，节流 油路与所述顺序阀并联布置，节流油路与高压油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀的 上下游。
[0012] 所述的变量马达还具有与所述进油口相对布置的出油口，出油口上对应连通有与 高压油路相对布置的低压油路，所述旋转驱动单元的变量马达为可驱动相应行走轮作双向 转动的双向变量马达，双向变量马达具有交替作为所述的进油口和出油口的两油口，所述 旋转驱动单元包括分别与双向变量马达两油口对接连通的交替作为所述的高压油路和低 压油路的两油路，两油路上均设有所述的顺序阀及所述的与顺序阀并联布置的节流油路， 两油路上还分别连通有用于在相应油路作为低压油路时导通的低压导通油路，低压导通油 路上设有用于控制低压导通油路通断的控制阀，低压导通油路与所述节流油路、顺序阀并 联布置，低压导通油路与高压油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀的上下游。
[0013] 所述的低压导通油路上的控制阀为单向阀。
[0014] 所述的顺序阀为内控外泄式顺序阀。
[0015] 所述的转向驱动单元包括具有杆腔和无杆腔的转向油缸及分别与转向油缸的有 杆腔及无杆腔对应连通的液压回路，液压回路上设有用于控制液压油进出转向油缸的有杆 腔、无杆腔的电比例换向阀，在液压回路上还设有用于将转向油缸锁定以控制行走轮转向 角度的平衡阀。
[0016] 本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的轮式行走装置中的液压系统中包 括转向驱动单元和旋转驱动单元，需要转向时可由转向驱动单元驱动行走轮转向，而在需 要行走时则由旋转驱动单元驱动行走轮行走。本实用新型所提供的行走轮液压驱动系统中 的旋转驱动单元的高压油路上连通节流油路，在需要进行原地转向时，使高压油进入旋转 驱动单元的高压油路，由于顺序阀的控制油口与变量马达的进油口连通，在行走轮不转动 时，变量马达的进油口压力较低，顺序阀不会打开，因此经高压油路进入的高压油将经节流 油路流向变量马达，在节流油路中节流阀的节流作用下，仅有部分高压油流向变量马达，这 部分高压油会使变量马达驱动行走轮具有旋转趋势，但无法驱动行走轮转动，于此同时，转 向驱动单元驱动行走轮转向，因为行走轮具有转动趋势，相当于给行走轮转向提供了助力， 进而可有效减少原地转向所需要的转向力，操作简单可靠，安全系数也较高。
[0017] 进一步的，旋转驱动单元中的变量马达为双向变量马达，这样可以满足行走轮双 向转动以控制行走机械的前进和后退，相应的，旋转驱动单元中的两油路也需要交替作为 高压油路和低压油路以满足双向变量马达的正常工作。
[0018] 进一步的，低压导通油路上采用单向阀作为控制阀，结构简单，控制可靠。
[0019] 进一步的，转向驱动单元中的液压回路上不仅设有电比例换向阀以控制行走轮转 向，还设有平衡阀以将行走轮锁定在任意转向位置，从而可以控制行走轮的转动角度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型所提供的轮式行走装置一种实施例中的旋转驱动单元的液压 原理图；
[0021] 图2是与图1所示旋转驱动单元相对应的用于驱动行走轮转向的转向驱动单元的 液压原理图。
【具体实施方式】
[0022] 如图1、图2所示，一种轮式行走装置的实施例，该实施例中的轮式行走装置包括 行走轮1及对应驱动行走轮1转向、旋转的行走轮液压驱动系统，行走轮液压驱动系统包括 转向驱动单元和旋转驱动单元。
[0023] 转向驱动单元包括具有杆腔和无杆腔的转向油缸11及分别与转向油缸11的有杆 腔及无杆腔对应连通的液压回路，液压回路包括进油油路P和回油油路T。液压回路上设有 用于控制液压油进出转向油缸11的有杆腔、无杆腔的电比例换向阀13,在液压回路上还设 有用于将转向油缸11中的活塞锁定以控制行走轮转向角度的平衡阀12。
[0024] 旋转驱动单元包括具有进、出油口的变量马达和对应连通变量马达的进、出油口 与液压动力源（图中未显示)的高压油路P、低压油路S。本实施例中的变量马达为可驱动相 应的行走轮作双向转动的双向变量马达3,双向变量马达3具有交替作为所述的进油口和 出油口的两油口。各驱动单元均包括分别与双向变量液压马达3的两油口对接连通的交替 作为高压油路P和低压油路S的两油路，两油路的结构基本相同。各驱动单元上均设有用 于在相应油路作为高压油路时根据双向变量马达的进油口处的油压大小进行开关动作的 顺序阀5,顺序阀5的控制油口 51与相应旋转驱动单元的双向变量马达3的进油口连通， 顺序阀5为内控外泄式顺序阀，各驱动单元上的两顺序阀5上的泄油口分别与相应的回油 油路T连通。
[0025] 在旋转驱动单元的两油路上还分别连通有节流油路300,节流油路300上设有节 流阀4,节流油路300与对应油路上设有的顺序阀5并联布置，节流油路300与相应油路对 接连通的两连通处对应位于顺序阀5的上下游。
[0026] 在旋转驱动单元的两油路上还分别连通有用于在相应油路作为低压油路时导通 的低压导通油路200,低压导通油路200上设有用于控制低压导通油路200通断的控制阀， 控制阀为单向阀6,低压导通油路与各油路上的所述节流油路300、顺序阀5并联布置，低压 导通油路200与相应油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀5的上下游。
[0027] 本实施例所提供的行走装置在正常行走时，双向变量马达3通过减速器2与相应 的行走轮1传动连接，液压动力源向旋转驱动单元提供高压液压油，少许高压液压油经节 流油路300流向相应双向变量马达3的进油口，如果旋转驱动单元所驱动的行走轮1均不 打滑，旋转驱动单元的双向变量马达3的负载较大，在双向变量马达3的进油口处形成高 压，顺序阀5打开，高压油经作为高压油路的相应油路快速流向双向变量马达3,并经低压 油路S流出，进而驱动双向变量马达3快速旋转，双向变量马达3通过减速器2驱动行走轮 1旋转，从而驱动整个行走机械正常行走。
[0028] 如果需要在移动过程中进行转向，由转向驱动单元中的转向油缸11对应驱动相 应行走轮转向即可。
[0029] 而如果需要在原地进行转向时，由于原地转向所需转向力较大，为减小所需转向 力即为转向提供助力，使高压油进入旋转驱动单元的高压油路，由于顺序阀5的控制油口 与双向变量马达3的进油口连通，在行走轮1不转动时，双向变量马达3的进油口压力较 低，顺序阀5不会打开，因此经高压油路进入的高压油将经节流油路100流向双向变量马达 3,在节流油路100中的节流阀4的节流作用下，仅有部分高压油流双向向变量马达3,这部 分高压油会使双向变量马达3驱动行走轮1具有旋转趋势，但无法驱动行走轮1转动，于此 同时，转向驱动单元驱动行走轮1转向，因为行走轮1具有转动趋势，相当于给行走轮转向 提供了助力，进而可有效减少原地转向所需要的转向力，操作简单可靠，安全系数也较高。
[0030] 本实施例中，高压液压油流经节流阀，在节流阀的进、出油孔之间形成压力差，保 证整个系统压力稳定。
[0031] 本实施例中在双向液压马达的油口处所形成的高压和低压以可以驱动顺序阀打 开为标准，当双向变量马达的油口的压力增大至可经顺序阀的控制油口驱动顺序阀打开 时，认为双向变量马达的油口的压力为高压，而当双向变量马达的油口压力降低至不能经 顺序阀的控制油口驱动顺序阀打开时，认为双向变量马达的油口的压力为低压。
[0032] 上述实施例中的转向驱动单元也可以采用现有技术中的行走装置常用的转向驱 动单元。
[0033] 上述实施例中，变量马达为双向变量马达，在其他实施例中，变量马达也可以为单 向变量马达，此时，高压油路和低压油路不需要互换，只需要在高压油路上设置顺序阀、节 流油路即可。
[0034] 上述实施例所提供的行走行走装置可以应用在工程机械、起重运输机械、农林机 械、特种车辆等以液压驱动为主的行走装置中。
[0035] 本实用新型还提供一种行走轮液压驱动系统的实施例，该实施例中的行走轮液压 驱动系统的结构与上述轮式行走装置中的液压驱动系统的结构相同，在此不再赘述。
【权利要求】
1. 行走轮液压驱动系统，包括转向驱动单元和旋转驱动单元，旋转驱动单元包括用于 驱动行走轮旋转的变量马达以及对应向变量马达的进油口供油的高压油路，其特征在于： 所述的高压油路上设有用于根据变量马达进油口处的油压大小进行开关动作的顺序阀，顺 序阀的控制油口与所述变量马达的进油口连通，高压油路上连通有其上设有节流阀的节流 油路，节流油路与所述顺序阀并联布置，节流油路与高压油路对接连通的两连通处对应位 于顺序阀的上下游。
2. 根据权利要求1所述的行走轮液压驱动系统，其特征在于：所述的变量马达还具有 与所述进油口相对布置的出油口，出油口上对应连通有与高压油路相对布置的低压油路， 所述旋转驱动单元的变量马达为可驱动相应行走轮作双向转动的双向变量马达，双向变量 马达具有交替作为所述的进油口和出油口的两油口，所述旋转驱动单元包括分别与双向变 量马达两油口对接连通的交替作为所述的高压油路和低压油路的两油路，两油路上均设有 所述的顺序阀及所述的与顺序阀并联布置的节流油路，两油路上还分别连通有用于在相应 油路作为低压油路时导通的低压导通油路，低压导通油路上设有用于控制低压导通油路通 断的控制阀，低压导通油路与所述节流油路、顺序阀并联布置，低压导通油路与高压油路对 接连通的两连通处对应位于顺序阀的上下游。
3. 根据权利要求2所述的行走轮液压驱动系统，其特征在于：所述的低压导通油路上 的控制阀为单向阀。
4. 根据权利要求1所述的行走轮液压驱动系统，其特征在于：所述的顺序阀为内控外 泄式顺序阀。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的行走轮液压驱动系统，其特征在于：所述的 转向驱动单元包括具有杆腔和无杆腔的转向油缸及分别与转向油缸的有杆腔及无杆腔对 应连通的液压回路，液压回路上设有用于控制液压油进出转向油缸的有杆腔、无杆腔的电 比例换向阀，在液压回路上还设有用于将转向油缸锁定以控制行走轮转向角度的平衡阀。
6. 轮式行走装置，包括行走轮及对应驱动行走轮转向、旋转的行走轮液压驱动系统，行 走轮液压驱动系统包括转向驱动单元和旋转驱动单元，旋转驱动单元包括用于驱动行走轮 旋转的变量马达以及对应向变量马达的进油口供油的高压油路，其特征在于：所述的高压 油路上设有用于根据变量马达进油口处的油压大小进行开关动作的顺序阀，顺序阀的控制 油口与所述变量马达的进油口连通，高压油路上连通有其上设有节流阀的节流油路，节流 油路与所述顺序阀并联布置，节流油路与高压油路对接连通的两连通处对应位于顺序阀的 上下游。
7. 根据权利要求6所述的轮式行走装置，其特征在于：所述的变量马达还具有与所述 进油口相对布置的出油口，出油口上对应连通有与高压油路相对布置的低压油路，所述旋 转驱动单元的变量马达为可驱动相应行走轮作双向转动的双向变量马达，双向变量马达具 有交替作为所述的进油口和出油口的两油口，所述旋转驱动单元包括分别与双向变量马达 两油口对接连通的交替作为所述的高压油路和低压油路的两油路，两油路上均设有所述的 顺序阀及所述的与顺序阀并联布置的节流油路，两油路上还分别连通有用于在相应油路作 为低压油路时导通的低压导通油路，低压导通油路上设有用于控制低压导通油路通断的控 制阀，低压导通油路与所述节流油路、顺序阀并联布置，低压导通油路与高压油路对接连通 的两连通处对应位于顺序阀的上下游。
8. 根据权利要求7所述的轮式行走装置，其特征在于：所述的低压导通油路上的控制 阀为单向阀。
9. 根据权利要求6所述的轮式行走装置，其特征在于：所述的顺序阀为内控外泄式顺 序阀。
10. 根据权利要求6至9中任意一项所述的轮式行走装置，其特征在于：所述的转向驱 动单元包括具有杆腔和无杆腔的转向油缸及分别与转向油缸的有杆腔及无杆腔对应连通 的液压回路，液压回路上设有用于控制液压油进出转向油缸的有杆腔、无杆腔的电比例换 向阀，在液压回路上还设有用于将转向油缸锁定以控制行走轮转向角度的平衡阀。
【文档编号】B62D5/06GK203832247SQ201420233642
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】尹超利, 吴海召, 张鑫, 代胜阳, 潘鹏飞 申请人:纽科伦（新乡）起重机有限公司