一种履带拖拉机自动转向液压系统的制作方法

本实用新型属于履带车辆领域，涉及一种履带车辆自动转向液压系统，尤其涉及一种履带拖拉机自动转向液压系统。

背景技术：

近年来，精准农业在现代化农业生产中得到了广泛地应用，为了达到科学合理利用农业资源、提高农作物产量、降低生产成本的目的，农业机械在精准农业中起到了至关重要的作用。目前我国农业机械在精准农业方面的应用，主要集中在拖拉机自动驾驶系统。自动驾驶的核心在于对拖拉机转向系统的有效控制：包括控制介质（液、气、电）易于实现、转向半径的大小可无级调节。

在现有技术中，履带拖拉机转向普遍采用转向离合器结构，其操作方式主要有两种：第一种，转向拉杆完全拉开，转向离合器完全分离，并对慢速侧履带进行制动，此时转弯半径约为0.5倍的轨距；第二种，两侧制动器完全松开，慢速侧转向离合器部分或完全分离，转向力矩由拖拉机主机高、低速侧履带驱动力的差值产生，其转弯半径与两侧履带阻力矩（驱动力矩与两侧履带阻力矩数值相等方向相反）是自动适应的。其值受地面条件、拖拉机主机结构质量、几何参数等因素影响，即使同样的转向拉杆位置，其转弯半径也是不确定的。另外，很小的转向拉杆行程也会引起慢速侧转向离合器压紧力很大的变化，低速侧履带驱动力相应也会产生很大变化。所以，通过转向离合器转向结构形式无法解决在转向阻力可变条件下转向半径的精确控制。

由于轮式拖拉机普遍采用偏转前轮来实现对转向的控制，所以转向半径的大小由轮式拖拉机前轮偏转角度决定。在轮式拖拉机全液压转向系统中，前轮偏转角度的大小由转向油缸的行程来控制，而行程与进入油缸油液的多少有关。因此，在轮式拖拉机的自动转向系统中，主要依靠控制进入转向油缸油液的多少（即控制流量）来实现对转向的控制。而履带拖拉机转向与轮式拖拉机在机理上完全不同，因此轮式拖拉机自动转向技术无法在履带拖拉机上推广应用。

因此，提供一种结构紧凑、使用安全可靠、能够方便快捷地保证履带拖拉机自动转向的液压系统，是完全必要的。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种结构紧凑、使用安全可靠的履带拖拉机的自动转向液压系统。

本实用新型的技术方案是：一种履带拖拉机自动转向液压系统，包括：散热器、先导比例压力阀、自动转向阀块总成、二位二通电磁阀、倒挡换向电磁阀、轴向柱塞变量泵、定量弯轴柱塞马达、液压油箱、凸轮盘；散热器通过螺栓固定在发动机水箱前端；先导比例压力阀安装在驾驶室前部下方的转向机底座内，先导比例压力阀的操纵手柄端部卡在凸轮盘的槽内，凸轮盘与方向盘连接一起；自动转向阀块总成安装在车架左后方内侧面支架上；二位二通电磁阀安装在驾驶室左后支座上；倒挡换向电磁阀位于自动转向阀块总成后面、安装于车架内侧面；轴向柱塞变量泵安装在后桥侧箱上；定量弯轴柱塞马达安装于后桥箱上；液压油箱位于驾驶室后面、后桥上面。

所述的散热器上设置有第七进油口、第三出油口；散热器的第七进油口与轴向柱塞变量泵的第二泄油口连通，散热器的第三出油口与液压油箱连通。

所述的先导比例压力阀上设置有第一进油口、第一回油口、第一工作油口、第二工作油口；先导比例压力阀的第一进油口与二位二通电磁阀的第三回油口连通；先导比例压力阀的第一回油口通过管路与液压油箱连通；先导比例压力阀的第一工作油口与自动转向阀块总成的第五进油口连通；先导比例压力阀的第二工作油口与自动转向阀块总成的第六进油口连通。

所述的自动转向阀块总成上设置有第二进油口、第二回油口、第五进油口、第六进油口、第一出油口、第二出油口；自动转向阀块总成的第二进油口与轴向柱塞变量泵的内置补油泵的第四出油口连通，自动转向阀块总成的第二回油口与油箱连通，自动转向阀块总成的第五进油口与先导比例压力阀的第一工作油口连通；自动转向阀块总成的第六进油口与先导比例压力阀的第二工作油口连通，自动转向阀块总成的第一出油口与倒挡换向电磁阀第四进油口连通；自动转向阀块总成的第二出油口与倒挡换向电磁阀的第四回油口连通。

所述的二位二通电磁阀上设置有第三进油口、第三回油口；二位二通电磁阀的第三进油口与轴向柱塞变量泵的内置补油泵的第四出油口连通，二位二通电磁阀的第三回油口与先导比例压力阀的第一进油口连通。

所述的倒挡换向电磁阀上设置有第四进油口、第四回油口、第三工作油口、第四工作油口；倒挡换向电磁阀第四进油口与自动转向阀块总成的第一出油口连通；倒挡换向电磁阀的第四回油口与自动转向阀块总成的第二出油口连通，倒挡换向电磁阀的第三工作油口与轴向柱塞变量泵的第一控制口连通；倒挡换向电磁阀的第四工作油口与轴向柱塞变量泵的第二控制口连通。

所述的轴向柱塞变量泵上设置有第五工作油口、第六工作油口、第一泄油口、第二泄油口、吸油口、内置补油泵的第四出油口、第一控制口、第二控制口；轴向柱塞变量泵的第五工作油口与定量弯轴柱塞马达的第七工作油口连通；轴向柱塞变量泵的第六工作油口与定量弯轴柱塞马达的第八工作油口连通；轴向柱塞变量泵的第一泄油口与定量弯轴柱塞马达的第三泄油口连通；轴向柱塞变量泵的第二泄油口与散热器的第七进油口连通，轴向柱塞变量泵的吸油口连通液压油箱，轴向柱塞变量泵的内置补油泵的第四出油口为二路，一路连通二位二通电磁阀的第三进油口，另一路连通自动转向阀块总成的第二进油口，轴向柱塞变量泵的第一控制口与倒挡换向电磁阀的第三工作油口连通；轴向柱塞变量泵的第二控制口与倒挡换向电磁阀的第四工作油口连通。

所述的定量弯轴柱塞马达上设置有第七工作油口、第八工作油口、第三泄油口；定量弯轴柱塞马达的第七工作油口与轴向柱塞变量泵的第五工作油口连通；定量弯轴柱塞马达的第八工作油口与轴向柱塞变量泵的第六工作油口连通；定量弯轴柱塞马达的第三泄油口与轴向柱塞变量泵的第一泄油口连通。

本实用新型采用上述技术方案后可达到如下的有益效果：可以实现履带拖拉机的转向半径无级控制，与gps或北斗卫星信号结合后可以实现拖拉机的自动转向功能；转向具有自动转向模式和人工转向模式，且两种模式下可以实现互相切换，人工模式优先于自动转向模式。同时具备安全切断功能，当驾驶员不在驾驶座位上时，拖拉机人工转向模式失效。此时，向左、向右旋转方向盘其拖拉机转弯方向不受其前进、后退的影响；具备倒挡换向功能，前进、后退时将马达旋向调换，可实现与轮式拖拉机一致的操纵体验。

附图说明

图1为本实用新型一种履带拖拉机自动转向液压系统在拖拉机上布置示意图；

图2为本实用新型一种履带拖拉机自动转向液压系统的液压系统原理示意图；

图3为本实用新型一种履带拖拉机自动转向液压系统的人工转向模式示意图；

图4为本实用新型一种履带拖拉机自动转向液压系统的自动转向模式示意图。

图5为本实用新型一种履带拖拉机自动转向液压系统的先导比例压力阀与凸轮盘位置示意图。

图6为图5的a向示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。如图1～6所示，一种履带拖拉机自动转向液压系统，主要包括：散热器1、先导比例压力阀2、自动转向阀块总成3、二位二通电磁阀4、倒挡换向电磁阀5、轴向柱塞变量泵6、定量弯轴柱塞马达7、液压油箱8、凸轮盘9。散热器1通过螺栓固定在发动机水箱前端；先导比例压力阀2安装在驾驶室前下方、转向机底座内部，先导比例压力阀2的操纵手柄端部卡在凸轮盘9的槽内，凸轮盘9的槽为偏心螺旋线。凸轮盘9顺时针转动时，槽中心线与转动中心轴越来越近；逆时针转动时，槽中心线与转动中心轴越来越远。凸轮盘9与方向盘通过机械机构连接一起，并随方向盘一起转动。凸轮盘9的转动带动先导比例压力阀2的操纵手柄左右摆动。自动转向阀块总成3安装在车架左后方内侧面支架上；二位二通电磁阀4安装在驾驶室左后支座上；倒挡换向电磁阀5位于自动转向阀块总成3后面、安装于车架内侧面；轴向柱塞变量泵6安装在后桥侧箱上；定量弯轴柱塞马达7安装于后桥上箱上；液压油箱8位于驾驶室后面、后桥上面。

所述的散热器1上设置有第七进油口in3、第三出油口out3；散热器1的第七进油口in3与轴向柱塞变量泵6的第二泄油口l2连通，散热器1的第三出油口out3与液压油箱8连通。

所述的先导比例压力阀2上设置有第一进油口p1、第一回油口t1、第一工作油口a1、第二工作油口b1；先导比例压力阀2的第一进油口p1与二位二通电磁阀4的第三回油口t3连通；先导比例压力阀2的第一回油口t1通过管路与液压油箱8连通；先导比例压力阀2的第一工作油口a1与自动转向阀块总成3的第五进油口in1连通；先导比例压力阀2的第二工作油口b1与自动转向阀块总成3的第六进油口in2连通。

所述的自动转向阀块总成3上设置有第二进油口p2、第二回油口t2、第五进油口in1、第六进油口in2、第一出油口out1、第二出油口out2；自动转向阀块总成3的第二进油口p2与轴向柱塞变量泵6的内置补油泵ps的第四出油口m3连通，自动转向阀块总成3的第二回油口t2与油箱8连通，自动转向阀块总成3的第五进油口in1与先导比例压力阀2的第一工作油口a1连通；自动转向阀块总成3的第六进油口in2与先导比例压力阀2的第二工作油口b1连通，自动转向阀块总成3的第一出油口out1与倒挡换向电磁阀5第四进油口p4连通；自动转向阀块总成3的第二出油口out2与倒挡换向电磁阀5的第四回油口t4连通。

所述的二位二通电磁阀4上设置有第三进油口p3、第三回油口t3；二位二通电磁阀4的第三进油口p3与轴向柱塞变量泵6的内置补油泵ps的第四出油口m3连通，二位二通电磁阀4的第三回油口t3与先导比例压力阀2的第一进油口p1连通。

所述的倒挡换向电磁阀5上设置有第四进油口p4、第四回油口t4、第三工作油口a2、第四工作油口b2；倒挡换向电磁阀5第四进油口p4与自动转向阀块总成3的第一出油口out1连通；倒挡换向电磁阀5的第四回油口t4与自动转向阀块总成3的第二出油口out2连通，倒挡换向电磁阀5的第三工作油口a2与轴向柱塞变量泵6的第一控制口x1连通；倒挡换向电磁阀5的第四工作油口b2与轴向柱塞变量泵6的第二控制口x2连通。

所述的轴向柱塞变量泵6上设置有第五工作油口a3、第六工作油口b3、第一泄油口l1、第二泄油口l2、吸油口s、内置补油泵ps的第四出油口m3、第一控制口x1、第二控制口x2；轴向柱塞变量泵6的第五工作油口a3与定量弯轴柱塞马达7的第七工作油口a4连通；轴向柱塞变量泵6的第六工作油口b3与定量弯轴柱塞马达7的第八工作油口b4连通；轴向柱塞变量泵6的第一泄油口l1与定量弯轴柱塞马达7的第三泄油口l3连通；轴向柱塞变量泵6的第二泄油口l2与散热器1的第七进油口in3连通，轴向柱塞变量泵6的吸油口s连通液压油箱8，轴向柱塞变量泵6的内置补油泵ps的第四出油口m3为二路，一路连通二位二通电磁阀4的第三进油口p3，另一路连通自动转向阀块总成3的第二进油口p2，轴向柱塞变量泵6的第一控制口x1与倒挡换向电磁阀5的第三工作油口a2连通；轴向柱塞变量泵6的第二控制口x2与倒挡换向电磁阀5的第四工作油口b2连通。

所述的定量弯轴柱塞马达7上设置有第七工作油口a4、第八工作油口b4、第三泄油口l3；定量弯轴柱塞马达7的第七工作油口a4与轴向柱塞变量泵6的第五工作油口a3连通；定量弯轴柱塞马达7的第八工作油口b4与轴向柱塞变量泵6的第六工作油口b3连通；定量弯轴柱塞马达7的第三泄油口l3与轴向柱塞变量泵6的第一泄油口l1连通。

人工转向模式，如图2～5所示，即自动转向阀块总成3未工作时：自动转向阀块总成3的第五进油口in1与第一出油口out1相连通，第六进油口in2与第二出油口out2相连通。轴向柱塞变量泵6内置补油泵ps经过第四出油口m3分为二路，一路经二位二通电磁阀4到先导比例压力阀2的第一进油口p1，另一路到自动转向阀块总成3的第二进油口p2。到达先导比例压力阀2的压力油经过先导比例压力阀2调压后，根据方向盘旋转方向的不同，调压后的压力油分别经先导比例压力阀2的第一工作油口a1或第二工作油口b1流出，先导比例压力阀2的第一工作油口a1与自动转向阀块总成3的第五进油口in1相连通、先导比例压力阀2的第二工作油口b1与自动转向阀块总成3的第六进油口in2口相连通、先导比例压力阀2的第一回油口t1与液压油箱8相连通。自动转向阀块总成3的第一出油口out1、第二出油口out2经过倒挡换向电磁阀5分别与轴向柱塞变量泵6的第一控制口x1、的第二控制口x2相连通。轴向柱塞变量泵6的第五工作油口a3与定量弯轴柱塞马达7的第七工作油口a4相连通。轴向柱塞变量泵6的第六工作油口b3与定量弯轴柱塞马达7的第八工作油口b4相连通。方向盘顺时针转动，先导比例压力阀2的第一工作油口a1输出压力油，定量弯轴柱塞马达7开始顺时针转动，履带拖拉机开始向右转向；随方向盘的转动角度的增大，先导比例压力阀2的第一工作油口a1输出压力变大，轴向柱塞变量泵6的排量增加，定量弯轴柱塞马达7转速升高，履带拖拉机的左侧履带与右侧履带转速差增大，且左侧履带大于右侧履带转速，向右转向半径逐渐减小。方向盘逆时针转动，先导比例压力阀2的第二工作油口b1输出压力油，定量弯轴柱塞马达7开始逆时针转动，履带拖拉机开始向左转向；随方向盘的转动角度的增大，先导比例压力阀2的第二工作油口b1输出压力变大，轴向柱塞变量泵6的排量增加，定量弯轴柱塞马达7转速升高，履带拖拉机的右侧履带与左侧履带转速差增大，且右侧履带大于左侧履带转速，向左转向半径逐渐减小。人工转向时，自动转向阀块总成电磁铁全部处于失电状态，此时，人工转向具有优先权。

自动转向模式，如图2～6所示，即自动转向阀块总成3工作时：自动转向阀块总成3电磁铁得电，自动转向阀块总成3的第五进油口in1或第六进油口in2被截断，第一出油口out1或第二出油口out2与自动转向阀块3的第二进油口p2相通。轴向柱塞变量泵6内置补油泵ps经过第四出油口m3进入自动转向阀块总成3的第二进油口p2、自动转向阀块总成3的第二回油口t2与油箱8相连通。自动转向阀块总成3的第一出油口out1、第二出油口out2经过倒挡换向电磁阀5分别与轴向柱塞变量泵6的第一控制口x1、第二控制口x2相连通。轴向柱塞变量泵6的第五工作油口a3与定量弯轴柱塞马达7的第七工作油口a4相连通。轴向柱塞变量泵6的第六工作油口b3与定量弯轴柱塞马达7的第八工作油口b4相连通。自动转向阀块总成3的第一出油口out1或第二出油口out2出压力信号，压力信号的大小由自动转向阀块3中的比例电磁铁电流大小来调节，最终压力信号去控制轴向柱塞变量泵6的排量大小，进而控制定量弯轴柱塞马达7的转速。通过自动转向阀块总成3得电电磁铁的不同来改变定量弯轴柱塞马达7的旋向。

倒挡转向：仅用于人工转向，即倒挡换向电磁阀5处于通电工作状态：此时流经倒挡换向电磁阀5的油路方向被调换。当车辆前进时，倒挡换向电磁阀5不工作，顺时针旋转方向盘，车辆左侧履带转动速度要快于右侧履带速度，车辆向右转向；当车辆后退时，倒挡换向电磁阀5处于通电工作状态，顺时针旋转方向盘，压力信号被倒挡换向电磁阀5调换，车辆左侧履带转动速度要慢于右侧履带速度，车辆向左转动；

安全保护：仅用于人工转向，即二位二通电磁阀4处于通电工作状态：此时流经二位二通电磁阀4的油路被切断，先导比例压力阀2的进油被切断，不论方向盘如何动作，先导比例压力阀2均没压力信号输出，车辆不能进行转向。

最后应当说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的全部内容，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行形式上的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的思路启示之内所作出的形式修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的权利保护范围之内。