一种用于电控转向轴中位锁定的液压系统及起重机的制作方法

1.本发明涉及一种用于电控转向轴中位锁定的液压系统及起重机，属于工程机械技术领域。


背景技术：

2.目前，随着国内外基础建设的发展，工程机械车辆的技术研究水平有了前所未有的提升，多轴工程机械车辆的转向技术与设计水平呈现出突飞猛进的发展趋势。
3.对于多轴工程机械车辆的转向系统来说，其一般由机械驱动转向装置、液压驱动转向装置及转向控制装置等组成，随着技术的不断发展，转向系统中引入了电控转向，目前整车使用的车轴按照是否转向可分为：机械转向轴和电控转向轴。机械转向轴通过机械杆系相互连接保证机械轴之间的车轮转角关系，电控转向轴通过电控的手段实现各轴转角的控制，最终实现整车转向过程中轮胎转角符合阿克曼转向关系。
4.上述转向机构实现了整车行驶的转向功能，但为了保证整车行驶过程中的高速稳定性和安全性，电控转向车轴一般在车速高于一定程度后实现中位锁定，不再跟随一轴进行转向，为了实现中位锁定功能，目前国内外行业车辆中电控转向轴均设置一个转向中位锁定油缸，用于车辆高速时电控转向车轴的中位锁定。
5.目前，多轴车辆电控转向车轴的转向液压系统一般分为恒压变量系统和负载敏感系统两种，其中，恒压变量系统中油泵装置采用的是恒压柱塞变量泵，其可实现电控车轴的轮胎转向与中位锁定功能均由此泵供油，其优点为可提供恒定压力，建压响应时间快，其不足为产生热量多，能耗高；负载敏感系统中油泵装置采用的是负载敏感泵，其可提供电控车轴的轮胎转向用油，其优点为根据实际负载提供相应压力油源，当无负载作用时，仅存在低压备压，产生热量少，能耗低，但此系统无法满足轮胎中位锁定油缸需求的恒定高压油源，因此，现有工程机械车辆一般采用增加一个可提供恒定高压的柱塞泵或齿轮泵来满足电控转向轴的轮胎中位锁定油缸用油。
6.目前，多轴工程机械车辆底盘的电控转向车轴的转向液压系统中带中位锁定油缸的功能时，常采用与轮胎转向助力油缸液压系统共用恒压变量泵，或单独布置一款转向油泵，实现给电控转向轴的中位锁定油缸持续提供恒定高压油源，实现中位锁定功能。这种布置方案会使液压系统产生热量多，能耗高，布置空间复杂，成本高，底盘液压油泵取力使用困难等问题，对车辆整体匹配与设计带来困难。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种用于电控转向轴中位锁定的液压系统及起重机，以解决现有技术采用与轮胎转向助力油缸液压系统共用恒压变量泵，或单独布置一款转向油泵，会使液压系统产生热量多，能耗高，布置空间复杂，成本高，底盘液压油泵取力使用困难的缺陷。
8.一种用于电控转向轴中位锁定的液压系统，所述系统包括：
液控选择阀，所述液控选择阀的p1口连接有转向油泵一、p2口连接有柱塞变量泵，所述液控选择阀的b油口连接有蓄能器；电控车轴锁止液压回路，所述蓄能器与电控车轴锁止液压回路连接，提供高压油实现电控车轴中位锁止油缸的中位锁定；双回路转向器，所述双回路转向器的1油口与液控选择阀的a口连接；转向油泵二，所述转向油泵二与双回路转向器的另外一个回路的1油口连接，所述双回路转向器的2油口均用于回油；机械转向轴，所述机械转向轴的转向左右油缸与双回路转向器的高压油口连接，实现转向器液压助力转向。
9.进一步地，所述系统还包括第一控制阀组、第二控制阀组左、电控转向轴一、第二控制阀组右、和电控转向轴二；所述第一控制阀组的p油口与油泵连接，用于为电控转向轴一和电控转向轴二提供转向液压助力，t油口用于回油，所述第一控制阀组的a油口分别与第二控制阀组左和第二控制阀组右的a1油口连接，所述第一控制阀组的b油口与第二控制阀组左和第二控制阀组右的a2油口连接；所述第二控制阀组左和第二控制阀组右的b1油口与电控转向轴一、电控转向轴二的两侧转向油缸的无杆腔和有杆腔交叉连接，所述第二控制阀组左和第二控制阀组右的b2油口与电控转向轴一、电控转向轴二的两侧转向油缸的有杆腔和无杆腔交叉连接。
10.进一步地，所述蓄能器的输出端高压油分别从第二控制阀组左和第二控制阀组右的p油口进入连接有第三控制阀组左和第三控制阀组右，用于控制中位锁定油缸。
11.进一步地，所述第三控制阀组左和第三控制阀组右的b油口与锁止油缸的有杆腔连接，a油口与锁止油缸的无杆腔连接。
12.进一步地，所述转向油缸的活塞杆端部连接有转向摇臂，所述转向摇臂一端连接中位锁定油缸，另一端通过转向拉杆连接有转向节臂。
13.进一步地，所述第三控制阀组左和第三控制阀组右的t油口与第二控制阀组左和第二控制阀组右的t油口并联行成回路。
14.进一步地，所述双回路转向器的2号油口作为回油口行成回路。
15.一种起重机，包括上述所述的液压系统。
16.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明在进行多轴工程机械车辆转向系统设计时，为保证电控转向车轴在中高速状态行驶可靠性与安全性，在断开式梯形机构中增加中位锁定油缸，同时，根据转向液压原理及油泵选型，电控转向车轴的转向油缸与中位锁定油缸油源相互独立，转向油缸油源可由负载敏感泵提供，减少能量消耗，降低油温；本发明中位锁定油缸油源与机械转向轴应急转向油源共用一个柱塞变量泵，两者的优先级为首先保证机械转向轴应急油源，避免能量消耗和增加油泵数量，因此，通过液控选择阀可使应急油源切换至中位锁定油缸油源，通过在中位锁定油缸油源进油回路增加蓄能器方式，可以提高中位锁定油压响应速度，同时可以保证在机械转向轴应急转向时，中位锁定油缸有充足压力油源使车辆锁定在轮胎中位行驶状态。
附图说明
17.图1是本发明电控转向轴机构布置示意图；图2是本发明转向油泵一正常工作时示意图；图3是本发明转向油泵一故障时示意图；图中：1—第一控制阀组；2—第二控制阀组左；3—第三控制阀组左；4—电控转向轴一；5—蓄能器；6—液控选择阀；7—双回路转向器；8—机械转向轴；9—第二控制阀组右；10—第三控制阀组右；11—电控转向轴二；12—柱塞变量泵；13—转向油泵一；14—转向油泵二；15—转向油缸；16—中位锁定油缸；17—转向摇臂；18—转向拉杆；19—转向节臂。
具体实施方式
18.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
19.如附图所示，本发明公开了一种用于电控转向轴中位锁定的液压系统，所述系统包括：液控选择阀6，所述液控选择阀6的p1口连接有转向油泵一13、p2口连接有柱塞变量泵12，所述液控选择阀6的b油口连接有蓄能器5；电控车轴锁止液压回路，所述蓄能器5与电控车轴锁止液压回路连接，提供高压油实现电控车轴中位锁止油缸的中位锁定；电控转向车轴中位锁定液压系统中增加蓄能器装置，可以增加中位锁止功能在得到电磁阀指令后的快速响应和建压，保证液压系统快速供给高压油源；双回路转向器7，所述双回路转向器7的1油口与液控选择阀6的a口连接；所述双回路转向器7的2号油口均作为回油口行成回路；转向油泵二14，所述转向油泵二14与双回路转向器7的另外一个回路的1油口连接，所述双回路转向器7的2油口用于回油；机械转向轴8，所述机械转向轴8的转向左右油缸与双回路转向器7的高压油口连接，实现转向器液压助力转向。
20.在本发明中，通过液控选择阀，实现将机械转向轴的应急转向油源与电控转向车轴的中位锁定油源共用油泵装置，按照优先级进行区别保护，优先保证机械转向轴的应急转向功能，应急转向泵还可以为电控转向车轴中位锁止油缸提供高压油源；本发明主要使用工况有两种：工况1：当转向油泵13可以正常工作时，油泵产生高压油源进入液控选择阀6的p1 油口，根据液控选择阀的工作逻辑，液控选择阀在p1 油口的先导油源作用下会让阀芯移动到另一个工作位，此时，液控选择阀p1 油口与a 口连通，p2 油口与b 口，转向油泵一13、转向油泵二14给双回路转向器供高压油源，实现转向器液压助力转向；而柱塞变量泵12进入液控选择阀p2 油口，通过b 口油液进入电控车轴锁止油缸液压回路，给车桥锁止油缸提供持续高压油源，同时可以给蓄能器5提供高压充油，保证蓄能器油压稳定在柱塞泵系统压力；工况2：当转向油泵13出现故障损坏，或转向油泵的驱动动力出现故障，导致转向油泵一13无法正常工作时，转向油泵一13无法输出高压油源进入液控选择阀的p1 油口，这
时p1 油口无先导油源可以推动阀芯移动，此时液控选择阀的油口连接为p1油口封堵、b 口封堵，p2 油口与a 油口连接，柱塞变量泵12为转向器提供高压油源，实现转向器的液压助力转向功能，保证机械转向优先等级。
21.在本实施例中对电控车轴锁止液压回路进行详细阐述：所述系统还包括第一控制阀组1、第二控制阀组左2、电控转向轴一4、第二控制阀组右9、和电控转向轴二11；所述第一控制阀组1的p油口与油泵连接，用于为电控转向轴一4和电控转向轴二11提供转向液压助力，t油口用于回油，所述第一控制阀组1的a油口分别与第二控制阀组左2和第二控制阀组右9的a1油口连接，所述第一控制阀组1的b油口与第二控制阀组左2和第二控制阀组右9的a2油口连接；所述第二控制阀组左2和第二控制阀组右9的b1油口与电控转向轴一4、电控转向轴二11的两侧转向油缸15的无杆腔和有杆腔交叉连接，当同一轴左侧转向油缸连接无杆腔时，另一侧连接有杆腔；b2油口与电控转向轴一4、电控转向轴二11的两侧转向油缸15的有杆腔和无杆腔交叉连接，当同一轴左侧转向油缸连接有杆腔时，另一侧连接无杆腔。
22.所述蓄能器5的输出端高压油分别从第二控制阀组左2和第二控制阀组右9的p油口进入连接有第三控制阀组左3和第三控制阀组右10，用于控制中位锁定油缸16，蓄能器5可以为电控车轴锁止油缸提供锁止动作需要的高压油源，实现电控车轴中位锁止油缸的中位锁定功能，保证电控车轴轮胎全部锁定在中位状态，可实现车辆安全行驶。
23.在本实施例中，进一步阐述，所述第三控制阀组左3和第三控制阀组右10的b油口与锁止油缸的有杆腔连接，a油口与锁止油缸的无杆腔连接，所述第三控制阀组左3和第三控制阀组右10的t油口与第二控制阀组左2和第二控制阀组右9的t油口并联，行成液压回路。
24.在本实施例中，电控车轴锁止液压回路机械装置连接关系如图1所示，所述转向油缸15的活塞杆端部连接有转向摇臂17，所述转向摇臂17一端连接中位锁定油缸16，另一端通过转向拉杆18连接有转向节臂，在断开式梯形机构中增加中位锁定油缸，实现车辆中位锁定和回中功能；一种起重机，包括上述所述的液压系统。
25.本发明中包括上述系统的起重机，再工作时，减少车辆油泵装置匹配时转向油泵数量，降低成本，同时，根据电控转向车轴特性，可以匹配负载敏感系统，减少液压系统能量消耗，降低油温；实现多轴车辆电控转向车轴中位锁定和回中功能，提高车辆直线行驶安全性和可靠性。
26.本发明是将机械转向系统的双回路液压助力回路中带应急转向泵的供油回路与电控转向轴的中位锁定油缸供油回路共用恒压柱塞变量泵，通过液控选择阀优先保证机械转向系统的应急转向功能，当机械转向系统无需应急转向功能时，恒压柱塞变量泵可提供至电控转向轴的中位锁定用油，同时，在电控转向轴的中位锁定油路中设置一个定容积蓄能器，可提升轮胎中位锁定的响应时间，亦可保证在机械转向系统应急转向时，此蓄能器可为电控转向轴的中位锁定油缸提供高压油源，保证行车安全可靠。这种布置方案可应用于电控转向液压系统采用负载敏感系统的多轴工程机械车辆上，可减少液压油泵的数量，降低能耗，节省布置空间，提升系统稳定性与可靠性。
27.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。