一种工程机械及其液压调速系统的制作方法

专利名称：一种工程机械及其液压调速系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于工程机械的液压调速系统。此外，本实用新型还提供一种包括上述液压调速系统的工程机械。
背景技术：
行走控制液压系统是推土机液压控制系统的核心部分，而液压调速系统是行走控制液压系统的关键环节。请参考图1，图I为现有技术中用于工程机械的液压调速系统的液压原理图。现有技术中，对于小马力工程机械来说，如图I所示，液压调速系统通常包括液压泵，与液压泵输出端连接的主油路2'，以及两个方向离合器21'和多个档位离合器。上述主油路2'上设有方向控制阀111'，用于控制主油路2'与前进离合器211'、后退离合器 212'的通断。上述主油路2'还设有速度控制阀112'，用于控制主油路2'与一档离合器221'、二档离合器222'和三档离合器223'的通断。由于小马力工程机械的行走液压系统流量较小，操作人员通常手动操控方向控制阀Iir和速度控制阀112'，即可实现对液压泵对速度离合器22'和方向离合器21'的通断控制，进而控制车辆行走。然而，对于大马力工程机械来说，其行走液压系统需要的流量较大，如果仍然采用上述手动操纵的方法，则需要很大的操纵力，并且需要增大变速阀阀芯的直径，以提供足够的流量，大大增加了生产成本。有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对上述液压调速系统进行进一步的优化设计，使其需要较小的操纵力即可实现对工程机械的行走控制，提高液压调速系统的可操作性和工作稳定性。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题为提供用于工程机械的液压调速系统，其需要较小的操纵力即可实现对工程机械的行走控制，提高其操作性和工作稳定性。本实用新型要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述液压调速系统的工程机械。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于工程机械的液压调速系统，包括多个离合器和控制阀；所述液压调速系统的供油路包括先导油路和主油路，所述先导油路的压力小于所述主油路的压力；各所述离合器均并联设于所述主油路上，且每个所述离合器的进油口串联有通断阀、每个通断阀通过切换不同的工作位置接通或断开所述主油路； 所述通断阀的第一控制口连通所述先导油路，所述通断阀的第二控制口连接所述控制阀，且所述控制阀通过切换不同的工作位置接通对应的所述通断阀，并改变接通的所述通断阀的第二控制口的压力。优选地，所述多个离合器包括两个方向离合器和至少两个档位离合器，所述控制阀包括方向控制阀和速度控制阀，所述通断阀包括方向通断阀和速度通断阀；每个所述方向离合器的进油口串联所述方向通断阀、每个所述档位离合器的进油口串联所述速度通断阀；所述方向通断阀的第二控制口连接所述方向控制阀、所述速度通断阀的第二控制口连接所述速度控制阀，且所述方向控制阀、所述速度控制阀通过切换不同的工作位置接通对应的所述方向通断阀、所述速度通断阀，并改变接通的所述方向通断阀的第二控制口、所述速度通断阀的第二控制口的压力。优选地，所述两个方向离合器包括前进离合器、后退离合器，所述至少两个档位离合器包括一档离合器、二档离合器和三档离合器；所述方向控制阀包括第一卸油口 ；所述方向控制阀处于第二工作位置时，所述第一泄油口与所述前进离合器的第二控制口连通；所述方向控制阀处于第一工作位置时，所述第一泄油口与所述后退离合器的第二控制口连通；所述速度控制阀包括第二泄油口 ；所述速度控制阀处于第一位置时，所述第二泄油口与所述一档离合器的第二控制油口连通；所述速度控制阀处于第二位置时，所述第二泄油口与所述二档离合器的第二控制油口连通；所述速度控制阀处于第三位置时，所述第二泄油口与所述三档离合器的第二控制油口连通。优选地，所述先导油路与所述主油路的进油口连接同一液压泵，且所述先导油路上设有先导减压阀，所述方向通断阀、所述速度通断阀的第一控制口连通所述先导减压阀的出油口。优选地，所述速度控制阀为三位八通阀，所述方向控制阀为三位三通阀；所述速度控制阀包括分别连接所述前进离合器、所述后退离合器的第一油路和第二油路，所述方向控制阀处于第一工作位置时，所述第一泄油口通过所述第一油路与所述前进离合器连通，所述方向控制阀处于第二工作位置时，所述第一泄油口通过所述第二油路与所述后退离合器连通。优选地，所述主油路上设有调压阀和快回阀，所述调压阀的出油口连接所述快回阀的进油口，所述快回阀的出油口连接所述离合器。优选地，还包括减压阀，所述减压阀设于所述快回阀与所述离合器之间。优选地，所述主油路上还设有顺序阀，所述顺序阀的出油口连接所述调压阀。本实用新型提供一种用于工程机械的液压调速系统，其供油路包括先导油路和主油路，先导油路的压力小于主油路的压力；各离合器均并联设于主油路上，且每个离合器的进油口串联有通断阀、每个通断阀通过切换不同的工作位置接通或断开主油路；通断阀的第一控制口连通先导油路，通断阀的第二控制口连接控制阀，且控制阀通过切换不同的工作位置接通对应的通断阀，并改变接通的通断阀的第二控制口的压力。采用这种液压调速系统，操作人员在工作过程中通过控制通断阀的第二控制口的压力大于或者小于第一控制口的压力进行调速控制，通断阀的第一控制口始终连通先导油路，即第一控制口压力等于先导油路的压力。由于先导油路的压力低、流量小，因而操作人员仅需付出较小的操纵力即可实现对工程机械的行驶速度的控制，增强了液压调速系统的可操作性和工作稳定性。本实用新型还提供一种工程机械，包括行走液压系统，所述行走液压系统包括液压调速系统；所述液压调速系统为如上所述的液压调速系统。由于上述液压调速系统具有上述技术效果，因此，包括该液压调速系统的工程机械也应当具有上述技术效果，在此不再赘述。

图I为现有技术中用于工程机械的液压调速系统的液压原理图；图2为本实用新型所提供液压调速系统的一种具体实施方式
的液压原理图；图3为图2所示的液压调速系统的结构示意图；图4为图3的B-B剖视图； 图5为图2的A-A剖视图；·图6为图2的X向图；图7为图2所示的液压调速系统的调压曲线图。其中，图I中的附图标记与部件名称之间的对应关系为主油路2';方向控制阀111';速度控制阀112';方向离合器21';速度离合器22';前进离合器211';后退离合器212';—档离合器221' ;二档离合器222';三档离合器223'；图2至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为先导油路I ;主油路2 ;阀体3 ;阀座4 ;阀盖5 ;控制阀11 ;先导减压阀12 ;方向控制阀111 ;第一泄油口 c ;速度控制阀112 ;第二泄油口 d ;方向离合器21 ;前进离合器211 ;后退离合器212 ;速度离合器22 ;—档离合器221 ;二档离合器222 ;三档离合器223 ;通断阀23 ;方向通断阀231 ;速度通断阀232 ;第一控制口 a ;第二控制口 b ;调压阀24 ;快回阀25 ;减压阀26 ;顺序阀27 ；方向转轴51 ;速度转轴52 ;扇齿臂53 ;第一摇臂54 ;第二摇臂55。
具体实施方式
本实用新型的核心为提供一种用于工程机械的液压调速系统，该系统仅需要较小的操纵力即可实现对工程机械的行走控制，具有较好的操作性和工作稳定性。本实用新型的另一核心为提供一种包括上述液压调速系统的工程机械。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一步的详细说明。请参考图2至图5，图2为本实用新型所提供液压调速系统的一种具体实施方式
的液压原理图；图3为图2所示的液压调速系统的结构示意图；图4为图3的B-B剖视图；图5为图2的A-A剖视图。在一种具体实施方式
中，如上图所示，本实用新型提供一种用于工程机械的液压调速系统，包括多个离合器和控制阀11 ;液压调速系统的供油路包括先导油路I和主油路2，先导油路I的压力小于主油路2的压力；各离合器均并联设于主油路2上，且每个离合器的进油口串联有通断阀23、每个通断阀23通过切换不同的工作位置接通或断开主油路2 ;通断阀23的第一控制口 a连通先导油路1，通断阀23的第二控制口 b连接控制阀11，且控制阀11通过切换不同的工作位置接通对应的通断阀23，并改变接通的通断阀23的第二控制口 b的压力。采用这种结构，在液压调速系统的工作过程中，操作人员切换控制阀11使其改变工作位置，接通与控制阀11的该工作位置对应的一个通断阀23，并改变该通断阀23的第二控制口 b的压力，使通断阀23的第二控制口 b的压力大于或者小于第一控制口 a的压力，通断阀23在第一控制口 a压力和第二控制口 b压力形成的压力差下，由一个位置切换至另一个工作位置，实现了主油路2的接通或断开，使主油路2向与该通断阀23串联的离合器供油或停止供油，进而实现对工程机械的行驶速度进行调整。由上述工作过程可以看出，采用这种液压调速系统，操作人员在工作过程中通过控制通断阀23的第二控制口 b的压力大于或者小于第一控制口 a的压力进行调速控制，通断阀23的第一控制口 a始终连通先导油路1，即第一控制口 a压力等于先导油路I的压力。由于先导油路的压力低、流量小，因而操作人员仅需付出较小的操纵力即可实现对工程机械的行驶速度的控制，增强了液压调速系统的可操作性和工作稳定性。 还可以进一步设置上述离合器、上述通断阀23和上述控制阀11的具体结构形式。在具体的方案中，如图2所示，上述液压调速系统的多个离合器包括两个方向离合器21和至少两个档位离合器，控制阀11包括方向控制阀111和速度控制阀112 ;每个方向离合器21的进油口串联方向通断阀231、每个档位离合器的进油口串联速度通断阀232 ；方向通断阀231的第二控制口 b连接方向控制阀111、速度通断阀232的第二控制口 b连接速度控制阀112，且方向控制阀111、速度控制阀112通过切换不同的工作位置接通对应的方向通断阀231、速度通断阀232，并改变接通的方向通断阀231的第二控制口 b、速度通断阀232的第二控制口 b的压力。采用这种结构，通过操纵方向控制阀111能够使方向离合器21与主油路2接通或者断开，通过操纵速度控制阀112能够使速度离合器22与主油路2接通或者断开，使得上述液压调速系统对工程机械的行使速度的大小和方向均可以通过较小的操纵力来实现，即对于大马力工程机械来说，也可以通过手动操纵来实现，进一步提高了液压调速系统的可操作性。在更进一步的方案中，上述液压调速系统中的两个方向离合器21包括前进离合器211、后退离合器212，至少两个档位离合器包括一档离合器221、二档离合器222和三档离合器223。方向控制阀111包括第一泄油口 c,方向控制阀111处于第二工作位置时,第一泄油口 c与前进离合器211的第二控制口 b连通；方向控制阀111处于第一工作位置时，第一泄油口 c与后退离合器212的第二控制口 b连通。速度控制阀112包括第二泄油口 d，速度控制阀112处于第一位置时，第二泄油口 d与一档离合器221的第二控制油口连通；速度控制阀112处于第二位置时，第二泄油口 d与二档离合器222的第二控制油口连通；速度控制阀112处于第三位置时，第二泄油口 d与三档离合器223的第二控制油口连通。采用这种结构，以图2所示的具体工作位置为例，在方向控制阀111、速度控制阀112上分别设置第一泄油口 C、第二泄油口 d，当方向控制阀111切换至第二工作位置时，与前进离合器211串联的方向通断阀231的第二控制口 b的压力通过方向控制阀111的第一泄油口 c卸载，使得该方向通断阀231在其节流孔两侧的压差作用下由左侧工作位置切换至右侧工作位置，实现主油路2的导通，即主油路2向前进离合器211供油，实现对工程机械的速度方向的控制。当速度控制阀112切换至第一工作位置时，与一档离合器221串联的速度通断阀232的第二控制油口 b的压力通过速度控制阀112的第二卸载口 d卸载，使得该速度通断阀232在其节流孔两侧的压差作用下由左侧工作位置切换至右侧工作位置，实现主油路2的导通，即主油路2向一档离合器221供油，实现对工程机械的速度大小的控制。采用这种结构，通过将方向控制阀111、速度控制阀112的一个油口连接油箱的方式即实现了对方向通断阀231、速度通断阀232两侧的压差调节，使得上述液压调速系统具有结构简单、控制方便的特点。当然，除了采用泄油的方式改变各通断阀的第二控制口 b的压力，还可以通过其他任何由压差控制实现离合器压力调节的方式。还可以进一步设置上述先导油路I的具体设置方式。在另一种具体实施方式
中，上述先导油路I与主油路2的进油口连接同一液压泵， 且先导油路I上设有先导减压阀12，方向通断阀231、速度通断阀232的第一控制口 a连通先导减压阀12的出油口。采用上述结构形式，采用先导减压阀12将液压泵输出的油液的压力减小，使得先导油路I的压力小于主油路2的压力，由于先导油路流量较小，从而保证较小的操纵力即可切换方向控制阀111、速度控制阀112的工作位置。这种设置方式具有结构简单紧凑，且稳定性较高的特点。当然，上述先导油路I并不仅限于与主油路2连接同一液压泵的结构，还可以设置一个流量较小的辅助液压泵，该辅助液压泵的输出端连通先导油路1，操作人员同样仅需克服先导油路I的压力进行对方向控制阀111、速度控制阀112进行操作，提高液压调速系统的可操作性。更具体的方案中，上述速度控制阀112可以为三位八通阀，方向控制阀111可以为三位三通阀；速度控制阀112包括分别连接前进离合器211、后退离合器212、且始终保持连通的第一油路和第二油路，方向控制阀111处于第一工作位置时，第一泄油口 c通过第一油路与前进离合器211连通，方向控制阀111处于第二工作位置时，第一泄油口 c通过第二油路与后退离合器212连通。采用这种结构形式，方向控制阀111通过速度控制阀112与前进离合器211、后退离合器212连通，即方向控制阀111和速度控制阀112通过串联的方式连接，这使得液压调速系统具有结构简单紧凑的优点。当然，上述方向控制阀111和速度控制阀112还可以采用单独控制。具体到上述控制阀11的具体结构，请参考图4和图6，图6为图2的X向图。如图4和图6所示，上述控制阀11可以包括方向转轴51、速度转轴52、扇齿臂53、第一摇臂54和第二摇臂55，工作过程中，扇齿臂53通过螺栓固定于速度转轴52上，第一摇臂54由轴承连接在方向转轴51上，第一摇臂54上带有销轴，与扇齿臂53上的内槽啮合在一起，夕卜部由拉簧把它们卡紧；扇齿臂53上带有销轴，卡接于方向控制阀111拨叉槽内。当拉动方向转轴51，第一摇臂54的销轴在扇齿臂53的内槽内滚动，使换档动作时的位置感很明确。第二摇臂55上带有销轴，其通过螺栓固定于方向转轴51上，销轴卡在速度控制阀112拨叉槽内，方向控制阀112上带槽，阀体上的定位装置压紧方向控制阀112，使换向动作时的位置感明确。还可以进一步设置设于上述主油路2的液压控制部件。[0061]当操作速度控制阀112进行换挡时，离合器在活塞作用下啮合，但由于主油路2压力较高、活塞动作较快，离合器也迅速啮合在一起，这会使车辆突然启动，造成车辆剧烈震动。为避免此种现象的发生，在另一种具体实施方式
中，如图2所示，上述主油路2可以设有调压阀24和快回阀25，调压阀24的出油口连接快回阀25的进油口，快回阀25的出油口连接离合器。采用这种结构，请参考图7，图7为图2所示的液压调速系统的调压曲线图，当操作速度控制阀112进行换挡动作时，例如图7所示的由一档切换位二档时，来自液压泵的油液通过通断阀23的阀芯逐渐注满二档离合器222，这段时间为注满时间tl，此时油压的压力值大约为O O. 3MPa。在油液注满离合器后，油压逐渐上升至调压阀24的调定值，这段时间为油压建立时间t2，注满时间tl与油压建立时间t2的总和成为调压时间t。在上述换挡过程中，调压阀24的调压作用使作用于活塞的油压缓慢上升，因此离合器平滑啮合在一起，那么车辆启动时就不会产生剧烈震动，提高了传动元件的耐久性和操作的舒适性。 在更进一步的方案中，上述液压调速系统在一档离合器221所在的支路上还设有减压阀26，该减压阀26的出油口连接一档通断阀23。采用这种结构，使作用于一档离合器221的压力降低(例如降至2. 16MPa)，保护一档离合器221的油路密封圈不会被过高的油压损坏，进一步提高各零部件的使用寿命。在另一种具体实施方式
中，上述液压调速系统的主油路2上还设有顺序阀27，顺序阀27的出油口连接调压阀24。当操作速度控制阀112切换工作位置时，会使变速油路压力突然降低，此时顺序阀27能够起到断开主油路2和先导油路1，有效保证变速和换向过程的实现，并防止变速过程中带给传动部件的冲击。此外，本法还提供一种工程机械，包括行走液压系统，行走液压系统包括液压调速系统；液压调速系统为如上述的液压调速系统。由于上述液压调速系统具有上述技术效果，因此，包括该液压调速系统的工程机械也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。对本实用新型所提供的一种工程机械及其液压调速系统进行了详细介绍。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1.一种用于工程机械的液压调速系统，包括多个离合器和控制阀(11);其特征在于，所述液压调速系统的供油路包括先导油路(I)和主油路(2)，所述先导油路(I)的压力小于所述主油路(2)的压力；各所述离合器均并联设于所述主油路(2)上，且每个所述离合器的进油口串联有通断阀(23)、每个通断阀(23)通过切换不同的工作位置接通或断开所述主油路(2);所述通断阀(23)的第一控制口连通所述先导油路(I)，所述通断阀(23)的第二控制口连接所述控制阀(11)，且所述控制阀(11)通过切换不同的工作位置接通对应的所述通断阀(23)，并改变接通的所述通断阀(23)的第二控制口的压力。
2.根据权利要求I所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，所述多个离合器包括两个方向离合器(21)和至少两个档位离合器，所述控制阀(11)包括方向控制阀(111)和速度控制阀(112)，所述通断阀(23)包括方向通断阀(231)和速度通断阀(232)；每个所述方向离合器(21)的进油口串联所述方向通断阀(231)、每个所述档位离合器的进油口串联所述速度通断阀(232)；所述方向通断阀(231)的第二控制口连接所述方向控制阀(111)、所述速度通断阀(232)的第二控制口连接所述速度控制阀(112)，且所述方向控制阀(111)、所述速度控制阀(112)通过切换不同的工作位置接通对应的所述方向通断阀(231)、所述速度通断阀(232)，并改变接通的所述方向通断阀(231)的第二控制口、所述速度通断阀(232)的第二控制口的压力。
3.根据权利要求2所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，所述两个方向离合器(21)包括前进离合器(211)、后退离合器(212)，所述至少两个档位离合器包括一档离合器(221)、二档离合器(222)和三档离合器(223)；所述方向控制阀(111)包括第一卸油口 ；所述方向控制阀(111)处于第二工作位置时，所述第一泄油口与所述前进离合器(211)的第二控制口连通；所述方向控制阀(111)处于第一工作位置时，所述第一泄油口与所述后退离合器(212)的第二控制口连通；所述速度控制阀(112)包括第二泄油口 ；所述速度控制阀(112)处于第一位置时，所述第二泄油口与所述一档离合器(221)的第二控制油口连通；所述速度控制阀(112)处于第二位置时，所述第二泄油口与所述二档离合器(222)的第二控制油口连通；所述速度控制阀(112)处于第三位置时，所述第二泄油口与所述三档离合器(223)的第二控制油口连通。
4.根据权利要求2所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，所述先导油路(I)与所述主油路(2)的进油口连接同一液压泵，且所述先导油路(I)上设有先导减压阀(12)，所述方向通断阀(231)、所述速度通断阀(232)的第一控制口连通所述先导减压阀(12)的出油口。
5.根据权利要求3所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，所述速度控制阀(112)为三位八通阀，所述方向控制阀(111)为三位三通阀；所述速度控制阀(112)包括分别连接所述前进离合器(211)、所述后退离合器(212)的第一油路和第二油路，所述方向控制阀(111)处于第一工作位置时，所述第一泄油口通过所述第一油路与所述前进离合器(211)连通，所述方向控制阀(111)处于第二工作位置时，所述第一泄油口通过所述第二油路与所述后退离合器(212)连通。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，所述主油路(2)上设有调压阀(24)和快回阀(25)，所述调压阀(24)的出油口连接所述快回阀(25)的进油口，所述快回阀(25)的出油口连接所述离合器。
7.根据权利要求6所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，还包括减压阀(26)，所述减压阀(26)设于所述快回阀(25)与所述离合器之间。
8.根据权利要求7所述的用于工程机械的液压调速系统，其特征在于，所述主油路(2)上还设有顺序阀(27)，所述顺序阀(27)的出油口连接所述调压阀(24)。
9.一种工程机械，包括行走液压系统，所述行走液压系统包括液压调速系统；其特征在于，所述液压调速系统为如权利要求1-8任一项所述的液压调速系统。
专利摘要本实用新型公开了一种用于工程机械的液压调速系统，包括多个离合器、控制阀(11)、先导油路(1)和主油路(2)，各所述离合器均并联设于所述主油路(2)上，每个所述离合器的进油口串联有通断阀(23)、每个通断阀(23)通过切换不同的工作位置接通或断开所述主油路(2)；所述通断阀(23)的第一控制口连通所述先导油路(1)，所述通断阀(23)的第二控制口连接所述控制阀(11)，且所述控制阀(11)通过切换不同的工作位置接通对应的所述通断阀(23)，并改变接通的所述通断阀(23)的第二控制口的压力。该系统仅需要较小的操纵力即可实现对工程机械的行走控制。本实用新型还公开一种包括上述液压调速系统的工程机械。
文档编号F15B11/04GK202597301SQ20122024387
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者宋金宝, 姚友良, 赵建军, 林嘉栋, 杨海清, 金轲, 田铁军 申请人:山推工程机械股份有限公司