一种拖拉机多功能液压系统及其控制方法与流程

1.本发明属于拖拉机技术领域，具体涉及一种拖拉机多功能液压系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着复合农具的普及，用户作业方式发生较大改变，秸秆还田、免耕播种作业的推广使用，使得用户对农业用拖拉机配套强压入土配置的需求量越来越大，部分区域因化肥的使用造成土地板结，亦需要用户选择强压提升装置，另外，用户为了实现一机多用，需要拖拉机配套强压入土装置的液压系统能够实现单作用液压输出、双作用液压输出、下降速度调节、油缸位置锁定等功能，现有的拖拉机液压系统具有如下缺陷：1、仅能满足上述的强压入土配置功能，强压-非强压功能的转换不便操控；2、难以同时满足用户的多种作业的功能需求；3、部分液压系统虽然能够同时满足多种功能，但其管路设计复杂，不便于设计制造且操控复杂。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种拖拉机多功能液压系统及其控制方法，本装置能够实现满足拖拉机的各种工况下使用。
4.为实现上述目的，本发明的目的之一是提供一种拖拉机多功能液压系统，包括液压油箱、多路阀总成、速度调节阀总成和油缸，速度调节阀总成包括用于实现油缸的下降速度调节的下降速度调节阀，所述多路阀总成包括第一多路阀，所述第一多路阀与下降速度调节阀之间的油路连接有旁路，快换接头ⅰ的一端连接在所述旁路上，所述第一多路阀包括提升位和下降位，当切断下降速度调节阀并控制第一多路阀至提升位，经过加压后的液压油通过快换接头ⅰ向系统外输出，当切断下降速度调节阀并控制第一多路阀至下降位，液压油通过快换接头ⅰ并经第一多路阀回流至液压油箱。
5.作为优选方案，所述下降速度调节阀的第二端与油缸的下腔相连。
6.作为优选方案，所述油缸的上腔油口连接两个支路，其中第一支路与第一多路阀相连，第二支路通过单双作用切换阀ⅰ与液压油箱相连，所述单双作用切换阀ⅰ集成在所述多路阀总成内。
7.作为优选方案，还包括液压油泵和滤油器，所述液压油泵的进口端经滤油器与液压油箱连通，液压油泵的出口端与多路阀总成的油路连通。
8.作为优选方案，所述多路阀总成还包括第二多路阀和单双作用切换阀ⅱ，第二多路阀和第一多路阀的供油口分别通过单向阀与液压油泵的出口端相连，单双作用切换阀ⅱ集成在多路阀总成内，所述单双作用切换阀ⅱ的第一端与所述第二多路阀的第一油口相连，单双作用切换阀ⅱ的第二端与液压油箱相连。
9.作为优选方案，所述第二多路阀的第一油口与快换接头ⅱ相连，第二多路阀的第二油口与快换接头ⅲ第一端相连，快换接头ⅲ的第二端同单双作用切换阀ⅱ和第二多路阀
之间的油路连通，通过控制单双作用切换阀ⅱ的连通和切断，从而控制所述第二多路阀在双作用输出功能和单作用输出功能之间实现切换。
10.本发明的目的之二是提供一种拖拉机多功能液压系统的控制方法，所述多路阀总成以及速度调节阀总成根据不同情况进行联合控制或独立控制方式，具体如下：一、强压切换步骤：切断单双作用切换阀ⅰ，控制第一多路阀至下降位，高压液压油由第一多路阀向油缸的上腔输入，实现提升装置的强压作业，接通单双作用切换阀ⅰ，控制第一多路阀至下降位，油缸的上腔通过单双作用切换阀ⅰ与液压油箱连通，高压液压油由第一多路阀向油缸的上腔输入，从单双作用切换阀ⅰ所在的油路卸荷，实现提升装置的非强压作业；二、下降速度调节步骤：油缸下降调节时，通过调节下降速度调节阀开启度，从而能够控制下降速度调节阀所在管路内的油液流量，以实现油缸的下降速度调节，当通过下降速度调节阀的油液流量为0时，使下降速度调节阀所在管路被切断；三、单作用输出步骤：当下降速度调节阀被切断后，油缸与第一多路阀之间的油路被切断，控制第一多路阀至提升位，高压液压油通过快换接头ⅰ向系统外实现单作用输出；控制第一多路阀至下降位，系统外回流的液压油经快换接头ⅰ、第一多路阀流至液压油箱中，实现单作用回流；四、双作用输出步骤：控制单双作用切换阀ⅱ至切断状态，第二多路阀实现双作用输出，所述第二多路阀具有工作位a和工作位b，控制第二多路阀至工作位a，高压液压油从第二多路阀流经快换接头ⅱ向系统外输出，另一路液压油经过快换接头ⅲ输入并通过第二多路阀后回流至液压油箱中，控制第二多路阀至工作位b，高压液压油从第二多路阀流经快换接头ⅲ向系统外输出，另一路液压油经过快换接头ⅱ输入并通过第二多路阀后回流至液压油箱中；五、单作用切换步骤：控制单双作用切换阀ⅱ至连通状态，快换接头ⅲ所在的管路与液压油箱相通，控制第二多路阀至工作位a，高压液压油从第二多路阀流经快换接头ⅱ向系统外输出；控制第二多路阀至工作位b，液压油从系统外经快换接头ⅱ并通过第二多路阀回流至液压油箱。
11.作为优选方案，所述强压切换步骤中，强压作业模式下，控制第一多路阀至提升位，高压液压油经过第一多路阀、下降速度调节阀向油缸的下腔内输入，油缸上腔内的液压油经过第一多路阀回流至液压油箱中，控制第一多路阀至下降位，高压液压油经过第一多路阀向所述油缸的上腔内输入，油缸下腔内的液压油经过下降速度调节阀回流至液压油箱中。
12.有益效果其一、本方案通过对系统改进，可以实现拖拉机的单作用液压输出、双作用液压输出、单双作用液压输出的转换调节、下降速度调节功能及油缸位置锁定功能以及强压入土切换功能，从而满足各工况的需求，而且此方案简化了液压系统的管路，在各个工况之间进行切换，使得操作非常可靠方便，具体分析如下：在油缸与多路阀总成之间设置速度调节阀总成，不仅能够用于实现油缸下降速度调节，而且当下降速度调节阀的流量为0时，能够对油缸进行锁定，同时由于在速度调节阀总成和多路阀总成之间设置有液压输出接头，能够在下降速度调节阀“锁死”时，通过快换接头ⅰ实现向系统外的单作用输出。
13.其二、本方案，考虑到特定工况下需要向系统外分别输出单双作用功能，在多路阀总成内的第一多路阀的主油路接口并联了一片多路阀，第二多路阀处还集成有单双作用切换阀ⅱ，通过控制单双作用切换阀ⅱ的连通和切断状态间转换，能够控制第二多路阀的双作用功能和单作用之间的状态转换。
14.其三、优化了液压系统的控制方法，本方案控制方法与上述特定结构的液压系统配合，严格控制各种功能操作流程的切换，合理优化了各个工况之间的切换方式，合理优化了各工况下液压控制流程的顺序，使得液压控制步骤和各阀门切换更为简化，不仅优化了液压系统的管路还提升了液压控制操作的便利性、可靠性。
附图说明
15.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明多功能液压系统提升液压原理图；图2为本发明单作用液压输出原理示意图；图3为本发明单作用液压回流原理示意图；图4为本发明双作用液压输出功能a位原理示意图；图5为本发明双作用液压输出功能b位原理示意图；图6为本发明下降速度调节功能和油缸位置锁定功能原理示意图；图7为本发明强压功能转换的原理示意图；图中标记：1、液压油箱，2、滤油器，3、液压油泵，4、多路阀总成，4.1、第一多路阀，4.2、第二多路阀，4.3、单双作用切换阀ⅰ，4.4、单双作用切换阀ⅱ，4.5、安全阀，4.6、单向阀，4.7、回油油路，5.1、快换接头ⅰ，5.2、快换接头ⅱ，5.3、快换接头ⅲ，6、油缸，7、速度调节阀总成，7.1、下降速度调节阀。
具体实施方式
17.以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。
18.需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。
19.如图1所示，本方案公开一种拖拉机多功能液压系统，包括液压油箱1、滤油器2、液压油泵3、多路阀总成4、速度调节阀总成7和油缸6，液压油泵3的进口端经过滤油器2与液压油箱1连通，液压油泵3的出口端分别与多路阀总成4的主油路、控制油路连通。多路阀总成4
通过速度调节阀总成7与两个油缸6的油腔相连，用于向油缸6供油并通过速度调节阀总成7控制油缸6的下降速度。本方案将多路阀总成4连接到液压系统中，下降速度调节阀7安装于油缸6和多路阀总成4之间，其中单双作用切换阀ⅰ4.3与油缸6的上腔相连，下降速度调节阀7.1与油缸6的下腔相连，本方案中，油缸6的上腔为有杆腔，下腔为无杆腔，保证强压-非强压的转换功能基础上，进一步考虑到简化管路。将单双作用切换阀ⅰ4.3集成到多路阀总成4内，单双作用切换阀ⅰ4.3的一端连通油缸6的上腔，一端连通液压油箱1，通过单双作用切换阀ⅰ4.3启闭，能够实现强压-非强压的转换，同时大幅度简化了强压提升装置的管路。
20.本方案中，多路阀总成4包括第一多路阀4.1、第二多路阀4.2、单双作用切换阀ⅰ4.3、单双作用切换阀ⅱ4.4、安全阀4.5和单向阀4.6，多路阀总成4的主油路分别通过单向阀4.6与第一多路阀4.1的油口c1、第二多路阀4.2的油口c2分别连接，第一多路阀4.1的油口d1、第二多路阀4.2的油口d2与多路阀总成4内的回油油路连接，第一多路阀4.1的油口e1通过油路出口分为两个支路，其中一个支路与快换接头ⅰ5.1相连接 ，另一个支路与下降速度调节阀7.1相连接，下降速度调节阀7.1通过两个支路分别与两个油缸6的无杆腔连接，油缸6的有杆腔通过速度调节阀总成7内的油路与第一多路阀4.1的油口f1相连，在油口f1的处的管路上还集成设置有单双作用切换阀ⅰ4.3，单双作用切换阀ⅰ4.3的两端分别与第一多路阀4.1的油口f1、多路阀总成4内的回油油路4.7相连，将单双作用切换阀ⅰ4.3集成到多路阀总成4内，可对强压提升装置所包含的管路进行大幅度简化，通过调节单双作用切换阀ⅰ4.3断通实现强压-非强压的切换，安全阀4.5集成在多路阀总成4内，作为系统安全阀使用。
21.本方案，多路阀总成4控制油缸6的上升和下降，在下降速度调节阀7.1的作用下可以实现油缸6下降速度的调节与油缸6位置锁定，第一多路阀4.1和下降速度调节阀7.1配合使用可实现单作用液压输出，切断单双作用切换阀ⅱ4.4，第二多路阀4.2可以实现双作用液压输出，通过打开单双作用切换阀ⅱ4.4，还可以实现液压双作用输出向液压单作用输出的转换，通过调节单双作用切换阀ⅰ4.3启闭可以实现强压-非强压功能的切换。
22.如图2和3所示，通过以下操作实现液压系统的单作用输出功能：操纵下降速度调节阀7.1使其将通往油缸6的油路“锁死”时，高压液压油不再向油缸6输入，此时操纵第一多路阀4.1至提升位，高压液压油通过快换接头5.1向系统外输出，实现单作用输出功能。操纵第一多路阀4.1至下降位，液压油由快换接头ⅰ5.1流回第一多路阀4.1，再回到液压油箱1，实现单作用的回流功能。
23.本实施例，第二多路阀4.2的油口d2与多路阀总成4内的回油管路4.7相连，其油口e2与快换接头ⅱ5.2相连，油口f2与快换接头ⅲ5.3相连，第二多路阀4.2处集成有单双作用切换阀ⅱ4.4，单双作用切换阀ⅱ4.4的第一端与所述第二多路阀4.2的油口f2、快换接头ⅲ5.3之间的管路连通，单双作用切换阀ⅱ4.4的第二端与多路阀总成4的回油管路4.7连通。
24.如图4和5所示，第二多路阀4.2具有工作位a和工作位b，操纵单双作用切换阀ⅱ4.4至截断状态时，其所在的管路不通。操纵第二多路阀4.2至a位，高压液压油从第二多路阀4.2流经快换接头ⅱ5.2向外输出，另一路油由快换接头ⅲ5.3输入流经第二多路阀4.2后回液压油箱1；操纵第二多路阀4.2至b位，高压液压油从第二多路阀4.2流向快换接头ⅲ5.3向外输出，另一路油由快换接头ⅱ5.2输入流经第二多路阀4.2后回液压油箱1，以上方法实现了液压系统的双作用输出。
25.如图4和5所示，通过以下操作实现双作用液压输出向单作用输出的转换功能。操
纵单双作用切换阀ⅱ4.4至连通状态时，使快换接头ⅲ5.3所在的管路与液压油箱1相通。操纵第二多路阀4.2至如图4所示a位，液压油经过第二多路阀4.2经快换接头ⅱ5.2向系统外输出。操纵第二多路阀4.2至如图5所示位置所示b位置，液压油经快换接头ⅱ5.2回流至第二多路阀4.2，此方法描述为快换接头ⅱ5.2处的单作用液压输出功能。
26.如图6所示，下降速度调节阀7.1与油缸6的下腔相连，通过操纵下降速度调节阀7.1可以控制油路的流量，从而实现下降速度调节功能。当操纵下降速度调节阀7.1至油路流量为0时，油缸6下腔的回油路被切断，此时实现油缸6位置被锁定，从而实现了油缸6位置“锁死”功能。
27.本方案中，参照图7，操纵单双作用切换阀ⅰ4.3至截断状态时，其所在的油路不通。高压液压油由第一多路阀4.1向油缸6上腔输入，实现提升装置的强压功能；操纵单双作用切换阀ⅰ4.3至连通状态时，油缸6上腔通过单双作用切换阀ⅰ4.3与液压油箱1相连，高压液压油由第一多路阀4.1向油缸6上腔输入时，从单双作用切换阀ⅰ4.3所在的油路卸荷，提升装置失去强压功能，从而实现强压-非强压功能的转换。
28.本方案还提供一种拖拉机多功能液压系统的控制方法，所述速度调节阀总成7、多路阀总成4根据不同情况进行联合控制或独立控制方式，具体如下：s1、强压切换步骤：切断单双作用切换阀ⅰ4.3，高压液压油由第一多路阀4.1向油缸6的有杆腔输入，实现提升装置的强压作业，强压作业模式下，控制第一多路阀4.1至提升位，高压液压油经过第一多路阀4.1、下降速度调节阀7.1向油缸6的无杆腔内输入，油缸6有杆腔内的液压油经过第一多路阀4.1回流至液压油箱1中，控制第一多路阀4.1至下降位，高压液压油经过第一多路阀4.1向所述油缸6的有杆腔内输入，油缸6无杆腔内的液压油经过下降速度调节阀7.1回流至液压油箱1中；打开单双作用切换阀ⅰ4.3，油缸6有杆腔通过单双作用切换阀ⅰ4.3与液压油箱1连通，高压液压油由第一多路阀4.1向油缸6的有杆腔输入，从单双作用切换阀ⅰ4.3所在的油路卸荷，实现提升装置的非强压作业；s2、下降速度调节步骤：油缸6下降调节时，通过调节下降速度调节阀7.1开启度，从而能够控制下降速度调节阀7.1所在管路内的油液流量，从而实现油缸6的下降速度调节，当通过下降速度调节阀7.1的油液流量为0时，使下降速度调节阀7.1所在管路被切断；s3、单作用输出步骤：当下降速度调节阀7.1被切断后，油缸6与第一多路阀4.1之间的油路被切断，控制第一多路阀4.1至提升位，高压液压油通过快换接头ⅰ5.1向系统外实现单作用输出；控制第一多路阀4.1至下降位，系统外回流的液压油经快换接头ⅰ5.1并通过第一多路阀4.1流至液压油箱1中，实现单作用回流；s4、双作用输出步骤：控制单双作用切换阀ⅱ4.4至切断状态，第二多路阀4.2实现双作用输出，所述第二多路阀4.2具有工作位a和工作位b，控制第二多路阀4.2至工作位a，高压液压油从第二多路阀4.2流经快换接头ⅱ5.2向系统外输出，另一路液压油经过快换接头ⅲ5.3输入并通过第二多路阀4.2后回流至液压油箱1中，控制第二多路阀4.2至工作位b，高压液压油从第二多路阀4.2流经快换接头ⅲ5.3向系统外输出，另一路液压油经过快换接头ⅱ5.2输入并通过第二多路阀4.2后回流至液压油箱1中；s5、单作用切换步骤：控制单双作用切换阀ⅱ4.4至连通状态，快换接头ⅲ5.3所在的管路与液压油箱1相通，控制第二多路阀4.2至工作位a，高压液压油从第二多路阀4.2流
经快换接头ⅱ5.2向系统外输出；控制第二多路阀4.2至工作位b，液压油从系统外经快换接头ⅱ5.2并通过第二多路阀4.2回流至液压油箱1。
29.本实施例，通过上述对液压系统的控制流程进行优化，结合上述设计的液压系统结构并采用不同阀门切换实现多种功能之间的转换，调整了不同工况下液压控制流程的顺序，使得控制步骤和阀门切换更为合理，在简化了液压系统的管路同时，一并提升了操作的便利性和可靠性。
30.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。