CN108909832B - 转向液压系统及装载机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向液压系统及装载机，为解决现有装载机转向圈数多容易引起操作疲劳的问题；提供一种转向液压系统，包括转向油缸、流量放大阀、转向器、方向盘组件、控制器、转向手柄、电比例控制阀、切换阀；控制器根据转向手柄输出的转向电信号控制电比例控制阀输出对应的转向先导压力信号，电比例控制阀的转向先导压力信号输出端和转向器的转向先导压力信号输出端与流量控制阀的转向控制端连接。在本发明中，操作者除了通过转动方向盘进行正常的转向操作外，当装载机在固定场域频繁转向时，还可以通过操作转向手柄进行转向操作，通过转向手柄转向，其劳动强度低，适合频繁转向操作。

Description

转向液压系统及装载机

技术领域

本发明涉及一种转向控制，更具体地说，涉及一种转向液压系统及装载机。

背景技术

对于现有的作业机械,例如装载机、叉车等，在这类机械上配置有转向液压系统，该转向液压系统包括方向盘驱动的转向器、与转向器连接流量放大阀，由流量放大阀控制的转向油缸等。在这类转向系统中，操作者通过转动方向盘来实现转向控制。但对于一些作业机械在固定区域作业，例如装载机在矿场装卸物料时，其运行轨迹基本上固定，装载机的转向操作也基本上固定。为了提高机器的作业效率，通常要求装载机实现快速转向，这就要求操作员快速转动方向盘，但由于装载机方向盘转向圈数较多，操作者需要频繁转动方向盘，手臂易疲劳，劳动强度较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有装载机转向圈数多容易引起操作疲劳的问题，而提供一种可以实现快速转向且劳动强度低的转向液压系统及装载机。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种转向液压系统，包括转向油缸、连接在转向油缸驱动油路上的流量放大阀、转向器、驱动转向器的方向盘组件、向转向器和流量放大阀提供压力油的转向压力油源，其特征在于还包括控制器、与控制器连接的转向手柄、控制端与控制器连接的电比例控制阀、切换阀；

所述转向手柄左右摆动时向所述控制器输出左转向和右转向电信号；

所述控制器根据转向手柄输出的转向电信号向所述电比例控制阀输出转向控制电信号使电比例控制阀的A油口或B油口输出左转向先导压力油和右转向先导压力油；

所述电比例控制阀的进油端与转向压力油源连接，所述电比例控制阀的A油口和B油口、转向器的L油口和R油口、流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端均与所述切换阀连接，所述流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端通过切换阀对应接受电比例控制阀的A油口和B油口输出的先导压力油或转向器的L油口和R油口输出的转向先导压力油。在本发明中，操作者除了通过转动方向盘进行正常的转向操作外，当装载机在固定场域频繁转向时，还可以通过操作转向手柄进行转向操作，通过转向手柄转向，其劳动强度低，适合频繁转向操作。

进一步地，上述转向液压系统中，还包括与控制器连接用于检测转向器是否具有转向操作的转向器转向操作检测装置，当控制器接受转向器转向操作检测装置传输的检测信号并判断转向器具有转向操作时停止向电比例控制阀输出转向控制电信号。通过设置转向器转向操作检测装置确立方向盘转向操作优先。

进一步地，上述转向液压系统中，所述切换阀包括左转向梭阀和右转向梭阀；所述流量放大阀的左转向控制端与左转向梭阀出油端连接，所述流量放大阀的右转向控制端与右转向梭阀的出油端连接，所述转向器的L油口与左转向梭阀的一个进油端连接，所述转向器的R油口与右转向梭阀的一个进油端连接；所述电比例控制阀的A油口与左转向梭阀的另一个进油端连接，所述电比例控制阀的B油口与右转向梭阀的另一个进油端连接。

进一步地，上述转向液压系统中，所述切换阀还可以是两联控制端与所述控制器连接的二位三通电磁阀,其中一联所述二位三通电磁阀的两个进油口分别与电比例控制阀的A油口和所述转向器的L油口连接,该所述二位三通电磁阀的出油口与流量放大阀的左转向控制端连接；另一联所述二位三通电磁阀的两个进油口分别与电比例控制阀的B油口和所述转向器的R油口连接,该所述二位三通电磁阀的出油口与流量放大阀的右转向控制端连接；当所述转向手柄输出转向电信号且转向器没有转向操作时所述控制器输出控制信号控制所述二位三通电磁阀将电比例控制阀的A油口和B油口与流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端对应连通，否则所述控制器输出控制信号控制所述二位三通电磁阀将转向器的L油口和R油口与流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端对应连通。

进一步地，上述转向液压系统中，所述转向器转向操作检测装置是用于检测方向盘组件是否转动的旋转传感器。方向盘组件包括方向盘和连接方向盘与转向器的转轴，旋转传感器是用于检测方向盘组件中转轴是否转动，当转轴转动时，旋转传感器向控制器输出检测信号，控制器从而判断转向器具有转向操作。

进一步地，上述转向液压系统中，转向器转向操作检测装置还可以是用于检测所述转向器的L油口和R油口的压力传感器，当控制器通过所述压力传感器检测到所述转向器的L油口或R油口的压力大于预设值时则判定转向器具有转向操作。

进一步地，上述转向液压系统中，所述转向压力油源为变量泵，所述转向器LS油口和流量放大阀LS油口均与所述变量泵负载反馈口连接，所述转向器转向操作检测装置还可以是用于检测所述转向器LS油口的压力传感器，当控制器通过所述压力传感器检测到所述转向器LS油口的压力大于预设值时则判定转向器具有转向操作。

进一步地，上述转向液压系统中，还包括连接在所述转向器LS油口与所述变量泵负载反馈口连接油路上的LS控制阀，所述电比例控制阀的LS油口与所述LS信号阀的弹簧腔连接。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种装载机，该装载机具有前述的转向液压系统。

本发明与现有技术相比，在本发明中，操作者除了通过转动方向盘进行正常的转向操作外，在适当的时候，还可以通过操作转向手柄进行转向操作，从而降低频繁转向操作的劳动强度。

附图说明

图1是本发明转向液压系统的原理图。

图2是本发明转向液压系统的另一种原理图。

图中零部件名称及序号：

变量泵1、转向手柄2、控制器3、电比例控制阀4、方向盘5、转向器6、左转向梭阀71、右转向梭阀72、流量放大阀8、转向油缸9、压力传感器10、LS控制阀11、油箱12。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示，本实施例中的转向液压系统为装载机的转向液压系统，其包括变量泵1、电比例控制阀4、流量放大阀8、转向油缸9、油箱12等部件。油箱12用于储装液压系统使用的液压油；变量泵1从液压油箱12中吸取液压油，从其出油口泵出，变量泵1上的负载反馈口X获取负载信号，变量泵1根据负载信号泵送适当流量的液压油。

流量放大阀8用于控制转向油缸9的伸缩，实现转向。流量放大阀8具有与变量泵1的出油口连接的进油口HP；具有左工作油口CL和右工作油口CR，左工作油口CL和右工作油口CR分别与转向油缸9的大腔和小腔连接。流量放大阀8上还具有合流输出口EF，用于将转向液压系统盈余的液压油流量向装载机的工作液压系统供油。流量放大阀8的回油口HT与油箱回路连接；流量放大阀8上的油源输出口P能输出一定流量的液压油，可用作电比例控制阀4控制流量放大阀8的先导油源；流量放大阀8上还具有左转向控制端L和右转向控制端R两个先导控制端，用于接受电比例控制阀4或转向器6的先导控制油信号，从而实现流量放大阀8控制转向油缸9的动作；流量放大阀8的LS油口为负载反馈油口，该LS油口与变量泵1的负载反馈口X连接，同时，转向器6的负载反馈油口LS油口经LS控制阀11与流量放大阀8的LS油口连接，当使用方向盘转向时，转向器的LS油口、流量放大阀的LS油口与变量泵的负载反馈口X连通，传递负载信号。

电比例控制阀4具有油源接入P口、负载反馈LS油口、回油T口以及控制油口，电比例控制阀4的油源接入P口与流量放大阀8的油源输出口P连接，获取电比例控制阀4所需要的压力油源；电比例控制阀4的LS油口与LS控制阀11的弹簧腔连接实现向变量泵1的负载反馈口X传递负载信号。电比例控制阀4的控制油口分A油口和B油口，分别用于输出左转向和右转向的转向先导压力信号；电比例控制阀4的回油T口与流量变量阀8的回油接入口T连接进入到流量放大阀8内的回油油路，经流量放大阀8内的背压阀从流量放大阀8的回油口HT接入油箱回路。

转向手柄2左右摆动时向控制器3输出左转向和右转向电信号，方向盘5通过转轴驱动转向器6，使转向器6输出转向先导压力信号。压力传感器10安装在LS控制阀11的出口端，方向盘5转动时，转向器6的LS油口产生压力信号，压力传感器10将其转换为电信号并传递至控制器3，控制器根据压力传感器检测到的压力与预设值进行对比，当压力传感器10检测到的压力大于预设值时，则判定操作者转动方向盘使转向器具有转向动作。

电比例控制阀4和转向器6的阀芯属于开中位阀芯，在不做任何动作时，转向器的L油口和R油口与T口导通，电比例控制阀的A油口和B油口与T口导通。

电比例控制阀的A油口和B油口、转向器的L油口和R油口通过切换阀与流量放大阀的左转向控制端L和右转向控制端R连接，在本实施例中，切换阀由两个梭阀构成，分别是左转向梭阀71和右转向梭阀72。流量放大阀8的左转向控制端L与左转向梭阀71出油端连接，流量放大阀8的右转向控制端R与右转向梭阀72的出油端连接，转向器的L油口与左转向梭阀71的一个进油端连接，转向器6的R油口与右转向梭阀72的一个进油端连接；电比例控制阀4的A油口与左转向梭阀71的另一个进油端连接，电比例控制阀4的B油口与右转向梭阀72的另一个进油端连接。当转向器进行转向操作时，转向器6的L油口和R油口的先导压力油分别通过左转向梭阀71和右转向梭阀72传递至流量放大阀的左转向控制端L和右转向控制端R。当使用转向手柄2进行转向操作时，电比例控制阀4的A油口和B油口的先导压力油分别通过左转向梭阀和右转向梭阀传递至流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端。

本实施例中的装载机转向液压系统的工作过程如下：

1、当转向手柄2向左摆动(方向盘不转动)时，转向手柄2向控制器3发送向左转的电信号，控制器3向电比例控制阀4输出左转电信号，电比例控制阀4的比例阀芯上移，电比例控制阀4的P口通过比例阀芯41与电比例控制阀4的A油口、LS油口连通，电比例控制阀4的一路油经由A油口流出，通过左转向梭阀7进入流量放大阀8的左转向控制端，控制流量放大阀主阀芯工作在左位，使液压油从流量放大阀8的左工作油口CL分别进入转向油缸9的大小腔，电比例控制阀4的另一路油通过比例阀芯41，从电比例控制阀4的LS油口流出，作用在LS控制阀11的弹簧腔一端，LS控制阀11的进油端与流量放大阀8的LS油口、变量泵1的负载反馈口X连通，实现电比例控制阀4与流量放大阀8的LS压力相匹配，并反馈给变量泵1的负载反馈口X，变量泵1提供给系统相应的液压油。

2、当转向手柄向右摆动(方向盘不转动)时，转向手柄2向控制器3发送向右转的电信号，控制器3向电比例控制阀4输出右转电信号，电比例控制阀4的比例阀芯下移，电比例控制阀4的P口通过比例阀芯41与电比例控制阀4的B油口、LS油口连通，电比例控制阀4的一路油经由B油口流出，通过右转向梭阀72进入流量放大阀8的右转向控制端，控制流量放大阀主阀芯工作在右位，使液压油从流量放大阀8的右工作油口CR分别进入转向油缸9的大小腔，电比例控制阀4的另一路油通过比例阀芯41，从电比例控制阀4的LS油口流出，作用在LS控制阀11的弹簧腔一端，LS控制阀11的进油端与流量放大阀8的LS油口、变量泵1的负载反馈口X连通，实现电比例控制阀4与流量放大阀8的LS压力相匹配，并反馈给液压变量泵1的负载反馈口X，变量泵1提供给系统相应的泵油。

3、当转向手柄2和方向盘5同时动作时，压力传感器10检测到方向盘5的转动时所产生的压力信号，然后转换为电信号输出到控制器3，控制器切断向电比例控制阀的输出电流，电比例控制阀4的比例阀芯41处于失电状态，阀芯处于中位。转向手柄4操作控制不起作用。电比例控制阀4的LS油口无压力信号输出，流量放大阀8的LS油口的液压油克服LS控制阀的弹簧力，使转向器6的LS信号与变量泵1的负载反馈口X连通，传递负载信号，控制高压油通过转向器6进入流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端实现控制转向。

在本实施例中，也可以是使用两个压力传感器作为转向器转向操作检测装置，这两个压力传感器分别安装在转向器的L油口和R油口，用于检测转向器是否有转向先导压力油输出，当两个压力传感器中的任何一个检测到大于预设值的转向先导压力油的输出，控制器则判定为转向器进行转向操作，此时控制器切断向电比例控制阀的控制电信号的输出，实现方向盘转向操作优先控制。转向器转向操作检测装置还可以是一个用于检测方向盘组件是否转动的旋转传感器。方向盘组件包括方向盘和连接方向盘与转向器的转轴，旋转传感器是用于检测方向盘组件中转轴是否转动，当转轴转动时，旋转传感器向控制器输出检测信号，控制器从而判断转向器具有转向操作。

在本实施例中，切换阀还可以是两联控制端与控制器连接的二位三通电磁阀73,如图2所示，其中一联二位三通电磁阀的两个进油口分别与电比例控制阀的A油口和所述转向器的L油口连接,该所述二位三通电磁阀的出油口与流量放大阀的左转向控制端连接；另一联所述二位三通电磁阀的两个进油口分别与电比例控制阀的B油口和所述转向器的R油口连接,该所述二位三通电磁阀的出油口与流量放大阀的右转向控制端连接；当所述转向手柄输出转向电信号且转向器没有转向操作时所述控制器输出控制信号控制所述二位三通电磁阀将电比例控制阀的A油口和B油口与流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端对应连通，否则所述控制器输出控制信号控制所述二位三通电磁阀将转向器的L油口和R油口与流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端对应连通。

Claims (5)

1.一种转向液压系统，包括转向油缸、连接在转向油缸驱动油路上的流量放大阀、转向器、驱动转向器的方向盘组件、向转向器和流量放大阀提供压力油的转向压力油源，其特征在于还包括控制器、与控制器连接的转向手柄、控制端与控制器连接的电比例控制阀、切换阀、与控制器连接用于检测转向器是否具有转向操作的转向器转向操作检测装置；

所述转向手柄左右摆动时向所述控制器输出左转向和右转向电信号；

所述控制器根据转向手柄输出的转向电信号向所述电比例控制阀输出转向控制电信号使电比例控制阀的A油口或B油口分别对应输出左转向先导压力油或右转向先导压力油；当控制器接受转向器转向操作检测装置传输的检测信号并判断转向器具有转向操作时停止向电比例控制阀输出转向控制电信号；

所述电比例控制阀的进油端与转向压力油源连接；

所述切换阀包括左转向梭阀和右转向梭阀；所述流量放大阀的左转向控制端与左转向梭阀出油端连接，所述流量放大阀的右转向控制端与右转向梭阀的出油端连接，所述转向器的L油口与左转向梭阀的一个进油端连接，所述转向器的R油口与右转向梭阀的一个进油端连接；所述电比例控制阀的A油口与左转向梭阀的另一个进油端连接，所述电比例控制阀的B油口与右转向梭阀的另一个进油端连接；或者所述切换阀为两联控制端与所述控制器连接的二位三通电磁阀,其中一联所述二位三通电磁阀的两个进油口分别与电比例控制阀的A油口和所述转向器的L油口连接,该所述二位三通电磁阀的出油口与流量放大阀的左转向控制端连接；另一联所述二位三通电磁阀的两个进油口分别与电比例控制阀的B油口和所述转向器的R油口连接,该所述二位三通电磁阀的出油口与流量放大阀的右转向控制端连接；当所述转向手柄输出转向电信号且转向器没有转向操作时所述控制器输出控制信号控制所述二位三通电磁阀将电比例控制阀的A油口和B油口与流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端对应连通，否则所述控制器输出控制信号控制所述二位三通电磁阀将转向器的L油口和R油口与流量放大阀的左转向控制端和右转向控制端对应连通；

所述转向压力油源为变量泵，在所述转向器LS油口与所述变量泵的负载反馈口连接油路上设置有LS控制阀，所述电比例控制阀的LS油口和流量放大阀LS油口均与所述LS控制阀的弹簧腔连接。

2.根据权利要求1所述的转向液压系统，其特征在于所述转向器转向操作检测装置是用于检测方向盘组件是否转动的旋转传感器。

3.根据权利要求1所述的转向液压系统，其特征在于转向器转向操作检测装置是用于检测所述转向器的L油口和R油口的压力传感器，当控制器通过所述压力传感器检测到所述转向器的L油口或R油口的压力大于预设值时则判定转向器具有转向操作。

4.根据权利要求1所述的转向液压系统，其特征在于所述转向器转向操作检测装置是用于检测所述转向器LS油口的压力传感器，当控制器通过所述压力传感器检测到所述转向器LS油口的压力大于预设值时则判定转向器具有转向操作。

5.一种装载机，其特征在于该装载机具有权利要求1至4中任一项所述的转向液压系统。

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