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CN112249155A - 挖掘装载机液压四轮主动转向系统及工作方法和应用 - Google Patents

挖掘装载机液压四轮主动转向系统及工作方法和应用 Download PDF

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CN112249155A CN202011209510.1A CN202011209510A CN112249155A CN 112249155 A CN112249155 A CN 112249155A CN 202011209510 A CN202011209510 A CN 202011209510A CN 112249155 A CN112249155 A CN 112249155A
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Abstract

本发明公开了一种挖掘装载机液压四轮主动转向系统及工作方法和应用，包括方向盘，所述方向盘与转向器相连接，所述转向器通过优先阀与齿轮泵相连，转向器的A口与电磁阀A相连，转向器的B口与电磁阀B相连；所述电磁阀A、电磁阀B与同步阀相连，所述同步阀分别与前桥转向油缸和后桥转向油缸相连，所述前桥转向油缸和后桥转向油缸均安装在驱动转向桥上，分别控制前后轮的轮胎。本发明的液压四轮主动转向系统相较于传统的装载机的铰接式转向系统，稳定性更好，转弯半径更小，而且不会产生装载机的铰接部分的磨损，使得使用寿命更长。而相较于传统的拖拉机式的两头忙，该系统为四轮转向、四轮驱动，在恶劣环境，或者泥泞的环境，驱动力更强。

Description

挖掘装载机液压四轮主动转向系统及工作方法和应用
技术领域
本发明涉及两头忙挖掘装载机和越野叉车技术领域，特别是涉及一种两头忙挖掘装载机的液压转向系统。
背景技术
挖掘装载机是由三台建筑设备组成的单一装置。俗称“两头忙”。施工时，操作手只需转动一下座椅，就可以转变工作端。与大型的单功能设备(例如履带式挖掘机)相比，挖掘装载机的体型要紧凑。而且还可以在各种建筑工地上四处移动，甚至可以在公路上奔跑。
现有的两头忙挖掘装载机大多数是由传统的装载机改装而成，在传统的装载机后面加装一套挖掘机的挖掘装置，从而改变成两头忙。所以它天生也具有装载机的一些机械结构方面的缺点。比如铰接式车架，因为装载机应用的场景导致，这种铰接的结构非常容易出故障，而且这种铰接式转向，转弯半径大，稳定性底，高速运行时转向容易翻车。
发明内容
本发明的目的是提供一种挖掘装载机液压四轮主动转向系统及工作方法和应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种挖掘装载机液压四轮主动转向系统，包括方向盘，所述方向盘与转向器相连接，所述转向器通过优先阀与齿轮泵相连，转向器的A口与电磁阀A相连，转向器的B口与电磁阀B相连；所述电磁阀A、电磁阀B与同步阀相连，所述同步阀分别与前桥转向油缸和后桥转向油缸相连，所述前桥转向油缸和后桥转向油缸均安装在驱动转向桥上，分别控制前后轮的轮胎。
其中，所述方向盘包括挖机端的方向盘和装载机端的方向盘；所述转向器包括挖机端的转向器和装载机端的转向器。
其中，所述转向器为负载敏感型全液压转向器。
其中，所述电磁阀A、电磁阀B均为二位六通电磁阀，当两个电磁阀同时闭合时，挖机端的方向盘和转向器起作用；当两个电磁阀同时断开时，装载机端的方向盘和转向器起作用。
该挖掘装载机液压四轮主动转向系统的工作方法：
当车辆行驶中向左转向时，向左转动方向盘，方向盘通过连接机构转动转向器，转向器的LS口向优先阀5发出信号，此时发动机带动齿轮泵泵出高压液压油通过优先阀进入转向器2，随着方向盘的转动，液压油从转向器的A口流出进入二位六通电磁阀A，从转向器的B口流出进入二位六通电磁阀B，从两个二位六通电磁阀出来后进入同步阀，通过同步阀进入前桥转向油缸的左缸和后桥转向油缸的左缸，通过两个转向油缸分别拉动驱动转向桥上面的轮胎完成转向的动作；当向右转向时，动作相反。通过同步阀使得进入前后转向油缸的油液同步动作，防止出现因阻力大小不一致导致前后桥的转向角度不一致，从而避免出现前后桥的拖动现象。
采用本发明所述液压四轮主动转向系统的挖掘装载机，包括车架总成、液压四轮主动转向系统动力系统、驾驶室总成、挖掘机构总成、装载机构总成、操纵机构总成、电气系统，所述液压四轮主动转向系统动力系统包括驱动转向系统和液压系统；所述驱动转向系统、动力系统、液压系统、操纵机构总成、电气系统全部安装在车架总成上面，由动力系统提供动力。
其中，所述车架总成包括整体式车架，整体式车架由挖机大臂安装座、车架侧板、驾驶室安装座、前桥固定座、装载机大臂支架、支架托板、发动机托板、散热器支板、摇摆支架、挖机大臂旋转缸支板、支撑腿支架焊接而成。
其中，前桥通过螺栓安装在车架总成上面，后桥通过铰接架安装在车架总成上。
其中，所述挖掘机构总成包括油缸中置系统。
进一步的，所述油缸中置系统包括大臂油缸，通过销轴将所述大臂油缸的一端连接在挖机大臂中央的内部，另一端连接在车架总成上，所述挖机大臂固定在车架总成上。
同现有技术相比，本发明的突出效果在于：
本发明的液压四轮主动转向系统相较于传统的装载机的铰接式转向系统，稳定性更好，转弯半径更小，而且不会产生装载机的铰接部分的磨损，使得使用寿命更长。而相较于传统的拖拉机式的两头忙，该系统为四轮转向、四轮驱动，在恶劣环境，或者泥泞的环境，驱动力更强，无论是爬坡能力还是穿越能力都远超传统的拖拉机式的两头忙。
本发明挖掘装载机的后桥通过铰接架安装在车架总成上，可实现最大角度10度的摆动，保证无论在何种路面上都能使得4个轮胎都能附着在地面上，从而实现驱动力的最大化。
本发明挖掘装载机的整体式车架的稳定性好，承载能力强，转弯半径小，并且能够提高多功能工程车的使用寿命，从而提高车辆的整体性价比。
其整体式车架坚固耐用，承载能力更强，相对于传统的装载机式两头忙的分体式的车身，本发明采用的整体式车架无论坚固程度和耐用性上都优于分体式车身；而与拖拉机式的两头忙相比，由于拖拉机式的两头忙加大了后轮的轮胎，使得前进和后退的力量分配不均，稳定性远不如本发明挖掘装载机的整体式车架。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的挖掘装载机液压四轮主动转向系统及工作方法和应用作进一步说明。
附图说明
图1为本发明挖掘装载机液压四轮主动转向系统的示意图；
图2为本发明挖掘装载机液压四轮主动转向系统的另一示意图；
图3为本发明挖掘装载机液压四轮主动转向系统的液压原理图；
图4为挖掘装载机的主视图；
图5为挖掘装载机的俯视图；
图6为挖掘装载机的后视图；
图7为挖掘装载机的右视图；
图8为挖掘装载机的左视图；
图9为挖掘装载机的仰视图；
图10为挖掘装载机的立体图；
图11为挖掘装载机整体式车架的主视图；
图12为挖掘装载机整体式车架的俯视图；
图13为大臂的剖视图；
图14为驾驶室总成的主视图；
图15为驾驶室总成的左视图；
图16为驾驶室总成的剖视图。
其中，1-方向盘，2-转向器，3-齿轮泵，4-液力变矩器，5-优先阀，6-同步阀，7-电磁阀A，8-电磁阀B，9-轮胎，10-驱动转向桥，11-前桥转向油缸，12-发动机；
100-车架总成，200-驱动转向系统，300-动力系统，400-驾驶室总成，500-挖掘机构总成，600-装载机构总成，700-液压系统，800-操纵机构总成，900-电气系统；
101-挖机大臂安装座，102-车架侧板，103-驾驶室安装座，104-前桥固定座，105-装载机大臂支架，106-支架托板，107-发动机托板，108-散热器支板，109-摇摆支架，110-挖机大臂旋转缸支板，110-支撑腿支架；
401-框架，402-仪表总成，404-座椅，405-多路阀安装箱；
501-挖机大臂，502-销轴，503-大臂油缸。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，一种挖掘装载机液压四轮主动转向系统，包括方向盘1，所述方向盘1与转向器2相连接，所述转向器2通过优先阀5与齿轮泵3相连，转向器2的A口与电磁阀A7相连，转向器2的B口与电磁阀B8相连；所述电磁阀A7、电磁阀B8与同步阀6相连，所述同步阀6分别与前桥转向油缸11和后桥转向油缸相连，所述前桥转向油缸11安装在前轮的驱动转向桥10上，后桥转向油缸安装在后轮的驱动转向桥上，两者分别控制前轮的轮胎9和后轮的轮胎。
方向盘1包括挖机端的方向盘和装载机端的方向盘；所述转向器2包括挖机端的转向器和装载机端的转向器。
转向器2为负载敏感型全液压转向器。
电磁阀A7和B8均为二位六通电磁阀，当两个电磁阀同时闭合时，挖机端的方向盘和转向器起作用；当两个电磁阀同时断开时，装载机端的方向盘和转向器起作用。
结合图1-3所示，该挖掘装载机液压四轮主动转向系统的工作方法：
当车辆行驶中向左转向时，向左转动方向盘1，方向盘1通过连接机构转动转向器2，转向器2的LS口向优先阀5发出信号，此时发动机12带动齿轮泵3泵出高压液压油通过优先阀5进入转向器2，随着方向盘1的转动，液压油从转向器2的A口流出进入二位六通电磁阀A7，从转向器2的B口流出进入二位六通电磁阀B8，从两个二位六通电磁阀出来后进入同步阀6，通过同步阀6进入前桥转向油缸11的左缸和后桥转向油缸的左缸，通过两个转向油缸分别拉动驱动转向桥上面的轮胎完成转向的动作；当向右转向时，动作相反。
实施例2
如图1-2和4-10所示，一种采用实施例1的液压四轮主动转向系统的挖掘装载机，具体包括车架总成100、液压四轮主动转向系统、动力系统300、驾驶室总成400、挖掘机构总成500、装载机构总成600、操纵机构总成800、电气系统900，所述液压四轮主动转向系统包括驱动转向系统200和液压系统700；所述驱动转向系统200、动力系统300、液压系统700、操纵机构总成800、电气系统900全部安装在车架总成100上面，由动力系统300提供动力。
车架总成100的主体部件为整体式车架。动力系统300主要包括发动机12、液力变矩器4和传动轴。驾驶室总成400主要包括驾驶室及座椅。挖掘机构总成500主要包括挖机大臂、斗杆、挖斗、连杆焊合。装载机构总成600主要包括装载机大臂、小臂、拉杆、铲斗。操纵机构总成800主要包括方向盘、制动器、油门。电气系统900主要包括线束、蓄电池、照明灯、仪表、喇叭、倒车蜂鸣器。
其中，液压四轮主动转向系统中作为转向功能实现的泵、阀及管路属于液压系统700，作为执行机构的转向油缸、驱动转向桥属于驱动转向系统200。液压四轮主动转向系统中的方向盘也属于装载机构总成600中的部件。
该挖掘装载机由潍柴4105发动机提供动力，然后由液力变矩器4转化，并由传动轴连接到驱动转向系统200上，再由驱动转向系统200驱动轮胎产生往前、往后行走的力距。
在转动方向盘时，转向器2驱动驱动转向系统200的前桥转向油缸11来控制轮胎9的转向，同时通过同步阀6控制后桥的轮胎跟随前桥轮胎同时反向转动，并且根据前轮转向的角度根据一定的比例进行转向。
如图11-12所示，车架总成100由挖机大臂安装座101、车架侧板102、驾驶室安装座103、前桥固定座104、装载机大臂支架105、支架托板106、发动机托板107、散热器支板108、摇摆支架109、挖机大臂旋转缸支板110、支撑腿支架111焊接而成。
挖机大臂安装座101用于安装挖机大臂。驾驶室安装座103用于安装驾驶室。装载机大臂支架105用于连接装载机大臂。支架托板106焊接在装载机大臂支架105下方，托住装载机大臂支架105，起连接和加强作用。摇摆支架109用于固定摇摆焊合，后桥安装固定在摇摆焊合上。通过摇摆焊合，可以一定角度内左右摇摆，防止4个轮子在一个平面上，过坑洼路段的时候有轮胎悬空。
前桥通过螺栓安装在车架总成100上面，后桥通过铰接架安装在车架总成100上。
该整体式车架稳定性好，承载能力强，转弯半径小，并且能够提高多功能工程车的使用寿命，从而提高车辆的整体性价比。
如图13所示，挖掘机构总成500包括油缸中置系统。油缸中置系统包括大臂油缸503，通过销轴502将所述大臂油缸503的一端连接在挖机大臂501中央的内部，另一端连接在车架总成100上，所述挖机大臂501固定在车架总成100上。
当大臂油缸行程缩小时，大臂逐渐抬起，最终与车架垂直，当大臂油缸行程伸长时，大臂逐渐落下，并且向下旋转，当行程达到最大时，达到最大挖掘深度。
如图14-16所示，驾驶室的框架401采用高强度的叉车护顶架用异型管，焊接后框架401形成一个整体，强度更好，保证了在车辆发生翻滚时，不容易变形，从而保护了驾驶员的生命安全。在驾驶室内装有两套方向盘1和仪表总成402，这样驾驶员就可以在两个方向驾驶车辆，中间安装的座椅404为可旋转的座椅，只要把座椅下方的手柄拉动就可以方便的转动座椅，从而实现两个方向驾驶车辆的目的。结合图15可以看出，驾驶室的挖掘端，钢化玻璃一直到驾驶室的底板，这样在操纵挖掘机构的时候，视野最大化，坐在驾驶室里面就能看到铲斗的工作。而驾驶室上方设有格栅，增强了驾驶室在倾翻时的强度，并且可以有效防止高空落物。这是现有的两头忙所不能实现的。座椅404旁边安装有多路阀安装箱405，用于安装各路阀门。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种挖掘装载机液压四轮主动转向系统，其特征在于：包括方向盘(1)，所述方向盘(1)与转向器(2)相连接，所述转向器(2)通过优先阀(5)与齿轮泵(3)相连，转向器(2)的A口与电磁阀A(7)相连，转向器(2)的B口与电磁阀B(8)相连；所述电磁阀A(7)、电磁阀B(8)与同步阀(6)相连，所述同步阀(6)分别与前桥转向油缸(11)和后桥转向油缸相连，所述前桥转向油缸(11)和后桥转向油缸均安装在驱动转向桥上，分别控制前后轮的轮胎。
2.根据权利要求1所述的挖掘装载机液压四轮主动转向系统，其特征在于：所述方向盘(1)包括挖机端的方向盘和装载机端的方向盘；所述转向器(2)包括挖机端的转向器和装载机端的转向器。
3.根据权利要求2所述的挖掘装载机液压四轮主动转向系统，其特征在于：所述转向器(2)为负载敏感型全液压转向器。
4.根据权利要求3所述的挖掘装载机液压四轮主动转向系统，其特征在于：所述电磁阀A(7)、电磁阀B(8)均为二位六通电磁阀，当两个电磁阀同时闭合时，挖机端的方向盘和转向器起作用；当两个电磁阀同时断开时，装载机端的方向盘和转向器起作用。
5.权利要求1-4任一所述的挖掘装载机液压四轮主动转向系统的工作方法，其特征在于：当车辆行驶中向左转向时，向左转动方向盘(1)，方向盘(1)通过连接机构转动转向器(2)，转向器(2)的LS口向优先阀(5)发出信号，此时发动机(12)带动齿轮泵(3)泵出高压液压油通过优先阀(5)进入转向器(2)，随着方向盘(1)的转动，液压油从转向器(2)的A口流出进入二位六通电磁阀A(7)，从转向器(2)的B口流出进入二位六通电磁阀B(8)，从两个二位六通电磁阀出来后进入同步阀(6)，通过同步阀(6)进入前桥转向油缸(11)的左缸和后桥转向油缸的左缸，通过两个转向油缸分别拉动驱动转向桥上面的轮胎完成转向的动作；当向右转向时，动作相反。
6.采用权利要求1-4任一所述液压四轮主动转向系统的挖掘装载机，其特征在于：包括车架总成(100)、液压四轮主动转向系统、动力系统(300)、驾驶室总成(400)、挖掘机构总成(500)、装载机构总成(600)、操纵机构总成(800)、电气系统(900)，所述液压四轮主动转向系统包括驱动转向系统(200)和液压系统(700)；所述驱动转向系统(200)、动力系统(300)、液压系统(700)、操纵机构总成(800)、电气系统(900)全部安装在车架总成(100)上面，由动力系统(300)提供动力。
7.根据权利要求6所述的挖掘装载机，其特征在于：所述车架总成(100)包括整体式车架，由挖机大臂安装座(101)、车架侧板(102)、驾驶室安装座(103)、前桥固定座(104)、装载机大臂支架(105)、支架托板(106)、发动机托板(107)、散热器支板(108)、摇摆支架(109)、挖机大臂旋转缸支板(110)、支撑腿支架(111)焊接而成。
8.根据权利要求7所述的挖掘装载机，其特征在于：前桥通过螺栓安装在车架总成(100)上面，后桥通过铰接架安装在车架总成(100)上。
9.根据权利要求6所述的挖掘装载机，其特征在于：所述挖掘机构总成(500)包括油缸中置系统。
10.根据权利要求9所述的挖掘装载机，其特征在于：所述油缸中置系统包括大臂油缸(503)，通过销轴(502)将所述大臂油缸(503)的一端连接在挖机大臂(501)中央的内部，另一端连接在车架总成(100)上，所述挖机大臂(501)固定在车架总成(100)上。
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