一種工程機械制動轉向系統的制作方法

一種工程機械制動轉向系統的制作方法
【專利摘要】本發明公布一種能在工程機械重載下坡時，四輪被抱死的狀態下，同時進行前輪優先轉向和后輪制動的工程機械制動轉向系統。本發明在前橋（轉向橋）的剎車油路中接入第一優先閥：當不轉向時，第一優先閥的功能等效于接通的膠管，前橋的剎車油路保持接通，當剎車后，可實現正常的前后橋同時制動；當前橋需要轉向時，在控制油壓力的作用下，第一優先閥快速切斷前橋的剎車油路，使前橋的壓力油直接回油箱，即前橋制動壓力減小為0，此時，前橋便可以順利實現正常轉向，而后輪一直處于剎車狀態。當轉向完成后，在復位彈簧的作用下使得第一優先閥閥芯回位，前橋的壓力油瞬時又恢復接通，此后，前后橋便同時制動。
【專利說明】一種工程機械制動轉向系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及全液壓轉向、四輪驅動的工程機械，具體是一種能在工程機械重載下坡時，四輪被抱死的狀態下，同時進行前輪優先轉向和后輪制動的工程機械制動轉向系統。

【背景技術】
[0002]工程機械在重載的情況下，行駛于平整路面時，駕駛員踩下制動踏板，往往是整機的四個輪胎被完全抱死，由于工程機械車體重量比家用汽車大的多，又是重載，強大的整機慣性使得駕駛員需要一直踩著剎車，使車輪完全抱死，來控制整機速度。由于工程機械的行駛速度比汽車小很多，空載最高行駛速度一般不超過40km/h，且重量越大的整機，最高空載行駛速度越小，滿載的時候，牽引力會變大，行駛速度會變得更小。因此，在平整路面行駛時，駕駛員可通過提前轉向或者提前剎車抱死輪胎以避開障礙物。
[0003]然而當下坡時，重載的工程機械即便是速度很小，由于重力的牽引作用以及整機的慣性也使得駕駛員必需一直踩著剎車，使車輪完全被抱死，來減小整機運行速度，此時整機的車輪與車架成為一個剛體，四個輪胎同時向前滑移運動，此刻即使駕駛員轉動方向盤，也無法改變車輛的滑移方向，整機暫時失去方向控制。由于工程機械大多在野外施工，路面的狀況很復雜，當下坡路面凹凸不平時，路面對整機的作用力便使整機因顛簸而失去平衡，既有力的不平衡，也有力矩的不平衡，在不平衡力的作用下整機便完全失去了控制。此時當整機滑移運動的前方有障礙物時，整機已經處于剎車狀態，前橋輪胎被抱死，整機便完全喪失了轉向能力，無法轉向，因此整機就處于極度危險中，從而導致出現安全事故。
[0004]工程機械的特點:
1.車體質量大，而且比家用汽車大得多，行駛起來的整機具有強大的慣性，不容易被剎住車，因此對制動系統要求很高。
[0005]2.車速低，一般空載最高行駛速度不超過40km/h，遠低于汽車的最高車速，并不以跑路運輸為主，而是以能對土石方施工作業為主。
[0006]3.制動距離短，一旦駕駛員踩剎車，制動力便達到最大，使輪胎被抱死，滑移距離最短。與家用汽車相比，“點剎”的使用頻率不多。尤其在重載下坡以及緊急制動的時候，必須抱死輪胎。
[0007]4.由于車速低，因此剎車后很少出現后輪甩尾、側滑等汽車在高速行駛剎車并轉向時出現的現象。
[0008]5.多采用四輪驅動，由于整機質量大，為了充分利用地面能提供的牽引力，輪式工程機械均采用四輪驅動甚至多輪驅動，以增大牽引力。
[0009]6.多采用全液壓轉向，由于工程機械質量大，車體笨重，純機械轉向已不能克服車體的轉向阻力矩，而全液壓轉向可提供非常大的轉向力矩，且轉向靈敏。為此，工程機械多采用全液壓轉向。
[0010]工程機械體積龐大，且往往重載，一旦剎車時，大多數輪胎被抱死，只滑動而不滾動。由于整機在行駛時，轉向的安全級別要高于制動，即沒有方向比沒有剎車更加危險。為此，在整機重載下坡時制動抱死狀態下允許前輪轉向的系統便成為一種解決方案，如何實現在四輪被抱死時允許前輪轉向呢？
目前針對上述工程機械的工況，尚無具體的解決方法。傳統的設計理念是:正常情況下，工程機械質量大而車速低，剎車時是不轉向的，轉向時也不剎車。這種傳統的設計理念即滿足了絕大多數用戶的使用工況。但是每個客戶使用的工況很復雜，針對整機重載下坡工況即:制動時，需要轉向而又不能轉向這一問題便成為傳統設計理念的缺陷。


【發明內容】

[0011]為解決上述技術問題，本發明提供一種工程機械制動轉向系統。
[0012]本發明以優先轉向為原則，轉向先于制動為理念，當整機重載下坡制動時，若駕駛員根據工況需要轉向時，優先閥可以暫時解除前橋的制動壓力，使前橋優先轉向，當轉向結束后，優先閥閥芯自動回位，制動系統可迅速恢復對前橋的制動，整個過程后橋一直保持制動狀態，從而實現制動與轉向的同時進行。這樣，整機在制動抱死時仍然具有正常的轉向能力，保證了駕駛員對整機的方向掌控能力，從而可以及時避閃障礙物，保護駕駛員的生命安全。
[0013]由于后輪抱死，當前橋轉向時，高速行駛的汽車“后輪承載的重量”產生的慣性力會使整機產生繞前橋的慣性轉矩，由于汽車的質量小，轉動慣量也很小，而速度很大，慣性轉矩會使汽車產生繞前橋的相對轉動，且相對轉動持續的時間很長，相對轉動角度很大，因此汽車會出現嚴重的甩尾、側滑，從而使汽車完全失去控制，嚴重危及駕駛員的生命安全。但遠遠低于汽車行駛速度的工程機械完全不會出現這種現象，由于轉動慣量大，車速低，慣性轉矩使整機繞前橋產生的相對轉動持續時間很短，相對轉動角度也很小，因此完全不會出現失去控制的現象。為此，可以實現后輪抱死、前輪轉向的工程機械制動轉向系統。
[0014]本發明通過以下技術方案實現:一種工程機械制動轉向系統，包括左轉向缸、右轉向缸、轉向閥、腳制動閥、后驅動橋、前驅動橋、轉向器和油箱；
所述左轉向缸和右轉向缸與轉向閥連接；轉向閥上的E 口連接有第二泵，轉向閥的D 口連接至油箱；
所述轉向器的L 口和R 口連接至轉向閥，轉向器的T4 口連接油箱，轉向器的P4 口分別連接有第一泵和第一溢流閥；所述第一溢流閥另一端連接至油箱；
所述腳制動閥的Pl 口連接有前橋蓄能器，腳制動閥的Kl 口連接至前驅動橋；所述腳制動閥的P2 口連接有后橋蓄能器，腳制動閥的K2 口連接至后驅動橋；腳制動閥的T1、T2 口連接至油箱；
在所述腳制動閥的Kl 口至前驅動橋的油路中設有一個第一優先閥；所述第一優先閥是一個液控兩位三通換向閥，第一優先閥的上位是Ρ3 口與Κ3 口連通、其下位是Τ3 口與Κ3口連通；第一優先閥的Ρ3 口與腳制動閥的Kl 口連接，第一優先閥的Κ3 口連接至前驅動橋，第一優先閥的Τ3 口連接至油箱；第一優先閥的上控制腔設有復位彈簧；
在所述轉向器L 口和R 口的出口油路之間連接有第一梭閥，第一梭閥的出油口連接有液控單向閥；所述液控單向閥的Α2 口接第一梭閥的出油口，液控單向閥的Β2 口接第一優先閥下控制腔的V 口，液控單向閥的U 口接腳制動閥的Κ2 口。
[0015]其進一步是:在所述腳制動閥Κ2 口連接至后驅動橋的油路中設有壓力繼電器。
[0016]所述的第一溢流閥、轉向閥的D 口、腳制動閥的Tl和T2 口以及第一優先閥的T3口通過一個精濾器連接至油箱。
[0017]在所述的精濾器進油口處的油路中連接有并聯連接的節流閥和冷卻器。
[0018]所述的第一泵和第二泵的進油口通過一個粗濾器連接至油箱。
[0019]本發明在前橋(轉向橋)的剎車油路中接入第一優先閥:當不轉向時，第一優先閥的功能相當于接通的膠管，前橋的剎車油路保持接通，當剎車后，可實現正常的前后橋同時制動；當前橋需要轉向時，第一優先閥在控制油壓力的作用下快速實現切斷前橋的剎車油路，使前橋的壓力油直接回油箱，即前橋制動壓力減小為0，此時，前橋便可以順利實現正常轉向，而后輪一直處于剎車狀態。當轉向完成后，在復位彈簧的作用下使得第一優先閥閥芯回位，前橋的壓力油瞬時恢復接通，此后，前后橋便同時制動。
[0020]本發明中第一優先閥的控制油路(V 口壓力)來自于第一梭閥；第一梭閥的輸出壓力來自于轉向閥中放大閥的控制壓力，即只有轉向時第一梭閥才會有能夠實現優先轉向的較高壓力輸出，否則輸出壓力很小，無法切斷前驅動橋的制動油路；第一梭閥的輸出壓力必需經過液控單向閥才能控制第一優先閥；液控單向閥的開啟由腳制動閥來控制，即剎車則開啟，否則會關閉；以上特征可實現的功能是:不剎車時，液控單向閥關閉，轉向系統無法對制動系統產生影響；剎車時，如果不轉向，雖然液控單向閥開啟，但是第一梭閥的輸出壓力很小，第一優先閥的V 口壓力無法克服其復位彈簧的作用力，因此無法切斷前驅動橋的制動油路；只有在剎車后，轉向系統工作時，整個制動轉向系統才會實現前橋制動解除和轉向。
[0021]本發明的優點:
1.成本優勢明顯。整個制動轉向系統已經具備工程機械正常需要的制動和轉向功能，只是需要額外增加第一優先閥、第一梭閥、液控單向閥及相關管路的成本，與工程機械數十萬的成本比較，增加的成本很小。
[0022]2.液壓油的控制使得整個系統的靈敏度很高。剎車后，液控單向閥迅速開啟，只要一打轉向，第一梭閥的出口壓力便迅速傳遞到第一優先閥的控制油口，使得第一優先閥的閥芯快速換向，從而解除前驅動橋的制動壓力以實現轉向；轉向結束后，第一優先閥的閥芯又快速復位，恢復制動系統對前驅動橋的制動。液壓油的控制使得整個系統反應靈敏。
[0023]3.整個制動轉向系統的原理簡單，容易理解，出現故障比較容易判斷，服務人員維修檢測方便，維護成本較低，一旦出現故障，可快速排除。
[0024]4.剎車后，整機具有完全的轉向能力，提高了整機的安全性。普通工程機械并不具備剎車抱死輪胎后整機的正常轉向功能。本發明實現了整機在需要制動和轉向的情況下，以最快的速度且最短的制動距離來避開障礙物，整機在輪胎被抱死時仍具有完全的轉向能力，從而可以保證駕駛員對整機的方向操控能力，保護駕駛員的生命安全。安全性高于普通工程機械。
[0025]5.進一步完善了工程機械關于傳統四輪制動的設計規范，增加了整機的安全性和適應能力。工程機械為了能充分有效的利用整機重量來增大牽引力，均采用四輪驅動，而有驅動的地方就有制動，因此均采用四輪制動。本發明能在前橋需要制動和轉向的情況下，先轉向而后制動，而后輪一直保持制動狀態，即“前輪轉向、后輪制動”同時進行，這在四輪驅動的工程機械領域屬于一大創新點。
[0026]6.本發明的制動轉向系統適應性廣泛。在平整路面進行“點剎”和抱死制動以及在復雜路面工況進行“點剎”制動時，整機仍然具有前橋先轉向后制動的能力。實現了制動對轉向可以沒有影響，而普通車則并不具備。
[0027]7.優先閥、梭閥、液控單向閥等基本液壓閥的制造技術成熟，加工方便、容易實現為整機配套應用。能否容易在實踐中被采用決定了任何發明專利的生命力，國內已經具有成熟的基本液壓閥制造技術，在很多工程機械上已經使用優先閥、梭閥、液控單向閥等來實現特定的功能，因此，本發明的工程機械制動轉向系統很容易在工程機械上實現應用。
[0028]8.能減輕前橋輪胎的磨損，由于前橋臨時解除了制動壓力，前輪可以自由滾動，因此在下坡轉向的時候，前輪處于一邊轉向一邊滾動的狀態，與純粹滑移運動的輪胎相比，減輕了輪胎的磨損，延長了前橋輪胎的使用壽命。
[0029]9.該系統很容易被推廣應用。整個系統由于基本液壓閥加工方便、系統額外增加的成本很小，安全性比普通車更高，故障容易判斷，系統的靈敏度很高，且適應性很廣泛，使得該系統容易被推廣采用。
[0030]10.節流閥可以更換為可調節流閥，通過改變節流口的大小來改變通過冷卻器的流量，以適應不同機型、不同工況的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發明的原理圖；
圖2為圖1中轉向閥的原理圖；
圖3為剎車后右轉向各個閥芯工作圖；
圖4為剎車后左轉向各個閥芯工作圖；
圖中:1、左轉向缸；2、右轉向缸；3、轉向閥；4、前橋蓄能器；5、后橋蓄能器；6、腳制動閥；7、壓力繼電器；8、液控單向閥；9、后驅動橋；10、前驅動橋；11、第一優先閥；12、油箱；13、精濾器；14、粗濾器；15、節流閥；16、冷卻器；17、第一泵；18、第二泵；19、第一溢流閥；20、轉向器；21、右限位閥；22、第一梭閥；23、左限位閥；24、第二梭閥；25、放大閥；26、第二優先閥；27、第二溢流閥。
[0032]

【具體實施方式】
[0033]以下是本發明的一個具體實施例，現結合附圖對本發明作進一步說明。
[0034]如圖1和圖2所示，它包括左轉向缸1、右轉向缸2、轉向閥3、腳制動閥6、后驅動橋9、前驅動橋10、轉向器20和油箱12 ;轉向閥3包括第二梭閥24、放大閥25、第二優先閥26和第二溢流閥27。
[0035]左轉向缸I的小腔出口與右轉向缸2的大腔出口同時接轉向閥3中第二梭閥24的B 口，左轉向缸I的大腔出口與右轉向缸2的小腔出口同時接轉向閥3中第二梭閥24的A 口 ；轉向閥3中放大閥25的L2 口接左限位閥23的LI 口，轉向閥3中放大閥25的R2 口接右限位閥21的Rl 口 ；轉向閥3的D 口接節流閥15的入口，轉向閥3的E 口接第二泵18的出口，轉向閥3的N 口接往其它系統。
[0036]前橋蓄能器4的G 口一路接腳制動閥6的Pl 口，其G 口的另一路接入其它系統；后橋蓄能器5的H 口一路接腳制動閥6的P2 口，其H 口的另一路接入其它系統；腳制動閥6的Kl 口接第一優先閥11的P3 口，第一優先閥11的K3 口接前驅動橋10的制動管路的入口，腳制動閥6的K2 口接后驅動橋9的制動管路的入口，腳制動閥6的Tl 口、T2 口以及第一優先閥11的Τ3 口同時接節流閥15的入口 ；腳制動閥6的Κ2 口的第二路接液控單向閥8的U 口，腳制動閥6的Κ2 口的第三路接壓力繼電器7的入口。液控單向閥8的Β2 口接第一優先閥11的V 口，液控單向閥8的Α2 口接第一梭閥22的出油口。
[0037]左限位閥23的LO 口接轉向器20的L 口，右限位閥21的RO 口接轉向器20的R口 ；轉向器20的Τ4 口接油箱12的回油口，轉向器20的Ρ4 口接第一泵17的Y 口，第一泵17的Y 口另一路接第一溢流閥19的入口，第一溢流閥19的出口接節流閥15的入口，第一溢流閥19的出口另一路接冷卻器16的入口，冷卻器16的出口和節流閥15的出口同時接精濾器13的入口，精濾器13的出口接油箱12的回油口。
[0038]第一泵17的入口及第二泵18的入口同時接粗濾器14的出口，粗濾器14的入口接油箱12的出油口。第一梭閥22的Al 口接入左限位閥23的LI 口，第一梭閥22的BI 口接入右限位閥21的Rl 口。
[0039]當駕駛員踩下制動踏板后，腳制動閥6的Pl 口與Kl 口接通，Ρ2 口與Κ2 口接通，前橋蓄能器4的壓力油經G 口、Pl 口、Kl 口、第一優先閥11的Ρ3 口、Κ3 口去往前驅動橋10，后橋蓄能器5的壓力油一路經H 口、Ρ2 口、Κ2 口去往后驅動橋9，另一路去往液控單向閥8，液控單向閥8開啟，Α2 口、Β2 口接通。前驅動橋10、后驅動橋9便同時制動，前后輪被完全抱死。此時整機有向右轉向和向左轉向兩種情況。
[0040]第一種情況右轉向
如圖3所示，駕駛員向右轉動方向盤，則轉向器20的Ρ4 口與R 口接通，Τ4 口與L 口接通，油箱12的液壓油在第一泵17的作用下，經粗濾器14、第一泵17、轉向器20的Ρ4 口、R口再經右限位閥21的RO 口、Rl 口進入到轉向閥3中放大閥25的R2 口，由于R2 口的壓力大于L2 口(與油箱12接通壓力為0)，控制油壓力克服放大閥25的復位彈簧推動放大閥25的閥芯右移，此時:
第一一路:控制油路回油，放大閥25的閥芯右移使得壓力油經放大閥25的L2 口、左限位閥23的LI 口、LO 口及轉向器20的L 口、Τ4 口回到油箱12，實現控制油路的回油。
[0041]第一二路:轉向閥3的A 口與C 口接通，B 口與D 口接通(與油箱12接通壓力基本為0)，由于A 口壓力高于B 口壓力，此時第二梭閥24開啟，A 口與F 口接通；此時，第二優先閥26的F 口壓力與其復位彈簧的壓力之和大于C 口的壓力，因此第二優先閥26的閥芯向右移動，直至E 口與A 口完全接通。
[0042]第一三路:由于轉向閥3的R2 口與第一梭閥22的BI 口接通，轉向閥3的L2 口與第一梭閥22的Al 口接通，BI 口的壓力大于Al 口的壓力。因此，第一梭閥22開啟，壓力油經第一梭閥22的BI 口、液控單向閥8的Α2 口、Β2 口到達第一優先閥11的V 口，第一優先閥11的V 口壓力大于其復位彈簧的作用力，因此第一優先閥11的閥芯上移，Ρ3 口和Κ3 口斷開，Κ3 口和Τ3 口接通，為此前驅動橋10的壓力油經第一優先閥11的Κ3 口、Τ3 口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，經過濾后返回油箱12。實現前驅動橋10的卸壓，此時前驅動橋10的輪胎可以實現自由滾動。
[0043]轉向閥3的A 口與左轉向缸I的大腔及右轉向缸2的小腔相通，轉向閥3的B 口與左轉向缸I的小腔及右轉向缸2的大腔接通，液壓油在第二泵18的作用下經油箱12、粗濾器14、第二泵18、轉向閥3的E 口、放大閥25、A 口去往左轉向缸I的大腔及右轉向缸2的小腔；而左轉向缸I的小腔及右轉向缸2的大腔的油液經轉向閥3的B 口、放大閥25、D口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，經過濾后返回油箱12，為此前驅動橋10在左轉向缸1、右轉向缸2的共同作用下實現正常的向右轉動。
[0044]剎車后右轉向時閥芯換向后的工作圖如圖3。
[0045]當駕駛員根據工況向右轉向結束后，方向盤不再轉動時，轉向器20的P4 口與R 口斷開，T4 口與L 口斷開，放大閥25兩端的控制油路雖然充滿管路，但壓力瞬時降低，且油路的去向被切斷，此時放大閥25的閥芯在其復位彈簧的壓力下左移回位，閥芯的左移使得L2口的壓力出現負壓，需要補油；而1?2 口的壓力增大，需要擠出多余的油，增大壓力的R2 口的油液經過放大閥25的節流控制油口對出現負壓的L2 口進行補油，即R2 口被擠出的油經節流口進入需要補油的L2 口，從而實現閥芯準確回到中位。左轉向缸I和右轉向缸2停止工作，輪胎轉動停止，整車向右轉向結束。
[0046]放大閥25的閥芯復位后，轉向閥3的A 口與E 口及C 口斷開，B 口與D 口斷開，由于E 口的壓力在第二泵18的作用下不斷升高，因此C 口的壓力不斷變大，直到C 口的壓力大于F 口壓力與第二優先閥26復位彈簧的壓力之和時，第二優先閥26的閥芯便向左移動，由于第二優先閥26的閥芯位移量很小，F 口的壓力油便有微量的油液通過整個系統內卸掉，直到轉向閥3的E 口與N 口完全接通，來自第二泵18的壓力油經轉向閥3的E 口、N 口去往其它系統。
[0047]當放大閥25的閥芯回到中位后，R2 口與L2 口實現壓力平衡，R2 口與向右轉向時的壓力相比，壓力降低。放大閥25的R2 口與第一優先閥11的V 口等壓，當方向盤停止轉動時，第一優先閥11的V 口壓力與放大閥25的R2 口壓力同步瞬時降低，V 口壓力已經小于第一優先閥11復位彈簧的作用力，在第一優先閥11復位彈簧的作用下，第一優先閥11的閥芯下移，P3 口和K3 口接通，K3 口和T3 口斷開。因此，前橋蓄能器4的壓力油經G 口、Pl 口、Kl 口、第一優先閥11的P3 口、K3 口去往前驅動橋10，前驅動橋10的壓力油恢復接通，恢復被制動的狀態。而整個轉向過程中，后驅動橋9 一直保持制動狀態。
[0048]至此完成了整機在制動狀態下向右轉向的功能。
[0049]第二種情況左轉向
如圖4所示，駕駛員向左轉動方向盤，則轉向器20的P4 口與L 口接通，T4 口與R 口接通，在第一泵17的作用下，壓力油經油箱12、粗濾器14、第一泵17、轉向器20的P4 口、L 口再經左限位閥23的LO 口、LI 口進入到轉向閥3中放大閥25的L2 口，放大閥25的閥芯在L2 口的油壓下克服其復位彈簧而向左移動，此時:
第二一路:放大閥25的R2 口的油液經右限位閥21的Rl 口、RO 口、轉向器20的R 口、T4 口返回油箱12，實現控制油路的回油。
[0050]第二二路:放大閥25的閥芯左移使得轉向閥3的B 口與C 口接通，A 口與D 口接通(與油箱12接通壓力基本為0)，由于B 口壓力高于A 口壓力，第二梭閥24開啟，B 口與F 口接通，此時的F 口壓力與第二優先閥26復位彈簧的壓力之和大于C 口的壓力，因此第二優先閥26的閥芯向右移動，直至E 口與N 口完全斷開，E 口與B 口完全接通。
[0051]第二三路:轉向閥3的L2 口壓力高于R2 口壓力，轉向閥3的L2 口與第一梭閥22的Al 口接通，轉向閥3的R2 口與第一梭閥22的BI 口接通，因此第一梭閥22開啟，壓力油經第一梭閥22的Al 口、液控單向閥8的A2 口、B2 口到達第一優先閥11的V 口，第一優先閥11的V 口壓力大于其復位彈簧的作用力，因此第一優先閥11的閥芯上移，P3 口和K3 口斷開，K3 口和T3 口接通，為此前驅動橋10的壓力油經第一優先閥11的K3 口、T3 口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，經過濾后返回油箱12。實現前驅動橋10的卸壓，前驅動橋10的輪胎可以實現自由滾動。
[0052]液壓油在第二泵18的作用下經油箱12、粗濾器14、第二泵18、轉向閥3的E 口、放大閥25、B 口去往左轉向缸I的小腔及右轉向缸2的大腔；而左轉向缸I的大腔及右轉向缸2的小腔的油液經轉向閥3的A 口、放大閥25、D 口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，經過濾后返回油箱12。為此前驅動橋10在左轉向缸1、右轉向缸2的共同作用下實現正常的向左轉動。
[0053]剎車后左轉向時閥芯換向后的工作圖如圖4。
[0054]當整機向左轉向結束后，方向盤不再轉動時，轉向器20的P4 口與L 口斷開，T4 口與R 口斷開，放大閥25兩端的控制油路雖然充滿管路，但瞬時壓力降低，且油路的去向被切斷，此時放大閥25的閥芯在其復位彈簧的壓力下向右回位，閥芯的右移使得R2 口的壓力出現負壓，需要補油；而L2 口的壓力增大，需要擠出多余的油，增大壓力的L2 口的油液經過放大閥25的節流控制油口對出現負壓的R2 口進行補油，即L2 口被擠出的油經節流口進入需要補油的R2 口，從而實現閥芯的準確復位。左轉向缸I和右轉向缸2停止工作，輪胎轉動停止，整車向左轉向結束。
[0055]放大閥25的閥芯復位后，轉向閥3的B 口與E 口及C 口斷開，A 口與D 口斷開，由于E 口的壓力在第二泵18的作用下不斷升高，因此C 口的壓力不斷變大，直到C 口的壓力大于F 口壓力與第二優先閥26復位彈簧的壓力之和時，第二優先閥26的閥芯便向左移動，由于第二優先閥26的閥芯位移量很小，F 口的壓力油便有微量的油液通過整個系統內卸掉，直到轉向閥3的E 口與N 口完全接通，來自第二泵18的壓力油經轉向閥3的E 口、N 口去往其它系統。
[0056]當放大閥25的閥芯回到中位后，L2 口與R2 口實現壓力平衡，L2 口與向左轉向時的壓力相比，壓力降低。放大閥25的L2 口與第一優先閥11的V 口等壓，當方向盤停止轉動時，第一優先閥11的V 口壓力與放大閥25的L2 口壓力同步瞬時降低，V 口壓力已經小于第一優先閥11復位彈簧的作用力，在第一優先閥11復位彈簧的作用下，第一優先閥11的閥芯下移，P3 口和K3 口接通，K3 口和T3 口斷開。因此，前橋蓄能器4的壓力油經G 口、Pl 口、Kl 口、第一優先閥11的P3 口、K3 口去往前驅動橋10，前驅動橋10的壓力油又恢復接通，繼續保持被制動的狀態。而整個轉向過程中，后驅動橋9 一直保持制動狀態。
[0057]至此完成了整機在制動狀態下向左轉向的功能。
[0058]以上兩種情況，整機完全保留了正常的轉向功能。
[0059]當駕駛員松開制動踏板后，腳制動閥6在其復位彈簧的作用下快速復位，腳制動閥6的Kl 口與Tl 口接通，K2 口與T2 口接通，前驅動橋10的制動壓力油經第一優先閥11的K3 口、P3 口、腳制動閥6的Kl 口、T1 口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，經過濾后返回油箱12 ;后驅動橋9的制動壓力油經腳制動閥6的K2 口、T2 口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，經過濾后返回油箱12。此時，液控單向閥8的U 口壓力基本為O，因此，液控單向閥8關閉，B2 口和A2 口斷開。從而實現完整的制動轉向過程。
[0060]剎車結束后，各個閥芯的工作圖如圖1。
[0061]假設出現另一種情況:駕駛員踩下剎車后，又進行轉向，則各個閥的工作如上所述，如果轉向還沒有結束，而駕駛員由于誤動作而松開了制動踏板，則此時，腳制動閥6的閥芯快速回位，液控單向閥8的U 口壓力基本為0，因此，液控單向閥8關閉，A2 口和B2 口斷開，由于第一優先閥11的V 口壓力保持為液控單向閥8關閉之前的A2 口壓力，因此第一優先閥11的閥芯仍然處于上移后的位置，即K3 口和T3 口接通，前驅動橋10的壓力油通過第一優先閥11的K3 口、T3 口進行卸壓，轉向可以正常進行；而轉向結束后，液控單向閥8的A2 口壓力降低，B2 口壓力高于A2 口壓力，液控單向閥8開啟，第一優先閥11的V 口壓力開始降低。因此，第一優先閥11在其復位彈簧的作用下推動閥芯下移，使得K3 口接通P3口，前驅動橋10的壓力油通過第一優先閥11的K3 口、P3 口、腳制動閥6的Kl 口、Tl 口進行卸壓。因此這種“誤動作”的情況并不影響轉向的正常進行和前驅動橋10的卸壓。
[0062]短時間內連續多次踩制動踏板后，前橋蓄能器4的G 口、后橋蓄能器5的H 口的壓力會降低，對前橋蓄能器4、后橋蓄能器5的充液以恢復其額定壓力由其它系統完成。
[0063]壓力繼電器7的作用是“低壓報警”，當對驅動橋的制動壓力低于設定的值時，壓力繼電器接通，整機便開始報警，以提示駕駛員制動壓力過低。
[0064]液控單向閥8的功能:只有在制動時，液控單向閥8才開啟，保證轉向系統的控制壓力可以控制第一優先閥11 ;而不制動時，液控單向閥8關閉，轉向系統對制動系統不產生任何影響。
[0065]節流閥15的作用是，保證回油路中有一部分液壓油必需經過冷卻器16，對液壓油進行冷卻后再返回油箱12。
[0066]第一溢流閥19的功能:當第一泵17的Y 口壓力升高到其額定壓力時，第一溢流閥
19開啟，高壓油經第一溢流閥19，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，再返回油箱12，保護油路中的液壓元件。
[0067]右限位閥21的功能是:當整機向右轉向時，RO 口壓力高于Rl 口，當右轉向到極限位置時，右限位閥21的限位桿被觸動，限位桿帶動右限位閥21的閥芯向右移動換向，從而切斷了右限位閥21的RO 口、Rl 口，向右轉向終止。此時當整機向左轉向時，轉向閥3的R2口的控制油路經右限位閥21的Rl 口打開右限位閥21的單向閥，再經過RO 口回油，當整機向左轉向很小的角度后，即避開右極限位置后，右限位閥21的限位桿松開，右限位閥21的復位彈簧推動閥芯左移換向，油液經Rl 口、RO 口返回油箱12。
[0068]左限位閥23的功能等同于右限位閥21。
[0069]第二溢流閥27的功能是:當轉向閥3通往轉向油缸的壓力升高到額定壓力時，第二溢流閥27開啟，高壓油經第二溢流閥27、轉向閥3的D 口，再分別經冷卻器16和節流閥15到達精濾器13，再返回油箱12，保護油路中的液壓元件。
[0070]整個系統不踩剎車時，制動系統對轉向系統不產生任何影響，轉向系統對制動系統也不產生任何影響。由于不踩剎車時，液控單向閥8的U 口壓力基本為0，因此，液控單向閥8關閉。轉向系統的控制油路只能到達液控單向閥8的A2 口，無法到達B2 口，因此第一優先閥11相當于接通的膠管，即轉向系統不影響制動系統。與沒有該“制動轉向系統”的整機性能相同。
[0071]而踩下剎車時，由于制動系統產生作用后，該系統的作用是在前橋同時需要制動和轉向時，優先轉向，其次再制動。即讓轉向系統對制動系統產生影響，從而實現優先轉向，轉向結束后，前橋繼續保持制動狀態。
【權利要求】
1.一種工程機械制動轉向系統，包括左轉向缸(I)、右轉向缸(2)、轉向閥(3)、腳制動閥(6)、后驅動橋(9)、前驅動橋(10)、轉向器(20)和油箱(12)； 所述左轉向缸(I)和右轉向缸(2)與轉向閥(3)連接；轉向閥(3)上的E 口連接有第二泵(18)，轉向閥(3)的D 口連接至油箱(12)； 所述轉向器(20)的L 口和R 口連接至轉向閥(3)，轉向器(20)的T4 口連接油箱(12)，轉向器(20)的P4 口分別連接有第一泵(17)和第一溢流閥(19);所述第一溢流閥(19)另一端連接至油箱(12); 所述腳制動閥(6)的Pl 口連接有前橋蓄能器(4)，腳制動閥(6)的Kl 口連接至前驅動橋(10);所述腳制動閥(6)的P2 口連接有后橋蓄能器(5)，腳制動閥(6)的K2 口連接至后驅動橋(9);腳制動閥(6)的T1、T2 口連接至油箱(12)； 其特征在于: 在所述腳制動閥(6)的Kl 口至前驅動橋(10)的油路中設有一個第一優先閥(11);所述第一優先閥(11)是一個液控兩位三通換向閥，第一優先閥(11)的上位是Ρ3 口與Κ3 口連通、其下位是Τ3 口與Κ3 口連通；第一優先閥(11)的Ρ3 口與腳制動閥(6)的Kl 口連接，第一優先閥(11)的Κ3 口連接至前驅動橋(10)，第一優先閥(11)的Τ3 口連接至油箱(12);第一優先閥(11)的上控制腔設有復位彈簧； 在所述轉向器(20 )L 口和R 口的出口油路之間連接有第一梭閥(22 )，第一梭閥(22 )的出油口連接有液控單向閥(8);所述液控單向閥(8)的Α2 口接第一梭閥(22)的出油口，液控單向閥(8)的Β2 口接第一優先閥(11)下控制腔的V 口，液控單向閥(8)的U 口接腳制動閥(6)的 Κ2 口。
2.根據權利要求1所述的一種工程機械制動轉向系統，其特征在于:在所述腳制動閥(6)Κ2 口連接至后驅動橋(9)的油路中設有壓力繼電器(7)。
3.根據權利要求1所述的一種工程機械制動轉向系統，其特征在于:所述的第一溢流閥(19)、轉向閥(3)的D 口、腳制動閥(6)的Tl和Τ2 口以及第一優先閥(11)的Τ3 口通過一個精濾器(13)連接至油箱(12)。
4.根據權利要求3所述的一種工程機械制動轉向系統，其特征在于:在所述的精濾器(13)進油口處的油路中連接有并聯連接的節流閥(15)和冷卻器(16)。
5.根據權利要求1所述的一種工程機械制動轉向系統，其特征在于:所述的第一泵(17)和第二泵(18)的進油口通過一個粗濾器(14)連接至油箱(12)。
【文檔編號】B60T11/24GK104071219SQ201410289775
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】王小虎, 韓標, 郭軍勝, 沈勇, 范小童, 謝朝陽, 黃新, 程然, 張愛霞 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司