本發明涉及一種四驅控制系統,具體為一種高空作業平臺四驅控制系統,屬于控制系統應用技術領域。
背景技術:
隨著我國基礎設施建設的快速發展,工程機械的需求量和保有量也在快速增長,與此同時,由于工程機械所面臨的作業環境更為苛刻、工況條件更為復雜,因此對工程機械提出的要求也越來越高。在眾多的工程機械中,行走系統是其重要的組成部分之一,與工作系統相比,行走系統不僅需要傳輸更大的功率,要求具有更高的效率和更長的壽命,還希望在變速調速、差速、改變輸出軸旋轉方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。
現有工程機械的行走系統主要有兩種方式:一種是機械傳動,另一種是液壓傳動;其中,機械傳動的發動機平均負荷系數低,因此一般只能進行有級變速,并且布局方式受到限制。與機械傳動相比,液壓傳動更容易實現其運動參數(流量)和動力參數(壓力)的控制。由于具有傳遞效率高,可進行恒功率輸出控制,功率利用充分,系統結構簡單,輸出轉速無級調速,可正、反向運轉,速度剛性大,動作實現容易等突出優點,液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應用。
在泵、馬達的閉式回路中增加一個帶分流集流閥的四驅行走控制閥組,以實現行走系統工作時,閥組對流量進行等量分流或集流且不受負載壓力影響,從而保證四個馬達速度同步。當車輛沿某一方向行走時,假如閥組一個口進油、一個口回油,進油口的一小部分壓力油推動液控換向閥使其右位工作,四個馬達的部分回油經液控換向閥右位、單向閥、電磁換向閥左位進入減速機的制動器,使制動器開啟;同時,進油口的大部分壓力油分別經由分流閥等量分流后進入四個驅動馬達,實現前后回路馬達的速度同步。
通常狀態下,電磁換向閥不帶電,馬達維持在大排量狀態,實現車輛低速行走。當車輛需要高速行走時,電磁換向閥帶電,其左位工作;此時來自液控換向閥的壓力油經電磁換向閥的左工作位進入到四個馬達的變排量柱塞缸,使得馬達維持在小排量狀態,實現車輛高速行走。當車輛轉向時,外側車輪滾過的路程長,內側車輪滾過的路程短,這就要求外側液壓馬達的轉速快于內側液壓馬達。車輛轉向時,假如液壓馬達驅動的車輪處于內側,其轉彎半徑較小,則所需的油量較小,若仍輸入等量的油液,將導致馬達壓力過高,而由液壓馬達驅動的車輪處于外側,其轉彎半徑較大,所需的油量較大,若仍輸入等量的油液,將導致馬達壓力不足。這時,在阻尼閥兩端形成壓差,阻尼閥起作用,它將油液從高壓側向低壓側補充,從而車輛轉向時的“差速”驅動。另外,若車輛在行駛過程中突然停車時,由于車輛的慣性作用,液壓馬達將繼續運轉產生一定負壓,補油閥開啟,油箱的油液就經單向閥和單向閥分別進入液壓馬達,以滿足其慣性轉動的需要,使車輛平穩停車。
當車輛不行走時,不讓電磁換向閥帶電,其右位工作;四個馬達制動器容腔內油液在制動彈簧的作用下,經電磁換向閥右位、節流閥排回油箱,減速機進入制動狀態為滿足車輛驅動要求,高空作業平臺多采用單泵多馬達閉式系統。作為一種可以預見的情形,當車輛轉向時,外側車輪滾過的路程長,內側車輪滾過的路程短,這就要求外側液壓馬達的轉速快于內側液壓馬達。車輛轉向時,假如液壓馬達驅動的車輪處于內側,其轉彎半徑較小,則所需的油量較小,若仍輸入等量的油液,將導致馬達壓力過高,而由液壓馬達驅動的車輪處于外側,其轉彎半徑較大,所需的油量較大,若仍輸入等量的油液,將導致馬達壓力不足。這時,在阻尼閥兩端形成壓差,阻尼閥起作用,它將油液從高壓側向低壓側補充,從而車輛轉向時的“差速”驅動。但是阻尼閥孔若太大,則在車輪擺正狀態下直線行走時,因偏載和附著力條件的差異引起左右兩側行走馬達的不同步驅動,加劇車輪的不均勻摩擦。若阻尼閥孔太小,在轉向狀態下行走時,“差速”功能減弱。左右兩側車輪因速度差異大,而系統不能因為速度差提供相應比例的流量,同樣加劇車輪不均勻摩擦。
技術實現要素:
本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高空作業平臺四驅控制系統,實現高空作業平臺行走驅動馬達的速度同步,該系統由變量泵、分流集流閥、電磁換向閥、液控換向閥、溢流閥、補油閥等組成,能實現等量分流或等量集流,液壓馬達有較好的速度同步性。
本發明通過以下技術方案來實現上述目的,一種高空作業平臺四驅控制系統,包括供油裝置,其特征在于:所述供油裝置由第一油泵和第二油泵組成,且第一油泵和第二油泵均設有兩個油口,第一油泵的進油口和第二油泵的進油口連接分流裝置,所述分流裝置由第一分流集流閥、第二分流集流閥和第三分流集流閥組成;所述第一分流集流閥一端連通第一驅動馬達,且所述第一驅動馬達內部設置有第一變排量柱塞;所述第一分流集流閥的另一端連通第二驅動馬達,且所述第二驅動馬達內部有第二變排量柱塞;所述第二分流集流閥一端連通第三驅動馬達,且所述第三驅動馬達內部設置有第三變排量柱塞;所述第二分流集流閥的另一端連通第四驅動馬達,且所述第四驅動馬達內部設置有第四變排量柱塞。所述第一分流集流閥并聯第一阻尼閥,且所述第一阻尼閥與所述第一分流集流閥連接處分別連通第一補油閥和第二補油閥;所述第二分流集流閥并聯第二阻尼閥,且所述第二阻尼閥與所述第二分流集流閥連接處分別連通第三補油閥和第四補油閥;所述第二油泵兩端并聯液控換向閥,且所述液控換向閥連接單向閥和換向閥;所述換向閥一端連接第一電磁換向閥,且所述換向閥與第一電磁換向閥之間連接第二電磁換向閥;所述單向閥和第一電磁換向閥之間連接節流閥。
優選的,所述第一油泵的回油口連通第二驅動馬達,所述第二油泵的回油口連通第四驅動馬達。
優選的,所述第一補油閥、第二補油閥、第三補油閥、第四補油閥、第五補油閥和第六補油閥連通。
優選的,第五補油閥連接第一驅動馬達,且所述第六補油閥連接第二油泵。
優選的,第一變排量柱塞、第二變排量柱塞、第三變排量柱塞和第四變排量柱塞連通。
優選的,所述第一油泵的進油口連通第一分流集流閥,第二油泵的進油口A連通。
優選的,第一驅動馬達、第二驅動馬達、第三驅動馬達和第四驅動馬達之間連通。
本發明的有益效果是:本發明的左右兩側馬達由兩個獨立油泵供油,實現轉向狀態下“差速”驅動;采用分流集流閥實現等流量分配,進而實現車輛同步行走功能控制;采用液控換向閥、溢流閥、電磁換向閥等,實現行走減速機制動器開啟、制動以及行走馬達變排量功能。
附圖說明
圖1為本發明的液壓原理示意圖。
圖中:1-1、第一驅動馬達,1-2、第二驅動馬達,1-3、第三驅動馬達,1-4、第四驅動馬達,2、液控換向閥,3-1、第一分流集流閥,3-2、第二分流集流閥,3-3、第三分流集流閥,4-1、第一補油閥,4-2、第二補油閥,4-3、第三補油閥,4-4、第四補油閥,4-5、第五補油閥,4-6、第六補油閥,5-1、第一阻尼閥,5-2、第二阻尼閥,6、低壓溢流閥,7、單向閥,8、節流閥,9、第一電磁換向閥,10、第二電磁換向閥,11-1、第一油泵,11-2、第二油泵,12-1、第一制動器,12-2、第二制動器,12-3、第三制動器,12-4、第四制動器,13-1、第一變排量柱塞,13-1、第二變排量柱塞,13-1、第三變排量柱塞,13-1、第四變排量柱塞,A1、A2、進油口,B1、B2、回油口。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例:
如圖1所示,一種高空作業平臺四驅控制系統,包括供油裝置,所述供油裝置由第一油泵11-1和第二油泵11-2組成,且第一油泵11-1和第二油泵11-2均設有兩個油口,第一油泵11-1的進油口A2和第二油泵11-2的進油口A1連接分流裝置,所述分流裝置由第一分流集流閥3-1、第二分流集流閥3-2和第三分流集流閥3-3組成;所述第一分流集流閥3-1一端連通第一驅動馬達1-1,且所述第一驅動馬達1-1內部設置有第一變排量柱塞13-1;所述第一分流集流閥3-1的另一端連通第二驅動馬達1-2,且所述第二驅動馬達1-2內部設置有第二變排量柱塞13-2;所述第二分流集流閥3-2一端連通第三驅動馬達1-3,且所述第三驅動馬達1-3內部設置有第三變排量柱塞13-3;所述第二分流集流閥3-2的另一端連通第四驅動馬達1-4,且所述第四驅動馬達1-4內部設置有第四變排量柱塞13-4所述第一分流集流閥3-1并聯第一阻尼閥5-1,且所述第一阻尼閥5-1與所述第一分流集流閥3-1連接處分別連通第一補油閥4-1和第二補油閥4-2;所述第二分流集流閥3-2并聯第二阻尼閥5-2,且所述第二阻尼閥5-2與所述第二分流集流閥3-2連接處分別連通第三補油閥4-3和第四補油閥4-4;所述第二油泵11-2兩端并聯液控換向閥2,且所述液控換向閥2連接單向閥6和換向閥7;所述換向閥7一端連接第一電磁換向閥9,且所述換向閥7與第一電磁換向閥9之間連接第二電磁換向閥10;所述單向閥6和第一電磁換向閥9之間連接節流閥8。
本發明中,所述第一油泵11-1的回油口B2連通第二驅動馬達1-2,所述第二油泵11-2的回油口B1連通第四驅動馬達1-4所述第一補油閥4-1、第二補油閥4-2、第三補油閥4-3、第四補油閥4-4、第五補油閥4-5和第六補油閥4-6連通;第五補油閥4-5連接第一驅動馬達1-1,且所述第六補油閥4-6連接第二油泵11-2;第一變排量柱塞13-1、第二變排量柱塞13-2、第三變排量柱塞13-3和第四變排量柱塞13-4連通;所述第一油泵11-1的進油口A2連通第一分流集流閥3-1,第二油泵11-2的進油口A1連通;第一驅動馬達1-1、第二驅動馬達1-2、第三驅動馬達1-3和第四驅動馬達1-4之間連通。
本發明行走系統由兩個油泵提供動力,左右兩側行走馬達由單獨的油泵驅動。當車輪在行走過程中轉彎時,由于內外側車輪轉彎半徑的不同,兩側車輪行走速度不同,油泵根據轉彎角度向兩側馬達按相應比例提供流量。在車輛轉正時,兩個油泵提供相同的流量,同時行走控制閥中有第一分流集流閥3-1、第二分流集流閥3-2,保證左側前后馬達和右側前后馬達速度相同,實現車輛的直線行走。
當車輛沿某一方向行走時,假如閥組A1、A2口進油、B1、B2口回油,A1口的一小部分壓力油推動液控換向閥2使其右位工作,B1回路部分油液經液控換向閥2右位、單向閥7、電磁換向閥9左位進入減速機的制動器,使制動器開啟;同時,A1口的大部分壓力油分別經由第二分流集流閥3-2等量分流后進入右側前后驅動馬達,實現右側前后回路馬達的速度同步;A2口壓力油分別經由第一分流集流閥3-1等量分流后進入左側前后驅動馬達,實現左側前后回路馬達的速度同步。
當車輛反向行走時,閥組B1、B2口進油,A1、A2口回油,B1口的一小部分壓力油推動液控換向閥2使其左位工作,A1回路部分回油經液控換向閥2左位、單向閥7、電磁換向閥9左位進入減速機的制動器,使制動器開啟。同時,B1口的大部分壓力油被分配到右側前后驅動馬達,右側兩個驅動馬達的回油分別由第二分流集流閥3-2等量集流后經A1口回油,實現右前后回路馬達的速度同步;B2口的大部分壓力油被分配到左側前后驅動馬達,左側兩個驅動馬達的回油分別由第一分流集流閥3-1等量集流后經A2口回油,實現左側前后回路馬達的速度同步。
通常狀態下,電磁換向閥10不帶電,馬達維持在大排量狀態,實現車輛低速行走。當車輛需要高速行走時,電磁換向閥10帶電,其左位工作;此時來自液控換向閥2的壓力油經電磁換向閥10的左工作位進入到四個馬達的變排量柱塞缸,使得馬達維持在小排量狀態,實現車輛高速行走。
當車輛轉向時,外側車輪滾過的路程長,內側車輪滾過的路程短,這就要求外側液壓馬達的轉速快于內側液壓馬達。車輛轉向時,假如左側液壓第一驅動馬達1-1、第二驅動馬達1-2驅動的車輪處于內側,其轉彎半徑較小,則所需的油量較小,右側液壓第三驅動馬達1-3、第四驅動馬達1-4驅動的車輪處于外側,其轉彎半徑較大,則所需的油量較大。控制系統按左右兩側轉向半徑比同比例地控制兩油泵排量。兩側油泵根據轉向角度向兩側輪子提供所需流量,從而實現車輛轉彎時“差速”驅動。
另外,若車輛在行駛過程中突然停車時,由于車輛的慣性作用,液壓馬達將繼續運轉產生一定負壓,第一補油閥4-1、第二補油閥4-2、第三補油閥4-3、第四補油閥4-4開啟,油箱的油液就經單向閥和單向閥分別進入液壓馬達,以滿足其慣性轉動的需要,使車輛平穩停車。
當車輛不行走時,不讓電磁換向閥9帶電,其右位工作;四個馬達制動器容腔內油液在制動彈簧的作用下,經第一電磁換向閥9右位、節流閥8排回油箱,依靠減速機內部的第一制動器12-1、第二制動器12-2、第三制動器12-3和第四制動器12-4,使得減速機進入制動狀態。
對于本領域技術人員而言,顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節,而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現本發明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術方案也可以經適當組合,形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。