CN104554432B - 一种工程机械线控转向*** - Google Patents

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Abstract

一种线控转向***，涉及一种应用在工程机械中有效节能的转向***，主要包括方向盘，角位移传感器，力反馈电机，ECU(电控单元)，蓄能器，电磁通断阀，比例三通阀，变量油缸，变量泵，电磁换向阀，单向阀，梭阀，液控单向阀，转向油缸，溢流阀，位移传感器L和压力传感器P，本发明针对现有的工程机械定量泵式转向***的油耗高，驾驶室工作环境差，驾驶员驾驶易疲劳以及转向不灵敏等缺点，本发明设计了线控转向***，供油源采用变量泵，在转向液压***中采用比例三通阀控制变量泵的方式，充分利用变量泵变排量的特性来控制转向液压缸的动作，实现转向，***具有较好的节能性和操控性。

Description

一种工程机械线控转向***
技术领域
本发明涉及一种新型工程机械线控转向***，特别是一种应用在工程机械中有效节能的转向***。
背景技术
随着工程机械领域内液压和电子技术的发展，人们对工程机械的驾驶条件和工作要求越来越高，能够显著降低驾驶员劳动强度和降低能源消耗的产品才更加容易赢得市场；传统的工程机械转向***主要采用液压转向器和流量放大阀的联动实现工程机械的转向，这种转向设备机械和液压连接复杂，操作麻烦，因此操作轻便，结构简单，工作效率高的工程机械产品成为市场的迫切需要。
驾驶员在驾驶工程机械实现转向需要实现以下几个过程：驾驶员操作方向盘转向、转向器动作控制流量放大阀通断和方向，定量泵输出油液控制转向油缸伸缩。由于***采用定量泵，***节流和溢流损失非常大。
目前市面上常见的工程机械转向***采用的是如图1的结构，其结构包括1-定量泵、2-优先阀、3-液压转向器、4-转向油缸、5-流量放大阀构成。方向盘在没有转动时，转向器的出口关闭，先导油液经过转向器泄油口流回油箱，流量放大阀的阀芯在复位弹簧作用下处于中位，***不转向；当驾驶员转动方向盘时，方向盘控制转向器向流量放大阀的两端充油，此时在先导油液作用下，流量放大阀阀芯移动，阀芯打开，定量泵与转向油缸接通，***开始转向。当***停止转向时，进入流量放大阀阀芯一端的先导压力油则通过流量放大阀的节流口流回油箱，阀芯两端的压力接***衡，在复位弹簧作用下流量放大阀阀芯处于中位，***停止转向。在以上转向过程中多处存在节流损失和溢流损失，例如：在***未工作时，液压油经溢流阀直接流回油箱，具有非常大的溢流损失；在控制转向时，由于是控制流量放大阀的节流口的开度大小来控制流量大小，节流损失较大；在转向时，驾驶员缺乏对路况的感知。
发明内容
为了克服以上工程机械转向***在转向中的问题，本发明意在设计一种能够有效降低能耗，使驾驶员操作简单轻便，***结构简单，驾驶员具有路感的转向***。
本发明所提供的技术方案为：一种新型工程机械线控转向***，主要结构包括：1-变量泵方向盘，2-变量油缸，3-比例三通阀，4-电磁通断阀，5-蓄能器， 6-ECU(电控单元)，7-角位移传感器，8-方向盘，9-力反馈电机，10-转向油缸，11-第一液控单向阀，12-压力传感器，13-补油阀，14-梭阀，15-第二液控单向阀，16-第一溢流阀，17-电磁换向阀，18-单向阀，19-第二溢流阀，20-过滤器，21-油箱。
所述新型工程机械线控转向***，角位移传感器输入端连接方向盘，输出端连接ECU，力反馈电机输出端连接方向盘，输入端连接ECU，方向盘转动，通过角位移传感器将转向信号输出到ECU；ECU通过输出端与比例三通阀的电信号输入端连接，向比例三通阀发出动作信号，比例三通阀控制变量油缸，随着活塞杆伸缩的变化控制变量泵斜盘倾角的变化；ECU通过输出端与电磁换向阀的两个控制端连接，通过ECU的控制来实现转向油路的换向和通断；补油阀连接在电磁换向阀与转向油缸之间的回路上，一端连接在进油路，另一端连接在回油路；梭阀连接在电磁换向阀与转向油缸之间的回路上，一端连接在进油路，另一端连接在回油路；在梭阀的出油口连接第一溢流阀和压力传感器；在转向油缸的活塞杆上安装位移传感器；在变量泵与电磁换向阀之间的油路上设置单向阀；在单向阀与电磁换向阀之间设置蓄能器，在蓄能器的输入（出）端安装电磁通断阀和压力传感器，电磁通断阀的控制端连接在ECU的输出口。
所述的新型工程机械线控转向***，在工程机械没有转向时即方向盘没有转动时，ECU没有接收到方向盘发出的转向信号，此时比例三通阀不动作，变量油缸的无杆腔直接通过比例三通阀的右位工作位置与油箱相连，活塞杆处于最右位，此时，变量泵的斜盘倾角最大，亦即变量泵出油口关闭，***无液压油输出。
所述的新型工程机械线控转向***,在工程机械刚快速转向时，角位移传感器将转角信号传递给ECU，ECU将信号转换为转速信号，ECU将控制信号输出到比例三通阀，阀芯右移，变量油缸活塞杆向右移动，推动变量泵排量增大；ECU同时将转向信号传递给电磁换向阀，电磁换向阀动作到工作位置，通过变量泵和电磁换向阀的同时动作，实现工程机械的快速转向。方向盘转速越快，比例三通阀的阀芯右移的位移越大，活塞杆右移越大，变量泵排量越大，转向越快。在转向的同时，由位移传感器采集液压缸活塞杆的伸缩量，并将其与方向盘输出的转角比较来确定是否停止转向；变量油缸的活塞杆与比例三通阀的阀套相连，当活塞杆到达一定位置时，比例三通阀关闭处于中位状态，此时活塞杆位置固定，变量泵处于定量供油。
所述的新型工程机械线控转向***,在工程机械刚慢速转向时，角位移传感器将转角信号传递给ECU，ECU将信号转换为转速信号，ECU将控制信号输出到比例三通阀，慢速时，ECU发给比例三通阀的电信号较小，此时比例电磁铁出力较小，原有的阀芯力平衡打破，在复位弹簧作用下左移，此时，变量油缸活塞杆向左移动，推动变量泵排量减小；ECU将转向信号传递给电磁换向阀，电磁换向阀动作到工作位置，通过变量泵和电磁换向阀的同时动作，实现工程机械的慢速转向。方向盘转速越慢，比例三通阀的阀芯左移的位移越大，通过变量油缸的油液越少，变量泵排量越小，转向越慢。变量油缸的活塞杆与比例三通阀的阀套相连，当活塞杆到达一定位置时，比例三通阀关闭处于中位状态，此时活塞杆位置固定，变量泵处于定量供油。在转向的同时，由位移传感器采集液压缸的伸缩量，并将其与方向盘出的转角比较确定是否停止转向；变量油缸的活塞杆与比例三通阀的阀套相连，当活塞杆到达一定位置时，比例三通阀关闭处于中位状态，此时活塞杆位置固定，变量泵处于定量供油。
所述的新型工程机械转向***，在工程机械转向的过程中，由液压缸位移传感器采集的数据和角位移传感器采集的数据在ECU处进行实时对比，以确定轮胎的转向角度是否和方向盘转角相对应，若不对应则由ECU发出指令进行纠正。
所述的新型工程机械转向***，在工程机械转向时，如出现转向动力不足时，由ECU向蓄能器发出指令，电磁通断阀打开，蓄能器向转向***充油；当蓄能器压力较低时，ECU控制电磁通断阀，***向蓄能器充油。
所述的新型工程机械转向***，在工程机械转向的过程中，如若出现路面不好或者转向不动时，梭阀处的压力传感器探测压力，若探测压力高于变量泵最大输出压力，此时***不能转向，此时ECU向比例三通阀发出指令，使比例三通阀处于最右位工作，此时变量泵排油口关闭，***卸荷，直到***压力恢复正常，再由ECU发出指令正常工作。
本发明的有益效果在于，在工程机械转向***中充分利用电子技术和液压技术，利用电子技术去除了原来转向***中较复杂的机械和液压连接，驾驶人具有很好的路感，充分利用变量泵的变排量控制特点，实现变量泵排量与转速的比例匹配，通过比较方向盘转角与转向油缸活塞杆的伸缩量来确定转向角度的准确性，充分利用变量泵容积控制能源利用效率高的特点，改变原来的节流和溢流控制为容积控制，节能性较原来得到了提高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是目前的工程机械转向***；
图2是新型工程机械线控转向***实施例1结构图；
图3是新型工程机械线控转向***实施例2结构图；
图4是新型工程机械线控转向***实施例3结构图；
图5是新型工程机械线控转向***实施例4结构图。
具体实施方式
实施例一：
参见图2，一种新型线控转向***，主要包括1-变量泵方向盘，2-变量油缸，3-比例三通阀，4-电磁通断阀，5-蓄能器， 6-ECU(电控单元)，7-角位移传感器，8-方向盘，9-力反馈电机，10-转向油缸，11-第一液控单向阀，12-压力传感器，13-补油阀，14-梭阀，15-第二液控单向阀，16-第一溢流阀，17-电磁换向阀，18-单向阀，19-第二溢流阀，20-过滤器，21-油箱。新型工程机械线控转向***方向盘通过角位移传感器连接ECU； ECU通过力反馈电机与方向盘相连；变量控制阀的电信号输入端与ECU的输出端相连，比例三通阀液压油的输入端与外接先导油路相连，比例三通阀液压油输出端与变量油缸相连；变量泵的斜盘倾角控制机构与变量油缸活塞杆相连，变量泵出油口与电磁换向阀相连；电磁换向阀与转向油缸的进油和回油口相连；新型工程机械线控转向***设置第一液控单向阀和第二液控单向阀，分别串联在主回路上；新型工程机械线控转向***设置梭阀连接于新型工程机械线控转向***的主回路上，一边接进油路，另一边接回油路；梭阀出油口接第一溢流阀和压力传感器。
实施例二：
参见图3，与实施例一的区别在于将电磁换向阀换成了电液换向阀，电液换向阀由一个电磁换向阀控制，其控制油源由外接稳定油源提供。
实施例三：
参见图4，与实施例一的区别在于比例三通阀的控制油液，由蓄能器提供，蓄能器提供的油液经过减压阀向比例三通阀供油。
实施例四：
参见图5，与实施例二和例三的区别在于，蓄能器同时向比例三通阀和电液换向阀提供控制油，从蓄能器流入的油液经过减压阀控制比例方向阀阀芯的左右移动；从蓄能器流入的油液经过减压阀接电磁换向阀的进油口，电磁换向阀控制电液换向阀阀芯的左右移动。

Claims (7)

1.一种工程机械线控转向***，主要包括方向盘（8），角位移传感器（7），力反馈电机（9），ECU(电控单元)（6），蓄能器（5），电磁通断阀（4），比例三通阀（3），变量油缸（2），变量泵（1），电磁换向阀（17），单向阀（18），梭阀（14），第一液控单向阀（11）和第二液控单向阀（15），转向油缸（10），第一溢流阀（16），第二溢流阀（19），位移传感器L和压力传感器P，其特征在于：所述工程机械线控转向***方向盘通过角位移传感器连接ECU；所述工程机械线控转向***ECU通过力反馈电机与方向盘相连；所述工程机械线控转向***的比例三通阀的电信号输入端与ECU的电信号输出端相连，比例三通阀的液压油的输入端与先导油路相连，比例三通阀液压油输出端与变量油缸相连；所述工程机械线控转向***变量泵的斜盘倾角控制机构与变量油缸活塞杆相连，变量泵出油口与电磁换向阀相连；所述工程机械线控转向***的电磁换向阀与转向油缸的进油口和出油口相连；所述工程机械线控转向***设置第一液控单向阀和第二液控单向阀，分别串联在主回路上；所述工程机械线控转向***设置梭阀连接于工程机械线控转向***的主回路上，一边接进油路，另一边接回油路；所述工程机械线控转向***梭阀出油口接第一溢流阀和压力传感器。
2.根据权利要求书1所述工程机械线控转向***，其特征在于：所述变量泵是叶片式变量泵或者是柱塞变量泵。
3.根据权利要求书1所述工程机械线控转向***，其特征在于：变量泵本身附带有压力补偿装置。
4.根据权利要求书1所述工程机械线控转向***，其特征在于：用电液换向阀替代电磁换向阀，作为控制转向油缸转向动作的元件，其控制油路由外接稳定油源控制。
5.根据权利要求书1或4所述工程机械线控转向***，其特征在于：在电磁换向阀或电液换向阀和变量泵的出油口处单向阀之间设置蓄能器，对转向***补油。
6.根据权利要求书5所述工程机械线控转向***，其特征在于：将蓄能器直接作为比例三通阀稳定的先导油源，蓄能器通过减压阀向比例三通阀供油。
7.根据权利要求书4所述工程机械线控转向***，其特征在于：所述控制油路由蓄能器通过减压阀向电液换向阀提供控制油源。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9869311B2 (en) * 2015-05-19 2018-01-16 Caterpillar Inc. System for estimating a displacement of a pump
CN104925129B (zh) * 2015-07-16 2017-11-10 潍柴动力股份有限公司 液压转向***
CN105298971B (zh) * 2015-11-13 2018-04-13 上海华测导航技术股份有限公司 农机自动转向***的液压控制阀组
CN105539574B (zh) * 2015-12-07 2017-09-26 中国北方车辆研究所 汽车后轮转向电控液压***及其控制方法
JP6815267B2 (ja) * 2017-04-18 2021-01-20 川崎重工業株式会社 油圧システム
CN107010106B (zh) * 2017-04-19 2018-08-28 吉林大学 一种带路感模拟的双转向动力缸液压线控转向***及方法
CN106995005B (zh) * 2017-05-02 2018-02-13 吉林大学 一种线控液压制动转向***
CN108100033A (zh) * 2018-01-10 2018-06-01 西安合众思壮导航技术有限公司 转向油液分配器
CN108791481B (zh) * 2018-05-29 2023-11-28 浙江万达汽车方向机有限公司 一种液压转向路感模拟器组件及模拟装置及方法
CN109398477A (zh) * 2018-09-26 2019-03-01 江苏理工学院 一种工程机械设备行走方向控制方法及装置
CN111086558B (zh) * 2019-12-26 2022-02-25 河北雷萨重型工程机械有限责任公司 液压助力转向***、控制方法和工程车辆
CN111559424B (zh) * 2020-05-15 2022-05-27 山推工程机械股份有限公司 一种数字线控转向***及其控制方法和设备
CN112590922B (zh) * 2020-12-09 2023-02-03 中冶宝钢技术服务有限公司 用于车辆的转向控制装置及控制方法、车辆
CN112797041A (zh) * 2021-01-28 2021-05-14 福建龙马环卫装备股份有限公司 一种液压马达双向压力控制***及其方法
CN113062399B (zh) * 2021-04-14 2023-08-08 徐州徐工矿业机械有限公司 挖掘机回转马达及其制动控制解除回路、方法及挖掘机
CN113404730B (zh) * 2021-07-30 2023-05-05 华侨大学 一种基于液压蓄能器和变量马达的电动装载机的转向***

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6321535B2 (en) * 1997-11-21 2001-11-27 Komatsu Ltd. Hydraulic circuit for working vehicle
JP4247986B2 (ja) * 2003-12-10 2009-04-02 株式会社小松製作所 車両のステアリング制御装置
CN202429243U (zh) * 2012-01-16 2012-09-12 中联重科股份有限公司 一种伺服转向控制***及起重机
US9347200B2 (en) * 2012-06-04 2016-05-24 Cnh Industrial America Llc Fluid control system for work vehicle

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