转向液压系统和装载机

技术领域

本发明涉及一种转向液压系统，更具体地说，涉及一种转向液压系统和装载机。

背景技术

工程机械例如装载机，其制动通常是采用轮边制动器进行制动，制动时制动盘与摩擦片摩擦发生，将机器行走能转化为热能。由于工程机械作业时具有频繁的制动动作，制动器的发热量巨大。

另一方面，为了确保装载机的转向用油，转向系统除了配备转向泵之外，还配置有应急泵，在转向泵因故障无法提供转向用液压油时，转向系统由应急泵供油。在转向泵正常工作提供转向用油时，应急泵泵送的压力油通过油路回油箱卸荷。由于转向泵发生故障的概率非常低，因此应急泵提供转向用油的利用率也非常低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有装载机上转向应急泵利用率低而制动器制动发热大的问题，而提供一种转向液压系统和装载机，利用转向应急泵辅助制动，降低制动器制动的发热量。

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，包括转向控制装置、液压油箱、吸油口与液压油箱连接的转向泵和应急泵，其特征在于还包括用于驱动应急泵并与行走传动系统中变速箱传动后端刚性传动连接的PTO组件、控制阀，所述应急泵的泵口与控制阀的P油口连接，所述控制阀的O油口和转向泵的泵口输出油路均与转向控制装置连接，所述控制阀的T油口与液压油箱连通；所述控制阀阀芯控制端与转向泵是否正常供油和制动系统是否制动关联连接；当制动系统进行制动和/或转向泵不能正常向所述转向控制装置供油时所述控制阀的P油口与O油口导通，当制动系统没有制动动作且转向泵正常向所述转向控制装置供油时所述控制阀的P油口与T油口导通。在本发明中，当对应的机械行走时，其行走传动系统通过PTO组件驱动应急泵，机械停止行走时，PTO组件相应地停止驱动应急泵。在本发明中，当机械正常行走，没有制动动作且转向泵正常工作，转向泵能够向转向控制装置输出所需的转向用油时，控制阀的P油口与T油口导通，应急泵输出的油液通过控制阀流向液压油箱，由于是低压通油箱，应急泵输出的压力油为低压卸荷，其消耗的能量较少，对传动系统影响较小。当转向泵发生故障而不能向转向控制装置输出所需的转向用油时或者机械进行制动时，控制阀的P油口与O油口导通，应急泵输出的压力油通过控制阀流向转向控制装置，供转向控制装置用于转向或者从转向控制装置高压卸荷。压力油通过转向控制装置用于转向或者高压卸荷，会消耗较多的能量，增加应急泵从传动系统中所吸收的功率，从而起到辅助制动的目的，减少制动系统中制动器的制动强度，降低制动器的发热量。

上述转向液压系统中，所述控制阀阀芯的一端设置有弹簧，所述控制阀阀芯仅在弹簧作用下其PP油口与O油口导通。阀芯的一端设置弹簧，使得控制阀在常态下P油口与O油口导通，从而在机器失控时控制阀自动处于常态，利用应急泵输出的压力油用于转向。

上述转向液压系统中，所述控制阀的O油口与第一单向阀的进油端连接，所述转向泵的泵口输出油路上设置有第二单向阀，所述第一单向阀的出油端与第二单向阀的出油端相互连接后与所述转向控制装置连接。第一单向阀防止转向泵在正常输出的压力油进入控制阀，第二单向阀防止应急泵输出的压力油流向转向泵。

上述转向液压系统中，所述控制阀是控制端与控制器连接的电磁阀，所述转向泵的泵口设置有与控制器连接并用于检测转向泵泵口压力的压力传感器，所述制动系统中设置有与控制器连接用于检测制动动作的制动动作检测装置。控制阀可以是电磁阀，控制器通过压力传感器和制动动作检测装置检测转向泵的状态和制动系统是否具有制动动作，控制器根据检测结果控制控制阀，使应急泵输出的压力油通过控制阀直接流回液压油箱或者流向转向控制装置。

上述转向液压系统中，所述制动动作检测装置包括与控制器连接用于检测行车制动器制动压力的压力传感器或用于检测制动踏板转动角度的角度传感器。制动系统进行行车制动时，制动阀输出压力油或压缩空气，通过压力传感器检测制动阀输出端的压力，可确定制动系统是否具有制动动作。检测制动系统是否具有制动动作还可以通过角度传感器检测制动踏板是否转动而确定制动系统是否具有制动动作。

上述转向液压系统中，所述制动动作检测装置还包括与控制器连接用于触发紧急制动的紧急停车制动开关。在进行紧急制动时，控制器也将应急泵输出的压力油导向转向控制装置。

上述转向液压系统中，所述控制阀的T油口与液压油箱之间连接有散热器。

上述转向液压系统中，所述转向控制装置为流量放大阀，也可以是转向器。对于大多数转向系统，其包括流量放大阀，转向器控制流量放大阀，实现转向油缸的控制。对于部分转向系统，不含流量放大阀，转向控制装置为大排量的转向器，转向器直接向转向油缸输出转向用压力油。

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，其特征在于具有前述的转向液压系统。进一步地，所述PTO组件设置在装载机的变速箱上且与变速箱的输出轴连接或者所述PTO组件与装载机中变速箱输出端和驱动桥之间的传动轴连接。变速箱传动后端是指变速箱输出轴，或者变速箱与驱动桥之间的传动轴。PTO(power take-off)，为取力口。

本发明与现有技术相比，本发明在进行制动时，利用应急泵和转向系统，进行辅助制动。

附图说明

图1是本发明装载机转向系统的供油控制原理图。

图中零部件名称及序号：

控制阀1、第一单向阀2、流量放大阀3、PTO组件4、散热器5、回油过滤器6、液压油箱7、应急泵8、控制器9、电子行车制动踏板10、紧急制动开关11、转向泵12、压力传感器13、第二单向阀14。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

实施例一。

本实施例中装载机的转向系统的供油控制原理图如图1所示。转向系统包括控制阀1、第一单向阀2、流量放大阀3、PTO组件4、散热器5、回油过滤器6、液压油箱7、应急泵8、控制器9、电子行车制动踏板10、紧急制动开关11、转向泵12、压力传感器13、第二单向阀14。

转向泵12和应急泵8的吸油口与液压油箱7连接，从液压油箱7中吸取油液。转向泵12的泵口输出油路设置有第二单向阀14，第二单向阀14的出油端与流量放大阀3的压力油进油端连接。在正常情况下，转向泵12输出的压力油通过第二单向阀14向流量放大阀3供油，流量放大阀3在转向器的控制下向转向油缸供油，实现转向动作。

控制阀1为两位三通阀，其P油口与应急泵8的泵口连接，控制阀1的O油口经第一单向阀2与流量放大阀3的进油端连接，T油口经散热器5与液压油箱1连接，从T油口的回油经散热器5和回油过滤器6过滤后进入到液压油箱7中。在P油口与O油口导通时，应急泵8输出的液压油经控制阀1和第一单向阀2流向流量放大阀3用于转向动作，或者经流量放大阀3溢流流回液压油箱。控制阀1的P油口与T油口导通时，应急泵8输出的压力油经散热器5、回油过滤器6流回液压油箱。

应急泵8由PTO(power take-off)组件4驱动，PTO组件4安装在装载机的变速箱上，与变速箱的输出轴连接。PTO组件4还可以与变速箱输出轴传动路线之后的传动部件刚性传动连接，例如与驱动桥与变速箱输出轴之间的传动轴传动连接。PTO组件4与行走传动系统中变速箱传动后端刚性传动连接，在发动机熄火或者变速箱离合器断开切断动力输入的状态下，装载机溜坡或者在惯性作用下行走，驱动桥通过传动轴反拖带动PTO组件4转动，驱动应急泵转动。

控制阀1的第一控制端S1和第二控制端S2是分别与控制器连接的电磁控制端，即第一控制端S1和第二控制端S2产生的电磁作用力直接作用于控制阀1的阀芯端部。控制器9向第一控制端S1或第二控制端S2输出控制电流而控制控制阀1的工作状态，使P油口与O油口导通或者使P油口与T油口导通。转向泵12的泵口设置有压力传感器13，用于检测器泵口的压力，当转向泵12正常工作，其泵口的压力大于预定值。当转向泵12发生故障，或者驱动转向泵的发动机或电动机发生故障而不能驱动转向泵工作，转向泵12则不能输出转向用压力油，此时压力传感器13检测到的压力会低于预定值。控制器8依据压力传感器13所检测到的压力判断转向泵是否正常工作。

装载机在行走时，其存在的制动通常为行车制动，在紧急状况下还可以进行紧急制动。行车制动由驾驶员脚踩制动踏板进行，紧急制动由驾驶员触动紧急制动开关11进行。紧急制动开关11与控制器9连接。行车制动器的踏板可以是电子行车制动踏板10，电子行车制动踏板10与控制器9连接，也可以在制动踏板上安装有与控制器连接的角度传感器，当角度传感器检测到制动踏板转动时，可认为进行了行车制动。是否具有行车制动动作也可以通过设置与控制器连接的压力传感器检测制动系统的制动压力，当制动阀阀后管路中的制动压力大于预定值时可认定具有制动动作。

在本实施例中，当装载机行走时，其行走传动系统通过PTO组件4驱动应急泵8，装载机停止行走时，PTO组件4相应地停止驱动应急泵。当装载机正常行走，没有制动动作且转向泵正常工作，转向泵能够向流量放大阀输出所需的转向用油时，也即设置于转向泵泵口的压力传感器检测到的压力大于预定值且没有检测到任何制动动作时，控制器9通过控制阀1的第一控制端S1控制控制阀1使其P油口与T油口导通，应急泵8输出的油液通过控制阀1流向液压油箱7，由于是低压通油箱，应急泵8输出的压力油为低压卸荷，其消耗的能量较少，对传动系统影响较小。当转向泵12发生故障(包括驱动转向泵的发动机或电动机发生故障)或者装载机进行制动(踩踏制动踏板进行行车制动或者接合紧急制动开关进行紧急制动)时，控制器9通过第二控制端S2控制控制阀1使其P油口与O油口导通，应急泵8输出的压力油通过控制阀1流向流量放大阀，供流量放大阀用于转向。压力油通过流量放大阀用于转向或者高压卸荷，会消耗较多的能量，增加应急泵8从传动系统中所吸收的功率，从而起到辅助制动的目的，减少制动系统中制动器的制动强度，降低制动器的发热量。

实施例二。

在实施例一，控制阀是具有两个电磁控制端。在本实施例中的转向液压系统，是在实施例一中转向液压系统的基础上简化控制阀，即将控制阀简化为只有一个控制端，比如省略第一控制端S1或省略第二控制端S2。以下以只有第一控制端为例进行说明：没有制动动作且转向泵正常工作时，控制器使控制阀的第一控制端通电而使其处于左位，其P油口与T油口导通，应急泵油液直接回油箱。当具有制动动作(包括行车制动和紧急制动)，控制器使控制阀的第一控制端断电，控制阀在弹簧的作用下处于右位，P油口与T油口导通，应急泵输出的压力油进入到流量放大阀而实现其辅助制动功能。当转向泵故障(包括驱动转向泵的发动机或电动机的停机故障、或整机断电的故障)时，控制阀在弹簧的作用下处于右位，实现应急泵向流量放大阀应急供油的功能，同时实现辅助制动功能。

实施例三。

与实施例一和实施例二中相比，本实施例的不同点是控制阀是液控阀。控制阀的一端或两端通过管路与压力油源连接，并在管路上设置与控制器连接的电磁阀，控制器控制电磁阀的通断而控制控制阀端部的压力，实现控制阀的左位或右位的控制，实现应急泵应急供油转向和辅助制动的功能。

实施例四。

与实施例一相比，本实施例中控制阀为液控阀，并且其第一控制端直接引入转向泵的泵口压力进行控制，即在图1的基础上，第一控制端S1通过管路与转向泵的泵口连接，必要时可在连接管路上设置减压阀。控制阀的第二控制端设置有弹簧，同时还通过管路与一压力油源连接，并在管路上设置与控制器连接的电磁阀。

当转向泵正常工作时，第二控制端S2的电磁阀关闭，转向泵泵口的压力直接作用于控制阀的第一控制端，或者通过减压阀作用于控制阀的第一控制端，使控制阀工作于左位，应急泵压力油直接回油箱。当转向泵发生供油故障时，控制阀在其第二控制端的弹簧作用下而处于右位，应急泵通过控制阀向流量放大阀供油。当具有制动动作时，控制器使第二控制端的电磁阀打开，第二控制端的液压压力和弹簧的作用力大于第一控制端的液压压力，使控制阀工作于右位，应急泵输出的油液进入到流量放大阀，转向系统实现辅助制动功能，减少制动系统制动器的发热量。