一種新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),特別是一種應(yīng)用在工程機(jī)械中有效節(jié)能的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)液壓和電子技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)工程機(jī)械的駕駛條件和工作要求越來越高,能夠顯著降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度和降低能源消耗的產(chǎn)品才更加容易贏得市場(chǎng);傳統(tǒng)的工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要采用液壓轉(zhuǎn)向器和流量放大閥的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向,這種轉(zhuǎn)向設(shè)備機(jī)械和液壓連接復(fù)雜,操作麻煩,因此操作輕便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作效率高的工程機(jī)械產(chǎn)品成為市場(chǎng)的迫切需要。
[0003]駕駛員在駕駛工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向需要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)過程:駕駛員操作方向盤轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向器動(dòng)作控制流量放大閥通斷和方向,定量泵輸出油液控制轉(zhuǎn)向油缸伸縮。由于系統(tǒng)采用定量泵,系統(tǒng)節(jié)流和溢流損失非常大。
[0004]目前市面上常見的工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的是如圖1的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)包括1-定量泵、2-優(yōu)先閥、3-液壓轉(zhuǎn)向器、4-轉(zhuǎn)向油缸、5-流量放大閥構(gòu)成。方向盤在沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)向器的出口關(guān)閉,先導(dǎo)油液經(jīng)過轉(zhuǎn)向器泄油口流回油箱,流量放大閥的閥芯在復(fù)位彈簧作用下處于中位,系統(tǒng)不轉(zhuǎn)向;當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí),方向盤控制轉(zhuǎn)向器向流量放大閥的兩端充油,此時(shí)在先導(dǎo)油液作用下,流量放大閥閥芯移動(dòng),閥芯打開,定量泵與轉(zhuǎn)向油缸接通,系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向。當(dāng)系統(tǒng)停止轉(zhuǎn)向時(shí),進(jìn)入流量放大閥閥芯一端的先導(dǎo)壓力油則通過流量放大閥的節(jié)流口流回油箱,閥芯兩端的壓力接近平衡,在復(fù)位彈簧作用下流量放大閥閥芯處于中位,系統(tǒng)停止轉(zhuǎn)向。在以上轉(zhuǎn)向過程中多處存在節(jié)流損失和溢流損失,例如:在系統(tǒng)未工作時(shí),液壓油經(jīng)溢流閥直接流回油箱,具有非常大的溢流損失;在控制轉(zhuǎn)向時(shí),由于是控制流量放大閥的節(jié)流口的開度大小來控制流量大小,節(jié)流損失較大;在轉(zhuǎn)向時(shí),駕駛員缺乏對(duì)路況的感知。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服以上工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向中的問題,本發(fā)明意在設(shè)計(jì)一種能夠有效降低能耗,使駕駛員操作簡(jiǎn)單輕便,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,駕駛員具有路感的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),主要結(jié)構(gòu)包括:1-變量泵方向盤,2-變量油缸,3-比例三通閥,4-電磁通斷閥,5-蓄能器,6-ECU(電控單元),7-角位移傳感器,8-方向盤,9-力反饋電機(jī),10-轉(zhuǎn)向油缸,11-液控單向閥,12-壓力傳感器,13-補(bǔ)油閥,14-梭閥,15-液控單向閥,16-溢流閥,17-電磁換向閥,18-單向閥,19-溢流閥,20-過濾器,21-油箱。
[0007]所述新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),角位移傳感器輸入端連接方向盤,輸出端連接ECU,力反饋電機(jī)輸出端連接方向盤,輸入端連接ECU,方向盤轉(zhuǎn)動(dòng),通過角位移傳感器將轉(zhuǎn)向信號(hào)輸出到ECU ;ECU通過輸出端與比例三通閥的電信號(hào)輸入端連接,向比例三通閥發(fā)出動(dòng)作信號(hào),比例三通閥控制變量油缸,隨著活塞桿伸縮的變化控制變量泵斜盤傾角的變化;ECU通過輸出端與電磁換向閥的兩個(gè)控制端連接,通過ECU的控制來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向油路的換向和通斷;補(bǔ)油閥連接在電磁換向閥與轉(zhuǎn)向油缸之間的回路上,一端連接在進(jìn)油路,另一端連接在回油路;梭閥連接在電磁換向閥與轉(zhuǎn)向油缸之間的回路上,一端連接在進(jìn)油路,另一端連接在回油路;在梭閥的出油口連接溢流閥和壓力傳感器;在轉(zhuǎn)向油缸的活塞桿上安裝位移傳感器;在變量泵與電磁換向閥之間的油路上設(shè)置單向閥;在單向閥與電磁換向閥之間設(shè)置蓄能器,在蓄能器的輸入(出)端安裝電磁通斷閥和壓力傳感器,電磁通斷閥的控制端連接在E⑶的輸出口。
[0008]所述的新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在工程機(jī)械沒有轉(zhuǎn)向時(shí)即方向盤沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ECU沒有接收到方向盤發(fā)出的轉(zhuǎn)向信號(hào),此時(shí)比例三通閥不動(dòng)作,變量油缸的無桿腔直接通過比例三通閥的右位工作位置與油箱相連,活塞桿處于最右位,此時(shí),變量泵的斜盤傾角最小,亦即變量泵出油口關(guān)閉,系統(tǒng)無液壓油輸出。
[0009]所述的新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在工程機(jī)械剛快速轉(zhuǎn)向時(shí),角位移傳感器將轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給ECU,ECU將信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號(hào),ECU將控制信號(hào)輸出到比例三通閥,閥芯右移,變量油缸活塞桿向右移動(dòng),推動(dòng)變量泵排量增大;ECU同時(shí)將轉(zhuǎn)向信號(hào)傳遞給電磁換向閥,電磁換向閥動(dòng)作到工作位置,通過變量泵和電磁換向閥的同時(shí)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的快速轉(zhuǎn)向。方向盤轉(zhuǎn)速越快,比例三通閥的閥芯右移的位移越大,活塞桿右移越大,變量泵排量越大,轉(zhuǎn)向越快。在轉(zhuǎn)向的同時(shí),由位移傳感器采集液壓缸活塞桿的伸縮量,并將其與方向盤輸出的轉(zhuǎn)角比較來確定是否停止轉(zhuǎn)向;變量油缸的活塞桿與比例三通閥的閥套相連,當(dāng)活塞桿到達(dá)一定位置時(shí),比例三通閥關(guān)閉處于中位狀態(tài),此時(shí)活塞桿位置固定,變量泵處于定量供油。
[0010]所述的新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在工程機(jī)械剛慢速轉(zhuǎn)向時(shí),角位移傳感器將轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給ECU,ECU將信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號(hào),ECU將控制信號(hào)輸出到比例三通閥,慢速時(shí),ECU發(fā)給比例三通閥的電信號(hào)較小,此時(shí)比例電磁鐵出力較小,原有的閥芯力平衡打破,在復(fù)位彈簧作用下左移,此時(shí),變量油缸活塞桿向左移動(dòng),推動(dòng)變量泵排量減小;ECU將轉(zhuǎn)向信號(hào)傳遞給電磁換向閥,電磁換向閥動(dòng)作到工作位置,通過變量泵和電磁換向閥的同時(shí)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的慢速轉(zhuǎn)向。方向盤轉(zhuǎn)速越慢,比例三通閥的閥芯左移的位移越大,通過變量油缸的油液越少,變量泵排量越小,轉(zhuǎn)向越慢。變量油缸的活塞桿與比例三通閥的閥套相連,當(dāng)活塞桿到達(dá)一定位置時(shí),比例三通閥關(guān)閉處于中位狀態(tài),此時(shí)活塞桿位置固定,變量泵處于定量供油。在轉(zhuǎn)向的同時(shí),由位移傳感器采集液壓缸的伸縮量,并將其與方向盤出的轉(zhuǎn)角比較確定是否停止轉(zhuǎn)向;變量油缸的活塞桿與比例三通閥的閥套相連,當(dāng)活塞桿到達(dá)一定位置時(shí),比例三通閥關(guān)閉處于中位狀態(tài),此時(shí)活塞桿位置固定,變量泵處于定量供油。
[0011]所述的新型工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在工程機(jī)械轉(zhuǎn)向的過程中,由液壓缸位移傳感器采集的數(shù)據(jù)和角位移傳感器采集的數(shù)據(jù)在ECU處進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比,以確定輪胎的轉(zhuǎn)向角度是否和方向盤轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng),若不對(duì)應(yīng)則由ECU發(fā)出指令進(jìn)行糾正。
[0012]所述的新型工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在工程機(jī)械轉(zhuǎn)向時(shí),如出現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)力不足時(shí),由ECU向蓄能器發(fā)出指令,電磁通斷閥打開,蓄能器向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充油;當(dāng)蓄能器壓力較低時(shí),E⑶控制電磁通斷閥,系統(tǒng)向蓄能器充油。
[0013]所述的新型工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在工程機(jī)械轉(zhuǎn)向的過程中,如若出現(xiàn)路面不好或者轉(zhuǎn)向不動(dòng)時(shí),梭閥處的壓力傳感器探測(cè)壓力,若探測(cè)壓力高于變量泵最大輸出壓力,此時(shí)系統(tǒng)不能轉(zhuǎn)向,此時(shí)E⑶向比例三