一种工程机械制动转向系统技术方案

本发明专利技术公布一种能在工程机械重载下坡时，四轮被抱死的状态下，同时进行前轮优先转向和后轮制动的工程机械制动转向系统。本发明专利技术在前桥（转向桥）的刹车油路中接入第一优先阀：当不转向时，第一优先阀的功能等效于接通的胶管，前桥的刹车油路保持接通，当刹车后，可实现正常的前后桥同时制动；当前桥需要转向时，在控制油压力的作用下，第一优先阀快速切断前桥的刹车油路，使前桥的压力油直接回油箱，即前桥制动压力减小为0，此时，前桥便可以顺利实现正常转向，而后轮一直处于刹车状态。当转向完成后，在复位弹簧的作用下使得第一优先阀阀芯回位，前桥的压力油瞬时又恢复接通，此后，前后桥便同时制动。

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械制动转向系统
本专利技术涉及全液压转向、四轮驱动的工程机械，具体是一种能在工程机械重载下坡时，四轮被抱死的状态下，同时进行前轮优先转向和后轮制动的工程机械制动转向系统。
技术介绍
工程机械在重载的情况下，行驶于平整路面时，驾驶员踩下制动踏板，往往是整机的四个轮胎被完全抱死，由于工程机械车体重量比家用汽车大的多，又是重载，强大的整机惯性使得驾驶员需要一直踩着刹车，使车轮完全抱死，来控制整机速度。由于工程机械的行驶速度比汽车小很多，空载最高行驶速度一般不超过40km/h，且重量越大的整机，最高空载行驶速度越小，满载的时候，牵引力会变大，行驶速度会变得更小。因此，在平整路面行驶时，驾驶员可通过提前转向或者提前刹车抱死轮胎以避开障碍物。 然而当下坡时，重载的工程机械即便是速度很小，由于重力的牵引作用以及整机的惯性也使得驾驶员必需一直踩着刹车，使车轮完全被抱死，来减小整机运行速度，此时整机的车轮与车架成为一个刚体，四个轮胎同时向前滑移运动，此刻即使驾驶员转动方向盘，也无法改变车辆的滑移方向，整机暂时失去方向控制。由于工程机械大多在野外施工，路面的状况很复杂，当下坡路面凹凸不平时，路面对整机的作用力便使整机因颠簸而失去平衡，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机便完全失去了控制。此时当整机滑移运动的前方有障碍物时，整机已经处于刹车状态，前桥轮胎被抱死，整机便完全丧失了转向能力，无法转向，因此整机就处于极度危险中，从而导致出现安全事故。 工程机械的特点:1.车体质量大，而且比家用汽车大得多，行驶起来的整机具有强大的惯性，不容易被刹住车，因此对制动系统要求很高。 2.车速低，一般空载最高行驶速度不超过40km/h，远低于汽车的最高车速，并不以跑路运输为主，而是以能对土石方施工作业为主。 3.制动距离短，一旦驾驶员踩刹车，制动力便达到最大，使轮胎被抱死，滑移距离最短。与家用汽车相比，“点刹”的使用频率不多。尤其在重载下坡以及紧急制动的时候，必须抱死轮胎。 4.由于车速低，因此刹车后很少出现后轮甩尾、侧滑等汽车在高速行驶刹车并转向时出现的现象。 5.多采用四轮驱动，由于整机质量大，为了充分利用地面能提供的牵引力，轮式工程机械均采用四轮驱动甚至多轮驱动，以增大牵引力。 6.多采用全液压转向，由于工程机械质量大，车体笨重，纯机械转向已不能克服车体的转向阻力矩，而全液压转向可提供非常大的转向力矩，且转向灵敏。为此，工程机械多采用全液压转向。 工程机械体积庞大，且往往重载，一旦刹车时，大多数轮胎被抱死，只滑动而不滚动。由于整机在行驶时，转向的安全级别要高于制动，即没有方向比没有刹车更加危险。为此，在整机重载下坡时制动抱死状态下允许前轮转向的系统便成为一种解决方案，如何实现在四轮被抱死时允许前轮转向呢？目前针对上述工程机械的工况，尚无具体的解决方法。传统的设计理念是:正常情况下，工程机械质量大而车速低，刹车时是不转向的，转向时也不刹车。这种传统的设计理念即满足了绝大多数用户的使用工况。但是每个客户使用的工况很复杂，针对整机重载下坡工况即:制动时，需要转向而又不能转向这一问题便成为传统设计理念的缺陷。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种工程机械制动转向系统。 本专利技术以优先转向为原则，转向先于制动为理念，当整机重载下坡制动时，若驾驶员根据工况需要转向时，优先阀可以暂时解除前桥的制动压力，使前桥优先转向，当转向结束后，优先阀阀芯自动回位，制动系统可迅速恢复对前桥的制动，整个过程后桥一直保持制动状态，从而实现制动与转向的同时进行。这样，整机在制动抱死时仍然具有正常的转向能力，保证了驾驶员对整机的方向掌控能力，从而可以及时避闪障碍物，保护驾驶员的生命安全。 由于后轮抱死，当前桥转向时，高速行驶的汽车“后轮承载的重量”产生的惯性力会使整机产生绕前桥的惯性转矩，由于汽车的质量小，转动惯量也很小，而速度很大，惯性转矩会使汽车产生绕前桥的相对转动，且相对转动持续的时间很长，相对转动角度很大，因此汽车会出现严重的甩尾、侧滑，从而使汽车完全失去控制，严重危及驾驶员的生命安全。但远远低于汽车行驶速度的工程机械完全不会出现这种现象，由于转动惯量大，车速低，惯性转矩使整机绕前桥产生的相对转动持续时间很短，相对转动角度也很小，因此完全不会出现失去控制的现象。为此，可以实现后轮抱死、前轮转向的工程机械制动转向系统。 本专利技术通过以下技术方案实现:一种工程机械制动转向系统，包括左转向缸、右转向缸、转向阀、脚制动阀、后驱动桥、前驱动桥、转向器和油箱；所述左转向缸和右转向缸与转向阀连接；转向阀上的E 口连接有第二泵，转向阀的D 口连接至油箱；所述转向器的L 口和R 口连接至转向阀，转向器的T4 口连接油箱，转向器的P4 口分别连接有第一泵和第一溢流阀；所述第一溢流阀另一端连接至油箱；所述脚制动阀的Pl 口连接有前桥蓄能器，脚制动阀的Kl 口连接至前驱动桥；所述脚制动阀的P2 口连接有后桥蓄能器，脚制动阀的K2 口连接至后驱动桥；脚制动阀的T1、T2 口连接至油箱；在所述脚制动阀的Kl 口至前驱动桥的油路中设有一个第一优先阀；所述第一优先阀是一个液控两位三通换向阀，第一优先阀的上位是Ρ3 口与Κ3 口连通、其下位是Τ3 口与Κ3口连通；第一优先阀的Ρ3 口与脚制动阀的Kl 口连接，第一优先阀的Κ3 口连接至前驱动桥，第一优先阀的Τ3 口连接至油箱；第一优先阀的上控制腔设有复位弹簧；在所述转向器L 口和R 口的出口油路之间连接有第一梭阀，第一梭阀的出油口连接有液控单向阀；所述液控单向阀的Α2 口接第一梭阀的出油口，液控单向阀的Β2 口接第一优先阀下控制腔的V 口，液控单向阀的U 口接脚制动阀的Κ2 口。 其进一步是:在所述脚制动阀Κ2 口连接至后驱动桥的油路中设有压力继电器。 所述的第一溢流阀、转向阀的D 口、脚制动阀的Tl和T2 口以及第一优先阀的T3口通过一个精滤器连接至油箱。 在所述的精滤器进油口处的油路中连接有并联连接的节流阀和冷却器。 所述的第一泵和第二泵的进油口通过一个粗滤器连接至油箱。 本专利技术在前桥(转向桥)的刹车油路中接入第一优先阀:当不转向时，第一优先阀的功能相当于接通的胶管，前桥的刹车油路保持接通，当刹车后，可实现正常的前后桥同时制动；当前桥需要转向时，第一优先阀在控制油压力的作用下快速实现切断前桥的刹车油路，使前桥的压力油直接回油箱，即前桥制动压力减小为0，此时，前桥便可以顺利实现正常转向，而后轮一直处于刹车状态。当转向完成后，在复位弹簧的作用下使得第一优先阀阀芯回位，前桥的压力油瞬时恢复接通，此后，前后桥便同时制动。 本专利技术中第一优先阀的控制油路(V 口压力)来自于第一梭阀；第一梭阀的输出压力来自于转向阀中放大阀的控制压力，即只有转向时第一梭阀才会有能够实现优先转向的较高压力输出，否则输出压力很小，无法切断前驱动桥的制动油路；第一梭阀的输出压力必需经过液控单向阀才能控制第一优先阀；液控单向阀的开启由脚制动阀来控制，即刹车则开启，否则会关闭；以上特征可实现的功能是:不刹车时，液控单向阀关闭，转向系统无法对制动系统产生影响；刹车时，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械制动转向系统，包括左转向缸（1）、右转向缸（2）、转向阀（3）、脚制动阀（6）、后驱动桥（9）、前驱动桥（10）、转向器（20）和油箱（12）；所述左转向缸（1）和右转向缸（2）与转向阀（3）连接；转向阀（3）上的E口连接有第二泵（18），转向阀（3）的D口连接至油箱（12）；所述转向器（20）的L口和R口连接至转向阀（3），转向器（20）的T4口连接油箱（12），转向器（20）的P4口分别连接有第一泵（17）和第一溢流阀（19）；所述第一溢流阀（19）另一端连接至油箱（12）；所述脚制动阀（6）的P1口连接有前桥蓄能器（4），脚制动阀（6）的K1口连接至前驱动桥（10）；所述脚制动阀（6）的P2口连接有后桥蓄能器（5），脚制动阀（6）的K2口连接至后驱动桥（9）；脚制动阀（6）的T1、T2口连接至油箱（12）；其特征在于：在所述脚制动阀（6）的K1口至前驱动桥（10）的油路中设有一个第一优先阀（11）；所述第一优先阀（11）是一个液控两位三通换向阀，第一优先阀（11）的上位是P3口与K3口连通、其下位是T3口与K3口连通；第一优先阀（11）的P3口与脚制动阀（6）的K1口连接，第一优先阀（11）的K3口连接至前驱动桥（10），第一优先阀（11）的T3口连接至油箱（12）；第一优先阀（11）的上控制腔设有复位弹簧；在所述转向器（20）L口和R口的出口油路之间连接有第一梭阀（22），第一梭阀（22）的出油口连接有液控单向阀（8）；所述液控单向阀（8）的A2口接第一梭阀（22）的出油口，液控单向阀（8）的B2口接第一优先阀（11）下控制腔的V口，液控单向阀（8）的U口接脚制动阀（6）的K2口。...

【技术特征摘要】
1.一种工程机械制动转向系统，包括左转向缸(I)、右转向缸(2)、转向阀(3)、脚制动阀(6)、后驱动桥(9)、前驱动桥(10)、转向器(20)和油箱(12)； 所述左转向缸(I)和右转向缸(2)与转向阀(3)连接；转向阀(3)上的E 口连接有第二泵(18)，转向阀(3)的D 口连接至油箱(12)； 所述转向器(20)的L 口和R 口连接至转向阀(3)，转向器(20)的T4 口连接油箱(12)，转向器(20)的P4 口分别连接有第一泵(17)和第一溢流阀(19);所述第一溢流阀(19)另一端连接至油箱(12); 所述脚制动阀(6)的Pl 口连接有前桥蓄能器(4)，脚制动阀(6)的Kl 口连接至前驱动桥(10);所述脚制动阀(6)的P2 口连接有后桥蓄能器(5)，脚制动阀(6)的K2 口连接至后驱动桥(9);脚制动阀(6)的T1、T2 口连接至油箱(12)； 其特征在于: 在所述脚制动阀(6)的Kl 口至前驱动桥(10)的油路中设有一个第一优先阀(11);所述第一优先阀(11)是一个液控两位三通换向阀，第一优先阀(11)的上位是Ρ3 口与Κ3 口连通、其下位是Τ3 口与Κ3 口连通；第一优先阀(11)的Ρ3 口与脚制动阀(6)的Kl 口连接，第一优先阀(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小虎，韩标，郭军胜，沈勇，范小童，谢朝阳，黄新，程然，张爱霞，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32