转向操作系统和方法及具有该转向操作系统的工作机械技术方案

本发明专利技术公开一种转向操作系统，包括一根操作杆，用于输入转向机构的转向指令；由所述操作杆致动的控制阀；以及有选择地与所述控制阀流体连通的多个液压致动器，所述多个液压致动器能够分别致动与转向机构可控连接的多个转向阀，根据所述转向指令改变转向机构的操作状态。本发明专利技术还公开一种转向操作方法，包括：通过一根操作杆输入转向机构的转向指令；响应于所述转向指令，使来自液压控制系统的流体通过控制阀选择地致动多个液压致动器；液压致动器通过致动与转向机构可控连接的转向阀，从而根据所述转向指令改变转向机构的操作状态。另外，本发明专利技术还公开一种具有上述转向操作系统的工作机械。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转向操作系统和方法，更具体地涉及一种液压先导转向操作系统 和方法；本专利技术还涉及具有所述转向操作系统的工作机械。
技术介绍
车辆，例如运土和建筑机械等大型工作机械中具有转向机构使工作机械的牵引设 备例如轮子与动力源分离或接合以实现转向需求。完全的机械转向纯粹利用驾驶员人力提 供转向动力，往往需要施加很大的转向操纵力才能实现转向，驾驶员的劳动强度大，操作效 率低。而电子转向系统则部件大多比较精密，这不仅造成成本提高，而且也影响电子转向系 统的应用范围。 另外，现有的工作机械中需要使用两根操作杆来实现转向，分别控制车辆向左转 向和向右转向，这使得驾驶员在驾驶过程中需要频繁地转换操作两根操作杆，增加了驾驶 员的劳动强度，尤其在需较多转向的路况下更是如此，并且两根操作杆的设置通常不能保 证其同时处于最佳操作位置，还会占据驾驶舱的更多空间，影响操作的舒适性和效率。现有 技术中存在一种推土机转向液压制动操作系统，在该转向系统中尽管实现了一根操作杆控 制，但其采用的先导阀结构复杂，对于常规的先导阀不能直接加以应用。 此外，转向系统还往往需要具有良好的可操控感，便于驾驶员根据路况的具体情 形确定对操作杆进行操作的程度。例如实现不同大小的转弯。而现有技术往往不能实现良 好的操控感，即不能满足操作杆和转向之间优化的对应关系。 因此，如何实现一种具有提高的性能的新型转向操作系统是本领域技术人员亟需 解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中的一个或多个问题。 根据本专利技术的一个方面，提供一种转向操作系统，包括一根操作杆，用于输入转向 机构的转向指令；由所述操作杆致动的控制阀；以及有选择地与所述控制阀流体连通的多 个液压致动器，所述多个液压致动器能够分别致动与转向机构可控连接的多个转向阀，使 得转向阀根据所述转向指令改变转向机构的操作状态。 在一种实施方式中，控制阀的出口压力与所述操作杆的偏移量成比例。 优选地，所述控制阀为先导式减压阀。 在一种实施方式中，所述转向机构包括离合器和制动器，多个转向阀的阀芯的运 动分别与离合器和制动器操作状态的改变相关联。 在一种实施方式中，多个液压致动器按线性比例关系致动所述转向阀。 在一种实施方式中，所述液压致动器是柱塞缸。该柱塞缸包括缸体、推杆、柱塞；其中，在缸体内所述柱塞一端作用有一补偿弹簧，该补偿弹簧被预压縮。 根据本专利技术的另一方面，提供一种转向操作方法，包括通过一根操作杆输入转向机构的任一转向指令；响应于所述转向指令，使来自液压控制系统的流体通过控制阀选择地致动多个液压致动器；所述液压致动器致动与转向机构可控连接的转向阀，从而根据转向指令改变转向机构的操作状态。 在一种实施方式中，所述控制阀的出口压力与所述操作杆的偏移量成比例。 在一种实施方式中，多个液压致动器按线性比例关系致动所述转向阀。 根据本专利技术的又一方面，还提供一种具有上述转向操作系统的工作机械。附图说明 下面参照附图所示实施例详细说明本专利技术的转向操作系统，其中在所示的附图中，相同的附图标记表示相同的部件。图1示出了根据本专利技术的转向操作系统的一种实施方式的示意 图2是表示根据本专利技术的柱塞缸的示意 图3示出了图2中的柱塞的受力示意图； 图4是表示在本专利技术的一种可能实施方式中与离合器、制动器可控连接的转向阀的阀芯移动与操作杆的偏移角之间关系的特性曲线； 图5分别示出了在图4的实施方式中，由补偿弹簧、转向阀作用在柱塞上的力及两者合力与转向阀阀芯移动之间关系的特性曲线。具体实施例方式参照以下对利用本专利技术的原理给出的示例性实施方式的详细描述，可以更好地理解本专利技术的特征和优点。图1示意性地示出了根据本专利技术的转向操作系统的一种示例性实施例。为了说明的目的，本实施例以应用在履带式推土机上的转向系统进行描述，其整体用附图标记ioo来表示。但本领域的技术人员能够理解，本专利技术的转向操作系统可以应用于任何种类的工作机械，例如装载机、挖掘机或建筑业中的其他机器或其它行业中诸如农业、林业的其它工作机械。 推土机包括动力装置、与地面接触的牵引装置、变速机构和转向机构。在图示的实施例中，履带式推土机100包括动力装置发动机13，牵引装置左、右转向轮71、72，变速机构(未示出)以及由左、右转向离合器61、62和左、右制动器51、52构成的转向机构。操作杆l设置在驾驶室内用作输入装置以输入转向机构的任一转向指令。用于履带式拖拉机的转向操作系统包括操作杆1，由操作杆致动的控制阀，与控制阀选择地流体连通的多个液压致动器，转向机构以及与其可控连接的多个转向阀。如下面详细描述的，控制阀优选为先导阀。液压制动器在所示的实施方式中具体为柱塞缸。 具体来说，图1中示意性地示出了为转向提供液压助力的液压控制系统。该液压控制系统包括油箱8、液压泵9、溢流阀10和先导阀2。其中，油箱8作为流体源为控制系统供应流体，液压泵9将来自油箱8的流体升压，然后通过图示中调节压力的溢流阀IO作用后将流体经软管供应至先导阀2。应当注意，并不限于此处的溢流阀，还可以替代地使用任何具有压力调节作用的阀体。先导阀2和油箱8之间还连接形成有回油通道。如图所示，先导阀2的出油口分别通过软管连接到液压致动器，即示出的左、右柱塞缸31、32的一端上4用以响应操作杆1的动作选择向柱塞缸中的一个提供致动流体。此处优选的先导阀2用于独立地控制到柱塞缸31、32或者到一个无流体通过位置的流体流动。由此，液压控制系统的这种结构，使得根据先导阀阀芯的位置可以分别形成油箱8-先导阀2-油箱8、油箱8-先导阀2-柱塞缸31-油箱8和油箱8-先导阀2-柱塞缸32-油箱8三个控制油路。 柱塞缸31、32的另一端分别与转向阀41、42和43、44相连。具体地，各个柱塞缸中的柱塞推动与其连接的相应转向阀的阀芯运动，使各个阀芯与柱塞形成关联运动。在本实施例中，柱塞缸31 、32的柱塞能够分别推动转向阀41 、42和转向阀43、44的阀芯直线运动。当然，并不限于直线运动，也可以形成其它关联运动方式，只要可以使两者之间具有线性关系即可。转向阀41、42和43、44的液压供应可以采用本领域中已知并理解的方式。例如，通过图示的行走泵11将来自油箱8的流体加压，然后通过例如溢流阀12的压力调节阀调压后将流体分别供应至各个转向阀。 由离合器61、62和制动器51、52组成的转向机构与转向阀42、44和41、43连接。发动机13与离合器61、62连接以为轮子71、72提供牵引动力。转向阀输出的流体分别为左右转向离合器61、62和左右制动器51、52提供液压致动力，转向阀阀芯的位置影响被引导到转向离合器、制动器的流体量和压力大小，相应地改变转向离合器和制动器与左右转向轮71、72的接合状态。 在工作机械的行驶过程中，当操作杆1未致动时，操作杆1通过先导阀2内的复位弹簧保持在中间位置、即零位，该中间位置与无流动状态对应。以下操作杆的行程、偏移角均是相对于此位置而言的。此时，来自液压泵9的流体在供应至先导阀2后即经回油通道返回油箱8，没有流体供应至柱塞缸31、32，从而并不对转向机构产生影B向，即转向离合器61、62仍保持接合状态，制动器51、52仍保持脱离状态，履带式推土机100保持直线行驶状态。 当推土机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转向操作系统，包括：　　一根操作杆，用于输入转向机构的转向指令；　　控制阀，其由所述操作杆致动；　　有选择地与所述控制阀流体连通的多个液压致动器，其能够分别致动与转向机构可控连接的多个转向阀，使得转向阀根据所述转向指令改变转向机构的操作状态。

【技术特征摘要】
一种转向操作系统，包括一根操作杆，用于输入转向机构的转向指令；控制阀，其由所述操作杆致动；有选择地与所述控制阀流体连通的多个液压致动器，其能够分别致动与转向机构可控连接的多个转向阀，使得转向阀根据所述转向指令改变转向机构的操作状态。2. 根据权利要求l所述的转向操作系统，其特征在于，所述控制阀的出口压力与所述 操作杆的偏移量成比例。3. 根据权利要求1所述的转向操作系统，其特征在于，所述控制阀为先导式减压阀。4. 根据权利要求1所述的转向操作系统，其特征在于，所述转向机构包括离合器和制 动器，所述多个转向阀的阀芯的运动分别与相应的离合器和制动器操作状态的改变相关 联。5. 根据权利要求2所述的转向操作系统，其特征在于，所述多个液压致动器按线性比 例关系致动所述转向阀。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏宏宇，张涛，陈西平，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]