CN105216861B - 拖拉机静液压转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拖拉机静液压转向系统，包括由液压动力装置驱动的转向器(6)；液压动力装置设置齿轮泵(2)；液压动力装置还设有负载敏感变量泵(1)，负载敏感变量泵(1)出油口与转向器(6)中的切换阀(17)连接；齿轮泵(2)出油口通过优先阀(3)与切换阀(17)连接，切换阀(17)控制油口管路与优先阀(3)上的齿轮泵卸荷控制油口连接。采用上述技术方案，在转向液压系统不同的失效情况下，操作者既能通过失效报警功能及时判断转向系统的故障，也可以通过备用转向系统或者应急转向系统完成拖拉机的行驶转向功能，有效地避免事故的发生。

Description

拖拉机静液压转向系统

技术领域

本发明属于农业机械的技术领域。更具体地，本发明涉及一种拖拉机静液压转向系统。

背景技术

拖拉机是目前市场上使用最广泛的农业机械，其转向系统全部采用静液压转向的形式。随着拖拉机技术的发展，其功率已经上升到了500马力，行驶速度也提高到了60km/h，因此其安全性方面的要求也大大提高。

目前，现有拖拉机静液压转向系统主要由齿轮泵、转向器和转向油缸组成。其中齿轮泵与发动机或者变速箱连接，转向器与方向盘相连接，转向油缸连接转向轮。齿轮泵在发动机或者变速箱的驱动下，压力油输送到转向器。当操作者转动方向盘时，压力油流经转向阀通过计量马达到转向油缸，驱动油缸转向。

如图1所示，现有技术方案主要是靠单齿轮泵驱动单转子转向器驱动转向油缸。由于静液压转向系统没有备用的机械转向机构，且由于拖拉机的结构原因很难另外增加备用机械转向机构；另外，现有技术缺乏转向失效的报警功能。因此，现有技术存在着安全隐患：在齿轮泵失效的情况下，操作人员不能及时确定转向存在故障，转向器就会失去转向动力，在转向失效的情况下造成事故的概率极大；只要是齿轮泵、转向器或者其它管路出现故障，由于没有故障预警和应急转向的功能，很可能会直接导致安全事故发生。

发明内容

本发明提供一种拖拉机静液压转向系统，其目的是通过多种转向模式的切换，确保转向系统的安全性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的拖拉机静液压转向系统，包括由液压动力装置驱动的转向器；液压动力装置设置齿轮泵，液压动力装置还设有负载敏感变量泵，负载敏感变量泵出油口与转向器中的切换阀连接；齿轮泵出油口通过优先阀与切换阀连接，切换阀控制油口管路与优先阀上的齿轮泵卸荷控制油口连接。

转向器中设置换向阀；转向器中的转子包括转子一和转子二，换向阀的工作油口分别与转向油缸的两个油腔连通；切换阀的进出油口分别与转子一、转子二连接；切换阀的控制油口还与换向阀的进油口连接。

转向系统中的方向盘与转子一及转子二连接。

换向阀与梭阀的一个进油口及优先阀上的负载反馈油口连接；梭阀的控制油口与负载敏感变量泵的变量调节油路连接。

梭阀的另一个进油口与其它工作机构连接。

转向器的进油口的油路上设置压力开关，压力开关与控制器连接。

负载敏感变量泵的待定压力P的设定值大于优先阀的开启压力P；压力开关的设定压力P等于负载敏感变量泵的待定压力P的设定值。

负载敏感变量泵由变速箱驱动。

齿轮泵由发动机驱动。

负载敏感变量泵出油口的油路上设置三通件，三通件的两个出油口分别与其它工作机构、转向器连接，在三通件与齿轮泵压力控制油口之间的油路上，设置第二单向阀。

齿轮泵出油口的油路上设置三通件，三通件的两个出油口分别与负载敏感变量泵出油口油路、转向器进油口油路连接；在三通件与齿轮泵出油口之间的油路上，设置第一单向阀。

本发明采用上述技术方案，设计有正常转向回路、备用转向回路及应急转向回路，还增加转向失效报警功能，充分保证了转向的安全性；通过优先阀及相关单向阀的回路，有效保证了正常转向模式与备用转向模式之间的切换；采用压力开关，通过不同待定压力设定来判定转向系统是否失效；在转向液压系统失效的情况下，操作者既能通过失效报警功能及时判断转向系统的故障，也可以通过备用转向系统或者应急转向系统完成拖拉机的行驶转向功能，能有效地避免事故的发生。

附图说明

附图内容及图中标记的简要说明如下：

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图。

图中标记为：

1、负载敏感变量泵，2、齿轮泵，3、优先阀，4、第一单向阀，5、压力开关，6、转向器，7、转向油缸，8、控制器，9、第二单向阀，10、梭阀，11、液压油箱，12、液压油箱，13、方向盘，14、转子二，15、转子一，16、换向阀，17、切换阀，18、变速箱，19、发动机，20、其它工作机构。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图2所示的本发明的结构，是拖拉机静液压转向系统。

静液压转向系统，是指专门用于非公路车辆，且只通过方向盘驱动静液压转向器，从而控制转向油缸驱动转向机构实现车辆转向。

该拖拉机静液压转向系统包括方向盘13、液压动力装置、由液压动力装置驱动的转向器6、转向油缸7。液压动力装置设置齿轮泵2；方向盘13与转向器6接相连。转向器，是一种集成液压计量马达、换向阀、避振阀、补油阀、溢流阀等多个液压元件的专门用于静液压转向系统的液压元件。

为了解决现有技术存在的问题，实现通过多种转向模式的切换，确保转向系统的安全性能的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图2所示，在本发明的拖拉机静液压转向系统中，液压动力装置还设有负载敏感变量泵1，负载敏感变量泵1出油口与转向器6中的切换阀17连接；齿轮泵2出油口通过优先阀3与切换阀17连接，切换阀17控制油口管路与优先阀3上的齿轮泵卸荷控制油口连接。

负载敏感变量泵1为正常工作压力油源；齿轮泵2主要设计为备用压力油源；负载敏感变量泵1和齿轮泵2均从液压油箱11进油。上述结构，充分利用工作机构的转向系统，这样在成本基本不变的情况下设计了正常转向模式下的转向回路；优先阀及相关单向阀的回路设计，有效地保证了正常转向模式与备用转向模式之间的切换。

转向器6中设置换向阀16；转向器6中的转子包括转子一15和转子二14；换向阀16的工作油口分别与转向油缸7的两个油腔连通；切换阀17的进出油口分别与转子一15、转子二14连接；切换阀17的控制油口还与换向阀16的进油口连接。

转向系统中的方向盘13与转子一15及转子二14连接。

双转向的转向器应用：

转向器6由转子二14和转子一15组成，转子一15能够在负载敏感变量泵1及齿轮泵2均失效的情况下，进行应急转向。

换向阀16与梭阀10的一个进油口及优先阀3上的负载反馈油口连接；梭阀10的控制油口与负载敏感变量泵1的变量调节油路连接。

梭阀10的另一个进油口与其它工作机构20连接。

梭阀10的作用是起压力逻辑控制的作用。当多个负载同时工作时，选择负载中最大压力传递到负载敏感变量泵1，从而控制该泵的压力的流量。与梭阀10连接的其它工作机构20的油路的LS口应该有卸荷的设计，保证当其它工作机构20不工作时负载压力可以卸荷。

转向器6的进油口的油路上设置压力开关5，压力开关5与控制器8连接。

压力开关5主要用于转向系统低压报警。增加压力开关，通过不同待定压力设定来判定转向系统是否失效。

负载敏感变量泵1的待定压力P2的设定值大于优先阀3的开启压力P1；压力开关5的设定压力P3等于负载敏感变量泵1的待定压力P2的设定值。

负载敏感变量泵1与变速箱18相连接，即负载敏感变量泵1由变速箱18驱动；齿轮泵2与发动机19相连接，即齿轮泵2由发动机19驱动。

负载敏感变量泵1和齿轮泵2分开安装，在一定程度上可以有效避免负载敏感变量泵1和齿轮泵2的同时失效，例如：如果同时安装在发动机上，可能会因为发动机故障直接导致负载敏感变量泵1和齿轮泵2同时失效；或者，两者同时安装在变速箱上，也会出现相同的同时失效的情况。

负载敏感变量泵1出油口的油路上设置三通件，三通件的两个出油口分别与其它工作机构20、转向器6连接，在三通件与齿轮泵2压力控制油口之间的油路上，设置第二单向阀9。

其中，第二单向阀9防止压力油反向回流而流入其它液压回路，以避免产生泄露或者损坏其它元件。这样可以避免因转向失效而造成事故。

齿轮泵2出油口的油路上设置三通件，三通件的两个出油口分别与负载敏感变量泵1出油口油路、切换阀17进油口油路连接；在三通件与齿轮泵2出油口之间的油路上，设置第一单向阀4。

其中，第一单向阀4防止压力油反向回流进入优先阀3，以防避免产生泄露或者损坏其它元件。

与现有技术相比较，上述技术方案不仅设有正常转向回路、还设有备用转向回路、应急转向回路以及转向失效报警功能，充分考虑了转向的安全性。这样在转向液压系统失效的情况下，操作者既能通过失效报警功能及时判断转向系统的故障，也可以通过备用转向系统或者应急转向系统完成拖拉机的行驶转向功能，能有效的避免事故的发生。

本发明的工作方式：

一、正常转向模式：

在正常的转向模式下，当操作人员转动方向盘13，驱动转向器6转动，从而使转向器6的换向阀16开启，此时转向油缸7产生的负载压力会通过换向阀16传递到优先阀3的LS油口，并继续通过梭阀10的逻辑选择作用在负载敏感变量泵1的LS油口，从而使负载敏感变量泵1产生压力油；由于负载敏感变量泵1的待定压力P2的设定值大于优先阀3的开启压力P1，因此，此时齿轮泵2一直处于卸荷状态，与液压油箱12相连。

负载敏感变量泵1产生压力油流经第二单向阀9，直接作用在转向器6上，推动切换阀17，使转向器6的两个转子，即转子二14和转子一15同时工作，从而驱动转向。

其中，压力开关5的设定压力P3大于优先阀3的开启压力P1，等于负载敏感变量泵1的待定压力P2。当负载敏感变量泵1的待定压力正常时，压力开关5处于闭合状态，此时不报警。

二、负载敏感变量泵1失效情况下：

当负载敏感变量泵1失效时，其不能正常产生压力，其待定压力P2’低于设定值P2和压力开关压力设定值P3，此时，首先压力开关5会断开，此时会产生预警，提示驾乘人员检修转向系统，防止事故发生。

如果待定压力正常，只是高压上不去，此时优先阀3在LS口压力油的作用下使优先阀3处于初始设定位置，此时齿轮泵2流经优先阀3，再流经第一单向阀4，从而作用在转向器6上，推动切换阀17，使转向器的两个转子，即转子二14和转子一15同时工作，从而驱动转向。

三、负载敏感变量泵1与齿轮泵2均失效情况下：

在负载敏感变量泵1与齿轮泵2均失效情况下，此时，转向器6已经失去动力，切换阀17由于没有切换信号而不动作，使转向器6的其中一个转子二14断开而失去动力不能工作，而另外一个转子一15仍可在方向盘13的驱动下工作，充当手动泵的功能，驱动转向油缸7工作，实现应急转向，避免产生事故。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种拖拉机静液压转向系统，包括由液压动力装置驱动的转向器(6)；所述液压动力装置设置齿轮泵(2)，其特征在于：

所述液压动力装置还设有负载敏感变量泵(1)，所述负载敏感变量泵(1)出油口与转向器(6)中的切换阀(17)连接；所述齿轮泵(2)出油口通过优先阀(3)与所述切换阀(17)连接，所述切换阀(17)控制油口管路与优先阀(3)上的齿轮泵卸荷控制油口连接；

所述转向器(6)中设置换向阀(16)；转向器(6)中的转子包括转子一(15)和转子二(14)，所述换向阀(16)的工作油口分别与转向油缸(7)的两个油腔连通；所述切换阀(17)的进出油口分别与转子一(15)、转子二(14)连接；所述切换阀(17)的控制油口还与换向阀(16)的进油口连接；所述转向系统中的方向盘(13)与转子一(15)及转子二(14)连接。

2.按照权利要求1所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述换向阀(16)与梭阀(10)的一个进油口及优先阀(3)上的负载反馈油口连接；所述梭阀(10)的控制油口与所述负载敏感变量泵(1)的变量调节油路连接。

3.按照权利要求2所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述梭阀(10)的另一个进油口与其它工作机构(20)连接。

4.按照权利要求2所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述转向器(6)的进油口的油路上设置压力开关(5)，所述压力开关(5)与控制器(8)连接。

5.按照权利要求4所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述负载敏感变量泵(1)的待定压力P2的设定值大于优先阀(3)的开启压力P1；压力开关(5)的设定压力P3等于负载敏感变量泵(1)的待定压力P2的设定值。

6.按照权利要求1所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述负载敏感变量泵(1)由变速箱(18)驱动。

7.按照权利要求1所述拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述齿轮泵(2)由发动机(19)驱动。

8.按照权利要求1所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述负载敏感变量泵(1)出油口的油路上设置三通件，所述三通件的两个出油口分别与其它工作机构(20)、转向器(6)连接，在所述三通件与齿轮泵(2)压力控制油口之间的油路上，设置第二单向阀(9)。

9.按照权利要求1所述的拖拉机静液压转向系统，其特征在于：所述齿轮泵(2)出油口的油路上设置三通件，所述三通件的两个出油口分别与负载敏感变量泵(1)出油口油路、转向器(6)进油口油路连接；在所述三通件与齿轮泵(2)出油口之间的油路上，设置第一单向阀(4)。