基于插装式换向阀的铰接式自卸车优先转向系统及转向方法与流程

本发明涉及一种基于插装式换向阀的优先转向系统，应用到铰接式矿用自卸车的液压转向系统中，属于工程机械的液压控制技术领域。

背景技术：

铰接式自卸车是指在露天矿山或大型土建工地等专用道路上作短距离运输的一种专用载重车辆。广泛应用于各类露天矿山、水电工程、铁路和公路建设工程及大型建筑工程中。铰接式自卸车常采用优先阀实现优先转向，保证转向功能的可靠性，能够使车辆更加安全。然而由于车辆的空间限制，优先阀体积较大不易布置。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本发明采用插装式换向阀实现了铰接式自卸车转向优先的功能，节省了空间、节约了成本。

本发明按以下技术方案实现：

基于插装式换向阀的铰接式自卸车优先转向系统，包括液压油箱、液压泵、插装式换向阀、阻尼、先导手柄和转向器；所述液压泵的进油端与液压油箱连通，液压泵的出油端一方面与先导手柄相连，液压泵的出油端另一方面与插装式换向阀相连通；所述先导手柄又与举升阀连通，用以实现货箱的举升、下降、保持、浮动四种功能；所述插装式换向阀又通过阻尼与转向器连通，转向器又与液压油箱相连通，液压油经阻尼8和转向器中位的节流阀后，在阻尼的前后产生压差δp，插装式换向阀在压差δp和弹簧力的作用下处于中位位置；根据铰接式自卸车的工作状态，插装式换向阀产生位移来满足优先转向系统需求。

进一步，所述液压泵的进油端通过吸油过滤器与液压油箱连通。

进一步，还包括单向阀和高压过滤器；所述液压泵的出油端依次与单向阀和高压过滤器连通后分别与先导手柄和插装式换向阀相连。

进一步，所述转向器通过溢流阀与转向缸连通。

进一步，所述举升阀与举升缸连通。

进一步，还包括回油过滤器，所述回油过滤器一端与液压油箱连通，回油过滤器另一端分别与举升阀和转向器连通。

进一步，所述梭阀的一端与举升阀相连，用以接收举升系统的负载信号；梭阀的另一端与转向器相连，用以接收转向系统的负载信号；在梭阀处进行压力比较，将较大的负载信号反馈到液压泵的负载敏感口，液压泵起到压力补偿的作用。

一种如前述的基于插装式换向阀的铰接式自卸车优先转向系统的转向方法，

铰接式自卸车转向系统处于工作状态时：铰接式自卸车需要左转向时，转向器中的转向阀处于左位，液压油经插装式换向阀后，有两条回路能够进入系统：一条是经阻尼后，再经转向器中的转向阀左位进入转向系统；另一条是经插装式换向阀后，再经转向器中的转向阀左位的阻尼进入转向系统；经这两条回路进入转向系统时，在插装式换向阀两侧压差小于稳态时两侧的压差，插装式换向阀在弹簧力的作用下，将插装式换向阀推向右侧，左位处于工作状态；转向系统需要的流量和压力较大时，在插装式换向阀两侧产生的压差越小，在弹簧力的作用下，插装式换向阀左侧的开口越大，及时的满足转向系统的压力和流量需求。

一种如前述的基于插装式换向阀的铰接式自卸车优先转向系统的转向方法，

铰接式自卸车举升系统处于工作状态时：举升系统有压力流量需求时，举升系统的压力需求反馈给液压泵，液压泵此时根据负载状况提供所需的压力和流量需求；油液经插装式换向阀后分为两路：一路直接进入举升系统；另一路还是经阻尼和转向阀中位阻尼回油；相比于待机状态，油液的压力流量更大，在阻尼两端产生的压差更大，此时插装式换向阀右移，进入举升系统的开度变大，满足举升系统的压力和流量需求。

一种如前述的基于插装式换向阀的铰接式自卸车优先转向系统的转向方法，

铰接式自卸车转向系统和举升系统同时处于工作状态时：液压油经插装式换向阀后，有三条回路：一条直接进入举升系统；第二条进入转向器中转向阀左位，实现左转向；第三条经阻尼后，进入转向器中转向阀左位后进入转向系统；此时插装式换向阀的阀芯位置是由阻尼前后的压差决定的，而此时决定阻尼前后压差的正是转向系统；所以此时插装式换向阀处于右移，左位处于工作状态，经插装式换向阀液压油的压力流量满足转向系统的需求；

转向系统和举升系统将负载信号反馈到液压泵，液压泵根据负载提供系统所需的压力和流量；插装式换向阀在液动力和弹簧力的作用下，阀芯的位移方向和开度大小发生变化，以此满足系统需求；在转向系统和举升系统同时工作时，优先满足转向系统，实现转向优先。

本发明有益效果：

本发明针对铰接式自卸车空间较小、优先阀不易布置的特点，采用插装式换向阀来实现铰接式自卸车的优先转向功能。在铰接式自卸车中变量泵可同时向转向系统和举升系统供油，但此系统中转向系统的优先级高于举升系统，且由于空间限制实现优先转向功能的优先阀布置难度较大，所以采用插装式换向阀来实现优先转向的功能。采用插装式换向阀有易布置管路、可同时向转向和举升供油、实现了优先转向功能等优点。

附图说明

图1为换向阀实现优先转向系统原理图。

图中：1、液压油箱；2、吸油过滤器；3、液压泵；4、单向阀；5、高压过滤器；6、回油过滤器；7、插装式换向阀；8、阻尼；9、梭阀；10、举升阀；11、转向器；12、溢流阀；13、转向缸；14、先导手柄；15、举升缸。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，基于插装式换向阀的铰接式自卸车优先转向系统，包括液压油箱1、液压泵3、插装式换向阀7、阻尼8、先导手柄14和转向器11；液压泵3的进油端通过吸油过滤器2与液压油箱1连通，液压泵3的出油端依次与单向阀4和高压过滤器5连通后分别与先导手柄14和插装式换向阀7相连；先导手柄14又与举升阀10连通，举升阀10与举升缸15连通；插装式换向阀7又通过阻尼8与转向器11连通，转向器11又与液压油箱1相连通，转向器11通过溢流阀12与转向缸13连通；还包括回油过滤器6，回油过滤器6一端与液压油箱1连通，回油过滤器6另一端分别与举升阀10和转向器11连通。

液压泵3从液压油箱1吸油，经吸油过滤器2后进入泵体，液压泵3的压油口的高压油液经单向阀4、高压过滤器5后分为两路：一路到先导手柄14，另一路到插装式换向阀7。进入先导手柄14的油液可控制举升阀10实现货箱的举升、下降、保持、浮动四种功能。进入插装式换向阀7的油液，再经过阻尼8和转向器中位的节流孔后，回到液压油箱中。液压油经阻尼8和转向器中位的节流阀后，在阻尼8的前后产生压差δp（δp=p1-p2，p1为阻尼8前的压力，p2为阻尼8后的压力），插装式换向阀7在压差δp和弹簧力的作用下处于中位位置。根据矿车的工作状态，插装式换向阀产生位移来满足系统需求。

梭阀9的一端与举升阀10相连，用以接收举升系统的负载信号；梭阀9的另一端与转向器11相连，用以接收转向系统的负载信号；在梭阀9处进行压力比较，将较大的负载信号反馈到液压泵3的负载敏感口，液压泵3起到压力补偿的作用。

铰接式自卸车处于待机状态时：此时系统没有转向和举升的需求，插装式换向阀7处于中位，液压泵3处于低压节能状态。

铰接式自卸车转向系统处于工作状态时：矿车需要左转向时，转向器11中的转向阀处于左位，液压油经插装式换向阀7后，有两条回路可以进入系统：一条是经阻尼8后，再经转向器11中的转向阀左位进入转向系统；另一条是经插装式换向阀7后，再经转向器11中的转向阀左位的阻尼进入转向系统。经这两条回路进入转向系统时，在插装式换向阀7两侧压差小于稳态时两侧的压差，插装式换向阀7在弹簧力的作用下，将插装式换向阀7推向右侧，左位处于工作状态。转向系统需要的流量和压力较大时，在插装式换向阀7两侧产生的压差越小，在弹簧力的作用下，插装式换向阀7左侧的开口越大，及时的满足转向系统的压力和流量需求，右转向同上。

铰接式自卸车举升系统处于工作状态时：举升系统有压力流量需求时，举升系统的压力需求反馈给液压泵3，液压泵3此时根据负载状况提供所需的压力和流量需求。油液经插装式换向阀7后分为两路：一路直接进入举升系统；另一路还是经阻尼8和转向阀中位阻尼回油。相比于待机状态，油液的压力流量更大，在阻尼8两端产生的压差更大，此时插装式换向阀7右移，进入举升系统的开度变大，满足举升系统的压力和流量需求。

铰接式自卸车转向系统和举升系统同时处于工作状态时：液压油经插装式换向阀7后，有三条回路：一条直接进入举升系统；第二条进入转向器11中转向阀左位，实现左转向，右转向同上。第三条经阻尼8后，进入转向器11中转向阀左位后进入转向系统。此时插装式换向阀7的阀芯位置是由阻尼8前后的压差决定的，而此时决定阻尼8前后压差的正是转向系统。所以此时插装式换向阀7处于右移，左位处于工作状态，经插装式换向阀7液压油的压力流量满足转向系统的需求。

转向系统和举升系统将负载信号反馈到变量泵，液压泵3根据负载提供系统所需的压力和流量。插装式换向阀7在液动力和弹簧力的作用下，阀芯的位移方向和开度大小发生变化，以此满足系统需求。在转向系统和举升系统同时工作时，优先满足转向系统，实现转向优先。

综上可知，为实现优先转向，利用流体通过阻尼时产生压差的特点，在插装式换向阀两端产生压差，此时阀体在弹簧力和液动力作用下，保证阀体的开度能够满足转向系统需求，液压系统的流量优先供转向系统，实现了转向优先。

本发明针对铰接式自卸车空间较小、优先阀不易布置的特点，采用插装式换向阀来实现铰接式自卸车的优先转向功能。在铰接式自卸车中变量泵可同时向转向系统和举升系统供油，但此系统中转向系统的优先级高于举升系统，且由于空间限制实现优先转向功能的优先阀布置难度较大，所以采用插装式换向阀来实现优先转向的功能。采用插装式换向阀有易布置管路、可同时向转向和举升供油、实现了优先转向功能等优点。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。