專利名稱：比例轉(zhuǎn)向閥、比例轉(zhuǎn)向液壓回路、比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輪式車輛的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓閥，具體地，涉及ー種比例轉(zhuǎn)向閥。進(jìn)ー步地，本發(fā)明涉及ー種包括所述比例轉(zhuǎn)向閥的比例轉(zhuǎn)向液壓回路。此外，本發(fā)明還涉及ー種包括所述比例轉(zhuǎn)向液壓回路的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及車輛。
背景技術(shù)：
輪式車輛，例如汽車起重機(jī)、全地面起重機(jī)等需要采用相應(yīng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向。目前應(yīng)用于輪車車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大致分為三類桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)加比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)加伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一般而言，桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過(guò)搖臂和拉桿控制車輪的轉(zhuǎn)向，但因其受桿系結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)彎半徑的限制，主要用于橋數(shù)較少的車輛；后兩類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要應(yīng)用于橋數(shù)較多的車輛，一般前橋采用桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，中橋、后橋等采用比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以能在轉(zhuǎn)向過(guò)程中獲得快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和較小的轉(zhuǎn)彎半徑，提高整車性能。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在如下缺陷第一，上述桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)受桿系結(jié)構(gòu)的限制，其存在布置不方便、操作費(fèi)力、轉(zhuǎn)彎半徑大等缺陷，主要用于橋數(shù)較少的車輛；第ニ，上述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般采用三位四通的電磁比例換向閥，由于比例電磁換向閥本身結(jié)構(gòu)的限制，在換向時(shí)閥芯需要移動(dòng)預(yù)定的距離后才能實(shí)現(xiàn)油路的換向，也就是說(shuō)，通過(guò)閥芯的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向本身存在一定的死區(qū)和滯后，現(xiàn)有技術(shù)中一般是在轉(zhuǎn)向啟動(dòng)后，通過(guò)在控制器中設(shè)置電磁比例換向閥的驅(qū)動(dòng)電流增大的階躍函數(shù)定值來(lái)補(bǔ)償電磁比例換向閥的換向死區(qū)和滯后，以保證各橋之間的轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)性，但是由于車輛行駛過(guò)程中路況的復(fù)雜性，這種現(xiàn)有技術(shù)的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)明顯存在動(dòng)態(tài)特性差，響應(yīng)滯后等一系列問(wèn)題；第三，上述伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般采用伺服閥，由于伺服閥本身的零死區(qū)、響應(yīng)快的特點(diǎn)，因而能獲得較好的動(dòng)態(tài)特性和較快的響應(yīng)。但是伺服閥對(duì)液壓油清潔度敏感，抗污染能力差，容易發(fā)生卡死等缺陷，并且價(jià)格昂貴，増加了整車的成本。另外，公知地，伺服閥的閥芯之間存在較大的功能性損失Λ P，這使得液壓系統(tǒng)發(fā)熱嚴(yán)重，這使得伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)極易發(fā)生故障。有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，需要設(shè)計(jì)ー種新型的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種比例轉(zhuǎn)向閥，該比例轉(zhuǎn)向閥能夠用于輪式車輛的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，以便于通過(guò)相對(duì)精確的流量控制和轉(zhuǎn)向方向控制實(shí)現(xiàn)相對(duì)可靠的車輪轉(zhuǎn)向。進(jìn)ー步地，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種比例轉(zhuǎn)向液壓回路，該比例轉(zhuǎn)向液壓回路能夠用于通過(guò)相對(duì)精確的流量控制和轉(zhuǎn)向方向控制以實(shí)現(xiàn)相對(duì)可靠的車輪轉(zhuǎn)向。此外，本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠通過(guò)相對(duì)精確的流量控制和轉(zhuǎn)向方向控制實(shí)現(xiàn)相對(duì)可靠的車輪轉(zhuǎn)向。
在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還要提供ー種車輛，該車輛能夠通過(guò)相對(duì)精確的流量控制和轉(zhuǎn)向方向控制實(shí)現(xiàn)相對(duì)可靠的車輪轉(zhuǎn)向。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供ー種比例轉(zhuǎn)向閥，其中，包括換向閥和比例節(jié)流閥，所述換向閥至少具有進(jìn)油端ロ、回油端ロ、第一工作端口和第二工作端ロ，并且該換向閥至少能夠被控制為選擇性地處于如下兩種狀態(tài)之ー所述進(jìn)油端ロ與第一工作端ロ連通且所述回油端ロ與第二工作端ロ連通；以及所述進(jìn)油端ロ與第二工作端ロ連通且所述回油端ロ與第一工作端ロ連通；并且所述比例節(jié)流閥的輸出端ロ與所述進(jìn)油端ロ連通，該比例節(jié)流閥的輸入端ロ連接于內(nèi)部進(jìn)油油路的一端。優(yōu)選地，所述換向閥還能夠被控制為選擇性地處于如下第三種狀態(tài)所述進(jìn)油端ロ與所述第一工作端口和第二工作端ロ截止且所述回油端ロ與所述第一工作端口和第二工作端ロ截止。具體地，所述換向閥為電控?fù)Q向閥。 優(yōu)選地，所述比例轉(zhuǎn)向閥還包括設(shè)置在所述內(nèi)部進(jìn)油油路上的二通壓カ補(bǔ)償器，該二通壓カ補(bǔ)償器的輸出端ロ連接于所述比例節(jié)流閥的輸入端ロ，并且該二通壓カ補(bǔ)償器的輸出端ロ與該二通壓カ補(bǔ)償器的控制端ロ連通，該二通壓カ補(bǔ)償器的彈簧腔端ロ與所述比例節(jié)流閥的輸出端ロ連通。優(yōu)選地，所述比例轉(zhuǎn)向閥還包括設(shè)置在所述內(nèi)部進(jìn)油油路上的單向閥，該單向閥連接在所述二通壓カ補(bǔ)償器的輸出端ロ與所述比例節(jié)流閥的輸入端ロ之間，其中所述單向閥的正向端ロ與所述二通壓カ補(bǔ)償器的輸出端ロ連通，該單向閥的反向端ロ與所述比例節(jié)流閥的輸入端ロ連通。優(yōu)選地，所述比例轉(zhuǎn)向閥還包括兩個(gè)溢流閥，其中ー個(gè)溢流閥的輸入端ロ與所述換向閥的第一工作端ロ連通，另ー個(gè)溢流閥的輸入端ロ與所述換向閥的第二工作端ロ連通，該兩個(gè)溢流閥的輸出端ロ均與所述換向閥的回油端ロ連通。優(yōu)選地，所述比例轉(zhuǎn)向閥還包括梭閥，該梭閥的第一輸入端ロ與所述比例節(jié)流閥的輸出端ロ連通。典型地，所述比例轉(zhuǎn)向閥形成為具有整體式復(fù)合閥，該整體式復(fù)合閥的閥體上形成有進(jìn)油ロ、回油ロ、第一工作油ロ、第二工作油ロ、油壓采集輸入油ロ以及油壓反饋輸出油ロ，其中所述進(jìn)油ロ與所述內(nèi)部進(jìn)油油路的另一端連通或作為該內(nèi)部進(jìn)油油路的另一端，所述回油ロ與所述換向閥的回油端ロ連通或作為該回油端ロ，所述第一工作油ロ與所述換向閥的第一工作端ロ連通或作為該第一工作端ロ，所述第二工作油ロ與所述換向閥的第二工作端ロ連通或作為該第二工作端ロ，所述油壓采集輸入油ロ與所述梭閥的第二輸入端ロ連通或作為該第二輸入端ロ，所述油壓反饋輸出油ロ與所述梭閥的輸出端ロ或作為該梭閥的輸出端ロ。所述整體式復(fù)合閥的閥體上還形成有與所述換向閥的第一工作端ロ連通的第一測(cè)壓油口和與該換向閥的第二工作端ロ連通的第二測(cè)壓油ロ。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供ー種比例轉(zhuǎn)向液壓回路，包括用于驅(qū)動(dòng)車輛的一個(gè)車橋兩端的左、右車輪轉(zhuǎn)向的左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸以及變量泵，其中，所述比例轉(zhuǎn)向液壓回路還包括上述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中所述換向閥的第一工作端ロ與所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸各自的有桿腔連通，第二工作端ロ與所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸各自的無(wú)桿腔連通，所述內(nèi)部進(jìn)油油路的另一端與所述變量泵的輸出油ロ連通，所述換向閥的回油端ロ與油箱或回油油路連通。優(yōu)選地，所述變量泵為負(fù)載敏感變量泵，所述比例轉(zhuǎn)向閥還包括梭閥，該梭閥的第一輸入端ロ與所述比例節(jié)流閥的輸出端ロ連通，第二輸入端ロ與所述油箱或回油油路連通，并且該梭閥的輸出端ロ與所述負(fù)載敏感變量泵的油壓反饋輸入油ロ連通。對(duì)于輪式車輛的多橋車輪的轉(zhuǎn)向而言，本發(fā)明進(jìn)一歩提供ー種比例轉(zhuǎn)向液壓回路，包括用于對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)車輛的多個(gè)車橋兩端的左、右車輪轉(zhuǎn)向的多對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸以及變量泵，其中，所述比例轉(zhuǎn)向液壓回路還包括上述的比例轉(zhuǎn)向閥，該比例轉(zhuǎn)向閥的數(shù)量與所述多個(gè)車橋的數(shù)量相同，其中各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥的換向閥的第一工作端ロ與相應(yīng)的ー對(duì)所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸各自的有桿腔連通，第二工作端ロ與該對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸各自的無(wú)桿腔連通，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥的內(nèi)部進(jìn)油油路的另一端與所述變量泵的輸出油ロ連通，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥的換向閥的回油端ロ與油箱或回油油路連通。優(yōu)選地，所述變量泵為負(fù)載敏感變量泵，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥還分別包括梭閥，各 個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥的梭閥的第一輸入端ロ與該比例轉(zhuǎn)向閥的比例節(jié)流閥的輸出端ロ連通；并且各個(gè)所述梭閥通過(guò)油路依次連接，其中各個(gè)所述梭閥的第二輸入端ロ依次地與相鄰的下ー個(gè)梭閥的輸出端ロ連通，并且該依次連接的所述梭閥中的第一個(gè)梭閥的輸出端ロ與所述負(fù)載敏感變量泵的油壓反饋輸入油ロ連通，最后ー個(gè)梭閥的第二輸入端ロ與所述油箱或回油油路連通。在上述比例轉(zhuǎn)向液壓回路的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供ー種比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，包括控制器以及上述的比例轉(zhuǎn)向液壓回路，其中所述控制器電連接于各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥，以根據(jù)輸入到該控制器的輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)控制各個(gè)所述比例節(jié)流閥的通流流量和換向閥的換向方向，從而通過(guò)各對(duì)所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的車橋兩端的車輪轉(zhuǎn)向。典型地，所述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)向操作的輸入轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向傳感器，所述控制器電連接于該轉(zhuǎn)向傳感器以接收所述輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)。優(yōu)選地，所述控制器在控制各個(gè)所述比例節(jié)流閥的通流流量之前預(yù)先控制向各個(gè)所述比例節(jié)流閥輸送ー個(gè)預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流，以消除或減小各個(gè)所述比例節(jié)流閥的通流截止區(qū)。進(jìn)ー步優(yōu)選地，所述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)角傳感器，所述車輛的通過(guò)所述比例轉(zhuǎn)向回路驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向的各個(gè)相應(yīng)車橋上分別配置有所述轉(zhuǎn)角傳感器。此外，本發(fā)明還提供一種車輛，其中，該車輛包括上述的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。具體選擇地，所述車輛為汽車起重機(jī)或全地面起重機(jī)。通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥、比例轉(zhuǎn)向液壓回路以及由此形成的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠有效地用于輪式車輛的一個(gè)車橋或多橋車輪的轉(zhuǎn)向，有助于實(shí)現(xiàn)較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，顯著改善操作靈敏性，使得在較小的轉(zhuǎn)彎半徑下也能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的轉(zhuǎn)向。具體地，通過(guò)所述比例轉(zhuǎn)向閥將轉(zhuǎn)向過(guò)程分解，即通過(guò)比例節(jié)流閥和換向閥分別實(shí)現(xiàn)流量控制功能和換向功能，從而通過(guò)組合控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，通過(guò)引入預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流來(lái)消除或減小比例節(jié)流閥通流截止區(qū)，從而加快了響應(yīng)速度，顯著改善了轉(zhuǎn)向操作的靈敏性，由此提高了轉(zhuǎn)向過(guò)程中的響應(yīng)精度和動(dòng)態(tài)特性。尤其是，本發(fā)明可以通過(guò)變量泵提供液壓油，例如通過(guò)梭閥形成負(fù)載油壓反饋油路并優(yōu)選地采用負(fù)載敏感變量泵，從而可以方便地根據(jù)需求提供流量，這有利于減少了系統(tǒng)的發(fā)熱量，節(jié)約了能源。此外，與伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用普通液壓元件，成本相對(duì)低廉，抗污染能力強(qiáng)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。


下列附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，其與下述的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于下述附圖及具體實(shí)施方式
。在附圖中 圖I是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的比例轉(zhuǎn)向閥的液壓原理圖。圖2是采用圖I所示的比例轉(zhuǎn)向閥的比例轉(zhuǎn)向液壓回路的液壓原理圖，圖中車輪處于直行狀態(tài)。圖3和圖4是與圖2相同的采用比例轉(zhuǎn)向閥的比例轉(zhuǎn)向液壓回路的液壓原理圖，其中車輪分別處于右轉(zhuǎn)向和左轉(zhuǎn)向狀態(tài)。圖5是采用本發(fā)明具體實(shí)施方式
的應(yīng)用于多橋輪式車輛的比例轉(zhuǎn)向液壓回路的液壓原理圖。圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明附圖標(biāo)記說(shuō)明I比例轉(zhuǎn)向閥；2轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸；3變量泵；4比例節(jié)流閥；5電控?fù)Q向閥；6單向閥；7 二通壓カ補(bǔ)償器；8梭閥；9溢流閥；10進(jìn)油端ロ；11回油端ロ ；12第一工作端ロ ；13第二工作端ロ；14輸出端ロ；15輸入端ロ；16輸入端ロ；17輸出端ロ；18彈簧腔端ロ；19控制端ロ；20第一輸入端ロ；21第二輸入端ロ；22輸出端ロ；A第一工作油ロ；B第二工作油ロ；MA第一測(cè)壓油ロ；MB第二測(cè)壓油ロ；Ls油壓反饋輸入油ロP進(jìn)油ロ；T回油ロ；Xl油壓反饋輸出油ロ；X2油壓采集輸入油ロ；Y1、Y2、Y3 電磁鐵。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于下述的具體實(shí)施方式
。
首先說(shuō)明的是，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥、比例轉(zhuǎn)向液壓回路等屬于液壓領(lǐng)域，圖I至圖5僅顯示了液壓原理圖，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，相同的液壓連接原理可以通過(guò)各種不同的機(jī)械實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，圖I顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的比例轉(zhuǎn)向閥1，虛線方框內(nèi)部的各個(gè)閥門可以通過(guò)管路進(jìn)行連接從而構(gòu)成該比例轉(zhuǎn)向閥1，當(dāng)然這些閥門也可以形成為整體式復(fù)合閥。因此，在此需要強(qiáng)調(diào)的是，在本發(fā)明技術(shù)方案的技術(shù)特征中，除非明確限定為“油ロ”的以外，所涉及的術(shù)語(yǔ)“端ロ”既可以指在機(jī)械結(jié)構(gòu)上形成為油ロ的形式，也可以指實(shí)現(xiàn)相同功能的閥體內(nèi)部的油腔、內(nèi)部油道等。例如，在本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I的各個(gè)閥門通過(guò)管路連接的情形下，其各個(gè)組成閥門在機(jī)械結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)的油ロ以用于連接管道；但是在本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I形成為整體復(fù)合閥的情形下，各個(gè)組成閥門可以形成或組裝在共用的閥體內(nèi)，此時(shí)整體復(fù)合閥除了閥體外部的數(shù)個(gè)用于連接外部管道的油ロ之夕卜，各個(gè)組成閥門在液壓原理圖中顯示的油ロ可能僅是閥體內(nèi)部的油道或油腔。以下首先參照?qǐng)DI描述本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I的具體實(shí)施方式
。
參見(jiàn)圖I所示，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I包括電控?fù)Q向閥5和比例節(jié)流閥4，該電控?fù)Q向閥5至少具有進(jìn)油端ロ 10、回油端ロ 11、第一工作端ロ 12和第二工作端ロ 13，并且該電控?fù)Q向閥5至少能夠被控制為選擇性地處于如下兩種狀態(tài)之ー所述進(jìn)油端ロ 10與第一工作端ロ 12連通且所述回油端ロ 11與第二工作端ロ 13連通；以及所述進(jìn)油端ロ 10與第ニ工作端ロ 13連通且所述回油端ロ 11與第一工作端ロ 12連通；并且所述比例節(jié)流閥4的輸出端ロ 13與所述進(jìn)油端ロ 10連通，該比例節(jié)流閥4的輸入端ロ 15連接于內(nèi)部進(jìn)油油路23的一端。在此需要說(shuō)明的是，上述電控?fù)Q向閥5也可以采用其它形式的換向閥，例如液控式換向閥等，在此情形下，當(dāng)本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥應(yīng)用于比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)，控制器根據(jù)輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)控制本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥中的比例節(jié)流閥的通流流量，同時(shí)控制換向閥的換向方向，例如通過(guò)控制液控式換向閥的液控油路上的電磁開(kāi)關(guān)閥來(lái)控制液控油路的通斷以實(shí)現(xiàn)液控式換向閥所需的換向。當(dāng)然，在此情形下，液控式換向閥及其液控油路上的電磁開(kāi)關(guān)閥整體上仍然構(gòu)成電控?fù)Q向閥?？傊?，無(wú)論其將換向閥如何變型，其均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在下文的描述中，為了簡(jiǎn)潔清楚主要以電控?fù)Q向閥5為例進(jìn)行說(shuō)明。優(yōu)選地，所述電控?fù)Q向閥5還能夠被控制為選擇性地處于如下第三種狀態(tài)，即進(jìn)油端ロ 10與第一工作端ロ 12和第二工作端ロ 13截止且回油端ロ 11與所述第一工作端ロ12和第二工作端ロ 13截止。該第三種工作狀態(tài)主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的有桿腔和無(wú)桿腔在電控?fù)Q向閥5處于中位時(shí)漏油，從而保證車輪直行時(shí)的可靠性。通過(guò)上述比例轉(zhuǎn)向閥1，車輪轉(zhuǎn)向的控制上述電控?fù)Q向閥4和比例節(jié)流閥4實(shí)現(xiàn)，其中比例節(jié)流閥4通過(guò)流量通過(guò)來(lái)控制車輪偏轉(zhuǎn)角度的大小，電控?fù)Q向閥5通過(guò)得電失電狀態(tài)來(lái)控制車輪偏轉(zhuǎn)的方向(即左轉(zhuǎn)向和右轉(zhuǎn)向)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知地，比例節(jié)流閥4 一般均包括比例電磁鐵并采用電控方式，例如電磁比例節(jié)流閥、電液比例節(jié)流閥等，當(dāng)然也可以采用其它公知形式的比例節(jié)流閥。具體地，在本發(fā)明比例轉(zhuǎn)向閥I的上述技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，比例節(jié)流閥4屬于工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中廣泛采用的節(jié)流閥，例如電磁比例節(jié)流閥，其主要通過(guò)其閥芯一端的比例電磁鐵Yl (在圖I中三個(gè)比例節(jié)流閥各自的電磁鐵分別標(biāo)注為Y1、Y4、Y7，這些電磁鐵并無(wú)本質(zhì)性區(qū)別)克服復(fù)位彈簧的阻力來(lái)形成不同大小的通流開(kāi)ロ，從而控制流量，對(duì)其不再贅述。比例節(jié)流閥4輸入的電控信號(hào)為比例量，通過(guò)輸入電流的大小控制節(jié)流閥開(kāi)ロ的大小，從而控制通過(guò)流量的大小，從而在預(yù)定時(shí)間內(nèi)將相應(yīng)的量的液壓油輸送到用于驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2 (—般也稱為“轉(zhuǎn)向助力缸”)內(nèi)，使得轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的活塞桿伸出預(yù)定的距離或縮回預(yù)定的距離，相應(yīng)地使車輪偏轉(zhuǎn)不同的轉(zhuǎn)向角。優(yōu)選地，上述電控?fù)Q向閥5可以采用O型三位四通電磁換向閥(公知地，三位四通電磁換向閥的兩端具有電磁鐵Y2、Y3 (在圖I中三個(gè)電磁換向閥的兩端的電磁鐵依次標(biāo)記為Υ2、Υ3、Υ5、Υ6、Υ8、Υ9)，當(dāng)然，電控?fù)Q向閥5也可以采用其它形式的電磁換向閥，只要其實(shí)現(xiàn)上述功能即可，例如其可以采用M型三位四通電磁換向閥，也可以采用多于四個(gè)端ロ或多于三個(gè)工作位置的電控?fù)Q向閥，當(dāng)然在此情形下ー些端ロ并不一定實(shí)際發(fā)生作用，可以采用堵頭封堵。電控?fù)Q向閥輸入的電控信號(hào)為開(kāi)關(guān)量，根據(jù)兩側(cè)電磁鐵的得電狀態(tài)控制車輪偏轉(zhuǎn)的方向，中位機(jī)能采用O型，參見(jiàn)圖2所示，可以使得轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸的有桿腔和無(wú)桿腔在電控?fù)Q向閥處于中位時(shí)漏油，從而保證車輪直行時(shí)的可靠性。
在上述比例轉(zhuǎn)向閥I的技術(shù)構(gòu)思的基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，所述比例換向閥I還包括設(shè)置在內(nèi)部進(jìn)油油路23上的二通壓カ補(bǔ)償器7，該二通壓カ補(bǔ)償器7的輸出端ロ 17經(jīng)由油路連接于所述比例節(jié)流閥4的輸入端ロ 15，并且該二通壓カ補(bǔ)償器7的輸出端ロ 17公知地與該二通壓カ補(bǔ)償器7的控制端ロ 19連通，該二通壓カ補(bǔ)償器7的彈簧腔端ロ 18與所述比例節(jié)流閥4的輸出端ロ 14連通。二通壓カ補(bǔ)償器7是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中公知的ー種液壓閥，其公知的名稱也稱為“定差減壓閥”，具體可以參見(jiàn)《液壓氣動(dòng)與密封》2011年第10期第23頁(yè)《對(duì)定差減壓閥和壓カ補(bǔ)償器的注釋》一文。該兩通壓カ補(bǔ)償器7通過(guò)對(duì)比例節(jié)流閥4的輸入端ロ 15與輸出端ロ 14的前后油壓的對(duì)比，保證比例節(jié)流閥4的壓差為恒定值，這樣能夠確保比例節(jié)流閥4的流量穩(wěn)定，使得流量調(diào)節(jié)功能更精確地實(shí)現(xiàn)，從而也就保證轉(zhuǎn)向過(guò)程中進(jìn)入轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的流量相對(duì)恒定，基本不受負(fù)載的影響。進(jìn)ー步地，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I還包括設(shè)置在內(nèi)部進(jìn)油油路23上的單向閥6，該單向閥6連接在所述二通壓カ補(bǔ)償器7的輸出端ロ 17與所述比例節(jié)流閥4的輸入端ロ 15之間，其中所述單向閥6的正向端ロ與所述二通壓カ補(bǔ)償器7的輸出端ロ 17連通，該單向閥6的反向端ロ與所述比例節(jié)流閥4的輸入端ロ 15連通。公知地，單向閥具有正向?qū)?、反向截止的單向?qū)ㄐ阅?，具有預(yù)定油壓的液壓油從單向閥的正向端ロ輸入，則能夠推開(kāi)單向閥的閥芯從反向端ロ輸出，而如果液壓油從反向端ロ輸入，則無(wú)論油壓多大，均不能使得單向閥導(dǎo)通。如上所述，該單向閥6布置在電控?fù)Q向閥5的內(nèi)部進(jìn)油油路23上(屬于進(jìn)油主油路的一部分)，這在多橋輪式車輛中是特別有利地，具體地，在多橋輪式車輛的多個(gè)車橋分別對(duì)應(yīng)配置有本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I時(shí)，該單向閥可以防止車輪轉(zhuǎn)向過(guò)程中各個(gè)車橋車輪轉(zhuǎn)向負(fù)載之間產(chǎn)生相互干擾，例如某一車橋的車輪受到路面沖擊載荷時(shí)可以通過(guò)該單向閥6起到相應(yīng)的隔離作用，避免將形成的液壓沖擊傳遞到供油油路上對(duì)其它車橋的車輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生干擾。優(yōu)選地，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I還包括兩個(gè)溢流閥9，其中ー個(gè)溢流閥9的輸入端ロ與所述電控?fù)Q向閥5的第一工作端ロ 12連通，另ー個(gè)溢流閥9的輸入端ロ與所述電控?fù)Q向閥5的第二工作端ロ 13連通，該兩個(gè)溢流閥9的輸出端ロ均與所述電控?fù)Q向閥5的回油端ロ 11連通。這兩個(gè)溢流閥9主要起到過(guò)壓溢流作用，其用于限制轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的有桿腔和無(wú)桿腔的最大工作油壓，對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)。
此外，優(yōu)選地，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I還包括梭閥8，該梭閥8主要用于形成油壓反饋油路，這在該比例轉(zhuǎn)向閥I用于多橋轉(zhuǎn)向時(shí)特別有利采通過(guò)比較各轉(zhuǎn)向橋的負(fù)載壓カ(即由此形成的反饋油路油壓)，從而獲得最大負(fù)載壓力，并將最大負(fù)載壓力傳遞給變量泵3(在此情形下變量泵3為圖5所示的負(fù)載敏感變量泵)，通過(guò)變量泵輸出對(duì)應(yīng)排量的液壓油，以滿足油量需求。在比例轉(zhuǎn)向閥I形成為整體復(fù)合閥的情形下，梭閥8可以內(nèi)置于比例轉(zhuǎn)向閥I中，這優(yōu)化了管路的連接。具體地，所述梭閥8的第一輸入端ロ 20與所述比例節(jié)流閥4的輸出端ロ 14連通。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥在機(jī)械結(jié)構(gòu)上能夠形成為獨(dú)立的產(chǎn)品，優(yōu)選地，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I可以形成為具有整體式復(fù)合閥，該整體式復(fù)合閥的閥體上形成有進(jìn)油ロ P、回油ロ T、第一工作油ロ A、第二工作油ロ B、油壓采集輸入油ロ X2以及油壓反饋輸出油ロ XI，其中進(jìn)油ロ P可以與內(nèi)部進(jìn)油油路23的另一端連通或直接作為該內(nèi)部進(jìn)油油路23的另一端，即進(jìn)油ロ P作為內(nèi)部進(jìn)油油路的輸入起點(diǎn)，回油ロ T與電控?fù)Q向閥5的回油端ロ 11連通，電控?fù)Q向閥5可以直接形成或插裝在所述閥體內(nèi)，因此回油ロ T也可能直接作為回油端ロ 11，類似地，第一工作油ロ A可以與電控?fù)Q向閥5的第一工作端ロ 12連通或直接作為該第一工作端ロ 12，第二工作油ロ B可以與電控?fù)Q向閥5的第二エ作端ロ 13連通或作為該第二工作端ロ 13，油壓采集輸入油ロ X2可以與梭閥8的第二輸入端ロ 21連通或作為該第二輸入端ロ 21，油壓反饋輸出油ロ Xl可以與梭閥8的輸出端ロ 22或作為該梭閥8的輸出端ロ 22。參見(jiàn)圖I所示，進(jìn)ー步優(yōu)選地，在本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I形成為整體式復(fù)合閥的情形下，該整體式復(fù)合閥的閥體上還可以形成有與電控?fù)Q向閥5的第一工作端ロ 12連通的第一測(cè)壓油ロ MA和與該電控?fù)Q向閥5的第二工作端ロ 13連通的第二測(cè)壓油ロ MB。這主要用于測(cè)量第一工作端ロ 12和第二工作端ロ 13處的油壓，例如上述第一測(cè)壓油ロ MA和第二測(cè)壓油ロ MB可以用于連接油壓表等油壓檢測(cè)裝置。以下參照?qǐng)D2至圖5描述本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向液壓回路的具體實(shí)施方式
。參見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向液壓回路包括用于驅(qū)動(dòng)輪式車輛的ー個(gè)車橋左右兩端的左、右車輪轉(zhuǎn)向的左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2、變量泵3以及本發(fā)明上述技術(shù)方案的比例轉(zhuǎn)向閥I，其中電控?fù)Q向閥5的第一工作端ロ 12與所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2各自的有桿腔連通，第二工作端ロ 13與所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2各自的無(wú)桿腔連通，所述內(nèi)部進(jìn)油油路23的另一端與所述變量泵3的輸出油ロ連通，所述電控?fù)Q向閥5的回油端ロ 11與油箱或回油油路連通。在上述比例轉(zhuǎn)向液壓回路中，通過(guò)變量泵3向內(nèi)部進(jìn)油油路23供應(yīng)液壓油，通過(guò)控制比例節(jié)流閥4的通流開(kāi)ロ的大小調(diào)節(jié)流量以控制車輪轉(zhuǎn)向角度，通過(guò)控制電控?fù)Q向閥5的換向來(lái)控制車輪的轉(zhuǎn)向方向，如圖2至圖4所示，其中分別顯示了車橋左右兩端所安裝的車輪分別被控制為處于直行狀態(tài)、左轉(zhuǎn)向狀態(tài)和右轉(zhuǎn)向狀態(tài)。另外，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的活塞桿通過(guò)伸縮運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是公知的，一般是轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的活塞桿經(jīng)由相應(yīng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)桿系連接到車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)上，當(dāng)然活塞桿也可以直接鉸接到轉(zhuǎn)向節(jié)上，同時(shí)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的缸筒鉸接到車橋上或車橋的支架上，有關(guān)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2與車輪的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此不再贅述。在本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥I采用包括梭閥8的優(yōu)選形式時(shí)，所述變量泵3為負(fù)載敏感變量泵，所述梭閥8的第二輸入端ロ 21與所述油箱或回油油路連通，該梭閥8的輸出端ロ 22與所述負(fù)載敏感變量泵的油壓反饋輸入油ロ Ls連通。負(fù)載敏感變量泵是ー種廣泛采用的變量泵，其能夠根據(jù)液壓系統(tǒng)中反饋的負(fù)載壓カ自適應(yīng)地調(diào)節(jié)輸出排量，使得輸出的排量與系統(tǒng)的負(fù)載壓カ相匹配。有關(guān)負(fù)載敏感變量泵已經(jīng)屬于比較成熟的技術(shù)，在此不再贅述。上述比例轉(zhuǎn)向液壓回路適用于輪式車輛的其中一個(gè)車橋左右兩端安裝的左右車輪的轉(zhuǎn)向，此外，本發(fā)明還提供一種適用于輪式車輛的車橋中的多個(gè)車橋各自左右兩端的車輪轉(zhuǎn)向的比例轉(zhuǎn)向液壓回路，該比例轉(zhuǎn)向液壓回路包括用于對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)車輛的多個(gè)車橋兩端的左、右車輪轉(zhuǎn)向的多對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2以及變量泵3，在此需要說(shuō)明的是，此處的“多個(gè)車橋”為輪式車輛的車橋中的ニ個(gè)以上的車橋或輪式車輛的全部車橋。具體地，所述比例轉(zhuǎn)向液壓回路還包括上述技術(shù)方案的比例轉(zhuǎn)向閥1，該比例轉(zhuǎn)向閥I的數(shù)量與多個(gè)車橋的數(shù)量相同，該多個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥與所述多對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2相對(duì)應(yīng)，其中各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I的電控?fù)Q向閥5的第一工作端ロ 12與相應(yīng)的ー對(duì)所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2各自的有桿腔連通，第二工作端ロ 13與該對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2各自的無(wú)桿腔連通，各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I的內(nèi)部進(jìn)油油路23的另一端與變量泵3的輸出油ロ連通，各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I的電控?fù)Q向閥5的回油端ロ 11與油箱或回油油路連通。 在上述適用于輪式車輛的多個(gè)車橋轉(zhuǎn)向的比例轉(zhuǎn)向液壓回路中，所述比例轉(zhuǎn)向閥I也可以采用包括梭閥8的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式，但是此時(shí)各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I的梭閥8之間需要存在依次的油路連接關(guān)系，從而形成負(fù)載壓力反饋油路，具體地，此時(shí)所述變量泵3可以為負(fù)載敏感變量泵，與上述優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式相同，各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I還分別包括梭閥8，各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I的梭閥8的第一輸入端ロ 20與該比例轉(zhuǎn)向閥I的比例節(jié)流閥4的輸出端ロ 14連通；并且各個(gè)梭閥8通過(guò)油路依次連接，具體地，各個(gè)梭閥8的第二輸入端ロ 21依次地與相鄰的下ー個(gè)梭閥的輸出端ロ 22連通，并且該依次連接的梭閥中的第一個(gè)梭閥的輸出端ロ 22與所述負(fù)載敏感變量泵的油壓反饋輸入油ロ Ls連通，最后ー個(gè)梭閥的第二輸入端ロ 21與油箱或回油油路連通。這種通過(guò)梭閥依次連接所形成的負(fù)載反饋油路，可以比較出各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2驅(qū)動(dòng)相應(yīng)車輪轉(zhuǎn)向時(shí)各對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2的工作油路上的負(fù)載壓力(即各對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸的工作油路上因轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2承受外部轉(zhuǎn)向負(fù)載而在工作油路上形成的油壓)，從而獲得最大負(fù)載壓力，并將最大負(fù)載壓力傳遞給變量泵3 (在此情形下變量泵3為圖5所示的負(fù)載敏感變量泵)，通過(guò)變量泵輸出對(duì)應(yīng)排量的液壓油，以滿足流量需求。負(fù)載敏感變量泵是ー種廣泛采用的變量泵，其能夠根據(jù)液壓系統(tǒng)中反饋的負(fù)載壓カ自適應(yīng)地調(diào)節(jié)輸出排量，使得輸出的排量與系統(tǒng)的負(fù)載壓カ相匹配，使得液壓系統(tǒng)減少發(fā)熱量。有關(guān)負(fù)載敏感變量泵已經(jīng)屬于比較成熟的技術(shù)，在此不再贅述。在上述兩種比例轉(zhuǎn)向液壓回路的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供ー種比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括控制器、用于感測(cè)車輛轉(zhuǎn)向操作過(guò)程中所輸入的輸入轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向傳感器以及上述的比例轉(zhuǎn)向液壓回路，其中所述控制器電連接于所述轉(zhuǎn)向傳感器、各個(gè)比例轉(zhuǎn)向閥I的比例節(jié)流閥4和電控?fù)Q向閥5 (—般通過(guò)相應(yīng)的功率放大器電連接于比例節(jié)流閥4)，所述控制器接收所述轉(zhuǎn)向傳感器所感測(cè)的輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)，井根據(jù)該輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)控制各個(gè)比例節(jié)流閥4的通流流量和電控?fù)Q向閥5的換向方向，從而通過(guò)各對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸2驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的車橋兩端的車輪轉(zhuǎn)向。
在此需要說(shuō)明的是，在采用比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪式車輛(例如汽車起重機(jī)、全地面起重機(jī)、多橋重型卡車等)上，由于車體龐大沉重，通常而言，這些輪式車輛的第一前橋的車輪采用桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其它車橋可以采用本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，駕駛員通過(guò)包括方向盤的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)控制輪式車輛的第一前橋的車輛轉(zhuǎn)向，其中第一前橋的車輪的轉(zhuǎn)向角為上述輸入轉(zhuǎn)向角，所述轉(zhuǎn)向傳感器可以設(shè)置在第一前橋的桿系轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中以檢測(cè)所述輸入轉(zhuǎn)向角，并將該輸入轉(zhuǎn)向角傳輸?shù)娇刂破?，以進(jìn)行其它車橋的轉(zhuǎn)向控制。這種轉(zhuǎn)向傳感器的應(yīng)用在汽車起重機(jī) 、全地面起重機(jī)、多橋重型卡車等上已經(jīng)比較成熟，在此不再贅述。但是，在此需要理解的是，本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥及其比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并不限于常規(guī)布置形式，上述第一前橋的車輪同樣可以采用本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。因此，從更廣泛的層次而言，本發(fā)明的上述轉(zhuǎn)向傳感器的設(shè)置形式是多樣的，例如駕駛員操作方向盤可以僅用于形成輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)，具體地，駕駛員操作方向盤，方向盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向管柱可以進(jìn)而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)向傳感器相應(yīng)的感測(cè)元件，從而檢測(cè)出駕駛員想要操作的輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)(包含轉(zhuǎn)向方向和轉(zhuǎn)向角度)，控制器根據(jù)該輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)液壓缸，從而完成所需的轉(zhuǎn)向操作。這種形式的轉(zhuǎn)向傳感器，在輪式車輛中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在電子穩(wěn)定系統(tǒng)(即ESP)中也普遍采用，在此僅簡(jiǎn)略描述。另外，尤其需要進(jìn)ー步說(shuō)明的是，上述輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)并非局限于通過(guò)轉(zhuǎn)向傳感器來(lái)感測(cè)，由于駕駛員需要通過(guò)方向盤來(lái)形成一定的駕駛感覺(jué)，所以現(xiàn)有輪式車輛上仍然設(shè)置方向盤來(lái)輸入所述輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)，實(shí)際上在現(xiàn)有的輪式車輛上，已經(jīng)比較廣泛地采用直接通過(guò)操作界面由駕駛員向控制器根據(jù)路況直接輸入所述輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)(包含轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向方向)的駕駛方式。優(yōu)選地，所述控制器在控制各個(gè)比例節(jié)流閥4的通流流量之前預(yù)先控制向各個(gè)比例節(jié)流閥4輸送ー個(gè)預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流10，以消除各個(gè)比例節(jié)流閥4的通流截止區(qū)。該優(yōu)選實(shí)施形式的技術(shù)效果非常優(yōu)良，正是由于本發(fā)明的上述比例轉(zhuǎn)向閥I將換向控制和流量控制分別由電控?fù)Q向閥5和比例節(jié)流閥4分別承擔(dān)，因此才能夠做出這種改迸。具體地，由于比例節(jié)流閥4只控制輸入液壓油流量的大小，因此在通過(guò)相應(yīng)的操作輸入按鍵等選定轉(zhuǎn)向模式后，控制器控制比例節(jié)流閥4的控制電路向各個(gè)比例節(jié)流閥4輸入ー個(gè)預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流10，從而消除比例節(jié)流閥4的通流截止區(qū)(也稱為“通流死區(qū)”)，具體地，由于比例節(jié)流閥4通過(guò)比例電磁鐵的電磁力克服復(fù)位彈簧的彈力來(lái)改變通流開(kāi)ロ的大小，從而控制通流流量，也就是說(shuō)，比例節(jié)流閥4 一般為滑閥，通過(guò)其閥芯的移動(dòng)來(lái)改變通流開(kāi)ロ的大小，但是在閥芯從截止移動(dòng)到使得比例節(jié)流閥4導(dǎo)通之前具有一段截止區(qū)，為了消除該通流死區(qū)，通過(guò)向比例節(jié)流閥4輸入ー個(gè)預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流10，使得比例節(jié)流閥4的閥芯預(yù)先克服復(fù)位彈簧的彈力預(yù)先移動(dòng)到鄰近、甚至處于導(dǎo)通的臨界位置，從而顯著増加了比例節(jié)流閥4的響應(yīng)速度，有效改善了轉(zhuǎn)向操作的靈敏性。這與現(xiàn)有技術(shù)中的電磁比例換向閥是不同的，由于電磁比例換向閥在承擔(dān)改變流量功能的同時(shí)還要承擔(dān)換向功能，其閥芯移動(dòng)具有雙向性，因此只能通過(guò)在控制器中設(shè)置控制電流的階躍函數(shù)來(lái)補(bǔ)償比例閥的死區(qū)，這并不能有效改善轉(zhuǎn)向操作動(dòng)態(tài)特性差，響應(yīng)滯后等一系列問(wèn)題，并且轉(zhuǎn)向操作的可靠性差。本發(fā)明通過(guò)上述預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流的優(yōu)選形式有效地使得顯著增加了比例節(jié)流閥4的響應(yīng)速度，有效改善了轉(zhuǎn)向操作的靈敏性。而在轉(zhuǎn)向時(shí)，由于流量控制功能和換向功能分別由比例節(jié)流閥4和電控?fù)Q向閥5承擔(dān)，在比例節(jié)流閥4控制流量的同時(shí)，只要通過(guò)電控?fù)Q向閥5的換向，即可滿足車輪的轉(zhuǎn)向要求，本發(fā)明比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。進(jìn)ー步地，所述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)角傳感器，其中通過(guò)上述比例轉(zhuǎn)向回路驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向的對(duì)應(yīng)的各個(gè)車橋上分別配置有所述轉(zhuǎn)角傳感器。這種轉(zhuǎn)角傳感器主要用于檢測(cè)安裝在各個(gè)車橋兩端的車輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角，從而檢測(cè)出車輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)向角等于根據(jù)上述輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)獲得的所需的轉(zhuǎn)向角吋，可以控制車輪停止轉(zhuǎn)向。當(dāng)然，該轉(zhuǎn)角傳感器僅是ー種便于控制的優(yōu)選形式，由于比例節(jié)流閥4的通流流量是被確定控制，控制器通過(guò)根據(jù)所需的轉(zhuǎn)向角所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸的伸縮距離，通過(guò)控制通流時(shí)間也能夠?qū)崿F(xiàn)車輪偏轉(zhuǎn)所需的轉(zhuǎn)向角。在上述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種車輛(即輪式車輛)，該車輛包括上述技術(shù)方案的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。典型地，所述車輛可以是汽車起重機(jī)或全地面起重機(jī)。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)構(gòu)思在于通過(guò)所述比例轉(zhuǎn)向閥1，將轉(zhuǎn)向過(guò)程分解，通過(guò)比例節(jié)流閥4和電控?fù)Q向閥5分別實(shí)現(xiàn)流量控制功能和換向功能,從而通過(guò)組合控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，通過(guò)引入預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流IO來(lái)消除或減小比例節(jié)流閥4通流截止 區(qū)，從而加快了響應(yīng)速度，顯著改善了轉(zhuǎn)向操作的靈敏性。進(jìn)ー步地，本發(fā)明通過(guò)兩通壓カ補(bǔ)償器7保證轉(zhuǎn)向過(guò)程中流量的穩(wěn)定性，使得比例節(jié)流閥的出口油壓基本不受負(fù)載的影響。此外，內(nèi)置梭閥8的優(yōu)選形式便于多橋的拓展，優(yōu)化了管路的布置。本發(fā)明可以用在任何輪式車輛的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，只要其采用本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。由上描述可以看出，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在干本發(fā)明的比例轉(zhuǎn)向閥、比例轉(zhuǎn)向液壓回路以及由此形成的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠有效地用于輪式車輛的一個(gè)車橋或多橋車輪的轉(zhuǎn)向，有利于實(shí)現(xiàn)較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，顯著改善操作靈敏性，在較小的轉(zhuǎn)彎半徑下也能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的轉(zhuǎn)向。具體地，通過(guò)所述比例轉(zhuǎn)向閥1，將轉(zhuǎn)向過(guò)程分解，即通過(guò)比例節(jié)流閥4和換向閥(例如優(yōu)選地為電控?fù)Q向閥5)分別實(shí)現(xiàn)流量控制功能和換向功能，從而通過(guò)組合控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，通過(guò)引入預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流IO來(lái)消除或減小比例節(jié)流閥4通流截止區(qū)，從而加快了響應(yīng)速度，顯著改善了轉(zhuǎn)向操作的靈敏性，由此提高了轉(zhuǎn)向過(guò)程中的響應(yīng)精度和動(dòng)態(tài)特性。尤其是，本發(fā)明可以通過(guò)變量泵3提供液壓油，可以方便地根據(jù)需求提供流量，例如通過(guò)梭閥形成負(fù)載壓力反饋油路并優(yōu)選地采用負(fù)載敏感變量泵，這有利于減少了系統(tǒng)的發(fā)熱量，節(jié)約了能源。此外，與伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用普通液壓元件，成本低廉，抗污染能力強(qiáng)。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.比例轉(zhuǎn)向閥，其中，包括換向閥和比例節(jié)流閥(4)， 所述換向閥至少具有進(jìn)油端口(10)、回油端口(11)、第一工作端口(12)和第二工作端口(13)，并且該換向閥至少能夠被控制為選擇性地處于如下兩種狀態(tài)之一所述進(jìn)油端口與第一工作端口連通且所述回油端口與第二工作端口連通；以及所述進(jìn)油端口與第二工作端口連通且所述回油端口與第一工作端口連通；并且 所述比例節(jié)流閥的輸出端口( 14)與所述進(jìn)油端口( 10)連通，該比例節(jié)流閥(4)的輸入端口(15)連接于內(nèi)部進(jìn)油油路(23)的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述換向閥還能夠被控制為選擇性地處于如下第三種狀態(tài)所述進(jìn)油端口(10)與所述第一工作端口(12)和第二工作端口(13)截止且所述回油端口( 11)與所述第一工作端口( 12)和第二工作端口( 13)截止。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述換向閥為電控?fù)Q向閥(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)還包括設(shè)置在所述內(nèi)部進(jìn)油油路(23)上的二通壓力補(bǔ)償器(7)，該二通壓力補(bǔ)償器的輸出端口( 17)連接于所述比例節(jié)流閥(4)的輸入端口(15)，并且該二通壓力補(bǔ)償器(7)的輸出端口(17)與該二通壓力補(bǔ)償器(7)的控制端口( 19)連通，該二通壓力補(bǔ)償器(7)的彈簧腔端口( 18)與所述比例節(jié)流閥(4)的輸出端口(14)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)還包括設(shè)置在所述內(nèi)部進(jìn)油油路(23)上的單向閥(6)，該單向閥(6)連接在所述二通壓力補(bǔ)償器(7)的輸出端口(17)與所述比例節(jié)流閥(4)的輸入端口(15)之間，其中所述單向閥(6)的正向端口與所述二通壓力補(bǔ)償器(7)的輸出端口(17)連通，該單向閥(6)的反向端口與所述比例節(jié)流閥的輸入端口(15)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)還包括兩個(gè)溢流閥(9)，其中一個(gè)溢流閥(9)的輸入端口與所述換向閥的第一工作端口(12)連通，另一個(gè)溢流閥(9)的輸入端口與所述換向閥的第二工作端口(13)連通，該兩個(gè)溢流閥(9)的輸出端口均與所述換向閥的回油端口( 11)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)還包括梭閥(8)，該梭閥(8)的第一輸入端口(20)與所述比例節(jié)流閥(4)的輸出端口(14)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)形成為具有整體式復(fù)合閥，該整體式復(fù)合閥的閥體上形成有進(jìn)油口(P)、回油口(T)、第一工作油口(A)、第二工作油口(B)、油壓采集輸入油口(X2)以及油壓反饋輸出油口(XI)，其中所述進(jìn)油口(P)與所述內(nèi)部進(jìn)油油路(23)的另一端連通或作為該內(nèi)部進(jìn)油油路(23)的另一端，所述回油口(T)與所述換向閥的回油端口(11)連通或作為該回油端口(11)，所述第一工作油口(A)與所述換向閥的第一工作端口( 12)連通或作為該第一工作端口( 12)，所述第二工作油口(B)與所述換向閥的第二工作端口( 13)連通或作為該第二工作端口( 13)，所述油壓采集輸入油口(X2)與所述梭閥(8)的第二輸入端口(21)連通或作為該第二輸入端口(21)，所述油壓反饋輸出油口(Xl)與所述梭閥(8)的輸出端口(22)或作為該梭閥(8)的輸出端口(22)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的比例轉(zhuǎn)向閥，其中，所述整體式復(fù)合閥的閥體上還形成有與所述換向閥的第一工作端口( 12)連通的第一測(cè)壓油(MA)和與該換向閥的第二工作端口(13)連通的第二測(cè)壓油口(MB)。
10.比例轉(zhuǎn)向液壓回路，包括用于驅(qū)動(dòng)車輛的一個(gè)車橋兩端的左、右車輪轉(zhuǎn)向的左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)以及變量泵(3)，其中，所述比例轉(zhuǎn)向液壓回路還包括根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的比例轉(zhuǎn)向閥(1)，其中所述換向閥的第一工作端口(12)與所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)各自的有桿腔連通，第二工作端口(13)與所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)各自的無(wú)桿腔連通，所述內(nèi)部進(jìn)油油路(23)的另一端與所述變量泵(3)的輸出油口連通，所述換向閥的回油端口(11)與油箱或回油油路連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的比例轉(zhuǎn)向液壓回路，其中，所述變量泵(3)為負(fù)載敏感變量泵，所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)還包括梭閥(8)，該梭閥(8)的第一輸入端口(20)與所述比例節(jié)流閥(4)的輸出端口( 14)連通，第二輸入端口(21)與所述油箱或回油油路連通，并且該梭閥(8)的輸出端口(22)與所述負(fù)載敏感變量泵的油壓反饋輸入油口(Ls)連通。
12.比例轉(zhuǎn)向液壓回路，包括用于對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)車輛的多個(gè)車橋兩端的左、右車輪轉(zhuǎn)向的多對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)以及變量泵(3)，其中，所述比例轉(zhuǎn)向液壓回路還包括根據(jù)權(quán)利 要求I至6中任一項(xiàng)所述的比例轉(zhuǎn)向閥(1)，該比例轉(zhuǎn)向閥(I)的數(shù)量與所述多個(gè)車橋的數(shù)量相同，其中各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)的換向閥的第一工作端口(12)與相應(yīng)的一對(duì)所述左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)各自的有桿腔連通，第二工作端口( 13)與該對(duì)左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)各自的無(wú)桿腔連通，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)的內(nèi)部進(jìn)油油路(23)的另一端與所述變量泵(3)的輸出油口連通，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)的換向閥的回油端口(11)與油箱或回油油路連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的比例轉(zhuǎn)向液壓回路，其中，所述變量泵(3)為負(fù)載敏感變量泵，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)還分別包括梭閥(8)，各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥(I)的梭閥(8)的第一輸入端口(20)與該比例轉(zhuǎn)向閥(I)的比例節(jié)流閥(4)的輸出端口(14)連通；并且 各個(gè)所述梭閥(8)通過(guò)油路依次連接，其中各個(gè)所述梭閥(8)的第二輸入端口(21)依次地與相鄰的下一個(gè)梭閥的輸出端口(22)連通，并且該依次連接的所述梭閥中的第一個(gè)梭閥的輸出端口(22)與所述負(fù)載敏感變量泵的油壓反饋輸入油口(Ls)連通，最后一個(gè)梭閥的第二輸入端口(21)與所述油箱或回油油路連通。
14.比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，包括控制器以及根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的比例轉(zhuǎn)向液壓回路，其中所述控制器電連接于各個(gè)所述比例轉(zhuǎn)向閥(1)，以根據(jù)輸入到該控制器的輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)控制各個(gè)所述比例節(jié)流閥(4)的通流流量和所述換向閥的換向方向，從而通過(guò)各對(duì)所述轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)缸(2)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的車橋兩端的車輪轉(zhuǎn)向。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)車輛轉(zhuǎn)向操作的輸入轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向傳感器，所述控制器電連接于該轉(zhuǎn)向傳感器以接收所述輸入轉(zhuǎn)向角信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述控制器在控制各個(gè)所述比例節(jié)流閥(4)的通流流量之前預(yù)先控制向各個(gè)所述比例節(jié)流閥輸入一個(gè)預(yù)設(shè)補(bǔ)償電流(10)，以消除或減小各個(gè)所述比例節(jié)流閥(4)的通流截止區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中，所述比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)車輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)角傳感器，所述車輛的通過(guò)所述比例轉(zhuǎn)向回路驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向的各個(gè)相應(yīng)車橋上分別配置有所述轉(zhuǎn)角傳感器。
18.車輛，其中，該車輛包括根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的車輛，其中，所述車輛為汽車起重機(jī)或全地面起重機(jī)。
全文摘要
比例轉(zhuǎn)向閥，其中，包括換向閥和比例節(jié)流閥(4)，所述換向閥至少具有進(jìn)油端口(10)、回油端口(11)、第一工作端口(12)和第二工作端口(13)，所述比例節(jié)流閥的輸出端口(14)與所述進(jìn)油端口(10)連通，該比例節(jié)流閥(4)的輸入端口(15)連接于內(nèi)部進(jìn)油油路(23)的一端。此外，本發(fā)明還提供一種包括所述比例轉(zhuǎn)向閥的比例轉(zhuǎn)向回路、比例轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及車輛。本發(fā)明通過(guò)比例節(jié)流閥和電控?fù)Q向閥分別實(shí)現(xiàn)流量控制功能和換向功能，從而通過(guò)組合控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這能夠便于加快響應(yīng)速度，顯著改善轉(zhuǎn)向操作的靈敏性。本發(fā)明采用普通液壓元件，成本相對(duì)低廉，抗污染能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)B62D5/08GK102862603SQ201210370470
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者詹純新, 劉權(quán), 李英智, 宋院歸, 李義, 張建軍, 王啟濤 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司