[发明专利]电控多模式转向阀、转向液控系统以及轮式起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种电控多模式转向阀、转向液控系统以及轮式起重机。

背景技术

目前工程车辆为应对复杂的场地条件一般都设有多模式转向功能。这里的多模式转向是指车辆的多种转向模式，常见的转向形式有：前桥（前组）独立转向、后桥（后组）独立、小转弯（又称协调）转向、蟹行转向等。小转弯转向时，前组车轮和后组车轮的转向方向相反，可以实现最小的转弯半径，故称小转弯转向；蟹行转向时，前组车轮和后组车轮的转向方向相同，可以实现像螃蟹行走一样运动，故称蟹行转向。图1为常见的四种转向模式示意图。

这种多模式转向的实现形式一般为手动操控和电控操控。对于手动操控方式，一般可采用手动控制的多模式转向阀，使用多模式转向阀的转向原理如图2所示。驾驶员在操作方向盘a4时，全液压转向器a3根据方向盘的左右转动将转向泵提供的液压油从A口或B口输出，然后经过串联的多模式转向阀a2进入前组转向油缸a1和后组转向油缸a5，推动车轮左右转动。

当多模式转向阀a2的阀芯处于左侧第1位置时，从转向器输出的液压油只经过前组转向油缸，实现前桥独立转向功能；当多模式转向阀a2的阀芯处于左侧第2位置时，从转向器输出的液压油依次经过前组转向油缸、后组转向油缸，推动车轮转动，此时前后组车轮转动方向相反，实现小转弯转向功能；当多模式转向阀a2的阀芯处于左侧第3位置时，从转向器输出的液压油只经过后组转向油缸，实现后桥独立转向功能；当多模式转向阀a2的阀芯处于左侧第4位置时，从转向器输出的液压油依次经过前组转向油缸、后组转向油缸，推动车轮转动，此时前后组车轮转动方向相同，实现蟹行转向功能。

对于电控操控方式，目前可采用电液比例控制和电磁阀控制两种方式，其中电液比例控制的多模式转向系统的原理参见图3，前组车轮由驾驶员通过操纵方向盘控制，后组各个车轮的转角根据前组某一车轮的转角大小和驾驶员选择的转向模式通过控制器中设定的程序来输出不同的电信号，进而控制电液比例阀的开度、液压油的流量，使转向油缸按照驾驶员的操作意图推动车轮转动，实现多模式转向功能。而车轮的转角通过安装在车桥上的编码器进行检测。

电磁阀控制的并联多模式转向方案的原理参见图4，利用电磁阀的阀位切换，进行多模式选择，通过分流集流阀，使前后桥油缸实现并联动作。

上面所给出的三种现有多模式转向方案均存在一定程度的缺陷。其中，图2所示的手动操控的多模式转向阀在切换到小转弯和蟹行转向位置（即阀体处于左侧第2个位置和第4个位置）时，前、后组转向液压油缸形成一串联结构，此时液压系统提供的压力在推动前桥转向后，剩余的压力还要能推动后桥转向，这样会使前组转向油缸的压力过大，对密封性要求较高，同时手动操控的切换阀本身结构复杂，阀芯机能特殊，因此成本较高。

图3所示的电液比例多模式方案中，车轮转角的准确度、灵敏度以及可靠性过于依赖电气元件、液压元件的精度和可靠性，一旦电气元件（尤其是编码器、控制器）出现故障，转向系统将不能按照驾驶员的意图工作，这对于高速行驶车辆是十分危险的。另外这种控制系统结构相对复杂，需要专业人员操作，检修不便，成本也相对较高。

图4示出的双分流并联多模式转向阀由于采用了两个分流集流阀，因此会造成系统压损较大。同时，在前桥独立转向和后桥独立转向时，经转向器输出的油液只有部分流入前（后）组转向油缸，有一半或更多的油液被浪费掉了，与此同时，当在这两种模式下进行小角度转向时，由于转向器输出的油液较少，分流集流阀无法实现正常分流，易出现小角度转向无动作的故障，而高速行驶状态下，经常需要小角度修正方向，因此该缺陷将严重影响行车安全。

发明内容

本发明的目的是提出一种电控多模式转向阀、转向液控系统以及轮式起重机，能够实现工程车辆的多模式转向，而且工作可靠，成本较低。