本發明涉及一種平地機的前輪驅動，更具體地說，涉及一種平地機前輪驅動液壓系統。

背景技術：

現有平地機前輪助力液壓系統為一個驅動泵帶兩馬達的前輪助力開式液壓系統，驅動泵從液壓油箱吸油，出口壓力油經控制閥后直接接入兩并聯的馬達，再經控制閥回到液壓油箱的一種開式液壓系統。進入馬達的液壓油流量大小由控制閥內部三位四通換向閥的閥芯開口決定，系統的壓力由驅動泵的壓力切斷閥決定。

平地機開始行駛工作時，驅動泵的排量處于最大排量下，驅動泵輸出的壓力油帶動馬達轉動，在外負載的作用下，驅動泵產生壓力。當馬達的驅動力大于地面附著力時，驅動泵出口壓力小于壓力切斷閥切斷壓力，壓力切斷閥不起作用，驅動泵處于最大排量，馬達處于最高轉速。當馬達的驅動力小于地面附著力時，驅動泵出口壓力達到壓力切斷閥切斷壓力，壓力切斷閥動作，驅動泵排量減小，由于后輪繼續推動著平地機行駛，驅動泵出口壓力減小，壓力切斷閥動作，驅動泵排量增加。這時壓力切斷閥不停的動作，維持驅動泵的排量使前輪與后輪轉速相匹配。

因驅動泵壓力切斷閥的壓力是調定的，但地面狀況會有局部坑洼、土壤松軟、干濕等條件不同以及工作裝置負載不斷變化，平地機輪胎也處于不斷的短暫變化中，壓力切斷閥不斷地動作，造成前輪相對后輪的短暫滑轉，無法有效發揮前輪助力的作用，而且此時的滑轉不但造成輪胎磨損，還會引起整機跑偏或側移，存在重大的安全隱患。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是針對現有平地機的前輪驅動的上述問題，而提供一種用于平地機前輪驅動液壓系統。

本發明為實現其目的的技術方案是這樣的：提供一種平地機前輪驅動液壓系統，其特征在于包括兩個變量泵組、兩個前輪液壓馬達、兩個前輪驅動控制閥、補油泵、油箱、兩位三通的速度切換閥、背壓閥，所述前輪液壓馬達是高低速工作排量切換的雙工作排量液壓馬達，所述前輪驅動控制閥包括三位四通換向閥和兩位五通換向閥，所述三位四通換向閥具有c油口、d油口、c油口和d油口，所述三位四通換向閥處于下位時c油口與d油口導通，d油口與c油口導通；所述三位四通換向閥處于中位時c油口同時與c油口和d油口導通導通，d油口截止；所述三位四通換向閥處于上位時d油口同時與c油口和d油口導通，c油口截止；所述兩位五通換向閥具有a油口、b油口、e油口、f油口、l油口；三位四通換向閥的d油口與兩位五通換向閥的液控下端連接，三位四通換向閥的c油口同時與兩位五通換向閥的液控上端和l油口連接；所述兩位五通換向閥處于下位時，e油口與f油口導通，a油口與b油口同時與l油口導通，所述兩位五通換向閥處于上位時，e油口與a油口導通，f油口與b油口導通，l油口截止；每個變量泵組的兩個工作油口對應與一個前輪驅動控制閥e油口和f油口連接，每個前輪驅動控制閥的a油口和b油口對應與前輪液壓馬達的a油口和r油口連接,該前輪驅動控制閥的d油口與補油泵出油口連接，c油口與油箱連接，每個前輪液壓馬達用于高低速工作排量切換控制的s油口與速度切換閥的a油口連接，速度切換閥的b油口和c油口對應與油箱和補油泵出油口連接，速度切換閥的b油口與c油口或a油口擇一導通；背壓閥連接在外接油源p點與油箱之間，前輪液壓馬達的殼體t回油口連接在外接油源p點與背壓閥的進油口之間。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，每個所述變量泵組包括變量泵、用于控制變量泵流量的泵調節器、與泵調節器連接的泵調節器電磁閥、補油閥；每個變量泵組中的兩個工作油口與該變量泵組中變量泵的兩個工作油口對應連接，所述補油閥的兩個出油口分別對應與所述變量泵的兩個工作油口連接，所述補油閥的進油口與變量泵的出油口連接，泵調節器電磁閥的進油口與補油泵的出油口連接。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，所述三位四通換向閥是兩端均具有驅動電磁鐵的電磁閥。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，還包括用于所述驅動泵流量控制的控制器、與控制器連接用于檢測平地機后輪轉速的轉速傳感器，所述速度切換閥為電磁閥，所述速度切換閥、泵調節器電磁閥、三位四通換向閥的電磁線圈均與所述控制器的對應輸出端連接，所述控制器依據后輪轉速控制所述驅動泵的排量使前輪轉速與平地機的后輪轉速相等。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，還包括與控制器連接的擋位信號輸入裝置，當平地機擋位處于高擋位時，所述控制器輸出電流使速度切換閥的c油口與a油口導通。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，還包括連接在補油泵的出油口與油箱之間的補油溢流閥。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，還包括連接在補油泵的出油口上的蓄能器。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，還包括連接在補油泵的出油口上的補油過濾器，所述補油泵通過所述補油過濾器輸出液壓油。

上述平地機前輪驅動液壓系統中，還包括與控制器連接的前輪工作模式輸入裝置，所述控制器依據所述前輪工作模式輸入裝置發送的三種信號控制前輪驅動控制閥中三位四通閥處于對應的三種工作狀態。前輪工作模式輸入裝置發送的三種信號分別對應自由輪模式、制動模式、助力驅動模式。

本發明與現有技術相比，本發明的優點是。

1：前輪助力液壓系統不因地面條件和工作裝置負載大小的影響而使前輪相對后輪滑轉，前輪的速度始終跟隨后輪的速度，且在平地機行駛過程中可以切換到前輪助力功能，能有效地發揮前輪助力的作用；

2：左右前輪由兩個獨立的閉式液壓系統組成，前輪具有限滑功能，前輪可以有效發揮牽引力，避免前輪在冰雪路面或濕滑路面單側輪胎空轉。

附圖說明

圖1是本發明平地機前輪驅動液壓系統原理圖。

圖2本發明的前輪驅動控制閥的原理圖。

圖3是本發明的組合泵原理圖。

圖4是是本發明平地機的前輪驅動液壓系統的電氣控制框圖。

圖中零部件名稱及序號：

左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2、左前輪驅動控制閥3、速度切換閥4、蓄能器5、右前輪驅動控制閥6、補油過濾器7、背壓閥8、組合泵9、油箱10、三位四通換向閥31、兩位五通換向閥32，補油泵90，左變量泵91，右變量泵92，左補油閥93，補油泵溢流閥94，左泵調節器95，右泵調節器96，左泵調節器電磁閥97、右泵調節器電磁閥98。

具體實施方式

下面結合附圖說明具體實施方案。

如圖1所示，本實施例中的平地機前輪驅動液壓系統包括組合泵、兩個前輪液壓馬達、兩個前輪驅動控制閥、油箱10、兩位三通的速度切換閥4、背壓閥8、蓄能器5等。

如圖3所示，組合泵組包括兩個變量泵組、補油泵90、補油溢流閥94；兩個變量泵組具有相同的結構，分別是左變量泵組和右變量泵組，分別通過一個前輪驅動控制閥與一個前輪液壓馬達連接。其中左變量泵組包括左變量泵91、用于控制左變量泵流量的左泵調節器95、與左泵調節器95連接的左泵調節器電磁閥97、左補油閥93；左變量泵91的a9油口和e9油口對應與左變量泵組的兩個工作油口連接，左補油閥93的兩個出油口分別對應與左變量泵91的兩個工作油口連接；右變量泵92的c9油口和f9油口對應與右變量泵組的兩個工作油口連接，右補油閥的兩個出油口分別對應與右變量泵的兩個工作油口連接，左補油閥、右補油閥的進油口與變量泵的出油口連接。

如圖1所示，補油泵92的出油口處連接有補油過濾器7，通過補油過濾器7向外輸出液壓油。補油泵92的出油口通過補油過濾器7的出油口同時與左補油閥、右補油閥和補油溢流閥、左泵調節器電磁閥97、右泵調節器電磁閥98等各閥的進油口連接。

如圖1圖2所示，兩個前輪驅動控制閥分別是左前輪驅動控制閥3和右前輪驅動控制閥6，它們具有相同的結構，左前輪驅動控制閥3包括三位四通換向閥31和兩位五通換向閥32，三位四通換向閥31具有c油口、d油口、c油口和d油口，三位四通換向閥31處于下位時c油口與d油口導通，d油口與c油口導通；三位四通換向閥31處于中位時c油口同時與c油口和d油口導通導通，d油口截止；三位四通換向閥31處于上位時d油口同時與c油口和d油口導通，c油口截止；兩位五通換向閥32具有a油口、b油口、e油口、f油口、l油口；三位四通換向閥31的d油口與兩位五通換向閥32的液控下端連接，三位四通換向閥31的c油口同時與兩位五通換向閥32的液控上端和l油口連接；兩位五通換向閥32處于下位時，e油口與f油口導通，a油口與b油口同時與l油口導通，兩位五通換向閥處于上位時，e油口與a油口導通，f油口與b油口導通，l油口截止。

如圖1所示，每個變量泵組對應與一個前輪驅動控制閥，左變量泵組中的左變量泵91的a9油口和e9油口對應與左前輪驅動控制閥3中兩位五通換向閥32的e油口和f油口連接，左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31的c油口通過油箱回路與油箱連接，左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31的d油口通過補油過濾器7與補油泵92的出油口連接，左前輪驅動控制閥3中兩位五通換向閥32的a油口和b油口對應左前輪液壓馬達的a油口和r油口連接。右變量泵組中的右變量泵92的c9油口和f9油口對應與右前輪驅動控制閥6中兩位五通換向閥的e油口和f油口連接，右前輪驅動控制閥6中三位四通換向閥的c油口通過油箱回路與油箱連接，右前輪驅動控制閥6中三位四通換向閥的d油口通過補油過濾器與補油泵的出油口連接，右前輪驅動控制閥6中兩位五通換向閥的a油口和b油口對應右前輪液壓馬達2的a油口和r油口連接。

左前輪液壓馬達1的s油口和右前輪液壓馬達2的s油口與速度切換閥4的a油口連接，速度切換閥4的b油口與油箱連接，速度切換閥4的c油口與補油過濾器7的出油口連接。在補油過濾器7的出油口還連接有蓄能器5。外接油源p點與背壓閥8的進油口連接，背壓閥8的出油口與油箱連接，外接油源p點還與左前輪液壓馬達1的t油口和右前輪液壓馬達2的t油口連接。

如圖4所示，擋位信號輸入裝置15、前輪工作模式輸入裝置16和轉速傳感器14與控制器13連接，速度切換閥的電磁控制端y1、左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31的電磁控制端y2、右前輪驅動控制閥6中三位四通換向閥的電磁控制端y3、左泵調節器電磁閥的電磁控制端y4和右泵調節器電磁閥的電磁控制端y5也對應與控制器13的控制輸出端連接。

轉速傳感器14可直接測量平地機后輪的轉速，也可以通過檢測變速箱上某級轉軸的轉速而間接測量后輪的轉速；擋位信號輸入裝置15可以是與平地機擋位操作手柄聯動的撥位開關，也可以是平地機的電控擋位操作手柄，高速擋位和低速擋位可以根據機器的自身情況而設定，例如平地機處于一擋或二擋時認為是低速擋，處于三擋或四擋或更高檔時為高速擋；也可以設定平地機的最高擋位為高速擋，其他擋位為低速擋。前輪工作模式輸入裝置16可以是撥位開關，例如該撥位開關具有自由輪模式、助力模式和制動模式，前輪工作模式輸入裝置處于不同的模式撥位，控制器輸出電位使三位四通換向閥處于下位、或中位、或上位，從而實現前輪處于助力驅動、自由輪或制動工作模式。

在本實施例中，當平地機不使用前輪助力時，也即左前輪和右前輪處于自由輪行走狀態時，操作員通過前輪工作模式輸入裝置16向控制器輸入對應的電信號，此時控制器不向左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31的電磁控制端輸出電信號，則左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31處于中位(圖3中的中位)，兩位五通閥32在彈簧力作用下位于下位，此時，兩位五通閥32的e油口和f油口導通，左變量泵91的a9油口經左前輪驅動控制閥3中兩位五通閥32的e油口和f油口回到左變量泵91的e9油口；同樣，對于右前輪驅動控制閥6中兩位五通閥的e油口和f油口導通，右變量泵92的c9油口經右前輪驅動控制閥6中兩位五通閥的e油口和f油口回到右變量泵92的f9油口；此時，左變量泵91、右變量泵92的排量幾乎為零，補油泵90的壓力油經過補油過濾器7過濾后，通過補油閥93向系統補充液壓油，同時外接油源經過p點引入左前輪液壓馬達的t油口和右前輪液壓馬達的t油口，并由背壓閥8建立背壓壓力，將兩個前輪馬達柱塞壓回柱塞腔，使左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2處于自由輪狀態。

當平地機使用前輪助力時，操作員通過前輪工作模式輸入裝置16向控制器輸入對應的電信號，控制器則向左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31的電磁控制端輸出相應的電信號，使左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31處于下位(圖3中的下位)，此時補油泵的壓力油通過三位四通換向閥31的d油口、c油口而至左前輪驅動控制閥3中兩位五通閥32的液控上端，使兩位五通閥32處于上位(圖3中的上位)，兩位五通閥32的e油口與a油口相通、f油口與b油口相通，使左變量泵91的a9油口與左前輪液壓馬達1的a油口相通，左變量泵91的e9油口與左前輪液壓馬達1的r相通；同樣右前輪驅動控制閥6中兩位五通閥的液控上端導通壓力油，使兩位五通閥處于上位(圖3中的上位)，兩位五通閥的e油口與a油口相通、f油口與b油口相通，使右變量泵92的c9油口與右前輪液壓馬達2的a油口相通，右變量泵92的f9油口與右前輪液壓馬達2的r相通；同時，補油泵90輸出的壓力油經過補油過濾器7過濾后，通過補油閥93向系統補充液壓油；控制器通過變速箱上的轉速傳感器采集到后輪的轉速，計算出后輪速度，輸出控制電流給左泵調節器電磁換向閥97的電磁控制端y4、右泵調節器電磁換向閥98的電磁控制端y5，補油泵90輸出的壓力油經過左泵調節器電磁閥、右泵調節器電磁閥對應控制左泵調節器95和右泵調節器96，使左變量泵91、右變量泵92以輸出對應速度的流量給左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2；當平地機車速發生變化，即變速箱上的轉速傳感器采集到的后輪轉速值發生變化時，控制器重新計算出后輪速度，并輸出控制電流給對應的左泵調節器電磁換向閥97、右泵調節器電磁換向閥98的對應電磁控制端，調整左泵調節器95和右泵調節器96，以輸出對應速度的液壓油給左前輪馬達1和右前輪馬達2，使左前輪馬達1和右前輪馬達2的速度與后輪速度始終保持一致。

當平地機變速箱的擋位進入高速擋位時，擋位信號輸入裝置15向控制器輸入對應的電信號，控制器則向速度切換閥4輸送對應電信號，速度切換閥4的電磁控制端y1得電，速度切換閥4動作，處于左位，使速度切換閥4的a油口與c油口相通，補油泵90輸出的壓力油經補油過濾器7、速度切換閥4進入左前輪液壓馬達1的馬達排量切換油口s和右前輪液壓馬達2的馬達排量切換油口s，將左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2的工作排量由大排量切換到小排量實現左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2的高速運動。

當平地機制動時，前輪工作模式輸入裝置16處于制動模式狀態，前輪工作模式輸入裝置16向控制器給出相應的電信號，控制器向左前輪驅動控制閥3中三位四通換向閥31的電磁控制端輸送對應的電信號，三位四通換向閥31動作，處于上位，補油泵90輸出的壓力油經補油過濾器7、左前輪驅動控制閥3進入左前輪液壓馬達1的油口a和r，將馬達柱塞緊貼在馬達內曲面上，使左前輪液壓馬達1處于制動狀態；同樣右前輪液壓馬達2也處于制動狀態。

當平地機啟用前輪助力直行時，左泵調節器95、右泵調節器96的調節量是一致的，左變量泵91、右變量泵92輸出的流量一致，使左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2的轉速一致，保持平地機直行；當平地機啟用前輪助力轉向時，因轉向內側輪與轉向外側輪的轉速不一致，此時，左泵調節器95、右泵調節器96的調節量是不一致的，左變量泵91、右變量泵92輸出的流量也不一致，使左前輪液壓馬達1、右前輪液壓馬達2的轉速符合轉向需求，避免轉向外側輪被拖行導致的輪胎磨損、前輪側滑等不安全現象。