工程车辆的行走液压系统及工程车辆
技术领域
本申请涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种工程车辆的行走液压系统及工程车辆。
背景技术
现有技术中，液压马达是液压系统的一种执行元件，将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能(转矩和转速)；其中，以径向柱塞马达为代表的液压马达由于具有良好的反向特性且转矩大，广泛应用于飞机牵引车、除冰车、叉车或者装载机等采用静液压传动系统的工程车辆上。
但是在实际使用过程中，由于径向柱塞马达的转速低，当工程车辆在场地内长距离转移时往往需要花费较长时间，影响工作效率；为了节省时间，操作人员通常采用牵引装置牵引工程车辆。此外，当工程车辆的动力系统出现故障，径向柱塞马达无法继续提供行驶动力时，操作人员也会采用牵引装置牵引工程车辆到指定地区进行维护维修。
当由外部牵引工程车辆进行移动时，会存在吸空、发热等现象而损坏径向柱塞马达，导致该工程车辆无法进行实现高速、长距离牵引。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例期望提供一种工程车辆的行走液压系统及工程车辆，以解决高速以及长距离牵引状态下的敲缸问题。
为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
工程车辆的行走液压系统，包括第一主泵、径向柱塞马达、换向阀、第一油路、第二油路、控制油路以及第二液控部；所述径向柱塞马达包括第七工作油口、第八工作油口以及设置于所述径向柱塞马达的外壳上的通孔；所述换向阀能够选择性地将所述第一油路和所述第二油路的其中之一与所述第七工作油口连通，将其中另一与所述第八工作油口连通；所述第一主泵选择性为所述第一油路或所述第二油路供油；所述第二液控部能够选择性地对所述第一油路和所述第二油路泄压；所述控制油路与所述通孔连通，以选择性地向所述径向柱塞马达的外壳内供油；所述工程车辆包括行驶状态和牵引状态；当所述工程车辆处于行驶状态，所述控制油路回油，所述第一主泵驱动所述径向柱塞马达正转或反转；当所述工程车辆处于牵引状态，所述第一油路和所述第二油路通过所述第二液控部泄压，所述径向柱塞马达被动转动，所述控制油路向所述径向柱塞马达的外壳内供油以使得所述径向柱塞马达的柱塞与所述外壳的内壁分离。
进一步地，所述第一主泵为闭式泵；所述第一主泵的第一油口连通所述第一油路，所述第一主泵的第二油口连通所述第二油路；所述第一主泵、所述径向柱塞马达、所述换向阀、所述第一油路以及所述第二油路形成闭式液压系统。
进一步地，所述行走液压系统包括第一液控部、第二主泵以及第三油路；所述第二主泵与所述第一液控部通过所述第三油路连通，所述控制油路通过所述第一液控部连通所述第三油路；当所述工程车辆处于行驶状态：所述控制油路泄压；当所述工程车辆处于牵引状态：所述第一液控部控制所述第三油路向所述控制油路通入压力油以使得所述径向柱塞马达的柱塞与所述外壳的内壁分离。
进一步地，所述第一液控部包括第一单向阀、第一液控阀以及第二单向阀；所述第二主泵与所述第一单向阀的第一进油口通过所述第三油路连通，所述控制油路的一端连通所述通孔，所述控制油路的另一端连通所述第一单向阀的第一出油口以及所述第一液控阀的第一工作油口，所述第一液控阀的第二工作油口用于泄压，所述第一液控阀的第三工作油口连通所述第二单向阀的第三进油口，所述第二单向阀的第二出油口用于泄压；所述第一液控阀能够选择性地将所述第一工作油口连通所述第二工作油口或连通所述第三工作油口；所述工程车辆处于牵引状态，所述第一单向阀处于开启状态，所述第一工作油口与所述第三工作油口连通，所述第二单向阀处于开启状态，所述第一单向阀与所述第二单向阀的背压共同使得所述控制油路具有压力油。
进一步地，所述第一单向阀的背压为1.5-3MPa，所述第二单向阀的背压为 0.2-1.0bar，所述行走液压系统处于牵引状态，所述控制油路内的压力为A，1.0bar ≤A≤3bar。
进一步地，所述行走液压系统包括第五油路、制动器、第一梭阀、第二液控阀以及用于向所述第一主泵补油的补油泵，所述制动器用于制动所述径向柱塞马达，所述第五油路连接在所述制动器以及所述第一梭阀的第四出油口之间，所述第一梭阀的第四进油口连通所述第三油路，所述第一梭阀的第五进油口连通所述第二液控阀的第四工作油口，所述第二液控阀的第五工作油口连通所述补油泵的第三出油口，所述第二液控阀的第六工作油口用于泄压。
进一步地，所述行走液压系统还包括应急泵以及第二梭阀，所述第二主泵的第五出油口连通所述第二梭阀的第六进油口，所述应急泵的第六出油口连通所述第二梭阀的第七进油口，所述第二梭阀的第七出油口连通所述第三油路；所述工程车辆处于牵引状态，所述第二梭阀能够选择性的将所述第三油路与所述第二主泵或所述应急泵连通，以便向所述控制油路内注入压力油。
进一步地，所述行走液压系统包括电机，所述电机用于驱动所述应急泵。
进一步地，所述行走液压系统包括向所述电机提供电力的电瓶。
进一步地，所述第二液控部包括第一控制阀以及第二控制阀，所述行走液压系统包括第六油路和回油路，所述第六油路连接在所述第一油路和所述第二油路之间，所述第一控制阀设置在所述第六油路上以控制所述第六油路的通断，所述回油路的进油端与所述第六油路连通，所述第二控制阀设置在所述回油路上以控制所述回油路的通断。
工程车辆，包括车轮以及上述的行走液压系统，所述径向柱塞马达与所述车轮传动连接。
本申请实施例的工程车辆的行走液压系统通过设置径向柱塞马达、第一油路、第二油路、控制油路以及第二液控部。径向柱塞马达包括设置于径向柱塞马达的外壳上的通孔；控制油路与通孔连通，以选择性地向径向柱塞马达的外壳内供油。当工程车辆处于牵引状态，第一油路和第二油路通过第二液控部泄压，以使得径向柱塞马达内的柱塞可以自由伸缩，通过控制油路向径向柱塞马达的外壳内供油，进而实现径向柱塞马达的柱塞与外壳的内壁分离；径向柱塞马达被动转动，可有效的防止柱塞与外壳发生碰撞，避免敲缸，适于长距离和高速的牵引场合。
附图说明
图1为本申请第一实施例的行走液压系统的液压原理图；
图2为图1的B局部视图；
图3为本申请第二实施例的行走液压系统中的径向柱塞马达的连接示意图，其中，径向柱塞马达处于行驶状态；
图4为径向柱塞马达的横截面示意图，其中，径向柱塞马达处于牵引状态；
图5为本申请第三实施例的行走液压系统的液压原理图；
图6为本申请第四实施例的行走液压系统的液压原理图；
图7为图6的C局部视图；
图8为本申请第五实施例的行走液压系统的液压原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。
在本申请实施例的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”方位或位置关系为基于附图3所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
一种工程车辆，包括车轮(未标出)以及行走液压系统。
如图1至图8所示，行走液压系统包括第一主泵10、径向柱塞马达30、换向阀40、第一油路61、第二油路62、控制油路66以及第二液控部70。
其中，径向柱塞马达30包括第七工作油口31、第八工作油口32以及设置于径向柱塞马达30的外壳35上的通孔33；换向阀40可为二位四通换向阀，换向阀40能够选择性地将第一油路61和第二油路62的其中之一与第七工作油口31连通，将其中另一与第八工作油口32连通；第一主泵10选择性为第一油路61或第二油路62供油；第二液控部70能够选择性地对第一油路61和第二油路62泄压；控制油路66与通孔33连通，以选择性地向径向柱塞马达30的外壳35内供油。
工程车辆包括行驶状态和牵引状态。
当工程车辆处于行驶状态，控制油路66回油，径向柱塞马达30内的柱塞 36正常伸缩动作，第一主泵10驱动径向柱塞马达30正转或反转；
具体地，径向柱塞马达30与车轮传动连接；通过第一主泵10为第一油路 61或第二油路62提供压力油，从而对径向柱塞马达30供油以实现其运转，径向柱塞马达30再驱动车轮转动，实现工程车辆移动。其中，第一主泵10向第七工作油口31注入压力油，则第八工作油口32出油，径向柱塞马达30正转；第一主泵10向第八工作油口32注入压力油，则第七工作油口31出油，带动径向柱塞马达30反转。径向柱塞马达30的正转或者反转通过转轴34传动到车轮 (未标出)从而驱使工程车辆前进或者后退，以满足作业要求。
当工程车辆处于牵引状态，第一油路61和第二油路62通过第二液控部70 泄压，以使得径向柱塞马达30内的柱塞36可以自由伸缩，如图4所示，通过控制油路66向径向柱塞马达30的外壳35内供油，柱塞36内侧对应的第一油路61和第二油路62内残余的压力油已通过第二液控部70流回油箱(未标出)，压力为0，柱塞36外侧对应的由外壳35所形成的容纳腔351中填充有来自控制油路66的压力油，内外侧油压不平衡，柱塞36受到沿径向的向心力F，进而实现径向柱塞马达30的柱塞36与外壳35的内壁分离；工程车辆由外部进行牵引的过程中，工程车辆的车轮被动转动，进而通过转轴34使得径向柱塞马达 30被动转动，柱塞36缩回可有效的防止与外壳35发生碰撞，避免敲缸，适于长距离和高速的牵引场合。
可以理解的是，在各实施例中，正转和反转只是相对的概念，并不是限定某个方向为正或反，因此，径向柱塞马达30的正转并不意味着工程车辆前进，也可以是工程车辆后退，同理，径向柱塞马达30的反转并不意味着工程车辆后退，也可以是工程车辆前进。正转反转的切换可通过换向阀40的切换实现，也可以通过第一主泵10选择性地对第一油路61和第二油路62出油实现，具体以设计为准。
需注意的是，工程车辆可以是飞机牵引车、除冰车、叉车或者装载机等；特别地，工程车辆可以是维护保障车辆，尤其是针对飞机等进行维护的维护保障车辆。现有技术中，通常维护保障车辆不具有驾驶室，其作业过程中，通过操控屏幕前进后退进行作业，完成作业后，转移场地需要通过外部进行高速、长距离牵引。
由于径向柱塞马达的结构限制，当由外部牵引工程车辆进行移动时，径向柱塞马达内的活动的柱塞会不断敲击柱塞马达内的定子外壳，引起敲缸；在长距离和/或高速的牵引下，处于被动牵引的情况下，柱塞没有获得供油却不断往复伸缩，导致吸空、敲缸噪音、严重发热等现象，长期在这种工况下会导致柱塞以及外壳损坏，缩短设备使用寿命，最终损坏径向柱塞马达。而采用本申请实施例的行走液压系统后，工程车辆在行驶状态下通过径向柱塞马达30驱动，在牵引状态下通过控制油路66向径向柱塞马达30的外壳35内供油，实现径向柱塞马达30的柱塞36与外壳35的内壁分离，防止敲缸。
在一种可能的实施例中，第一主泵10为闭式泵；如图1至图3、图5、图 6和图8所示，第一主泵10的第一油口11连通第一油路61，第一主泵10的第二油口12连通第二油路62。
具体地，第一主泵10的第一油口11与换向阀40的第一端口41通过第一油路61连通，第一主泵10的第二油口12与换向阀40的第二端口42通过第二油路62连通，换向阀40的第三端口43连通第七工作油口31，换向阀40的第四端口44连通第八工作油口32。
当换向阀40处于第一工作位：第一端口41与第三端口43连通，第一主泵 10的第一油口11、第一油路61以及第七工作油口31依次连通；第二端口42 与第四端口44连通，第一主泵10的第二油口12、第二油路62以及第八工作油口32依次连通。
当换向阀40处于第二工作位：第一端口41与第四端口44连通，第一主泵 10的第一油口11、第一油路61以及第八工作油口32依次连通；第二端口42 与第三端口43连通，第一主泵10的第二油口12、第二油路62以及第七工作油口31依次连通。
换向阀40可为二位三通阀，实现换向阀40的切换功能可以是通过向其控制端提供液信号或者电信号，具体以换向阀40选用的类型确定。
可以理解的是，当工程车辆处于行驶状态，不管换向阀40处于第一工作位还是第二工作位，第一主泵10均可以选择向第七工作油口31或者第八工作油口32的其中之一供油，并从其中另一回油，通过第一主泵10、径向柱塞马达 30、换向阀40、第一油路61以及第二油路62可形成闭式液压系统。
当工程车辆处于牵引状态，由于第二液控部70对第一油路61和第二油路 62泄压，因此换向阀40处于第一工作位还是第二工作位并不会影响牵引的进行。
在本实施例中，第一主泵10可以选择为双向液压泵或者单向液压泵。
可以预见的是，只要向控制油路66注入合适压力的压力油即可实现径向柱塞马达30的柱塞36与外壳35的内壁分离，而无需限定控制油路66的压力油从何处来，如图5所示，行走液压系统包括第七油路67，通孔33连通第七油路67用于回油，其中，在控制油路66上设置第三控制阀661，在第七油路67 设置第四控制阀671；
当工程车辆处于牵引状态，第三控制阀661开启，第七油路67断开，控制油路66向通孔33注入合适压力的压力油，例如2.0bar，以实现径向柱塞马达 30的柱塞36与外壳35的内壁分离，从而方便径向柱塞马达30被动转动。
当工程车辆处于行驶状态，第三控制阀661关闭，第七油路67断开，径向柱塞马达30正常动作，第一主泵10向第七工作油口31以及第八工作油口32 供油以驱使工程车辆前进或者后退，少量从柱塞36渗漏到容纳腔351中的油，可从通孔33经过第七油路67直接回油排出。
第三控制阀661可为二位二通球阀，第四控制阀671可为二位二通球阀。
在一种可能的实施例中，如图4、图6至图8所示，行走液压系统包括第一液控部50、第二主泵20以及第三油路63；第二主泵20与第一液控部50通过第三油路63连通，控制油路66通过第一液控部50连通第三油路63。第二主泵20可以是开式泵，通过原动机构(未标出)传递过来的动力带动第二主泵 20运转以从油箱中吸油。
当工程车辆处于行驶状态：第一液控部50能够使得第三油路63与控制油路66的液压油不流通，控制油路66泄压，也就是说，控制油路66内的油压非常低，接近于0，径向柱塞马达30正常动作，第一主泵10向第七工作油口31 以及第八工作油口32供油以驱使工程车辆前进或者后退。
当工程车辆处于牵引状态：第一液控部50能够连通第三油路63与控制油路66，第二主泵20通过第三油路63向控制油路66通入压力油以使得径向柱塞马达30的柱塞36与外壳35的内壁分离。
需要理解的是，第二主泵20作为动力输出，第二主泵20也可以对工程车辆的其他功能部件提供压力油。以工程车辆为维保侧为例，功能部件可以是臂吊伸缩油缸、回转油缸等等，在此不再赘述。
在一种可能的实施例中，如图4、图6至图8所示，行走液压系统还包括应急泵110以及第二梭阀111。
当工程车辆处于行驶状态：第一液控部50能够使得第三油路63与控制油路66断路，径向柱塞马达30正常动作，第一主泵10向第七工作油口31以及第八工作油口32供油以驱使工程车辆前进或者后退。
当工程车辆处于牵引状态，第二梭阀111能够选择性的将第三油路63与第二主泵20或应急泵110连通，以便向控制油路66内注入压力油。
具体地，第二主泵20的第五出油口201连通第二梭阀111的第六进油口 112，应急泵110的第六出油口113连通第二梭阀111的第七进油口114，第二梭阀111的第七出油口115连通第三油路63。
通常的情况下，工程车辆处于牵引状态，由第二主泵20向控制油路66内注入压力油，以方便实现径向柱塞马达30的柱塞36与外壳35的内壁分离。若第二主泵20出现故障，无法向控制油路66内注入压力油，牵引检修难以实现，通过设置应急泵110，可作为紧急情况下的备用泵确保牵引。
在一种可能的实施例中，如图6至图8所示，行走液压系统包括电机116，电机116用于驱动应急泵110，电机116可以是燃油发电机，当然，电机116 也可以通过由工程车辆自带或者临时放置的电瓶提供动力，针对工程车辆的复杂应用场合，由电瓶向电机116提供电力从而带动应急泵110，可以在液压控制失效的情况下，依然对工程车辆实施高速牵引以及长距离牵引，并确保不会出现敲缸。
在一种可能的实施例中，如图4、图6至图8所示，第一液控部50包括第一单向阀51、第一液控阀52以及第二单向阀53。
第一单向阀51可为背压式单向阀，其开启的压力可根据设计需要调节。
第一液控阀52为二位三通阀。具体地，第二主泵20与第一单向阀51的第一进油口511通过第三油路63连通，控制油路66的一端连通通孔33，控制油路66的另一端连通第一单向阀51的第一出油口512以及第一液控阀52的第一工作油口521，第一液控阀52的第二工作油口522连通油箱用于泄压，第一液控阀52的第三工作油口523连通第二单向阀53的第三进油口531，第二单向阀53的第二出油口532连通油箱用于泄压；第一液控阀52能够选择性地将第一工作油口521连通第二工作油口522或连通第三工作油口523；
当工程车辆处于牵引状态，第二主泵20或应急泵110向第三油路63注入压力油，压力油的压力克服第一单向阀51预设的开启压力，使得第一单向阀51处于开启状态。
第一液控阀52的第一工作油口521与第三工作油口523连通，第一单向阀51的第一进油口511进油，第二单向阀53处于开启状态，压力油从第二单向阀53的第二出油口532流出泄压；
需要理解的是，第二单向阀53可以是常规的单向阀，其开启压力固定，可以预见的是，虽然都是压力油，但是压力油处于第三油路63中的部分压力最大；压力油处于第一单向阀51与第一液控阀52之间的部分，也即是控制油路66 的压力其次，压力油通过控制油路66进入通孔33，进而实现径向柱塞马达30 的柱塞36与外壳35的内壁分离；压力油从第二出油口532流出泄压，压力为 0。
因此，通过调整第一单向阀51与第二单向阀53的背压共同使得控制油路 66具有合适压力的压力油，从而确保压力油作用在柱塞36上，实现径向柱塞马达30的柱塞36与外壳35的内壁分离，防止柱塞36与外壳35发生碰撞，避免敲缸，适于长距离和高速的牵引场合。
当工程车辆处于行驶状态，第一单向阀51关闭，第三油路63与控制油路 66断开连通，第一主泵10为第一油路61或第二油路62提供压力油，从而对径向柱塞马达30供油以实现其运转；第一工作油口521与第二工作油口522 连通，行驶状态下，少量从柱塞36渗漏到容纳腔351中的油，可从通孔33依次经过控制油路66、第一工作油口521与第二工作油口522直接回油排出。
在一种可能的实施例中，第一单向阀51的背压一般取值为1.5-3MPa，第二单向阀53的背压一般取值为0.2-1.0bar，当工程车辆处于牵引状态，可设定控制油路66内的压力为A，1.0bar≤A≤3bar。
第一单向阀51的背压以2MPa为例，第二单向阀53的背压以0.5bar，当工程车辆处于牵引状态，调整第二单向阀53流量为10L/min时，靠近第二单向阀53的第二出油口532的压力为0bar，靠近第二单向阀53的第三进油口531 的压力为2bar。
在一种可能的实施例中，如图6和图8所示，行走液压系统包括第五油路65、制动器100、第一梭阀101、第二液控阀102以及用于向第一主泵10补油的补油泵130，制动器100通常为常闭，用于制动径向柱塞马达30的转轴34，防止工程车辆随意起步，确保安全。
具体地，第二液控阀102可为二位三通阀，第五油路65连接在制动器100 以及第一梭阀101的第四出油口103之间，第一梭阀101的第四进油口104连通第三油路63，第一梭阀101的第五进油口105连通第二液控阀102的第四工作油口106，第二液控阀102的第五工作油口107连通补油泵130的第三出油口131，补油泵130的第二进油口(未标出)连通油箱用于吸油，第二液控阀 102的第六工作油口108连通油箱用于泄压。
当工程车辆处于行驶状态：
第五工作油口107与第四工作油口106连通，补油泵130依次通过第五工作油口107、第四工作油口106以及第一梭阀101连通第五油路65，通过补油泵130向第五油路65注油，制动器100停止制动，此时工作车辆才可以正常前进或者后退，以完成作业。
当行走液压系统处于牵引状态：
第六工作油口108与第四工作油口106连通，残余的压力油流入油箱回油；补油泵130与第五油路65断开，第三油路63通过第一梭阀101连通第五油路 65，向第五油路65通入压力油，注油的来源可以是第二主泵20或者应急泵110，压力油一边开启第一单向阀51，一边通入制动器100，使得制动器100停止制动，方便在牵引过程中，径向柱塞马达30被动转动。
需要指出的是，通常制动器100的启闭压力较大，可以是采用一根单独的管路以及油泵在在牵引状态下进行控制；在本实施例中，制动器100的启闭压力为2MPa，因此可搭配第一单向阀51的开启压力大于等于2MPa进行设置；在牵引状态下，第二主泵20或者应急泵110对控制油路66注入压力油的同时也可以向第五油路65通入压力油，前者可以实现径向柱塞马达30的柱塞36 与外壳35的内壁分离，后者可以松开制动器100，从而方便径向柱塞马达30 被动转动。采用上述的管路设计，有利于简化管路，避免控制管路过多。
在一种可能的实施例中，如图1、图3、图5、图6和图8所示，第二液控部70包括第一控制阀71以及第二控制阀72，行走液压系统包括第六油路67 和回油路68，第六油路67连接在第一油路61和第二油路62之间，第一控制阀71设置在第六油路67上以控制第六油路67的通断，回油路68的进油端与第六油路67连通，回油路68的回油端与油箱连通以泄压，第二控制阀72设置在回油路68上以控制回油路68的通断。
当工程车辆处于牵引状态：第一控制阀71以及第二控制阀72打开，第一油路61和第二油路62连通油箱，第一油路61和第二油路62泄压，方便径向柱塞马达30被动转动。
当工程车辆处于行驶状态：第一控制阀71以及第二控制阀72均断开。
第一控制阀71可为二位二通球阀；性能稳定、开启方便且在行驶状态下可以有效承受压力。同理，第二控制阀72也可为二位二通球阀。
在一种可能的实施例中，行走液压系统还包括连通油箱的功能冲洗阀120，功能冲洗阀120连接在第一油路61与第二油路62之间以对闭式液压系统降温。
本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
