用于變速器的液壓控制系統(tǒng)和包括該液壓控制系統(tǒng)的機(jī)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于變速器的液壓控制系統(tǒng)(100)，包括：加壓流體源，該加壓流體源包括油箱(22)；換檔執(zhí)行裝置，該換檔執(zhí)行裝置包括兩個(gè)換向離合器(10，12)和多個(gè)變速離合器(14，16)；流體連接在換檔執(zhí)行裝置與加壓流體源之間的控制閥(6)，其特征在于，所述液壓控制系統(tǒng)包括設(shè)置在所述控制閥的回油口和油箱之間的保壓閥(18)。通過設(shè)置保壓閥，可以提高換檔速度，同時(shí)提高了換檔一致性并降低了換檔引起的液壓沖擊。本實(shí)用新型還涉及包括變速器和該液壓控制系統(tǒng)的機(jī)器。
【專利說明】
用于變速器的液壓控制系統(tǒng)和包括該液壓控制系統(tǒng)的機(jī)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及用于變速器的液壓控制系統(tǒng)和包括該液壓控制系統(tǒng)的機(jī)器。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、拖拉機(jī)、起重機(jī)之類的機(jī)器的變速器具有較多檔位并且借助于液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行換檔操作，通過液壓控制系統(tǒng)使變速器中不同的齒輪嚙合或脫開，從而實(shí)現(xiàn)不同的檔位。在一種常規(guī)的變速器液壓控制系統(tǒng)中，通過多個(gè)離合器實(shí)現(xiàn)檔位變換。所述多個(gè)離合器例如可包括前進(jìn)用離合器、倒退用離合器、用于實(shí)現(xiàn)一檔的第一變速離合器和用于實(shí)現(xiàn)二檔的第二變速離合器。該液壓控制系統(tǒng)還包括栗，該栗從油箱抽取液壓流體并對其進(jìn)行加壓。經(jīng)加壓后的液壓流體通過用于控制方向和速度的閥裝置被供應(yīng)到相應(yīng)的離合器，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)一檔、前進(jìn)二檔、倒退一檔、或倒退二檔。
[0003]在這種變速器液壓控制系統(tǒng)中，例如當(dāng)實(shí)現(xiàn)了前進(jìn)一檔時(shí)，與倒退用離合器和實(shí)現(xiàn)二檔的第二變速離合器相關(guān)聯(lián)的流體通道中的液壓流體將全部流回油箱。當(dāng)從前進(jìn)一檔切換到其它檔位、例如倒退二檔時(shí)，與倒退用離合器和實(shí)現(xiàn)二檔的第二變速離合器相關(guān)聯(lián)的流體通道中需要重新充滿液壓流體后才能夠推動(dòng)離合器的活塞，造成換檔時(shí)間加長并且換檔沖擊增大。另外，在頻繁或者快速換檔時(shí)，有可能出現(xiàn)相關(guān)流體通道中的加壓流體沒有完全泄放完的情況。這會(huì)造成換檔時(shí)間的不一致。
[0004]本實(shí)用新型旨在解決上述問題和/或現(xiàn)有技術(shù)中的其它問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)方面涉及一種用于變速器的液壓控制系統(tǒng)，其包括:加壓流體源，該加壓流體源包括油箱;換檔執(zhí)行裝置，該換檔執(zhí)行裝置包括兩個(gè)換向離合器和多個(gè)變速離合器;流體連接在換檔執(zhí)行裝置與加壓流體源之間的控制閥，其特征在于，所述液壓控制系統(tǒng)包括設(shè)置在所述控制閥的回油口和油箱之間的保壓閥。
[0006]本實(shí)用新型的另一方面涉及一種機(jī)器，所述機(jī)器包括變速器和根據(jù)本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0007]下面將參照示意性的附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型。附圖及相應(yīng)的實(shí)施例僅是為了說明的目的，而非用于限制本實(shí)用新型。在附圖中:
[0008]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于變速器的液壓控制系統(tǒng)的示意性原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變速器液壓控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。液壓控制系統(tǒng)100可包括加壓流體源和換檔執(zhí)行裝置。加壓流體源可包括油箱22和栗4。油箱22用于儲(chǔ)存例如處于大氣壓力下的液壓流體，該液壓流體例如可以是專用液壓油、發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油、變速器潤滑油或本領(lǐng)域公知的其它流體。栗4能夠從油箱22抽取液壓流體并對液壓流體加壓，從而產(chǎn)生加壓流體。在圖1所示的實(shí)施例中，栗4由發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)?？梢岳斫獾氖牵?也可以用其它方式驅(qū)動(dòng)。例如，栗4可以是由來自蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)栗。
[0010]換檔執(zhí)行裝置可包括用于使變速器中的相應(yīng)齒輪組接合或脫開以實(shí)現(xiàn)檔位變換的多個(gè)離合器。一般地，換檔執(zhí)行裝置可包括兩個(gè)換向離合器和多個(gè)變速離合器。在圖1所示的實(shí)施例中，換檔執(zhí)行裝置包括倒退用離合器10、前進(jìn)用離合器12、第一變速離合器16和第二變速離合器14。前進(jìn)用離合器12和倒退用離合器10中的一者與第一和第二變速離合器14、16中的一者相互配合，能夠分別實(shí)現(xiàn)前進(jìn)一檔、前進(jìn)二檔、倒退一檔和倒退二檔四個(gè)檔位?？梢岳斫獾氖牵谝蛔兯匐x合器16和/或第二變速離合器14可以具有一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)位置，以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)檔位。
[0011]如圖1所示，在換檔執(zhí)行裝置和栗4之間設(shè)置有控制閥6?？刂崎y6能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)換向和變速兩種功能?？蛇x地，在控制閥6與前進(jìn)用離合器12和倒退用離合器10之間設(shè)置有剎車斷檔閥8。
[0012]在圖1所示的實(shí)施例中，控制閥6構(gòu)造成五位六通閥。具體而言，控制閥6包括六個(gè)端口，第一端口(進(jìn)油口)用于與栗4流體連接，第二端口(回油口)用于與油箱22流體連接，第三端口用于與倒退用離合器10流體連接，第四端口用于與前進(jìn)用離合器12流體連接，第五端口用于與第二變速離合器14流體連接，第六端口用于與第一變速離合器16流體連接。
[0013]控制閥6具有五個(gè)工作位置。當(dāng)控制閥6處于中位(第一位置)時(shí)，來自栗4的液壓流體在控制閥6的第一端口處被截止，而第二、第三、第四、第五和第六端口彼此流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的Fl位置(第二位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第四端口和第六端口流體連通，且第二端口、第三端口和第五端口流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的F2位置(第三位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第四端口和第五端口流體連通，且第二端口、第三端口和第六端口流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的Rl位置(第四位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第三端口和第六端口流體連通，且第二端口、第四端口和第五端口流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的R2位置(第五位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第三端口和第五端口流體連通，且第二端口、第四端口和第六端口流體連通?？刂崎y6在上述五個(gè)位置之間的切換可以通過本領(lǐng)域公知的任何方式來實(shí)現(xiàn)。
[0014]在本實(shí)施例中，控制閥6能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)換向和變速兩個(gè)功能?？梢岳斫獾氖牵刂崎y6可以用其它適當(dāng)?shù)拈y組代替，只要能夠?qū)崿F(xiàn)如上所述的換向和變速功能即可。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制閥6可以用一個(gè)換向控制閥和一個(gè)變速控制閥代替，其中換向控制閥與前進(jìn)用離合器12和倒退用離合器10流體連接，變速控制閥與第一變速離合器16和第二變速離合器14流體連接。
[0015]剎車斷檔閥8構(gòu)造成二位五通閥。具體而言，剎車斷檔閥8包括五個(gè)端口，其中，剎車斷檔閥8的第一端口和第二端口分別與控制閥6的第三端口和第四端口流體連接，剎車斷檔閥8的第三端口用于與油箱22流體連接，剎車斷檔閥8的第四端口與倒退用離合器10流體連接，第五端口與前進(jìn)用離合器12流體連接。當(dāng)剎車斷檔閥8如圖1所示處于左位(第一位置)時(shí)，其第一端口和第四端口流體連通，第二端口和第五端口流體連通，第三端口截止。當(dāng)剎車斷檔閥8處于右位(第二位置)時(shí)，其第一和第二端口截止，第三、第四和第五端口彼此流體連通。
[0016]在機(jī)器正常運(yùn)行狀態(tài)下，剎車斷檔閥8在壓縮氣體的作用下處于如圖1所示的左位、即接通位置，使得液壓流體能夠從控制閥6的第三或第四端口供應(yīng)到相應(yīng)的前進(jìn)用離合器12或倒退用離合器10。當(dāng)施加了剎車(制動(dòng))操作時(shí)，壓縮氣體的作用被解除，剎車斷檔閥8在壓縮彈簧的作用下被切換到右位、即斷開位置，使得前進(jìn)用離合器12和倒退用離合器10中的液壓流體被泄放到返回管路。
[0017]如圖1所示，在本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)100中，在控制閥6的第二端口(即回油口)與油箱22之間設(shè)置有保壓閥18。在本實(shí)施例中，保壓閥18是允許流體從控制閥6的回油口朝向油箱22流動(dòng)而阻止流體沿相反方向流動(dòng)的單向閥。保壓閥18配置成在液壓流體從換檔執(zhí)行裝置經(jīng)由控制閥6流回油箱的流體路徑中維持一定壓力。有利地，保壓閥18是一種大流量超低壓保壓閥。該閥的流量配置成當(dāng)執(zhí)行換檔操作時(shí)減輕從相應(yīng)的換向離合器和變速離合器經(jīng)由控制閥6(和可選地，剎車斷檔閥8)朝向油箱22泄油的速度，使得不顯著影響泄油速度和時(shí)間。該閥的開啟壓力設(shè)定成在換檔時(shí)一方面不影響相應(yīng)的離合器中的彈簧的復(fù)位，另一方面大于該液壓控制系統(tǒng)100中從換檔執(zhí)行裝置通向油箱的液壓流體通道中由液壓流體的重力所產(chǎn)生的壓力，使得能夠維持液壓流體通道中時(shí)刻充滿液壓流體。這樣，執(zhí)行換檔操作時(shí)，相應(yīng)通道中的液壓流體能夠直接被充入相應(yīng)離合器的活塞腔中，從而提高換檔速度。另外，由于通道中一直充滿液壓流體，因此能夠提高換檔的一致性并且降低換檔引起的液壓沖擊。
[0018]在液壓系統(tǒng)操作過程中，不可避免地存在液壓流體泄漏現(xiàn)象。為了確保液壓流體通道中時(shí)刻充滿液壓流體，在控制閥6的進(jìn)油口(第一端口)和回油口(第二端口)之間設(shè)置有補(bǔ)油裝置20，用于向液壓控制系統(tǒng)的液壓流體通道中補(bǔ)充液壓流體，以使液壓流體通道中時(shí)刻充滿液壓流體。在圖1所示的實(shí)施例中，補(bǔ)油裝置20是一節(jié)流閥，其在補(bǔ)充液壓流體的同時(shí)基本上不影響通道內(nèi)的壓力。
[0019]如圖1所示，液壓控制系統(tǒng)100還包括蓄能器、調(diào)壓閥、溢流閥、變矩器、冷卻器等。這些部件的結(jié)構(gòu)和作用是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，在此省略其描述。
[0020]工業(yè)適用性
[0021]本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)尤其適用于裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、拖拉機(jī)或起重機(jī)等工程機(jī)械的變速器。下面以從前進(jìn)一檔(Fl)切換至倒退二檔(R2)為例來說明本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的效果。
[0022]如上所述，控制閥6具有五個(gè)工作位置。當(dāng)控制閥6處于第一位置(中位)時(shí)，前進(jìn)用離合器12、倒退用離合器10、第一變速離合器16和第二變速離合器14均與加壓流體源斷開連接；當(dāng)控制閥6處于第二位置(Fl)時(shí)，前進(jìn)用離合器12能夠與加壓流體源流體連通，第一變速離合器16與加壓流體源流體連通，倒退用離合器10和第二變速離合器14與加壓流體源斷開連接；當(dāng)控制閥6處于第三位置(F2)時(shí)，前進(jìn)用離合器12能夠與加壓流體源流體連通，第二變速離合器14與加壓流體源流體連通，倒退用離合器10和第一變速離合器16與加壓流體源斷開連接;當(dāng)控制閥6處于第四位置(Rl)時(shí)，倒退用離合器10能夠與加壓流體源流體連通，第一變速離合器16與加壓流體源流體連通，前進(jìn)用離合器12和第二變速離合器14與加壓流體源斷開連接；當(dāng)控制閥6處于第五位置(R2)時(shí)，倒退用離合器10能夠與加壓流體源流體連通，第二變速離合器14與加壓流體源流體連通，前進(jìn)用離合器12和第一變速離合器16與加壓流體源斷開連接。
[0023]剎車斷檔閥8具有兩個(gè)工作位置。當(dāng)剎車斷檔閥8處于第一位置(左位)時(shí)，兩個(gè)換向離合器10、12經(jīng)由剎車斷檔閥與控制閥6流體連通；當(dāng)剎車斷檔閥8處于第二位置(右位)時(shí)，兩個(gè)換向離合器10、12經(jīng)由剎車斷檔閥與保壓閥18流體連通。
[0024]如圖1所示，控制閥6處于第二位置(Fl)，剎車斷檔閥8處于第一位置。此時(shí)，變速器處于前進(jìn)一檔位置。來自栗4的加壓液壓流體依次流經(jīng)控制閥6的第一端口和第四端口、剎車斷檔閥8的第二端口和第五端口被供應(yīng)到前進(jìn)用離合器12，使得前進(jìn)用離合器12接合。另夕卜，來自栗4的加壓液壓流體通過控制閥6的第一端口和第六端口被供應(yīng)到第一變速離合器16，使得第一變速離合器16接合。前進(jìn)用離合器12和第一變速離合器16的接合一起建立了前進(jìn)一檔。
[0025]此時(shí)，倒退用離合器10經(jīng)由剎車斷檔閥8的第四端口和第一端口、控制閥6的第三端口和第二端口與保壓閥18流體連通，第二變速離合器14經(jīng)由控制閥6的第五端口和第二端口與保壓閥18流體連通。由于保壓閥18和補(bǔ)油裝置20的存在，倒退用離合器10和第二變速離合器14與保壓閥18之間的液壓流體通道中充滿液壓流體。
[0026]當(dāng)需要從前進(jìn)一檔切換到倒退二檔時(shí)，控制閥6從其第二位置(Fl)移動(dòng)到第五位置(R2)，剎車斷檔閥8的位置保持不變。由此，前進(jìn)用離合器12經(jīng)由剎車斷檔閥8的第五端口和第二端口、控制閥6的第四端口和第二端口與保壓閥18流體連通，第一變速離合器16經(jīng)由控制閥6的第六端口和第二端口與保壓閥18流體連通。保壓閥18打開，使得與前進(jìn)用離合器12和第一變速離合器16相關(guān)聯(lián)的液壓流體通道中的液壓流體被泄放到油箱22。當(dāng)這些液壓流體通道中的壓力下降到保壓閥18的開啟壓力之下時(shí)，保壓閥18關(guān)閉，此時(shí)，這些液壓流體通道中維持充滿液壓流體。
[0027]與此同時(shí)，來自栗4的加壓液壓流體經(jīng)由控制閥6的第一端口和第三端口、剎車斷檔閥8的第一端口和第四端口被供應(yīng)到倒退用離合器10，并且經(jīng)由控制閥6的第一端口和第五端口被供應(yīng)到第二變速離合器14。
[0028]在常規(guī)的液壓控制系統(tǒng)中，由于與倒退用離合器10和第二變速離合器14相關(guān)聯(lián)的液壓流體通道中的液壓流體基本上被全部泄放到油箱，因此需要在通道中重新充滿液壓流體才能推動(dòng)活塞以使離合器接合。
[0029]與常規(guī)的液壓控制系統(tǒng)不同，在根據(jù)本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)100中，由于保壓閥18的存在，與倒退用離合器10和第二變速離合器14相關(guān)聯(lián)的液壓流體通道中充滿液壓流體，因此可直接將通道中的液壓流體充入倒退用離合器10和第二變速離合器14的活塞腔，以使倒退用離合器10和第二變速離合器14接合。這樣，換檔速度顯著提高，同時(shí)提高了換檔一致性并降低了換檔引起的液壓沖擊，提高了操作者的舒適性，并延長了離合器的使用壽命O
[0030]上面借助具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了描述。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不脫離本實(shí)用新型的發(fā)明思想的情況下對本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)做出多種改變和變形。結(jié)合對說明書的考慮及所公開的液壓控制系統(tǒng)的實(shí)踐，其它實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。說明書和示例僅被視為示例性的，真正的范圍由所附權(quán)利要求及它們的等同方案表示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于變速器的液壓控制系統(tǒng)(100)，包括: 加壓流體源，該加壓流體源包括油箱(22); 換檔執(zhí)行裝置，該換檔執(zhí)行裝置包括兩個(gè)換向離合器(10，12)和多個(gè)變速離合器(14，16)； 流體連接在換檔執(zhí)行裝置與加壓流體源之間的控制閥(6)， 其特征在于，所述液壓控制系統(tǒng)包括設(shè)置在所述控制閥的回油口和油箱之間的保壓閥(18)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓控制系統(tǒng)包括設(shè)置在所述控制閥的進(jìn)油口和回油口之間的補(bǔ)油裝置(20)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述保壓閥是允許流體從所述控制閥的回油口朝向油箱流動(dòng)而阻止流體沿相反方向流動(dòng)的單向閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述保壓閥配置成在液壓流體從換檔執(zhí)行裝置經(jīng)由所述控制閥流回油箱的流體路徑中維持一定壓力。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)換向離合器包括前進(jìn)用離合器(12)和倒退用離合器(10)，所述多個(gè)變速離合器包括第一變速離合器(16)和第二變速離合器(14)，所述控制閥構(gòu)造成五位六通閥，其中， 當(dāng)所述控制閥處于第一位置時(shí)，所述前進(jìn)用離合器(12)、倒退用離合器(10)、第一變速離合器(16)和第二變速離合器(14)均與所述加壓流體源斷開連接； 當(dāng)所述控制閥處于第二位置時(shí)，所述前進(jìn)用離合器(12)能夠與所述加壓流體源流體連通，所述第一變速離合器(16)與所述加壓流體源流體連通，所述倒退用離合器(10)和第二變速離合器(14)與所述加壓流體源斷開連接； 當(dāng)所述控制閥處于第三位置時(shí)，所述前進(jìn)用離合器(12)能夠與所述加壓流體源流體連通，所述第二變速離合器(14)與所述加壓流體源流體連通，所述倒退用離合器(10)和第一變速離合器(16)與所述加壓流體源斷開連接； 當(dāng)所述控制閥處于第四位置時(shí)，所述倒退用離合器(10)能夠與所述加壓流體源流體連通，所述第一變速離合器(16)與所述加壓流體源流體連通，所述前進(jìn)用離合器(12)和第二變速離合器(14)與所述加壓流體源斷開連接； 當(dāng)所述控制閥處于第五位置時(shí)，所述倒退用離合器(10)能夠與所述加壓流體源流體連通，所述第二變速離合器(14)與所述加壓流體源流體連通，所述前進(jìn)用離合器(12)和第一變速離合器(16)與所述加壓流體源斷開連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述控制閥(6)與所述兩個(gè)換向離合器(10，12)之間設(shè)置有剎車斷檔閥(8)，所述剎車斷檔閥構(gòu)造成二位閥，其中，當(dāng)所述剎車斷檔閥處于第一位置時(shí)，所述兩個(gè)換向離合器經(jīng)由該剎車斷檔閥與所述控制閥流體連通；當(dāng)所述剎車斷檔閥處于第二位置時(shí)，所述兩個(gè)換向離合器經(jīng)由所述剎車斷檔閥與所述保壓閥流體連通。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加壓流體源包括由發(fā)動(dòng)機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)的栗(4)，所述栗能夠從油箱抽取液壓流體和對液壓流體加壓，并向所述控制閥輸送加壓后的液壓流體。8.—種機(jī)器，所述機(jī)器包括變速器和根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液壓控制系統(tǒng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)器，其特征在于，所述機(jī)器為裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、拖拉機(jī)或起重機(jī)。
【文檔編號】F16H61/40GK205592379SQ201620197855
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】成韶華, 楊春永, 王文輝, 仲海民, 陳先磊, 胡昌云
【申請人】卡特彼勒（青州）有限公司