本實(shí)用新型涉及一種自卸車液壓系統(tǒng)，尤其是靜液輔助驅(qū)動自卸車。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)礦用車工作在條件惡劣的路面，會出現(xiàn)在附著系數(shù)差的路面上打滑、轉(zhuǎn)彎半徑大而導(dǎo)致調(diào)頭困難、發(fā)動機(jī)功率利用率差、底盤機(jī)械傳動裝置復(fù)雜而導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性降低等問題。而目前的技術(shù)發(fā)明也針對這一問題，提出液壓輔助驅(qū)動來解決達(dá)到了良好的技術(shù)效果例如以下方面的專利申請。

在此前有少量類似液壓輔助驅(qū)動與制動系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)明，例如：專利申請?zhí)枮?01310372925.4的專利《一種液壓輔助驅(qū)動與制動系統(tǒng)及其控制方法》取得了能顯著提高車輛的動力性、通過性和爬坡能力。在車輛制動時(shí)能顯著增大制動轉(zhuǎn)矩，同時(shí)在長時(shí)間行車制動時(shí)，可以顯著減少制動盤的發(fā)熱，提高車輛長時(shí)間制動時(shí)制動效能的穩(wěn)定性的有益效果。

在此前有少量類似能量回收的輪轂馬達(dá)液壓輔助驅(qū)動系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)明，例如：專利申請?zhí)枮?01310584996.0的專利《可以能量回收的輪轂馬達(dá)液壓輔助驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法》取得了在原有液壓馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)上添加蓄能器可以在車輛制動時(shí)實(shí)現(xiàn)能量回收，并在驅(qū)動時(shí)釋放液壓能，輔助驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)能量再次利用，起到整車節(jié)能的效果；同時(shí)在車輛低速行駛時(shí)可以關(guān)閉發(fā)動機(jī)，由蓄能器單獨(dú)驅(qū)動車輛，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性的有益效果。

上述技術(shù)方案雖然達(dá)到了一些有益效果，但是都是對車輛原有液壓系統(tǒng)的改造，或者額外加裝液壓輔助驅(qū)動系統(tǒng)。未能充分發(fā)揮液壓輔助驅(qū)動的優(yōu)勢，并且造成了車輛設(shè)備的冗余，整車布置造成了困難。一種完全重新設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮靜液輔助驅(qū)動優(yōu)勢的整合原有液壓功能的集成式液壓系統(tǒng)有待開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)，通過輔助驅(qū)動功能提高礦用自卸車動力性以克服在附著系數(shù)低的路面上打滑現(xiàn)象；通過液壓差速轉(zhuǎn)向功能減小礦用自卸車轉(zhuǎn)彎半徑以提高其靈活性；通過輔助制動功能實(shí)現(xiàn)能量回收與再利用，從而降低油耗；通過液壓系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)自卸車功能的集成化管理。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)，根據(jù)礦用自卸車功能要求將具有輔助驅(qū)動功能、輔助制動功能、自由輪功能、舉升功能以及差速轉(zhuǎn)向功能的液壓系統(tǒng)集成為一體，采用統(tǒng)一VCU對其各個功能進(jìn)行統(tǒng)一控制。

上述的靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)由控制回路和液壓回路組成。其中液壓回路包括變排量液壓泵、定量液壓輪轂馬達(dá)、相關(guān)電磁閥；控制回路包括VCU、相關(guān)傳感器、電磁閥執(zhí)行器。該礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)動力源由變速器中間軸輸出、經(jīng)取力器驅(qū)動變量泵旋轉(zhuǎn)，為液壓系統(tǒng)提供動力，液壓系統(tǒng)通過液壓閥的切換來控制其工作模式，當(dāng)液壓系統(tǒng)處于輔助驅(qū)動模式時(shí)，液壓能經(jīng)液壓泵由液壓回路傳遞至兩輪轂馬達(dá)，兩輪轂馬達(dá)外轉(zhuǎn)子通過安裝凸緣使用螺栓與兩前輔助驅(qū)動輪剛性聯(lián)接，由此為輔驅(qū)動輪提供驅(qū)動力。

上述的靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)共用一臺液壓泵實(shí)現(xiàn)所要求的5項(xiàng)作業(yè)功能，輪轂馬達(dá)采用具有自由輪功能的內(nèi)曲線液壓馬達(dá)，液壓回路設(shè)計(jì)為技術(shù)較為成熟開式回路，該系統(tǒng)配備有液壓蓄能器，可以實(shí)現(xiàn)礦用自卸車制動能量回收與再利用。

上述的靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)5項(xiàng)作業(yè)功能模式切換由VCU通過控制相關(guān)液壓電磁閥的開啟與關(guān)閉完成。輔助驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速通過液壓變量泵的排量改變實(shí)現(xiàn)，液壓泵的排量由VCU進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

本實(shí)用新型的有益效果是。

通過輔助驅(qū)動功能提高礦用自卸車動力性以克服在附著系數(shù)低的路面上打滑現(xiàn)象。

通過液壓差速轉(zhuǎn)向功能減小礦用自卸車轉(zhuǎn)彎半徑以提高其靈活性。

通過輔助制動功能實(shí)現(xiàn)能量回收與再利用，從而降低油耗。

通過液壓系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)自卸車功能的集成化管理。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1為靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)布置示意圖。

圖2為靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)回路。

圖中1.冷凝器，2.電磁閥V₅，3.閥控信號S₅，4.閥控信號S₆，5. 電磁閥V₆，6.左車輪，7.液壓油，8.左輪轂液壓馬達(dá)，9.左輪轂馬達(dá)限壓閥，10.右左輪轂馬達(dá)限壓閥，11. 右輪轂液壓馬達(dá)，12.右車輪，13.電磁閥V₇，14.閥控信號S₇，15.電磁閥V₈，16.液壓蓄能器，17.單向閥，18.液壓缸，19.質(zhì)量塊，20. 閥控信號S₃，21. 電磁閥V₃，22.蓄能器限壓閥，23.閥控信號S₈，24. 電磁閥V₂，25. 閥控信號S₂，26.閥控信號S₁，27. 電磁閥V₁，28.液壓泵限壓閥，29.液壓泵排量調(diào)節(jié)信號，30.液壓變量泵，31.濾清器，32.油箱，33.取力器，34.閥控信號S₄，35. 電磁閥V₄，36.發(fā)動機(jī)，37.離合器，38.變速器，39.主驅(qū)動輪，40.萬向節(jié)，41.傳動軸，42.變速器輸出軸，43.整車控制單元，44.變速器中間軸。

具體實(shí)施方式

靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)在整車中的布置如圖1所示，液壓系統(tǒng)動力源由發(fā)動機(jī)36輸出，經(jīng)過離合器37、變速器38，從變速器中間軸44由取力器33傳遞至液壓變量泵30，從而為液壓系統(tǒng)提供液壓能。液壓變量泵30旋轉(zhuǎn)將液壓油7從油箱32經(jīng)濾清器31送往各液壓機(jī)構(gòu)，整車控制單元（VCU）43接收來自發(fā)動機(jī)36的轉(zhuǎn)速信號、變速器38的檔位信號、左車輪6的轉(zhuǎn)速信號、右車輪12的轉(zhuǎn)速信號、主驅(qū)動輪39的轉(zhuǎn)速信號來控制各個電磁閥的開啟與關(guān)閉實(shí)現(xiàn)作業(yè)模式的切換以及控制液壓變量泵30的排量改變系統(tǒng)的流量。其中變速器38輸出的另一路動力由變速器輸出軸42經(jīng)過萬向節(jié)40、傳動軸41驅(qū)動主驅(qū)動輪39。

靜液輔助驅(qū)動礦用自卸車液壓集成系統(tǒng)具體液壓回路如圖2所示，由變量泵排量調(diào)節(jié)模塊，舉升模塊，輔助制動模塊，輔助驅(qū)動、差速轉(zhuǎn)向、自由輪模塊組成。變量本排量調(diào)節(jié)模塊包括油箱32、濾清器31、取力器33、液壓變量泵30、液壓泵排量調(diào)節(jié)信號29、液壓泵限壓閥28。液壓變量泵30轉(zhuǎn)速恒定，通過液壓泵排量調(diào)節(jié)信號29改變變量泵排量實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)流量的控制。

舉升模塊包括電磁閥V₁ 27、閥控信號S₁ 26、電磁閥V₂ 24、閥控信號S₂ 25、電磁閥V₃ 21、閥控信號S₃ 20、液壓缸18、質(zhì)量塊19。其中閥控信號S₁ 26控制電磁閥V₁ 27實(shí)現(xiàn)舉升模式的切換，通過閥控信號S₂ 25控制電磁閥V₂ 24實(shí)現(xiàn)舉升模式的開閉，通過閥控信號S₃ 20控制電磁閥V₃ 21實(shí)現(xiàn)液壓缸18的運(yùn)動方向與速度，以實(shí)現(xiàn)礦用自卸車自卸功能。在此工作模式下要求液壓泵排量調(diào)節(jié)信號29為1（變量泵100%排量開啟）、閥控信號S₁ 26大于50（保證電磁閥V1以最大流量開啟）、閥控信號S₂ 25大于50、閥控信號S₃為變量、其他閥控信號為0；在該控制信號的設(shè)置下，系統(tǒng)舉升回路接通，輔助驅(qū)動與輔助制動處于完全關(guān)閉狀態(tài)，液壓油7由液壓泵30經(jīng)過電磁閥V₁ 27、電磁閥V₂ 24、電磁閥V₃ 21流向液壓缸18，推動液壓桿移動，完成礦用車的舉升功能。

輔助制動模塊包括電磁閥V₄ 35、閥控信號S₄ 34、單向閥17、蓄能器限壓閥22、液壓蓄能器16、電磁閥V₈ 15、閥控信號S₈ 23。其中閥控信號S₄ 34控制電磁閥V₄ 35實(shí)現(xiàn)輔助制動模式的切換，通過閥控信號S₈ 23控制電磁閥V₈15實(shí)現(xiàn)蓄能器16液壓能對輔助驅(qū)動能的供給；在此工作模式下要求液壓泵排量調(diào)節(jié)信號29為1、閥控信號S₄ 34大于50、其他閥控信號為0；在此控制信號作用下，液壓變量泵30與液壓蓄能器16回路接通，其他回路切斷，離合器37處于分離狀態(tài)，車輪39反拖變速器38帶動液壓變量泵30旋轉(zhuǎn)，液壓油7由液壓變量泵30經(jīng)過電磁閥V₁27、電磁閥V₄ 35流入液壓蓄能器16，將車輛的動能轉(zhuǎn)化為液壓蓄能器16中氣體的壓力能。當(dāng)閥控信號S₈ 23大于50，即電磁閥V₈15處于開啟狀態(tài)下，液壓蓄能器16中液壓油7經(jīng)過電磁閥V₈ 15、電磁閥V₆ 5、電磁閥V₇13流入左輪轂液壓馬達(dá)8與右輪轂液壓馬達(dá)11，可以為輔助驅(qū)動左車輪6、右車輪12提供驅(qū)動能量。

輔助驅(qū)動、差速轉(zhuǎn)向、自由輪模塊包括冷凝器1、電磁閥V₅ 2、閥控信號S₅ 3、閥控信號S₆ 4、電磁閥V₆ 5、電磁閥V₇13、閥控信號S₇ 14、左車輪6、左輪轂液壓馬達(dá)8、左輪轂馬達(dá)限壓閥9、右輪轂馬達(dá)限壓閥10、右輪轂液壓馬達(dá)11、右車輪12。其中閥控信號S₅ 3控制電磁閥V₅2實(shí)現(xiàn)輔助驅(qū)動模式的切換，通過閥控信號S₆ 4、閥控信號S₇ 14控制電磁閥V₆ 5、電磁閥V₇13實(shí)現(xiàn)左車輪6、右車輪12的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、差速轉(zhuǎn)向以及自由輪功能。

當(dāng)系統(tǒng)處于自由輪模式下，要求液壓泵排量調(diào)節(jié)信號29為1，其他閥控信號均為0，此時(shí)左輪轂液壓馬達(dá)8、右輪轂液壓馬達(dá)11與液壓變量泵30油路未接通，液壓油7由液壓變量泵30經(jīng)過電磁閥V₁27、電磁閥V₄ 35、電磁閥V₅ 2、濾清器31流回油箱32；在此模式下，由于電磁閥V₆ 5、電磁閥V₇13位于關(guān)閉位置，因此左輪轂液壓馬達(dá)8、右輪轂液壓馬達(dá)11進(jìn)出口沒有壓力差，馬達(dá)活塞由于內(nèi)部彈簧力的作用縮回，滾珠與內(nèi)曲線滾道無作用力，左輪轂液壓馬達(dá)8、右輪轂液壓馬達(dá)11處于自由輪狀態(tài)。

當(dāng)系統(tǒng)處于輔助驅(qū)動模式下，要求液壓泵排量調(diào)節(jié)信號29為1、閥控信號S₅ 3大于50、閥控信號S₆ 4與閥控信號S₇ 14相等且為變量、其他閥控信號均為0；在此模式下液壓油7由液壓變量泵30經(jīng)電磁閥V₁ 27、電磁閥V₄ 35、電磁閥V₅ 2、電磁閥V₆ 5、電磁閥V₇13流入左輪轂液壓馬達(dá)8與右輪轂液壓馬達(dá)11，驅(qū)動左車輪6與右車輪12旋轉(zhuǎn)。在此模式下，如果礦用自卸車需要轉(zhuǎn)向時(shí)，要求閥控信號S₆ 4與閥控信號S₇ 14不相等，從而使得流入左輪轂液壓馬達(dá)8與右輪轂液壓馬達(dá)11液壓油流量不相等，左車輪6與右車輪12存在轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。