蓄能器和具有該蓄能器的液壓控制系統(tǒng)、機器及換檔方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于換檔控制的蓄能器、具有該蓄能器的液壓傳動控制系統(tǒng)和機器以及換擋方法，包括：殼體；和能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞，該活塞具有活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤和第二活塞盤，在第二活塞盤的遠離第一活塞盤的一側(cè)設(shè)置有與活塞接合的彈簧，第一活塞盤與殼體限定出第一空腔，第一活塞盤和第二活塞盤在殼體中限定出第二空腔；與第一空腔流體連通的第一通道、與第二空腔流體連通的第二通道和沿著殼體軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道，其中，第一、第二和第三通道通過一總歧管通道相互并聯(lián)連通，該總歧管通道的連接第二通道和第三通道的部分形成有節(jié)流孔，第二通道和第三通道與液壓流路連接。
【專利說明】蓄能器和具有該蓄能器的液壓控制系統(tǒng)、機器及換檔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于換檔控制的蓄能器，本發(fā)明進一步涉及一種具有該蓄能器的液壓控制系統(tǒng)和機器以及利用該液壓控制系統(tǒng)所實施的換檔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機器，例如輪式裝載機、公路汽車和越野汽車、自動平地機以及其它重型建筑機器和采礦機器用于執(zhí)行許多作業(yè)。為了有效地執(zhí)行這些作業(yè)，這些機器需要能通過變速器向一個或多個地面接合裝置提供動力的動力源。變速器包括用于產(chǎn)生機械所需的變速比的換檔機構(gòu)和用于控制換檔機構(gòu)的液壓式傳動控制系統(tǒng)。例如，換檔機構(gòu)可在多個位置之間運動，例如:從選擇第一齒輪組以形成第一輸出齒輪速比(例如高速)的第一位置，到?jīng)]有任何齒輪接合的第二位置(例如空檔)，再到選擇第二齒輪組以形成第二輸出齒輪速比(例如低速)的第三位置，或結(jié)合方向控制從前進檔變換到后退檔。液壓式傳動控制系統(tǒng)通常包括用于供給和傳輸液壓油的泵、用于控制系統(tǒng)壓力的閥和由多個離合器單元組成的離合器裝置。
[0003]換檔過程通常通過液壓控制實現(xiàn)系統(tǒng)卸壓和增壓過程，理想的換檔過程是快速、壓力變化平滑、機器無抖動、操作人員體感舒適。在現(xiàn)有技術(shù)中，機器在前進與后退離合器的進油路中安裝有蓄能器。安裝在各離合器的進油路中的蓄能器只能對相應(yīng)油路的壓力進行控制。在例如從前進擋轉(zhuǎn)換成后退檔的過程中，液壓傳動控制系統(tǒng)首先快速泄壓，然后壓力會在極短的時間內(nèi)快速上升，離合器急速接合，產(chǎn)生很大的沖擊力，車輛發(fā)生抖動，并且該沖擊力容易導(dǎo)致機具例如鏟斗內(nèi)的物料抖落。該沖擊力對系統(tǒng)零部件的長期作用會導(dǎo)致機器的傳動控制可靠性降低、容錯能力差、部件使用壽命降低、維護周期變短。
[0004]本發(fā)明旨在克服上述問題中的一個或多個。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于液壓傳動控制系統(tǒng)的蓄能器，包括:殼體；和能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞，所述活塞具有活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤和第二活塞盤，在所述第二活塞盤的遠離第一活塞盤的一側(cè)設(shè)置有與所述活塞接合的彈簧，所述第一活塞盤與所述殼體限定出第一空腔，所述第一活塞盤和所述第二活塞盤在所述殼體中限定出第二空腔；與第一空腔流體連通的第一通道、與第二空腔流體連通的第二通道和沿著殼體的軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道，該第三通道能夠通過第一活塞盤相對于殼體壁的滑動選擇性地與第一空腔或第二空腔流體連通，其中，第一、第二和第三通道通過一總歧管通道相互并聯(lián)連通，該總歧管通道的連接第二通道和第三通道的部分形成有節(jié)流孔，第二通道和第三通道與液壓傳動控制系統(tǒng)的液壓流路流體連接。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于換檔控制的液壓傳動控制系統(tǒng)，包括:
[0007]用于存儲液壓流體的傳動介質(zhì)箱；
[0008]與所述傳動介質(zhì)箱相連接的傳輸泵；[0009]經(jīng)由一蓄能器與所述傳輸泵的輸出端連接的方向速度控制閥；
[0010]所述蓄能器具有:殼體；能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞，所述活塞具有活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤和第二活塞盤，在所述第二活塞盤的遠離第一活塞盤的一側(cè)設(shè)置有與所述活塞接合的彈簧，所述第一活塞盤與所述殼體限定出第一空腔，所述第一活塞盤和所述第二活塞盤在所述殼體中限定出第二空腔；與第一空腔流體連通的第一通道、與第二空腔流體連通的第二通道和沿著殼體的軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道，該第三通道能夠通過第一活塞盤相對于殼體壁的滑動選擇性地與第一空腔或第二空腔流體連通，
[0011]其中，第一、第二和第三通道通過一總歧管通道相互并聯(lián)連通，該總歧管通道的連接第二通道和第三通道的部分形成有節(jié)流孔，第二通道與傳輸泵的輸出端流體連接，第三通道與方向速度控制閥的輸入端流體連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種具有上述液壓傳動控制系統(tǒng)的機器。
[0013]此外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種利用上述液壓傳動控制系統(tǒng)實施換檔控制的方法，其中，切換檔位完成第一離合器的斷開，換檔液壓系統(tǒng)壓力迅速下降，儲存能量的蓄能器釋放能量，彈簧推動活塞向第一通道和第三通道輸送液壓流體并將該液壓流體引導(dǎo)進入方向速度控制閥和第二離合器；第一活塞盤越過第三通道使第二通道與第三通道經(jīng)第二空腔連通，由傳輸泵向第二通道輸送的介質(zhì)經(jīng)第二空腔和第三通道進入方向速度控制閥和第二離合器，供給第二離合器的液壓流體流速迅速提高；蓄能器活塞達到壓力平衡點后，由傳輸泵輸送的部分液壓流體經(jīng)第一通道流入第一空腔，推動第一活塞盤向第二通道方向移動；第一活塞盤越過第三通道并切斷第三通道和第二通道通過第二空腔的連接，傳輸泵通過總歧管通道部分的節(jié)流孔向速度控制閥和第二離合器輸送液壓流體增壓，至第二離合器接合緊密，完成換檔。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的蓄能器的優(yōu)點在于，通過蓄能器能夠在換檔過程中實現(xiàn)換檔初期的快充和換檔后期的蓄能和緩沖，從而在快速換檔的情況下避免換檔沖擊，改善換檔操作的舒適性。該蓄能器裝置不僅能實現(xiàn)快速、舒適的換檔過程，而且能提高系統(tǒng)的離合器的鎖緊能力，從而提聞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是所公開的機械的示例性示意圖；
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明的蓄能器裝置的一實施例的液壓線路圖；
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明的蓄能器裝置的一實施例的剖視圖，其示出蓄能器處于釋放能量的初始階段；
[0018]圖4是根據(jù)本發(fā)明的蓄能器的一實施例的剖視圖，其示出蓄能器處于釋放能量的后期階段；
[0019]圖5是根據(jù)本發(fā)明的蓄能器的一實施例的剖視圖，其示出蓄能器處于蓄能的初始階段；
[0020]圖6是根據(jù)本發(fā)明的蓄能器的一實施例的剖視圖，其示出蓄能器處于蓄能的后期階段；和
[0021]圖7為示出本發(fā)明的液壓傳動控制系統(tǒng)在換檔過程中各離合器接合壓力的變化 的曲線圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1示出示例性機械I。機械I可以是執(zhí)行與諸如采礦、建筑、耕作、運輸之類的行業(yè)或其它現(xiàn)有技術(shù)中公知的行業(yè)有關(guān)的某些作業(yè)的移動式機械。例如，機械I可以是土方機械，例如輪式裝載機、越野貨車、自動平地機，或任何其它土方機械。機械I也可以是船舶、客運車輛或任何其它合適的作業(yè)執(zhí)行機械。機械I可包括動力源2、變矩器4和操作性地連接至牽引裝置8的變速器6。機械I還可包括操作站3和一個或多個用于手動控制機械I的操作者界面裝置5。
[0023]動力源2可產(chǎn)生動力輸出，并且可具體為內(nèi)燃機，例如柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機、氣體燃料發(fā)動機，或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何其它類型的發(fā)動機。動力源2也可以實施為非內(nèi)燃型的動力源，例如爐子、電池、燃料電池、電機或任何其它合適的動力源。
[0024]變矩器4可以是構(gòu)造成將動力源2連接至變速器6的液力裝置。變矩器4可以允許動力源2在某種程度上獨立于變速器6旋轉(zhuǎn)。
[0025]牽引裝置8 (參見圖1)可以包括位于機械I兩側(cè)的車輪(僅示出了一個)?；蛘?，牽引裝置8可包括履帶、皮帶或其它從動牽引裝置。牽引裝置8可由變速器6驅(qū)動，以根據(jù)動力源2的旋轉(zhuǎn)輸出而旋轉(zhuǎn)。
[0026]操作站3可接收來自機械操作員的輸入。具體地說，位于操作站3內(nèi)的操作者界面裝置5可以實施為齒輪選擇器，以用于對操作員指示期望的變速器齒輪速比和/或行進方向。例如，操作者界面裝置5可以具有空檔位置、多個前進檔位置和一倒檔位置。當(dāng)操作員使界面裝置5在可用位置之間移動時，可以產(chǎn)生期望的齒輪速比信號并且將該齒輪速比信號提供給傳動控制系統(tǒng)。
[0027]圖2示出用于換檔控制的液壓傳動控制系統(tǒng)10的實施例。該示出的液壓傳動控制系統(tǒng)10例如包括四個離合器單元，即前進離合器F、后退離合器R、一檔離合器I和二檔離合器II，其中前進離合器F與一檔離合器I和二檔離合器II分別組合可實現(xiàn)前進一檔FI和前進二檔FII，后退離合器R與一檔離合器I和二檔離合器II分別組合可實現(xiàn)后退一檔RI和后退二檔RII。由液壓傳動控制系統(tǒng)10 (例如通過加壓氣體制動閥27)控制這四個離合器的接合與分離，從而實現(xiàn)機器的四個運行檔位。當(dāng)然，液壓傳動控制系統(tǒng)可包括更多的離合器單元，從而實現(xiàn)機器的更多運行檔位，而不僅僅局限于所示出的實施例。
[0028]在示出的實施例中，液壓傳動控制系統(tǒng)10還包括:用于存儲傳動介質(zhì)的傳動介質(zhì)箱11 ;通過介質(zhì)線路20與傳動介質(zhì)箱11連接的傳輸泵12 ;經(jīng)由蓄能器16與傳輸泵12的輸出端連接的方向速度控制閥24，該方向速度控制閥24的輸出端分別經(jīng)多個支路與相應(yīng)的離合器活塞17相連接，從而使液壓介質(zhì)能分別作用于相應(yīng)的離合器摩擦片15 ;以及通過介質(zhì)線路21與傳輸泵12的輸出端依次連接的壓力調(diào)節(jié)閥13、變矩器4和變速箱離合器摩擦片15。
[0029]在一具體實施例中傳動介質(zhì)為液壓流體，例如液壓油。
[0030]方向速度控制閥24可設(shè)置成被操縱裝置29控制。該操縱裝置29例如實施成一般的操縱桿并由機器操作人員來操縱。在這種情況下，操縱裝置可通過一控制線路連接到方向速度控制閥24。[0031]離合器摩擦片15各自設(shè)有一單向閥30用于在離合器分離時卸油。
[0032]在一種實施方式中，在方向速度控制閥24處另外設(shè)置用于在切換檔位時對前一檔位的離合器摩擦片15卸油的卸載裝置31，例如油底殼，以利于對離合器摩擦片15的快速卸載、進而實現(xiàn)離合器的快速分離。具體而言，在操作該液壓傳動控制系統(tǒng)使一檔位分離時，方向速度控制閥24使該檔位的離合器活塞17與該卸載裝置31連通。因此，在進行換檔操作時，可通過單向閥30和卸載裝置31同時對離合器摩擦片15進行卸油。
[0033]如圖2所示，在壓力調(diào)節(jié)閥13的下游端處設(shè)置有兩個支路，其中一支路連接到變矩器4和變速箱離合器摩擦片15，另一支路通過另一卸壓閥28連接到介質(zhì)箱。通過設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥13可有效地避免在介質(zhì)線路20中的介質(zhì)壓力過大，從而能保護傳輸泵12等部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，該傳輸泵12可以由動力源2例如發(fā)動機驅(qū)動。該由傳輸泵12從傳動介質(zhì)箱11泵送的液壓介質(zhì)的一部分經(jīng)介質(zhì)線路32被供給到變速箱離合器摩擦片15，從而持續(xù)地對離合器摩擦片15進行潤滑。這一部分液壓介質(zhì)在潤滑離合器摩擦片15后又經(jīng)介質(zhì)線路33返回介質(zhì)箱11。通過介質(zhì)線路32實現(xiàn)的對離合器摩擦片15的潤滑降低了離合器摩擦片15的摩損并能控制其工作溫度，從而提高了離合器摩擦片15的使用壽命O
[0034]在所示出的實施例中，在介質(zhì)線路32上設(shè)置有過濾器25和冷卻器26，以對流向離合器摩擦片15的介質(zhì)進行過濾和冷卻。
[0035]從圖2可以看出，以虛線方框示意性地示出的蓄能器16布置在整個液壓傳動控制系統(tǒng)線路的主油路中，即位于傳輸泵的緊下游和方向速度控制閥的緊上游。下面結(jié)合圖3至圖6進一步詳細描述蓄能器16的具體結(jié)構(gòu)。蓄能器16包括:殼體160和能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞166。為方便描述，以圖3和圖4中活塞的左移的最大行程位置稱為左止點位置，圖5和圖6中活塞的右移的最大行程位置為右止點位置。
[0036]活塞166具有沿殼體160的軸向延伸的活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤164a和第二活塞盤164b，第一活塞盤164a和第二活塞盤164b分別能夠以液密的方式相對于殼體壁滑動，第一活塞盤164a位于活塞166的自由端部,在第一活塞盤164a的兩側(cè)由活塞和殼體壁共同限定有第一空腔A和第二空腔B，該第二空腔B位于第一活塞盤164a和第二活塞盤164b之間,在殼體壁內(nèi)設(shè)置有通過開口 161a與第一空腔A流體連通的第一通道161、通過開口 162a與第二空腔B流體連通的第二通道162和沿著殼體的軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道163，該第三通道能夠經(jīng)由開口 163a通過第一活塞盤164a相對于殼體壁的滑動選擇性地與第一空腔A或第二空腔B流體連通，其中，第一通道161、第二通道162和第三通道163通過一總歧管通道167相互并聯(lián)連通，該總歧管通道的連接第二通道162和第三通道163的部分設(shè)置有節(jié)流部件1670。
[0037]在該示出的實施例中，第二通道162的另一開口 162b與傳輸泵12的輸出端流體連接，第三通道163的另一開口 163b與方向速度控制閥24的輸入端流體連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，第二通道162的另一開口 162b也可以與方向速度控制閥的輸出端流體連接，第三通道163的另一開口 163b也可以與離合器單元的供給端流體連接。也就是說，蓄能器16可以根據(jù)實際需要布置在液壓傳動控制系統(tǒng)的各液壓線路上。
[0038]為了使蓄能器結(jié)構(gòu)緊湊，總歧管通道167設(shè)置在殼體壁內(nèi)靠近第一空腔和第二空腔的區(qū)域?？偲绻芡ǖ?67上的節(jié)流部件1670為節(jié)流孔。在一具體實施例中，該節(jié)流部件1670為一錐形孔。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，該節(jié)流部件并不局限于所示的形式，例如可以為孔板型節(jié)流裝置。
[0039]在第二活塞盤164b的遠離第一活塞盤164a的一側(cè)設(shè)置有作用于活塞的彈性部件165。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，該彈性部件165可以由任何具有回彈性的材料制成或者構(gòu)造成整體具有彈性的幾何形狀。有利地，所述彈性部件為彈簧。優(yōu)選地，所述彈簧為螺旋彈簧。
[0040]在第一活塞盤164a的遠離第二活塞盤164b的一側(cè)設(shè)置有沿殼體軸向延伸的凸臺168。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，凸臺168可以設(shè)計成具有任意的立體形狀，例如圓柱形、錐體形、棱柱形、截面為十字形的柱體等等。凸臺的軸向延伸長度可根據(jù)蓄能器的整體結(jié)構(gòu)尺寸或工作壓力要求等進行設(shè)計。在一實施例中所述凸臺沿蓄能器軸向的長度大于第一通道161的開口 161a至限定第一空腔A的殼體端壁的長度，即使得在活塞滑動到左止點位置時第一活塞盤164a沿蓄能器的軸向位于第一通道161的開口 161a和第三通道163的開口 163a之間。優(yōu)選地，凸臺168與活塞166形成為一體。
[0041]為了更清楚地了解本發(fā)明的液壓傳動控制系統(tǒng)的優(yōu)點，下面以從第一前進檔FI變換到倒車檔RI為例，說明該液壓傳動控制系統(tǒng)10——尤其是蓄能器16的工作方式。
[0042]當(dāng)機器以第一前進檔FI運行時，第一前進檔FI的離合器摩擦片15處于接合狀態(tài)，系統(tǒng)處于一穩(wěn)定的狀態(tài)。在第一前進檔FI的離合器摩擦片15所在的介質(zhì)供給線路中都存在高壓P1，例如1.6MPa。此時，蓄能器16中同樣存在高壓Pl。蓄能器16處于平衡的蓄能狀態(tài)——蓄能器的第一活塞盤164a在殼體160的軸向方向上位于第二通道162的面向第二空腔B的開口 162a和第三通道的通向第一空腔A的開口 163a之間。介質(zhì)從傳輸泵12經(jīng)第二通道的開口 162b、總歧管通道上的節(jié)流部件1670、第三通道的開口 163b進入方向速度控制閥24。
`[0043]而當(dāng)希望從第一前進檔FI變換到倒車檔RI時，操作人員操作操縱裝置29。操縱裝置29使方向速度控制閥24變換到相應(yīng)的線路連接狀態(tài)。在變換的過程中通過單向閥30和卸載裝置31對第一前進檔FI的離合器摩擦片15進行卸油。該卸油使得位于第一前進檔FI的離合器摩擦片15上游和位于蓄能器下游的介質(zhì)線路中的壓力急劇下降。而由于節(jié)流部件1670的作用并且由于這段時間相當(dāng)短，該壓力下降對主介質(zhì)線路中位于蓄能器16上游的部分的影響很小。
[0044]當(dāng)方向速度控制閥24完成切換時，倒車檔RI的離合器摩擦片15處于分離狀態(tài)，此時對應(yīng)于倒車檔RI的離合器摩擦片15的介質(zhì)線路支路中存在低壓P2。該低壓例如為
0.2^0.4MPa。這時，由于傳輸泵12的泵送作用和蓄能器16中存在有高壓P1，蓄能器16的第一空腔A內(nèi)的高壓介質(zhì)經(jīng)第一通道161的開口 161a流向總歧管通道167，然后經(jīng)第三通道的開口 163b流向方向速度控制閥24,同時也有一部分高壓介質(zhì)從蓄能器16的第一空腔A直接經(jīng)第三通道的開口 163a和開口 163b流向方向速度控制閥。另外，存在一股高壓介質(zhì)流從傳輸泵12經(jīng)第二通道的開口 162b、總歧管通道167的節(jié)流部件1670以及第三通道163的開口 163b流向方向速度控制閥24，如圖3所示。由此形成快速充油階段(也稱為蓄能器釋能的初始階段)。這樣，便在換檔初期實現(xiàn)了倒車檔RI的離合器快速接合。在這一階段，前進檔離合器F的接合壓力迅速下降，后退離合器R的接合壓力迅速上升，參見圖7所示的在1.15s~1.4s的時間范圍內(nèi)前進檔離合器F和后退離合器R的接合壓力的變化曲線。此時，一檔離合器I的接合壓力由于方向速度控制閥閥桿的作用會出現(xiàn)陡然的上升，而二檔離合器II的接合壓力變化范圍始終維持在0.1MPa左右(因為二檔離合器并沒有參與此次換檔)。
[0045]隨著蓄能器16的高壓介質(zhì)從第一空腔A的流出，在彈性部件165的作用下，活塞166持續(xù)向左移動，第一空腔A的容積縮小。當(dāng)?shù)谝换钊P164a完全堵塞第三通道163的開口 163a時，經(jīng)第一通道161從第一空腔A流出的介質(zhì)進入總歧管通道167并經(jīng)第三通道163的開口 163b流向方向速度控制閥24，另外，存在一股高壓介質(zhì)流從傳輸泵12經(jīng)第二通道162的開口 162b、總歧管通道167的節(jié)流部件1670以及第三通道163的開口 163b流向方向速度控制閥24。
[0046]隨著第一活塞盤164a的向左移動，第三通道163的開口 163a逐漸被打開(即第三通道163與第二空腔B流體連通，如圖4所示)，隨著開口 163a的開度的增加，來自傳輸泵12的介質(zhì)經(jīng)第二通道162直接進入第二空腔B并從第二空腔B流向第三通道163并流入速度控制閥24。由于大部分介質(zhì)可以避開總歧管通道167上的節(jié)流部件1670而是直接經(jīng)由第二空腔B流向第三通道163，因而使得向方向速度控制閥24充油的速度大大增加。與此同時，經(jīng)第一通道161從第一空腔A流出的介質(zhì)進入總歧管通道167并經(jīng)第三通道163的開口 163b流向方向速度控制閥24。該階段為蓄能器釋能的后期階段。
[0047]隨著傳輸泵12的持續(xù)泵送和蓄能器18的彈性勢能的釋放，高壓介質(zhì)逐漸充滿倒車檔RI的離合器活塞腔體。在充油階段的結(jié)束期間，離合器活塞達到其最大行程，蓄能器16的第一活塞盤164a達到其最大左行位移(左止點位置)。此時，蓄能器活塞達到其壓力平衡點。
[0048]隨著傳輸泵12持續(xù)供給介質(zhì),一部分介質(zhì)經(jīng)第二通道162的開口 162b和162a、第二空腔B、第三通道163的開口 163a、總歧管通道167流向第一通道161的開口 161a進入第一空腔A，打破活塞的平衡，推動活塞向右移動。另一部分介質(zhì)經(jīng)第二通道162和總歧管通道167的節(jié)流部件1670流向第一通道161和方向速度控制閥24。進入第一空腔A的流體作用于活塞端面推動活塞向右移動，從而開始壓縮彈性部件165。由于部分介質(zhì)可以避開總歧管通道167上的節(jié)流部件1670而直接取道于第二空腔B和第三通道163而流向第一空腔A，因此，可以以很快的速度來完成蓄能器蓄能的初始階段。同時，存在一部分介質(zhì)自第三通道分流進入方向速度控制閥。
[0049]在蓄能器釋能的后期階段和蓄能器蓄能的初始階段(即在圖7中所示的
1.4iTl.75s的時間段內(nèi))，后退離合器R的接合壓力起初掉落到較低的水平(相比于前一階段蓄能器供給流體的流量，在此階段供給后退離合器R的流量有所減小)，隨后(即在蓄能器蓄能的初始階段)上升到一高的壓力水平(原因在于泵對后退離合器的持續(xù)供給)。此時，一檔離合器I的接合壓力也表現(xiàn)出基本上同樣的變化趨勢。
[0050]隨著活塞的向右移動，第三通道163的與第二空腔B連通的開口 163a的開度會逐漸減小直至完全關(guān)閉。當(dāng)?shù)谌ǖ?63的開口 163a被第一活塞盤164a完全堵死時，此時，介質(zhì)從傳輸泵12流入第二通道162，經(jīng)總歧管通道167的節(jié)流部件1670之后，分成兩股，一股流入第一通道161的開口 161a，另一股經(jīng)第三通道163的開口 163b流入方向速度控制閥24以實現(xiàn)對后退離合器R和一檔離合器I的持續(xù)供給和穩(wěn)壓并且同時補償離合器活塞的泄漏。由于節(jié)流部件的作用，流經(jīng)節(jié)流部件1670的介質(zhì)的流量減小。[0051]當(dāng)?shù)谝换钊P164a滑過第三通道163的開口 163a (即第三通道163與第一空腔A流體連通，如圖6所示)時，介質(zhì)從傳輸泵12流入第二通道162，經(jīng)總歧管通道167的節(jié)流部件1670之后，分成三股，第一股經(jīng)第一通道161流入第一空腔A，第二股經(jīng)第三通道163的開口 163a流入第一空腔A，第三股經(jīng)第三通道163的開口 163b流入方向速度控制閥24。
[0052] 在這一階段中，蓄能器16通過彈性部件165的變形來吸收并儲存能量，而倒車檔RI的離合器的供給線路中的壓力增加放緩，由此實現(xiàn)緩沖調(diào)制階段。
[0053]當(dāng)活塞移行到其右止點位置即達到其最大行程位置時，活塞的第二活塞盤164b抵靠到在殼體內(nèi)側(cè)形成的限位止擋部件169上，系統(tǒng)壓力上升至例如1.2MPa，并且蓄能器蓄能的后期階段結(jié)束，也即所述緩沖調(diào)制階段(參見圖7中示出的1.74s^2.32s的時間段)結(jié)束。
[0054] 此時，位于第一空腔A的介質(zhì)繼續(xù)對活塞加載，而活塞166已受到限位擋塊的限制而不會產(chǎn)生位移，由此，介質(zhì)壓力轉(zhuǎn)向作用于系統(tǒng)的主介質(zhì)線路，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力快速上升，從而鎖緊倒車檔RI離合器，直到壓力上升到例如系統(tǒng)穩(wěn)定壓力1.6MPa(參見圖7中示出的
2.32s~2.4s的時間段)。之后,整個換檔過程結(jié)束。
[0055]如圖7所示，自蓄能器蓄能的后期階段的起始點開始，后退檔離合器R和一檔離合器I表現(xiàn)為同步變化。這樣，在換檔后期實現(xiàn)了后退一檔離合器即倒車檔離合器RI接合壓力的緩慢上升，從而實現(xiàn)平順的離合器接合，進而獲得舒適的操作體驗。
[0056]換檔完成后，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。當(dāng)意欲從該倒車檔RI檔位換成其他檔位時，則蓄能器16中各通道的流速和/或流向則會重復(fù)上述變化周期。在其它換檔過程中，蓄能器16的工作過程與上述過程類似，在此不再詳細說明。
[0057]工業(yè)實用性
[0058]本發(fā)明的液壓傳動控制系統(tǒng)可應(yīng)用于各種機器，例如履帶式推土機，也可以用于其他機器，例如挖掘機、反鏟挖土機、平地機等。
[0059]當(dāng)需要切換檔位時，操作人員通過操作操縱裝置29，切斷方向速度控制閥24的例如與前進檔FI相對應(yīng)的介質(zhì)線路支路，此時，蓄能器以及蓄能器上游部分的介質(zhì)線路仍處于高壓狀態(tài)，并且蓄能器16中的彈性部件165處于被壓縮的狀態(tài)，液壓油充滿蓄能器16中的第一空腔A。一旦方向速度控制閥16切換成例如使與倒車檔RI對應(yīng)的介質(zhì)線路支路連通，除了傳輸泵12的泵送作用在方向速度控制閥24的輸入端加載外，蓄能器16中的高壓流體會快速充給方向速度控制閥24的輸入端，由此實現(xiàn)系統(tǒng)快速升壓的充油階段(對于蓄能器而言為快速卸油階段)，從而減少換檔遲滯。由于傳輸泵12的持續(xù)泵送以及蓄能器18的持續(xù)釋放彈性勢能，會出現(xiàn)方向速度控制閥24中倒車檔RI對應(yīng)的介質(zhì)線路支路的壓力會超過蓄能器18的第一空腔A中的壓力。此外，來自傳輸泵的高壓流體在經(jīng)第二通道162的開口 162b和162a-第二空腔B-第三通道的開口 163a_總歧管通道167流向第一空腔A，迫使活塞166向壓縮彈性部件165的方向移動，從而對彈性部件加載，彈性部件進而將該液壓能轉(zhuǎn)換成彈性勢能加以儲存。當(dāng)活塞166的第一活塞盤164a滑過第三通道163的開口163a時，來自傳輸泵12的高壓流體只能經(jīng)由總歧管通道167的節(jié)流部件1670通過第一通道161的開口 161a和第三通道163的開口 163a流入第一空腔A，由此實現(xiàn)蓄能器16的蓄能和緩沖調(diào)制功能。從而，使得在換檔后期離合器接合壓力緩慢上升，離合器平順接合，與現(xiàn)有的液壓傳動控制系統(tǒng)相比，整個蓄能和緩沖調(diào)制階段的持續(xù)時間延長0.5秒，進而使得換檔操作的舒適性提高。
[0060]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下對本發(fā)明的裝置做出多種改良和變型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過考慮本說明書中公開的內(nèi)容也可得到其它實施例。本說明書和示例僅應(yīng)被視為示例性的，本發(fā)明的真實范圍由所附權(quán)利要求以及等同方案限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于液壓傳動控制系統(tǒng)的蓄能器，包括: 殼體；和 能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞，所述活塞具有活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤和第二活塞盤，在所述第二活塞盤的遠離第一活塞盤的一側(cè)設(shè)置有與所述活塞接合的彈簧，所述第一活塞盤與所述殼體限定出第一空腔，所述第一活塞盤和所述第二活塞盤在所述殼體中限定出第二空腔； 與第一空腔流體連通的第一通道、與第二空腔流體連通的第二通道和沿著殼體的軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道，該第三通道能夠通過第一活塞盤相對于殼體壁的滑動選擇性地與第一空腔或第二空腔流體連通， 其中，第一、第二和第三通道通過一總歧管通道相互并聯(lián)連通，該總歧管通道的連接第二通道和第三通道的部分形成有節(jié)流孔，第二通道和第三通道與液壓傳動控制系統(tǒng)的液壓流路流體連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能器，其特征在于，在第一活塞盤的遠離第二活塞盤的一側(cè)設(shè)置有沿殼體軸向延伸的凸臺，所述凸臺沿蓄能器軸向長度大于第一通道開口至限定第一空腔的殼體端壁的長度。
3.一種用于換檔控制的液壓傳動控制系統(tǒng)，包括: 用于存儲液壓流體的傳動介質(zhì)箱； 與所述傳動介質(zhì)箱相連接的傳輸泵； 經(jīng)由一蓄能器與所述傳輸泵的輸出端連接的方向速度控制閥； 所述蓄能器具有:殼體；能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞，所述活塞具有活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤和第二活塞盤，在所述第二活塞盤的遠離第一活塞盤的一側(cè)設(shè)置有與所述活塞接合的彈簧，所述第一活塞盤與所述殼體限定出第一空腔，所述第一活塞盤和所述第二活塞盤在所述殼體中限定出第二空腔；與第一空腔流體連通的第一通道、與第二空腔流體連通的第二通道和沿著殼體的軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道，該第三通道能夠通過第一活塞盤相對于殼體壁的滑動選擇性地與第一空腔或第二空腔流體連通， 其中，第一、第二和第三通道通過一總歧管通道相互并聯(lián)連通，該總歧管通道的連接第二通道和第三通道的部分形成有節(jié)流孔，第二通道與傳輸泵的輸出端流體連接，第三通道與方向速度控制閥的輸入端流體連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓傳動控制系統(tǒng)，其特征在于，在第一活塞盤的遠離第二活塞盤的一側(cè)設(shè)置有沿殼體軸向延伸的凸臺，所述凸臺沿蓄能器軸向長度大于第一通道開口至限定第一空腔的殼體端壁的長度。
5.一種利用權(quán)利要求3所述的液壓傳動控制系統(tǒng)實施換檔的方法，其中，切換檔位完成第一離合器的斷開，換檔液壓系統(tǒng)壓力迅速下降，儲存能量的蓄能器釋放能量，彈簧推動活塞向第一通道和第三通道輸送液壓流體并將該液壓流體引導(dǎo)進入方向速度控制閥和第二離合器；第一活塞盤越過第三通道使第二通道與第三通道經(jīng)第二空腔連通，由傳輸泵向第二通道輸送的介質(zhì)經(jīng)第二空腔和第三通道進入方向速度控制閥和第二離合器，供給第二離合器的液壓流體流速迅速提高；蓄能器活塞達到壓力平衡點后，由傳輸泵輸送的部分液壓流體經(jīng)第一通道流入第一空腔，推動第一活塞盤向第二通道方向移動；第一活塞盤越過第三通道并切斷第三通道和第二通道通過第二空腔的連接，傳輸泵通過總歧管通道部分的節(jié)流孔向速度控制閥和第二離合器輸送液壓流體增壓，至第二離合器接合緊密，完成換檔。
6.—種機器,包括: 用于存儲液壓流體的傳動介質(zhì)箱； 與所述傳動介質(zhì)箱相連接的傳輸泵； 經(jīng)由一蓄能器與所述傳輸泵的輸出端連接的方向速度控制閥； 所述的蓄能器具有:殼體；能夠沿殼體的軸向在殼體內(nèi)滑動的活塞，所述活塞具有活塞桿和間隔形成在所述活塞桿上的第一活塞盤和第二活塞盤，在所述第二活塞盤的遠離第一活塞盤的一側(cè)設(shè)置有與所述活塞接合的彈簧，所述第一活塞盤與所述殼體限定出第一空腔，所述第一活塞盤和所述第二活塞盤在所述殼體中限定出第二空腔；與第一空腔流體連通的第一通道、與第二空腔流體連通的第二通道和沿著殼體的軸向位于第一通道和第二通道之間的第三通道，該第三通道能夠通過第一活塞盤相對于殼體壁的滑動選擇性地與第一空腔或第二空腔流體連通， 其中，第一、第二和第三通道通過一總歧管通道相互并聯(lián)，該總歧管通道的連接第二通道和第三通道的部分形成有節(jié)流孔，第二通道與傳輸泵的輸出端流體連接，第三通道與方向速度控制閥的輸入端流體連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機器，其特征在于，在第一活塞盤的遠離第二活塞盤的一側(cè)設(shè)置有沿殼體軸向延伸的凸臺，所述凸臺沿蓄能器軸向長度大于第一通道開口至限定第一空腔的殼體端壁的長度?！?br> 【文檔編號】F16H61/4096GK103574019SQ201210274220
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】謝發(fā)祥, 南新雙, 張迎軍, 郭金海, 魏延軍, 邸桂玲 申請人:卡特彼勒公司