用于變速器的液壓控制系統和包括該液壓控制系統的機器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于變速器的液壓控制系統(100)，包括：加壓流體源，該加壓流體源包括油箱(22)；換檔執行裝置，該換檔執行裝置包括兩個換向離合器(10，12)和多個變速離合器(14，16)；流體連接在換檔執行裝置與加壓流體源之間的控制閥(6)，其特征在于，所述液壓控制系統包括設置在所述控制閥的回油口和油箱之間的保壓閥(18)。通過設置保壓閥，可以提高換檔速度，同時提高了換檔一致性并降低了換檔引起的液壓沖擊。本實用新型還涉及包括變速器和該液壓控制系統的機器。
【專利說明】
用于變速器的液壓控制系統和包括該液壓控制系統的機器
技術領域
[0001]本實用新型涉及用于變速器的液壓控制系統和包括該液壓控制系統的機器。
【背景技術】
[0002]諸如裝載機、挖掘機、推土機、拖拉機、起重機之類的機器的變速器具有較多檔位并且借助于液壓控制系統進行換檔操作，通過液壓控制系統使變速器中不同的齒輪嚙合或脫開，從而實現不同的檔位。在一種常規的變速器液壓控制系統中，通過多個離合器實現檔位變換。所述多個離合器例如可包括前進用離合器、倒退用離合器、用于實現一檔的第一變速離合器和用于實現二檔的第二變速離合器。該液壓控制系統還包括栗，該栗從油箱抽取液壓流體并對其進行加壓。經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到相應的離合器，從而實現前進一檔、前進二檔、倒退一檔、或倒退二檔。
[0003]在這種變速器液壓控制系統中，例如當實現了前進一檔時，與倒退用離合器和實現二檔的第二變速離合器相關聯的流體通道中的液壓流體將全部流回油箱。當從前進一檔切換到其它檔位、例如倒退二檔時，與倒退用離合器和實現二檔的第二變速離合器相關聯的流體通道中需要重新充滿液壓流體后才能夠推動離合器的活塞，造成換檔時間加長并且換檔沖擊增大。另外，在頻繁或者快速換檔時，有可能出現相關流體通道中的加壓流體沒有完全泄放完的情況。這會造成換檔時間的不一致。
[0004]本實用新型旨在解決上述問題和/或現有技術中的其它問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的一個方面涉及一種用于變速器的液壓控制系統，其包括:加壓流體源，該加壓流體源包括油箱;換檔執行裝置，該換檔執行裝置包括兩個換向離合器和多個變速離合器;流體連接在換檔執行裝置與加壓流體源之間的控制閥，其特征在于，所述液壓控制系統包括設置在所述控制閥的回油口和油箱之間的保壓閥。
[0006]本實用新型的另一方面涉及一種機器，所述機器包括變速器和根據本實用新型的液壓控制系統。
【附圖說明】
[0007]下面將參照示意性的附圖更詳細地描述本實用新型。附圖及相應的實施例僅是為了說明的目的，而非用于限制本實用新型。在附圖中:
[0008]圖1是根據本實用新型的用于變速器的液壓控制系統的示意性原理圖。
【具體實施方式】
[0009]圖1示出了根據本實用新型的變速器液壓控制系統的一個實施例。液壓控制系統100可包括加壓流體源和換檔執行裝置。加壓流體源可包括油箱22和栗4。油箱22用于儲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、發動機潤滑油、變速器潤滑油或本領域公知的其它流體。栗4能夠從油箱22抽取液壓流體并對液壓流體加壓，從而產生加壓流體。在圖1所示的實施例中，栗4由發動機2驅動。可以理解的是，栗4也可以用其它方式驅動。例如，栗4可以是由來自蓄電池的電力驅動的電動栗。
[0010]換檔執行裝置可包括用于使變速器中的相應齒輪組接合或脫開以實現檔位變換的多個離合器。一般地，換檔執行裝置可包括兩個換向離合器和多個變速離合器。在圖1所示的實施例中，換檔執行裝置包括倒退用離合器10、前進用離合器12、第一變速離合器16和第二變速離合器14。前進用離合器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，能夠分別實現前進一檔、前進二檔、倒退一檔和倒退二檔四個檔位。可以理解的是，第一變速離合器16和/或第二變速離合器14可以具有一個或多個致動位置，以用于實現一個或多個檔位。
[0011]如圖1所示，在換檔執行裝置和栗4之間設置有控制閥6。控制閥6能夠同時實現換向和變速兩種功能。可選地，在控制閥6與前進用離合器12和倒退用離合器10之間設置有剎車斷檔閥8。
[0012]在圖1所示的實施例中，控制閥6構造成五位六通閥。具體而言，控制閥6包括六個端口，第一端口(進油口)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具有五個工作位置。當控制閥6處于中位(第一位置)時，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。當控制閥6處于圖1中的Fl位置(第二位置)時，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。當控制閥6處于圖1中的F2位置(第三位置)時，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。當控制閥6處于圖1中的Rl位置(第四位置)時，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。當控制閥6處于圖1中的R2位置(第五位置)時，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。控制閥6在上述五個位置之間的切換可以通過本領域公知的任何方式來實現。
[0014]在本實施例中，控制閥6能夠同時實現換向和變速兩個功能。可以理解的是，控制閥6可以用其它適當的閥組代替，只要能夠實現如上所述的換向和變速功能即可。例如，在一個實施例中，控制閥6可以用一個換向控制閥和一個變速控制閥代替，其中換向控制閥與前進用離合器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構造成二位五通閥。具體而言，剎車斷檔閥8包括五個端口，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，第五端口與前進用離合器12流體連接。當剎車斷檔閥8如圖1所示處于左位(第一位置)時，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。當剎車斷檔閥8處于右位(第二位置)時，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]在機器正常運行狀態下，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到相應的前進用離合器12或倒退用離合器10。當施加了剎車(制動)操作時，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，在本實用新型的液壓控制系統100中，在控制閥6的第二端口(即回油口)與油箱22之間設置有保壓閥18。在本實施例中，保壓閥18是允許流體從控制閥6的回油口朝向油箱22流動而阻止流體沿相反方向流動的單向閥。保壓閥18配置成在液壓流體從換檔執行裝置經由控制閥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執行換檔操作時減輕從相應的換向離合器和變速離合器經由控制閥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間。該閥的開啟壓力設定成在換檔時一方面不影響相應的離合器中的彈簧的復位，另一方面大于該液壓控制系統100中從換檔執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生的壓力，使得能夠維持液壓流體通道中時刻充滿液壓流體。這樣，執行換檔操作時，相應通道中的液壓流體能夠直接被充入相應離合器的活塞腔中，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]在液壓系統操作過程中，不可避免地存在液壓流體泄漏現象。為了確保液壓流體通道中時刻充滿液壓流體，在控制閥6的進油口(第一端口)和回油口(第二端口)之間設置有補油裝置20，用于向液壓控制系統的液壓流體通道中補充液壓流體，以使液壓流體通道中時刻充滿液壓流體。在圖1所示的實施例中，補油裝置20是一節流閥，其在補充液壓流體的同時基本上不影響通道內的壓力。
[0019]如圖1所示，液壓控制系統100還包括蓄能器、調壓閥、溢流閥、變矩器、冷卻器等。這些部件的結構和作用是本領域技術人員所公知的，在此省略其描述。
[0020]工業適用性
[0021]本實用新型的液壓控制系統尤其適用于裝載機、挖掘機、推土機、拖拉機或起重機等工程機械的變速器。下面以從前進一檔(Fl)切換至倒退二檔(R2)為例來說明本實用新型的液壓控制系統能夠實現的效果。
[0022]如上所述，控制閥6具有五個工作位置。當控制閥6處于第一位置(中位)時，前進用離合器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；當控制閥6處于第二位置(Fl)時，前進用離合器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；當控制閥6處于第三位置(F2)時，前進用離合器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;當控制閥6處于第四位置(Rl)時，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；當控制閥6處于第五位置(R2)時，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具有兩個工作位置。當剎車斷檔閥8處于第一位置(左位)時，兩個換向離合器10、12經由剎車斷檔閥與控制閥6流體連通；當剎車斷檔閥8處于第二位置(右位)時，兩個換向離合器10、12經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，變速器處于前進一檔位置。來自栗4的加壓液壓流體依次流經控制閥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到前進用離合器12，使得前進用離合器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到第一變速離合器16，使得第一變速離合器16接合。前進用離合器12和第一變速離合器16的接合一起建立了前進一檔。
[0025]此時，倒退用離合器10經由剎車斷檔閥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]當需要從前進一檔切換到倒退二檔時，控制閥6從其第二位置(Fl)移動到第五位置(R2)，剎車斷檔閥8的位置保持不變。由此，前進用離合器12經由剎車斷檔閥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，使得與前進用離合器12和第一變速離合器16相關聯的液壓流體通道中的液壓流體被泄放到油箱22。當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，保壓閥18關閉，此時，這些液壓流體通道中維持充滿液壓流體。
[0027]與此同時，來自栗4的加壓液壓流體經由控制閥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到倒退用離合器10，并且經由控制閥6的第一端口和第五端口被供應到第二變速離合器14。
[0028]在常規的液壓控制系統中，由于與倒退用離合器10和第二變速離合器14相關聯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活塞以使離合器接合。
[0029]與常規的液壓控制系統不同，在根據本實用新型的液壓控制系統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相關聯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]上面借助具體實施例對本實用新型的液壓控制系統進行了描述。對本領域技術人員而言顯而易見的是，可以在不脫離本實用新型的發明思想的情況下對本實用新型的液壓控制系統做出多種改變和變形。結合對說明書的考慮及所公開的液壓控制系統的實踐，其它實施例對于本領域技術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利要求及它們的等同方案表示。
【主權項】
1.一種用于變速器的液壓控制系統(100)，包括: 加壓流體源，該加壓流體源包括油箱(22); 換檔執行裝置，該換檔執行裝置包括兩個換向離合器(10，12)和多個變速離合器(14，16)； 流體連接在換檔執行裝置與加壓流體源之間的控制閥(6)， 其特征在于，所述液壓控制系統包括設置在所述控制閥的回油口和油箱之間的保壓閥(18)。2.根據權利要求1所述的液壓控制系統，其特征在于，所述液壓控制系統包括設置在所述控制閥的進油口和回油口之間的補油裝置(20)。3.根據權利要求1或2所述的液壓控制系統，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而阻止流體沿相反方向流動的單向閥。4.根據權利要求1或2所述的液壓控制系統，其特征在于，所述保壓閥配置成在液壓流體從換檔執行裝置經由所述控制閥流回油箱的流體路徑中維持一定壓力。5.根據權利要求1或2所述的液壓控制系統，其特征在于，所述兩個換向離合器包括前進用離合器(12)和倒退用離合器(10)，所述多個變速離合器包括第一變速離合器(16)和第二變速離合器(14)，所述控制閥構造成五位六通閥，其中， 當所述控制閥處于第一位置時，所述前進用離合器(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； 當所述控制閥處于第二位置時，所述前進用離合器(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； 當所述控制閥處于第三位置時，所述前進用離合器(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； 當所述控制閥處于第四位置時，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； 當所述控制閥處于第五位置時，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.根據權利要求5所述的液壓控制系統，其特征在于，在所述控制閥(6)與所述兩個換向離合器(10，12)之間設置有剎車斷檔閥(8)，所述剎車斷檔閥構造成二位閥，其中，當所述剎車斷檔閥處于第一位置時，所述兩個換向離合器經由該剎車斷檔閥與所述控制閥流體連通；當所述剎車斷檔閥處于第二位置時，所述兩個換向離合器經由所述剎車斷檔閥與所述保壓閥流體連通。7.根據權利要求1或2所述的液壓控制系統，其特征在于，所述加壓流體源包括由發動機(2)驅動的栗(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.—種機器，所述機器包括變速器和根據權利要求1至7中任一項所述的液壓控制系統。9.根據權利要求8所述的機器，其特征在于，所述機器為裝載機、挖掘機、推土機、拖拉機或起重機。
【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