CN101498366A - 输出功率可调的动力传动系统、方法及其工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输出功率可调的动力传动系统，该动力传动系统包括带有电子控制模块的发动机以及与该发动机联接的变速器单元，该变速器单元包括相互关联的齿轮变速器和机械式变速器控制阀，其中，该变速器单元还包括能检测变速器的档位并将检测结果传送给发动机电子控制模块的检测装置，所述电子控制模块根据所述档位信息调整发动机的输出功率。本发明还涉及包括这种动力传动系统的工程机械，尤其是平地机，并且涉及主动调节动力传动系统的输出功率的方法。本发明的动力传动系统可以以较低的成本实现发动机输出转矩与档位尤其是低档位的对应，具有很强的实用性。

Description

输出功率可调的动力传动系统、方法及其工程机械
技术领域
本发明总体上涉及车辆，尤其是工程机械，例如平地机。更具体地，本发明涉及车辆的动力传动系统。此外，本发明还涉及一种主动调节动力传动系统的输出功率的方法。
背景技术
通常，需要对发动机的功率进行调整以适应不同档位的需要，具体地，当车辆前进且变速器处于较高档位时，需要使发动机输出相对较小的转矩，而例如当车辆爬坡且变速器处于较低档位时，需要使发动机输出相对较大的转矩，以便具有足够的驱动力。例如，就土方机械而言，希望发动机在变速器处于较低的1档(推土作业档)时产生的转矩保持显著大于该发动机在变速器处于较高的2、3档(前进运输档)时产生的转矩，以便在较低的1档以较大推力进行推土作业。但要调整发动机功率以使发动机产生的转矩能比较精确地根据变速器的档位变化，就需要使发动机获知变速器的档位信息。
因此，希望为车辆尤其是土方机械设置能检测变速器档位的装置，以保证其发动机在变速器处于较低档位时产生明显较大的转矩。为此，在现有的通常采用电控或液压式变速器控制阀的自动操作型土方机械中，一般设置有用于检测变速器档位的复杂且昂贵的电子装置。然而，对于采用机械式变速器控制阀的手动操作型土方机械而言，则很难实现对变速器档位的自动检测。
本发明旨在解决上述现有技术中的问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种动力传动系统，在这种动力传动系统中，能够利用成本低廉的结构实现根据变速器的档位信息来主动调节发动机输出功率并且能够方便地对采用机械式变速器控制阀的车辆进行改装，从而解决上述现有技术的问题。
一方面，本发明提供了一种输出功率可调的动力传动系统，该系统包括带有电子控制模块的发动机以及与该发动机联接的变速器单元，该变速器单元包括相互关联的齿轮变速器和机械式变速器控制阀，其中，该变速器单元还包括能检测变速器的档位并将检测结果传送给发动机电子控制模块的检测装置，所述电子控制模块根据所检测的档位调整发动机的输出功率。
另一方面，本发明提供了一种工程机械，其包括如上所述动力传动系统。
再一方面，本发明还提供一种主动调节包括变速器单元和发动机的动力传动系统的输出功率的方法，该方法包括以下步骤：经由变速器单元的机械式变速器控制阀检测变速器的档位；以及根据所检测的档位调节发动机的输出功率。
根据本发明的动力传动系统具有根据变速器的档位尤其是低档位主动调节发动机的输出功率的能力，由此可靠地确保在该档位下产生预定的转矩。
附图说明
下面将参照附图通过示例性实施例详细说明本发明，在附图中：
图1示出示例性作业机械的透视图；
图2示出本发明的动力传动系统的变速器单元的透视图；
图3示出图2的局部A的视图，其中示出档位检测装置的示例性实施例。
具体实施方式
参见图1，以手动操作型作业机械100为例，这种作业机械100的动力传动系统包括发动机9以及与该发动机相配的变速器单元1，其中，发动机9带有用于例如调节其输出功率的电子控制模块91，而变速器单元1通常包括齿轮变速器以及与该齿轮变速器相关联的机械式变速器控制阀。变速器控制阀是一种例如由调压阀、速度阀、方向阀和安全阀等组合而成的阀组，该变速器控制阀中的速度阀通过操作杆接通不同的通道，以得到不同的档位。应当指出，作业机械100可以是但不局限于平地机、推土机等土方作业机械。
现在参见图2，其详细示出根据本发明的动力传动系统的变速器单元1，该变速器单元1可包括设置在变速器壳体内的齿轮变速器2，以及与该齿轮变速器2相互作用以实现变速的变速器控制阀3。如图所示，变速器控制阀3具有从其阀体突出的速度阀芯31，该速度阀芯31可在变速器变换档位时相对于变速器控制阀3的阀体平移。具体地，当作业机械处于推土作业状态，即变速器处于较低的1档时，速度阀芯31将相对于变速器控制阀3的阀体向外移动至一伸出位置；而当作业机械处于前进运输状态，即变速器处于较高的2、3档时，速度阀芯31将从所述伸出位置返回。
根据本发明，在变速器控制阀3上设置档位检测装置，该检测装置构造成可检测变速器2的档位并可将检测结果传送给发动机9的电子控制模块91，以使该电子控制模块91能根据变速器2的档位调节发动机9的输出功率。在图3所示的示例性实施例中，所述档位检测装置包括设置在变速器控制阀3的阀体上的行程开关4，该行程开关4设置成其连杆41面对速度阀芯31，并可在该速度阀芯31向外伸出时与之接触。应当理解，档位检测装置还包括使行程开关4与发动机9的电子控制模块91通讯的元件，例如导线(在图1中以虚线示意性示出)。
为在变速器控制阀3上安放档位检测装置(在本实施例中为行程开关4)，而又不会对该阀的阀体造成破坏，根据图3所示的示例性实施例，通过安装板5在变速器控制阀3的阀体上布置行程开关4，其中该安装板5通过螺栓61、62固定在变速器控制阀3的阀体上。在此应当指出，安装板5是利用变速器控制阀3阀体上的现有螺纹孔固定在该阀体上的，也就是说，在安装板5上设有与变速器控制阀阀体上的螺纹孔对应的通孔，螺栓61、62则穿过该通孔以及变速器控制阀阀体上的对应螺纹孔。
虽然在上面的示例性实施例中利用行程开关4构成档位检测装置，但本发明并不限于此。例如，可采用接触开关来实现档位检测功能，甚至可采用设置成常开的普通簧片对来实现档位检测功能。另外，也可在变速器控制阀3上设置红外线发送器和接收器，以形成档位检测装置。所述档位检测装置也可以用于检测1档以外的其它档位。根据本发明的构思，也可以利用所述档位检测装置的改进方案同时检测多个档位的信息。
工业适用性
根据本发明，在作业机械正常行驶以进行运输作业时，变速器处于较高的2档或3档，此时速度阀芯31远离行程开关4，发动机输出功率P2或P3，并产生转矩T2或T3。当要使作业机械进行推土作业时，操作人员操作换档杆，以使变速器处于较低的1档，此时，速度阀芯31将移动伸出而接触行程开关4，尤其是接触其连杆41，然后行程开关4向发动机的电子控制模块发送信号，使得发动机在其电子控制模块的控制下输出预定的功率P1，其中该预定的功率P1可确保所产生的转矩T1显著大于2档或3档时的转矩T2或T3。这样，就可确保作业机械在推土作业时具有适当的大的牵引杆拉力。
当然，也可将该动力传动系统设计成使得发动机根据较高的档位输出预定功率，此时，可将行程开关4设计成在不接触速度阀芯31时向发动机控制模块发送信号，或者可将发动机控制模块设计成在未接收到行程开关4的信号时控制发动机输出预定功率。
借助于本发明的动力传动系统，使得作业机械不仅在变速器处于1档时具有适当的牵引力，而且能相应提高2、3档时的运输效率，因此，极大地改进了作业机械的作业效率。
本发明的方案在不对现有动力传动系统造成负面影响的情况下巧妙地实现了变速器档位的自动识别，并由此实现发动机输出功率的自动调节，以很低的成本实现了对发动机输出转矩的主动控制。
应当指出，本发明不限于上面详细说明的示例性实施例，本领域技术人员可在不偏离本发明的范围或精神的情况下做出多种改变和变型。本发明的技术特征可以进行任何可能的组合。

Claims (15)

1.一种输出功率可调的动力传动系统，该动力传动系统包括带有电子控制模块的发动机以及与该发动机联接的变速器单元，该变速器单元包括相互关联的齿轮变速器和机械式变速器控制阀，其中，该变速器单元还包括能检测变速器的档位并将检测结果传送给发动机电子控制模块的检测装置，所述电子控制模块根据所检测的档位调整发动机的输出功率。
2.根据权利要求1的动力传动系统，其特征在于，该检测装置检测变速器处于低档位的信息。
3.根据权利要求2的动力传动系统，其特征在于，该检测装置检测变速器处于1档的信息。
4.根据权利要求1至3之一的动力传动系统，其特征在于，该检测装置包括行程开关。
5.根据权利要求4的动力传动系统，其特征在于，该行程开关在变速器控制阀的速度阀芯向外移动至一伸出位置时接触该阀芯，以检测变速器的档位信息。
6.根据权利要求4的动力传动系统，其特征在于，该行程开关设置在变速器控制阀上。
7.根据权利要求6的动力传动系统，其特征在于，该行程开关固定在一安装板上，该安装板附装在变速器控制阀的体部。
8.根据权利要求7的动力传动系统，其特征在于，该安装板通过螺栓固定在变速器控制阀的体部。
9.根据权利要求1的动力传动系统，其特征在于，所述档位检测装置设计成包括接触开关或者簧片或者红外线发送器及接收器。
10.一种工程机械，包括根据权利要求1-9之一所述的动力传动系统。
11.根据权利要求10的工程机械，其特征在于，该工程机械为平地机。
12.一种主动调节动力传动系统的输出功率的方法，该动力传动系统包括变速器单元和发动机，该方法包括以下步骤：
经由变速器单元的机械式变速器控制阀检测变速器的档位；以及
根据所检测的档位调节发动机的输出功率。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，检测变速器的档位的步骤包括检测变速器处于低档位的信息。
14.根据权利要求12或13的方法，其特征在于，检测变速器的档位的步骤包括在变速器控制阀上设置检测装置的步骤，该检测装置构造成检测变速器的档位并且与发动机的电子控制模块通讯。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，设置检测装置的步骤包括在变速器控制阀上设置行程开关以检测变速器控制阀的速度阀芯的位置。
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