CN102164788A - 制动系统和包括制动系统的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆(10)和用于车辆(10)的制动系统(200)，该制动系统(200)包括至少一个液压泵(202)，其中，该至少一个液压泵(202)连接到输入流体管道(204)和输出流体管道(206)。在所述至少一个液压泵(202)的输出流体管道(206)中设置有流动阻力单元(220)，该流动阻力单元(220)用于在需要制动力矩时被选择性地联接到输出流体管道(206)中。

Description

制动系统和包括制动系统的车辆
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的制动系统和包括制动系统的车辆。
背景技术
移动式工程机械是这样一种车辆：它针对崎岖不平的越野环境而设计并且用于崎岖不平的越野环境，在此越野环境下，卡车或轿车不能正常工作，并且当遇到这些崎岖不平的状况时可能会损坏。在运行期间，尤其是在崎岖不平的环境中，必须可靠地控制工程机械的速度，特别是该工程机械的速度低时，例如在重载的情况下下坡行驶时。
为了控制工程机械的速度、尤其是低速时的速度，已知在现有技术中是使用行车制动器，然而，这要求行车制动器具有适当的尺寸。另外，已知的是提供另外的液压制动器，即所谓的缓速器，该缓速器例如可以是铰接式翻斗车的动力系内的另外的液压泵。
US 5,507,360 A1公开了一种带有泵的工程机械用液压系统，该泵能够选择性地将液压流体提供给转向系统或动力制动系统。当转向系统内的压力下降到低于预定水平时，响应于该压力的选择器阀将流体流从该泵引导到转向系统。当需要动力制动时，操作者可以选择性地将流体流从该泵引导到动力制动系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳健且价格经济的制动系统，该制动系统尤其能够满足工程机械的要求。本发明的另一个目的是提供一种改进的、包括制动系统的车辆。
通过独立权利要求的特征来实现这些目的。其他权利要求和描述公开了本发明的有利实施例。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于车辆的制动系统，该制动系统包括至少一个液压泵，其中，该至少一个液压泵连接到输入流体管道和输出流体管道。在该至少一个液压泵的输出流体管道中设置有流动阻力单元，该流动阻力单元用于在需要制动力矩时被选择性地联接到所述输出流体管道中。
有利地，可以采用在车辆中已经可获得的一个或多个液压泵并将其用作缓速器。当存在制动需求时，通过传递动能、即车辆动力源的速度和/或车辆速度来加热该液压流体，能够实现缓速器效果。当需要制动力矩时，流动阻力单元与所述至少一个泵的输出流体管道形成操作连接。
仅需要较少数量的零件，并且能够节约车辆中的宝贵的构造空间以及成本。该制动系统尤其稳健。反应时间可以非常短。在操作和开始该制动作用之前，不需要用液压流体填充该缓速器。该至少一个泵泵送液压流体(例如液压油)以克服低压，并且所述至少一个泵已被填满。
有利地，动力输出单元适于从车辆动力系中输出动力，且所述至少一个液压泵能够联接到该动力输出单元。优选地，该动力输出单元能够布置在车辆的发动机与主传动装置之间。
根据一优选实施例，可以设置有用于实现主制动功能的至少一个行车制动器，并且，所述至少一个液压泵和流动阻力单元能够形成次制动功能。因此，能够通过控制该至少一个泵工作时的压力来控制缓速器力矩。
通常，该行车制动器可以是湿式制动器或干式制动器。在湿式制动器中，能够作用在地面接合元件(例如车轮)上的制动盘通常布置在填充有液体(例如油)的密闭环境中。在干式制动器中，作用在地面接合元件上的制动钳和制动块被空气包围。
有利地，所述次制动功能能够根据主制动功能的运行参数来控制。
有利地，在所述流动阻力单元的下游可以布置有冷却器单元。该冷却器单元能够连接到车辆的常规冷却系统。通过泵送液压流体来克服由输出流体管道中的流动阻力单元产生的流动阻力，从而将动能转化为热量。能够将加热的液压流体冷却下来，从而使该液压流体在正常运行温度下可用，以用于制动以及用于运行该车辆中的液压装置。
根据本发明的一实施例，所述至少一个液压泵可适于选择性地联接到至少一个液压缸。有利地，可以使用已经可获得的部件，如果需要这些已经可获得的部件的作用，则可以将这些已经可获得的部件简单地联接到流动阻力单元。当不需要制动力矩时，所述至少一个液压泵能够选择性地联接到至少一个液压缸。有利地，所述至少一个液压泵提供用于液压缸运行的液压流体，例如用于使车辆转向的液压缸、使可倾斜平台倾斜的液压缸等。
可以设置有可控阀，用于在不同的流体管道之间切换来自所述至少一个泵的流体流。有利地，该可控阀可以实施为转换阀，尤其是包括5个口和2个位置的5/2通阀。优选地，该可控阀能够在所述至少一个泵与流动阻力单元之间布置在所述流体管道中。
该流动阻力单元可以是压力调节阀。该流动阻力单元可以是节流阀。也能够提供压力调节阀和节流阀的组合。通过控制由流动阻力单元引起的压力、即流动阻力，能够控制缓速器力矩。
根据本发明的另一方面，提出了一种车辆，该车辆包括动力系和根据前述任一特征所述的制动系统。当存在制动需求时，通过传递动能、即车辆动力源的速度和/或车辆速度来加热液压流体，从而能够实现由至少一个液压泵引起的缓速器效果。
优选地，该动力系可以包括动力源，并且所述至少一个液压泵能够联接到布置在该动力源下游的动力输出单元。该动力源可以包括内燃机、电动马达、能够驱动车辆动力系的任何其它装置或它们的任意组合。所述至少一个泵能够由车辆的该动力源直接驱动。
该动力输出单元能够布置在该车辆的动力源和主传动装置之间。
优选地，至少一个液压缸能够用于如下功能中的至少一种：用于使该车辆转向，或者用于使该车辆的可倾斜平台倾斜。
本发明可应用于轮式车辆、履带式车辆和在轨道上行驶的车辆。本文主要关注于轮式车辆。本发明尤其用于工程机械，例如车架转向的铰接式翻斗车、轮式装载机、挖掘机等。本发明尤其适用于带有多个驱动轴的车辆，并且为了示例性目的，下面将针对车架转向的铰接式翻斗车进行描述。本发明也可应用于轿车、卡车、大客车和其他道路车辆，但倾向于主要用于在崎岖不平的状况下越野时所使用的车辆。对于在许多地面接触点上行驶的所有工程机械而言，一个基本问题是：在低速时安全地控制车辆，尤其是当该车辆携载或移动高载荷时。
附图说明
从以下对实施例(但不限于该实施例)的详细描述中，可以最好地理解本发明以及上述及其它目的和优点，其中：
图1示出了根据本发明的优选车辆的侧视图，该车辆被实施为铰接式翻斗车；并且
图2示出了优选的制动系统的示意性略图。
具体实施方式
在附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示。这些附图仅是示意性表示，并非旨在描绘本发明的特定参数。此外，这些附图仅意图描述本发明的典型实施例，因此不应认为限制本发明的范围。
图1描绘了优选的车辆10的侧视图，该车辆10优选被实施为车架转向的铰接式翻斗车，其中，能够实施根据本发明的方法来测试该车辆的制动系统。
被实施为车架转向的铰接式翻斗车的车辆10包括前车辆部分12，该前车辆部分12包括前车架14、前轮轴16和用于驾驶员的驾驶室18。车辆10还包括后车辆部分20，该后车辆部分20包括后车架22、前轮轴24、后轮轴26和可倾斜平台体28。
后车辆部分20的前轮轴24和后轮轴26经由转向架装置(未示出)连接到后车架22，在下文中，将把该前轮轴24和后轮轴26称为前转向架轴24和后转向架轴26。
前轮轴16、前转向架轴24和后转向架轴26中的每一个均包括车轮形式的、成对的左侧地面接合元件和右侧地面接合元件。仅描绘出了左侧地面接合元件100a、102a、104a。
一般地，术语“地面接合元件”包括车轮、履带等。作为示例，地面接合元件100a、102a、104a在实施例中被称为车轮100a、102a、104a。
前车架14经由第一旋转接头46连接到后车架22，该第一旋转接头46允许前车架14和后车架22相对于彼此围绕竖直轴线60旋转，以使车辆10转向(转弯)。在用于使车辆10转向的旋转接头46的相应侧上布置有一对液压缸52。这些液压缸由车辆的驾驶员通过方向盘和/或操纵杆(未示出)来控制。
第二旋转接头54适于允许前车架14和后车架22相对于彼此围绕假想的纵向轴线(即，沿着车辆10的纵向方向延伸的轴线)旋转。
所述平台体28经由铰链(未示出)在后车架22的后部上连接到后车架22。一对倾斜缸56的第一端连接到后车架22，而第二端连接到平台体28。被实施为车架转向的铰接式翻斗车的车辆10在其纵向方向中心轴线的每一侧均定位有一个倾斜缸56。因此，当启用这些倾斜缸56时，平台体28相对于后车架22倾斜。
用于使车辆10转向的液压缸52和用于使可倾斜平台体28倾斜的液压缸56由液压泵(未示出)供应有液压流体；优选地，为每对液压缸52和倾斜缸56均设置有至少一个泵。根据本发明，用于使车辆10中的任何其它液压装置转向或倾斜或运行的液压泵中的至少一个可以用作液压缓速器。
图2描绘了如在图1中作为示例描述的车辆10的优选制动系统200的示意性略图。液压泵202联接到动力系的动力输出单元80，该动力系包括动力源70(例如内燃机)，其中，动力输出单元80布置在车辆10的动力源70和主传动装置30之间，该主传动装置30具有驱动轴86。该驱动轴86将力矩传递到地面接合元件，在图2中，这些地面接合元件以轴16上的一对车轮100a、100b表示。差速器112设置为根据车轮100a、100b的驱动状况在该车轮100a、100b之间分配力矩。
特别地，制动系统200包括用于实现主制动功能的至少一个行车制动器110。该行车制动器110可以是车轮制动器，其中，可以为每个车轮100a、100b均提供一个行车制动器110。
来自动力源70的输出轴72的动力例如能够通过动力输出单元80的齿轮82供应到液压泵202，该齿轮82与动力输出单元80的齿轮84啮合，而液压泵202联接到该齿轮84。
所述至少一个液压泵202连接到输入流体管道204和输出流体管道206以及可控阀210，该可控阀210用于在不同的流体管道208和222之间切换流体流。
流体管道208向车辆中的如下液压装置提供由液压泵202泵送的液压流体，该液压装置例如是用于使车辆10转向的一对液压缸52(图1)和/或用于使可倾斜平台28倾斜的一对液压缸56(图1)等。
可控阀210优选是转换阀，例如是具有5个口和2个位置的5/2通阀，并且它布置在所述液压泵的输入流体管道204和输出流体管道206中。
当不需要制动力矩时，可控阀210将泵的输出管道206连接到液压流体管道208，用于该液压系统的正常运行。
当需要制动力矩时，可控阀210将流体输出管道206连接到流体管道222，这实现了液压泵202的缓速器功能。为了使这种情况成为可能，可以将流动阻力单元220(例如是压力调节阀或节流阀)选择性地联接到液压泵202的输出流体管道206中。
在需要制动力矩的情况中，液压泵202和流动阻力单元220提供了缓速器制动的功能。
至少一个行车制动器110提供了主制动功能，而所述至少一个液压泵202和流动阻力单元220提供了次制动功能。
有利地，能够根据该制动器的运行参数来控制流动阻力单元220，从而能够根据主制动功能的运行参数来控制次制动功能。如果需要较高的制动力矩，则可以增大该流动阻力单元220的流动阻力，如果需要较低的制动力矩，则可以减小该流动阻力单元220的流动阻力。
在流动阻力单元220的下游布置有冷却器单元230。当在需要制动的情况下将液压泵202联接到流动阻力单元220时，液压流体克服由流动阻力单元220建立的压力被泵送，并因此被加热。冷却器单元230能够经由冷却流体管道232联接到冷却系统，例如联接到该车辆的常规冷却系统(例如空气冷却器等)，并且与该冷却系统共用冷却流体。
在一个实施例中，如果在需要用于工作液压的液压能的同时需要制动力矩，则能够通过转换该可控阀210将优先权赋予工作液压，以将液压流体供给到流体管道208并因此中止缓速器功能。
本发明尤其可用于诸如铰接式翻斗车的工程机械、建筑机械等。本发明允许以较少数量的零件提供另外的制动力矩(尤其是低速时)，并允许提供稳健且成本有效的系统。

Claims (30)

1.一种用于车辆(10)的制动系统(200)，所述制动系统(200)包括至少一个液压泵(202)，其中，所述至少一个液压泵(202)连接到输入流体管道(204)和输出流体管道(206)，其特征在于流动阻力单元(220)，所述流动阻力单元(220)位于所述至少一个液压泵(202)的输出流体管道(206)中，所述流动阻力单元(220)用于在需要制动力矩时被选择性地联接到所述输出流体管道(206)中。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于动力输出单元(80)，所述动力输出单元(80)适于从车辆动力系中输出动力，其中，所述至少一个液压泵(202)连接到所述动力输出单元(80)。
3.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于至少一个行车制动器(110)，所述至少一个行车制动器(110)用于实现主制动功能，并且，所述至少一个液压泵(202)和所述流动阻力单元(220)形成次制动功能。
4.根据权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述次制动功能能够根据所述主制动功能的运行参数来控制。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其特征在于，在所述流动阻力单元(220)的下游布置有冷却器单元(230)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其特征在于，所述至少一个液压泵(202)适于选择性地联接到至少一个液压缸(52，56)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其特征在于可控阀(210)，所述可控阀(210)用于在不同的流体管道(208，222)之间切换来自所述至少一个泵(202)的流体流。
8.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述可控阀(210)在所述至少一个泵(202)与所述流动阻力单元(220)之间布置在所述流体管道(204，206)中。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其特征在于，所述流动阻力单元(220)是压力调节阀。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其特征在于，所述流动阻力单元(220)是节流阀。
11.一种车辆(10)，包括动力系和根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统(200)。
12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述动力系包括动力源(70)，并且，所述至少一个液压泵(202)联接到布置在所述动力源(70)下游的动力输出单元(80)。
13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述动力输出单元(80)布置在所述车辆(10)的动力源(70)和主传动装置之间。
14.根据权利要求12或13所述的车辆，其特征在于，所述动力源(70)包括内燃机。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的车辆，其特征在于，至少一个液压缸(52，56)用于如下功能中的至少一种：用于使所述车辆转向，或者用于使所述车辆(10)的可倾斜平台(28)倾斜。
16.一种用于车辆的制动系统，包括至少一个液压泵，其中，所述至少一个液压泵连接到输入流体管道和输出流体管道，在所述至少一个液压泵的输出流体管道中设置有流动阻力单元，所述流动阻力单元用于在需要制动力矩时被选择性地联接到所述输出流体管道中。
17.根据权利要求16所述的制动系统，其中，还设置有适于从车辆动力系中输出动力的动力输出单元，并且，所述至少一个液压泵联接到所述动力输出单元。
18.根据权利要求16所述的制动系统，其中，还设置有用于实现主制动功能的至少一个行车制动器，并且，所述至少一个液压泵和所述流动阻力单元形成次制动功能。
19.根据权利要求18所述的制动系统，其中，所述次制动功能能够根据所述主制动功能的运行参数来控制。
20.根据权利要求16所述的制动系统，其中，在所述流动阻力单元的下游布置有冷却器单元。
21.根据权利要求16所述的制动系统，其中，所述至少一个液压泵适于选择性地联接到至少一个液压缸。
22.根据权利要求16所述的制动系统，其中，还设置有可控阀，所述可控阀用于在不同的流体管道之间切换来自所述至少一个液压泵的流体流。
23.根据权利要求22所述的制动系统，其中，所述可控阀在所述至少一个泵与所述流动阻力单元之间布置在所述流体管道中。
24.根据权利要求16所述的制动系统，其中，所述流动阻力单元是压力调节阀。
25.根据权利要求16所述的制动系统，其中，所述流动阻力单元是节流阀。
26.一种车辆，包括动力系和根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统。
27.根据权利要求26所述的车辆，其中，所述动力系包括动力源，并且，所述至少一个液压泵联接到布置在所述动力源下游的动力输出单元。
28.根据权利要求27所述的车辆，其中，所述动力输出单元布置在所述车辆的动力源和主传动装置之间。
29.根据权利要求27或28所述的车辆，其中，所述动力源包括内燃机。
30.根据权利要求26所述的车辆，其中，至少一个液压缸用于如下功能中的至少一种：用于使所述车辆转向，或者用于使所述车辆的可倾斜平台倾斜。
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