CN102434646B - 双能容液力变矩器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双能容液力变矩器，用于改善发动机功率的输出，提高工程机械的作业效率。本发明包括第一泵轮(204)、第二泵轮(203)和离合器(205)，以及工作装置(210)、第一供油泵(211)、控制阀(212)、第二供油泵(208)和油缸(206)，第一供油泵(211)通过油路(214)向工作装置(210)供油，并以油路(214)的压力来控制控制阀(212)的启闭，从而控制对油缸(206)的供油，以此控制油缸(206)的运动，进而控制离合器(205)的离合，最终控制第一泵轮(204)是否自由旋转，达到利用工作装置压力自动选择液力变矩器的能容，最大程度发挥发动机功效的目的。

Description

双能容液力变矩器

技术领域

本发明涉及一种液力变矩器，特别是涉及一种双能容液力变矩器。

背景技术

液力变矩器作为传动系统的主要部件之一，具有自动适应性、无级变速、良好稳定的低速性能、减振隔振及无机械磨损等优良特性，是其它传动元件无可替代的。历经百年的发展，液力变矩器的应用不断扩大，从汽车、工程机械、军用车辆到石油、化工、矿山、冶金机械等领域都得到了广泛的应用。

目前国内工程机械（例如装载机）一般都采用全程调整的发动机，匹配单一能容大小的液力变矩器，并采用定量工作油泵给工作装置供油，工作油泵的工作压力随工作负荷的不同在较大范围内变化，直接影响发动机与液力变矩器的特性，从而就影响了发动机在共同工作时的工作状态。图1是单能容液力变矩器与发动机力矩特性图，图中曲线①表示发动机力矩外特性，曲线②表示扣除全部发动机附件损失后的净输出力矩特性，曲线③表示车辆作业时发动机的净输出力矩特性，曲线Mbg表示泵轮力矩特性。由匹配特性可看出，当工作装置消耗较小时，发动机以N₂左右的转速工作，发动机输出功率较高，当工作装置消耗较大时，发动机工作以N₁左右的转速工作，则发动机输出功率较低，甚至导致熄火现象。

由此可看出，单能容液力变矩器虽然可以满足工程机械日常工作需求，但是由于液力变矩器能容单一，影响了发动机在共同工作时的工作状态，使得发动机功率不能有效的发挥，降低了工程机械在单位时间内的作业效率，并导致耗油量大。

发明内容

本发明实施例提供了一种双能容液力变矩器，用于解决实际应用中发动机与单一能容液力变矩器匹配性不佳的问题。

一种双能容液力变矩器，包括：

罩轮，罩轮经输入轴连接发动机；

第一泵轮（204），第一泵轮（204）固定于罩轮上；

第二泵轮（203），第二泵轮（203）与罩轮之间设有离合器（205），第二泵轮（203）通过离合器（205）安装于罩轮上；

当离合器（205）闭合时，第二泵轮（203）与罩轮刚性连接；

当离合器（205）分离时，第二泵轮（203）与罩轮分离；

该双能容液力变矩器还包括：

工作装置（210）；

第一供油泵（211），第一供油泵（211）通过油路（214）连接工作装置（210），并向工作装置（210）供油；

控制阀（212），控制阀（212）的控制口连接油路（214），控制阀（212）的启闭由油路（214）的压力所控制；

第二供油泵（208），第二供油泵（208）连接控制阀（212）的进口；

油缸（206），油缸（206）的进油口连接控制阀（212）的出口，油缸（206）通过活塞连接离合器（205），用于控制离合器的离合。

优选的，控制阀（212）是压力控制阀。

优选的，压力控制阀是液控阀。

当油路（214）的压力低于控制阀（212）的启闭压力时，控制阀（212）开启；

当油路（214）的压力高于控制阀（212）的启闭压力时，控制阀（212）关闭。

当控制阀（212）开启时，第二供油泵（208）向油缸（206）供油，油缸（206）的油压推动活塞，使离合器（205）闭合；

当控制阀（212）关闭时，第二供油泵（208）停止向油缸（206）供油，油缸（206）泄压，活塞回退，使离合器（205）分离。

当工作装置（210）扭矩减小时，第一供油泵（211）供油压力降低，油路（214）的压力降低；

当工作装置（210）扭矩增大时，第一供油泵（211）供油压力增大，油路（214）的压力增大。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：当工作装置的消耗扭矩变化时，本发明双能容液力变矩器通过对工作装置的供油压力自动在液力变矩器的两种能容之间选择最佳能容，使发动机始终工作在最大功率值左右，实现发动机与液力变矩器的合理匹配，改善了发动机的功率输出，提高了工程机械单位时间的作业效率。

附图说明

图1为单能容液力变矩器与发动机匹配特性图；

图2为本发明实施例双能容液力变矩器原理示意图；

图3为本发明实施例双能容液力变矩器与发动机匹配特性图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种双能容液力变矩器，克服了实际应用中发动机与单一能容液力变矩器匹配性不佳的问题。以下结合附图进行详细说明。

如图2所示，本发明实施例一种双能容液力变矩器包括罩轮、涡轮201、导轮202、第一泵轮204和第二泵轮203，罩轮经输入轴连接于发动机，第一泵轮204固定于罩轮上，第二泵轮203与罩轮之间设有离合器205，第二泵轮203通过离合器205安装于罩轮上。因此，该变矩器是由发动机带动输入轴转动，由罩轮再带动第一泵轮204和第二泵轮203旋转。

具体的，当离合器205闭合时，第二泵轮203与罩轮刚性连接，第二泵轮203与第一泵轮204共同旋转，液力变矩器处于大能容状态；当离合器205分离时，第二泵轮203与罩轮分离，第二泵轮203不再由罩轮带动旋转，而是受液流冲击而旋转，此时第二泵轮203不起作用，只有第一泵轮204发挥作用，液力变矩器处于小能容状态。

本发明实施例一种双能容液力变矩器还包括：工作装置210、第一供油泵211，控制阀212、第二供油泵208和油缸206。第一供油泵211是工作装置供油泵，由第一驱动齿轮213带动工作。第一供油泵211通过油路214连接工作装置210，并向工作装置210供油。控制阀212的控制口连接油路214，控制阀212的启闭由所述油路214的压力所控制。第二供油泵208是变矩器供油泵，由第二驱动齿轮207带动第二供油泵208向液力变矩器供油，在第二供油泵208与变矩器之间设有另一控制阀209，该另一控制阀209用于控制第二供油泵208的供油压力，以保证该供油压力不超过变矩器的额定压力；第二供油泵208还连接控制阀212的进口，用于向油缸206供油；油缸206的进油口连接控制阀212的出口，油缸206通过活塞连接离合器205，用于控制离合器205的离合。

优选的，控制阀212是压力控制阀，压力控制阀是液控阀，如液控顺序阀。

当工作装置消耗的扭矩增大时，第一供油泵211向工作装置210供油的压力升高，油路214的压力升高。当油路214的压力高于控制阀212启闭的压力时，控制阀212关闭，控制阀212的进口和出口之间的通路被截断，第二供油泵208停止向油缸206供油，使油缸206中的油流回油箱，即油缸206泄压，在压力差作用下，活塞回退，导致离合器205分离，从而使第二泵轮203与罩轮分离，第二泵轮203不再由罩轮带动旋转，而是受液流冲击而自由旋转。此时，只有与发动机相连的第一泵轮204发挥作用，而第二泵轮203则没有发挥作用，双能容液力变矩器此时的能容只是第一泵轮204处于工作状态下的能容，即双能容液力变矩器是在小能容的工况下运行。

当工作装置210消耗的扭矩减小时，第一供油泵211向工作装置供油的压力降低，油路214的压力降低。当油路214的压力低于控制阀212启闭的压力时，控制阀212开启，控制阀212的进口和出口接通。此时，第二供油泵208向油缸206供油，油缸206的油压推动活塞，使离合器205闭合，使第二泵轮203与罩轮刚性连接，第二泵轮203在罩轮的带动下旋转，此时第二泵轮203与第一泵轮204共同旋转，从而使第二泵轮203与第一泵轮204形成一体，增大了液力变矩器的能容，即双能容液力变矩器是在大能容的工况下运行。

图3反映了本发明双能容液力变矩器与发动机的匹配特性。图3中，曲线①表示发动机力矩外特性，曲线②表示扣除全部发动机附件损失后的净输出力矩特性，曲线③表示车辆作业时发动机的净输出力矩特性，曲线Mbg1表示双能容液力变矩器大能容时泵轮力矩特性，Mbg2表示双能容液力变矩器小能容时泵轮力矩特性。由匹配特性可看出，当工作装置消耗较小时，液力变矩器在大能容工况运行，发动机会以N₂左右的转速工作，输出功率较高；当工作装置消耗较大时，由于工作装置压力的控制作用，使液力变矩器在小能容的工况运行，但此时发动机仍会以N₂左右的转速工作，而并非以N₁左右的转速工作。因此，发动机与本发明双能容液力变矩器共同工作时，发动机一直工作在最大功率点附近，使发动机与液力变矩器的匹配更加合理，实现了发动机和液力变矩器共同工作时发动机工作状态的优化，改善发动机功率输出，提高工程机械单位时间的作业效率。

以上对本发明所提供的一种双能容液力变矩器进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种双能容液力变矩器，包括:

罩轮，所述罩轮经输入轴连接发动机;

第一泵轮(204)，所述第一泵轮(204)固定于所述罩轮上;

第二泵轮(203)，所述第二泵轮(203)与所述罩轮之间设有离合器(205)，所述第二泵轮(203)通过所述离合器(205)安装于所述罩轮上;

当所述离合器(205)闭合时，所述第二泵轮(203)与所述罩轮刚性连接;

当所述离合器(205)分离时，所述第二泵轮(203)与所述罩轮分离；

其特征在于，所述双能容液力变矩器还包括:

工作装置(210);

第一供油泵(211)，所述第一供油泵(211)通过油路(214)连接所述工作装置(210)，并向所述工作装置(210)供油;

控制阀(212)，所述控制阀(212)的控制口连接所述油路(214)，所述控制阀(212)的启闭由所述油路(214)的压力所控制;

第二供油泵(208)，所述第二供油泵(208)连接所述控制阀(212)的进口;

油缸(206)，所述油缸(206)的进油口连接所述控制阀(212)的出口，所述油缸(206)通过活塞连接离合器(205)，用于控制离合器(205)的离合。

2.根据权利要求1所述的双能容液力变矩器，其特征在于，所述控制阀(212)是压力控制阀。

3.根据权利要求1所述的双能容液力变矩器，其特征在于，

当所述油路(214)的压力低于所述控制阀(212)的启闭压力时，所述控制阀(212)开启;

当所述油路(214)的压力高于所述控制阀(212)的启闭压力时，所述控制阀(212)关闭。

4.根据权利要求3所述的双能容液力变矩器，其特征在于，

当所述控制阀(212)开启时，所述第二供油泵(208)向所述油缸(206)供油，所述油缸(206)的油压推动所述活塞，使离合器(205)闭合;

当所述控制阀(212)关闭时，所述第二供油泵(208)停止向所述油缸(206)供油，所述油缸(206)泄压，所述活塞回退，使离合器(205)分离。

5.根据权利要求1所述的双能容液力变矩器，其特征在于，

当所述工作装置(210)扭矩减小时，所述第一供油泵(211)供油压力降低，所述油路(214)的压力降低;

当所述工作装置(210)扭矩增大时，所述第一供油泵(211)供油压力增大，所述油路(214)的压力增大。

Images