CN104686083B - 收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，后桥马达为变量液压马达，所述前桥马达为定量液压马达，前桥差速器连接有行车制动器总成，前桥中间轴连接有机械变速箱总成，机械变速箱总成的变速箱设置有啮合套，与换挡控制手柄连接，由换挡控制手柄操纵啮合套实现档位的变换，液压变量泵设置有变量控制器，通过变量泵的变量摆臂移动实现液压变量泵的变量控制。故障率低、操作简单、体积小、质量轻，能耗低，而且此种机械四轮驱动桥总成能适应积水严重的地形和其他需要更强驱动能力的作业。
Description
技术领域
本发明专利涉及大型自走式谷物联合收割机用驱动桥总成技术领域和及静液压技术领域。
背景技术
近几年，大型自走式四轮驱动谷物联合收割机市场需求旺盛。此类大型自走式谷物联合收割机一直配套传统的1000系列机械式前驱动桥和由前驱动桥提供动力输出的机械后驱转向桥。这种机械式四轮驱动桥总成存在故障率高、操作复杂、体积大、质量重，能耗高等不足，而且此种机械四轮驱动桥总成不能适应积水严重的地形和其他需要更强驱动能力的情况，市场急需一种新型的两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成。
发明内容
本发明专利内容主要是发明一种由静液压系统、前桥机械驱动系统、后桥转向及机械驱动系统等组成的大型自走式谷物联合收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成。
这种装置是建立在静液压技术、机电一体化技术等近几年研究成果基础上发明的。
本发明设计的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，包括与发动机连接的静液压系统、前桥机械驱动系统和后桥转向及机械驱动系统，静液压系统包括液压变量泵、前桥定量马达和后桥变量马达、油箱、油散，前桥和后桥的马达分别连接机械驱动系统的输入轴，通过联轴器、中间轴和差速器，将动力分别传动至前后轮，所述后桥变量马达为电控变量液压马达，所述前桥定量马达为定量液压马达，前桥差速器连接有行车制动器总成，前桥中间轴连接有机械变速箱总成，机械变速箱总成的变速箱设置有啮合套，与换挡控制手柄连接，由换挡控制手柄操纵啮合套实现档位的变换，液压变量泵设置有变量控制器，通过变量泵的变量摆臂移动实现液压变量泵的变量控制。
所述档位设置为收割档和转场档两个档位，两个档位中间为空置档，所述换挡控制手柄的转场档档位后移被锁死。
变量控制器和换挡控制操纵器集成设置在换挡控制手柄内。
所述集成是通过变量泵的变量摆臂和机械变速箱设置的换挡杆分别连接软轴后，集成设置在换挡控制手柄内实现的，可通过换挡控制手柄的移动同时控制变量泵的输出和变速箱啮合套的移动。
所述与变量泵的变量摆臂和机械变速箱设置的换挡杆分别连接的软轴，形成90度夹角。
所述后桥变量液压马达还连接有四驱开关，用以控制后桥动力输出。
所述四驱开关还连接有防滑控制器，前桥和后桥分别设置有速度传感器，速度传感器经防滑控制器与后桥变量液压马达连接。
所述防滑控制器，用于接收和比较前后桥设置的速度传感器信号，并通过控制后桥变量液压马达排量，实现收割机前后轮胎外径线速度相同。
还包括与行车制动器总成和静液压系统连接的电控模块。
变量液压马达通过联轴器与后桥输入轴连接，经过减速后将动力传动至桥差速器，差速器输出轴与万向节连接传动，再经行星减速器驱动收割机后轮转动，后桥转向油缸与转向横拉杆及转向架连接转动，实现收割机转向。
采用本发明设计的四轮驱动液压无级变速驱动桥总成的收割机，故障率低、操作简单、体积小、质量轻，能耗低，而且此种机械四轮驱动桥总成能适应积水严重的地形和其他需要更强驱动能力的作业。
附图说明
图1 两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成传动原理图；
图2 四轮驱动液压桥总成静液压系统原理图；
图3 液压泵变量控制及变速箱换挡控制操纵器示意图；
图4 驱动桥总成的档位和无级变速控制原理图；
图中，1-控制操纵手柄，2-球铰座3，变速箱换挡软轴，4-变量泵变量软轴，
5-轮边减速器输出轴，6-差速器半轴，7-啮合套，8-输入轴，9-后桥输入轴，10-后桥中间轴、11-差速器输出轴，12-行车制动器总成，13-前桥差速器总成、14-驻车制动器，15-定量液压马达，16-液压变量泵，17-变量液压马达，18-后桥差速器，19-万向节，20-后桥转向油缸，21-后桥转向拉杆，22-前桥速度传感器，23-后桥速度传感器，24-四驱开关，25-电控模块，26-空置档；27-转场档；28-收割档；29-前进无级变速区；30-后退无级变速区,31-防滑控制器，32-前桥中间轴。
具体实施方式
本发明专利主要由液压变量泵16提供动力输入，驱动液压定量马达15变速旋转，通过机械变速箱的换挡啮合套7进行前桥总成的转场档和收割档两个档位选择，从而前驱动桥总成驱动收割机实现前进、后退和转向及无级变速等动作。收割机需要后驱动转向桥与前桥并联驱动时，电控变量液压马达17处于最大输出排量状态，变量液压马达17通过后驱转向桥驱动收割机后轮旋转。当收割机不需要四轮驱动时，可以切断后桥驱动系统，后桥变量液压马达17处于零排量状态，作随动转动。自走式大型谷物联合收割机配套此种四轮驱动液压无级变速驱动桥总成可以完成各种行走作业。
本发明专利是通过以下技术方案实现的（参照液压驱动桥传动原理图1）：
液压驱动桥总成由大型谷物收割机的发动机驱动液压变量泵16，经过液压管路将高压液压油输送至定量液压马达15和变量液压马达17。定量液压马达15通过联轴器与机械变速箱总成输入轴8连接。机械式变速箱可以通过人工控制换挡啮合套7实现收割档、转场档等两个档位的变换，实现机械变速。然后动力输出经前桥中间轴32、前桥差速器总成13和行车制动器总成12、差速器半轴6、传至轮边减速器驱输出轴6，驱动收割机前轮转动，前桥还设置有驻车制动器14。当啮合套7处于空位时，前驱动桥总成没有动力输出。当后桥变量液压马达17电控并入系统时，变量液压马达17输出为最大排量，变量液压马达17通过联轴器与后桥输入轴9连接，经过两级减速至后桥差速器18，然后通过差速器输出轴11传动至万向节19，最后通过行星减速器驱动收割机后轮转动。当后桥转向油缸20动作时，后桥轮胎由转向横拉杆21连接转动，实现收割机转向。通过改变变量液压变量泵16的排量及液压油输出方向，可以实现两个驱动桥总成的无级变速和逆向行驶。当后桥轮胎打滑时，防滑控制器31通过比较前桥速度传感器22和后桥传感器的信号，改变后桥电控变量液压马达17排量，保证收割机前后轮胎外径线速度相同，实现收割机四轮驱动。1、由液压变量泵16和前桥定量液压马达15、变量液压马达17、油箱、油散等组成静液压系统，其液压原理如图2所示。将液压泵、油箱、油散等固定在收割机机架上，液压泵输入轴与发动机输出轴用皮带及皮带轮连接，由发动机驱动液压泵高速旋转，输出高能液压油。
将液压定量马达15、机械变速箱和轮边减速器等组装后固定在大型谷物收割机的前桥梁上，定量液压马达15与收割机上的液压变量泵16通过高压管路连接。
将电控变量液压马达17和后桥总成组装后与大型谷物收割机机架连接，后桥电控变量马达17与液压变量泵16通过高压管路并联，静液压系统原理图详见图2。
在收割机驾驶室内设置驱动桥总成的换挡控制装置、液压变量泵16调控装置、静液压系统和液压刹车互锁电控装置及四驱开关24和防打滑控制装置。
如图3所示，将液压泵变量控制器及变速箱换挡控制操纵器（共用）球铰座2固定在驾驶室内，内置的控制操纵手柄1（兼用液压变量泵16控制和变速箱换挡控制）可以在球铰座2内旋转。液压变量泵16变量摆臂和变速箱换挡杆通过软轴3和软轴4与控制操纵手柄1成90度连接。
将控制操纵手柄放在图4所示的空置区，起动发动机，液压变量泵16高速旋转。根据作业要求选择驱动桥档位，详见图4。
当控制操纵手柄1向图4所示左侧移动时，前驱动桥选择为收割档，此时，改变控制手柄的位置，可以实现收割机前后两个方向的行驶和无级变速，当控制操纵手柄1处于空置状态时，收割机停止运动。
当控制操纵手柄1向图4所示右侧移动时，前驱动桥选择为转场档，此时，收割机只能向前方运动。改变控制手柄的位置，收割机实现无级变速。当控制操纵手柄1处于空置状态时，收割机停止运动。为了安全起见，收割机在转场档行走时，控制手柄后移被锁死，禁止收割机后退行驶。
为了保证行车制动时的安全，液压行车刹车系统和静液压系统实行电控互锁。具体实施方式详见图1。
当液压刹车系统工作时，系统产生的压力信号同时反馈给电控模块，电控模块识别压力信号后，转换成电信号，控制液压变量泵16的电磁阀工作，改变液压变量泵16的输出排量，保证行车制动安全、有效。
当前桥驱动力不足时，可打开四驱开关24使后桥同时驱动。具体实施方式详见图1。
四驱开关24打开，通过防滑控制器31，控制后桥电控变量液压马达17排量至最大，后驱转向桥产生动力输出，驱动后桥轮胎转动，收割机实现四轮驱动。
为了防止路面泥泞时收割机前后轮胎线速度不一致，后桥轮胎产生打滑，本发明专利安装有防滑控制器31。具体实施方式详见图1。
当后桥轮胎打滑时，防滑控制器31接收前桥速度传感器22和前桥速度传感器23信号，进行比较判断此时后桥轮胎是否打滑，此时可控制后桥变量液压马达17的排量，保证后桥轮胎外径的线速度与前桥轮胎外径的线速度相同，实现收割机四轮驱动。
Claims (8)
1.收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，包括与发动机连接的静液压系统、前桥机械驱动系统和后桥转向及机械驱动系统，静液压系统包括液压变量泵、前桥定量马达和后桥变量马达、油箱、油散，前桥和后桥的马达分别连接机械驱动系统的输入轴，通过联轴器、中间轴和差速器，将动力分别传动至前后轮，其特征在于：所述后桥变量马达为电控变量液压马达，所述前桥定量马达为定量液压马达，前桥差速器连接有行车制动器总成，前桥中间轴连接有机械变速箱总成，机械变速箱总成的变速箱设置有啮合套，与换挡控制手柄连接，由换挡控制手柄操纵啮合套实现档位的变换，液压变量泵设置有变量控制器，通过变量泵的变量摆臂移动实现液压变量泵的变量控制，变量控制器和换挡控制操纵器集成设置在换挡控制手柄内，所述集成是通过变量泵的变量摆臂和机械变速箱设置的换挡杆分别连接软轴后，集成设置在换挡控制手柄内实现的，可通过换挡控制手柄的移动同时控制变量泵的输出和变速箱啮合套的移动。
2.如权利要求1所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：所述档位设置为收割档和转场档两个档位，两个档位中间为空置档，所述换挡控制手柄的转场档档位后移被锁死。
3.如权利要求1所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：所述与变量泵的变量摆臂和机械变速箱设置的换挡杆分别连接的软轴，形成90度夹角。
4.如权利要求1所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：所述后桥变量液压马达还连接有四驱开关，用以控制后桥动力输出。
5.如权利要求4所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：所述四驱开关还连接有防滑控制器，前桥和后桥分别设置有速度传感器，速度传感器经防滑控制器与后桥变量液压马达连接。
6.如权利要求5所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：所述防滑控制器，用于接收和比较前后桥设置的速度传感器信号，并通过控制后桥变量液压马达排量，实现收割机前后轮胎外径线速度相同。
7.如权利要求1所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：还包括与行车制动器总成和静液压系统连接的电控模块。
8.如权利要求1所述的收割机用两档四轮驱动液压无级变速驱动桥总成，其特征在于：变量液压马达通过联轴器与后桥输入轴连接，经过减速后将动力传动至桥差速器，差速器输出轴与万向节连接传动，再经行星减速器驱动收割机后轮转动，后桥转向油缸与转向横拉杆及转向架连接转动，实现收割机转向。
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