CN105190122A - 用于实现辅助回路的液压设备的改进系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种系统，所述系统包括：驱动液压设备(1)，所述驱动液压设备(1)具有可伸缩的径向活塞；从动液压设备(2)，所述从动液压设备(2)具有可伸缩的径向活塞，所述驱动液压设备(1)的出口(12)通过供应管线(4)连接至所述从动液压设备的入口(21)，并且所述从动液压设备(2)的出口(22)通过回流管线(5)连接至所述驱动液压设备(1)的入口(11)；和主马达(M)。本发明的特征在于，所述系统进一步包括充注源(3)，所述充注源(3)适合于选择性地接合，所述充注源通过增压管线连接至入口管线(4)和出口管线(5)，并且通过装配有控制器(7)的接合管线选择性地连接至槽(R)或仅连接至所述驱动液压设备(1)的入口(11)。

Description

用于实现辅助回路的液压设备的改进系统
技术领域
本发明涉及液压辅助回路，特别是用于车辆的液压辅助回路的领域。
背景技术
已知用于车辆的液压辅助系统可以根据车辆的使用条件或按照使用者的指示选择性地接合。
这种系统可以补充车辆的主传动装置，通常为机械的、电力的或高速流体静力学的。
贯穿本文，术语液压装置表示可以作为马达或液压泵操作的设备。在具有径向活塞的液压设备的情况下，液压设备通常包括多个活塞，所述活塞设置在壳体中并且与多叶片凸轮接触进行向后和向前的移动。
本申请人的尚未公开的专利申请FR1259191中介绍了辅助系统的具体结构。
该结构包括在车辆的通过车辆的主传动装置旋转驱动的轴上安装所谓的第一液压“驱动”设备，并且在车辆的不通过主传动装置驱动的一个或多个轴上安装一个或多个所谓的液压“从动”设备，所述驱动和从动液压设备通过液压回路连接。
在没有辅助的操作中，两个液压设备为自由轮构造；它们因此通常为具有径向活塞的液压设备，活塞可以在其各自的壳体中伸缩。
更精确地，对于具有可伸缩活塞的液压设备，限定了自由轮构造，即液压设备在没有流体压力的情况下操作并且更具体地活塞不与相关的凸轮接触的构造，这种构造例如在具有混合工作条件的发动机上是有利的。
自由轮构造与操作(service)构造相反，在操作构造中活塞与相关的凸轮接触并且液压设备在具有流体压力的情况下操作。
从自由轮构造改变成操作构造被称为开启液压设备。
为了保证在没有施加压力的情况下恢复至自由轮构造，可伸缩液压设备的活塞例如装配有牵引弹簧，所述牵引弹簧倾向于使活塞进入它们各自的壳体，并且因此使活塞远离凸轮移动。
在接合液压辅助时，各个液压设备必须开启。然而，当活塞与凸轮接触时该开启造成冲击，这损害液压设备的寿命，并且造成不便于使用者的巨大噪声。
发明内容
本发明的目的是提供不具有该问题的系统。
出于该目的，本发明提供一种系统，所述系统包括：
-驱动液压设备，所述驱动液压设备具有可伸缩的径向活塞并且具有入口和出口，
-从动液压设备，所述从动液压设备具有可伸缩的径向活塞并且具有入口和出口，
所述驱动液压设备的出口通过供应管线连接至所述从动液压设备的入口，并且所述从动液压设备的出口通过回流管线连接至所述驱动液压设备的入口，
-主马达，
其特征在于，所述系统进一步包括增压源，所述增压源传递流动并且适合于选择性地接合，所述增压源
-通过增压管线连接至入口管线和出口管线，并且
-通过装配有控制器的接合管线选择性地连接至槽或仅连接至所述驱动液压设备的入口。
根据一个具体实施方案，所述增压源包括增压泵和液压储压器，所述增压泵通过允许其选择性联接的离合器连接至所述主马达，所述液压储压器适合于通过所述增压泵充注并且传递压力。
根据另一个具体实施方案，所述增压源包括所述主马达和增压泵，所述主马达和所述增压泵形成马达驱动的泵发电机。
根据一个具体实施方案，所述控制器以这样的方式构造从而通过所述增压源施加流动以开启所述驱动液压设备然后开启所述从动液压设备，所述驱动液压设备具有针对所述系统的一个操作方向的一种泵操作。
根据一个具体实施方案，所述控制器包括：
-接合分配器，所述接合分配器能够在第一构造下连接所述驱动液压设备的入口至所述增压源并且连接所述从动液压设备的出口至在环境压力下的槽，并且在第二构造下连接所述驱动液压设备的入口至所述从动液压设备的出口。
根据一个具体实施方案，所述增压管线装配有增压分配器，所述增压分配器能够在第一构造下分别通过止回阀和压力限制器将所述入口管线和所述回流管线连接至在环境压力下的槽，并且在第二构造下分别通过止回阀和压力限制器将所述增压源连接至所述入口管线和所述回流管线。
本发明还涉及包括如上限定的系统的车辆，所述车辆包括主传动装置，所述主传动装置驱动驱动轴和从动轴，所述驱动液压设备联接至所述驱动轴，所述从动轴不通过所述主传动装置驱动并且所述从动液压设备联接至所述从动轴，其中所述控制器以这样的方式构造从而能够开启所述驱动液压设备然后开启所述从动液压设备。
本发明进一步涉及用于控制液压系统的方法，所述液压系统包括具有可伸缩径向活塞的驱动液压设备和具有可伸缩径向活塞的从动液压设备，其中通过如下步骤实现所述液压设备的开启：
-增压源联接至主马达，使得所述增压源传递压力，
-连接所述增压源从而通过接合管线向所述驱动液压设备的入口提供动力，所述从动液压设备的出口则连接至环境压力下的槽，
-执行延时，在所述延时的过程中所述增压源通过使所述活塞逐步离开其各自的壳体并且使所述活塞与凸轮接触从而开启所述驱动液压设备，所述驱动液压设备通过其出口排放油，所述油经由入口管线通过所述从动液压设备的入口向所述从动液压设备提供动力，因此开启所述从动液压设备，而所述从动设备的出口连接至环境压力下的槽，
-所述从动液压设备的出口通过回流管线以这样的方式连接至所述驱动液压设备的入口从而在所述两个液压设备之间形成封闭的回路。
根据一个具体实施方案，所述方法进一步包括如下步骤：通过包括增压分配器的增压管线以这样的方式将所述增压源连接至所述入口管线和所述回流管线，从而进行因此形成的封闭的液压回路的增压。
根据一个具体实施方案，所述方法进一步包括使所述液压设备脱离接合的步骤，其中：
-使所述增压源脱离接合，
-以这样的方式控制所述增压分配器从而通常通过止回阀和压力限制器将所述入口管线和所述回流管线连接至环境压力下的槽，和
-以这样的方式将所述从动液压设备的出口连接至环境压力下的槽从而将所述封闭的回路的流体排入环境压力下的槽并且因此使所述驱动液压设备和从动液压设备进入自由轮构造。
根据一个具体实施方案，所述方法进一步包括如下步骤：通过所述增压源的增压泵充注储压器然后向所述驱动液压设备提供动力，所述储压器排放从而向所述驱动液压设备的入口提供动力并且开启所述驱动液压设备。
附图说明
通过如下描述使得本发明的其它特征、目的和优点变得显而易见，如下描述仅为示例性的而非限制性的，并且必须参考附图进行阅读，其中图1至4显示根据本发明的一个方面的在显示其操作的多个构造下的系统。
在所有附图中，通过相同的附图标记来标识共同的元件。
具体实施方式
图1至4显示根据本发明的一个方面的在说明其操作的多个构造下的系统。
所显示的系统包括具有可伸缩径向活塞的驱动液压设备1和具有可伸缩径向活塞的从动液压设备2。
为了说明系统的操作，对这些液压设备的每一者的入口和出口给定附图标记，分别为驱动液压设备1的入口11和出口12，以及从动液压设备2的入口21和出口22。
驱动液压设备1的出口12通过供应管线4连接至从动液压设备2的入口21，并且从动液压设备2的出口22通过回流管线5连接至驱动液压设备1的入口11。
液压设备1和2各自与旋转轴(分别为13和23，通常为车轴)相联。
主马达M通常为热动马达或电动马达。
主马达M通过离合器33联接至增压源3，允许该增压源3与主马达M接合或脱离接合。
该主马达M例如连接至车辆的主传动装置从而允许驱动车轮，主传动装置和车轮的各种结构是本领域技术人员公知的，因此在附图中不显示。
在另一个变体形式中，主马达M独立于所讨论的车辆或发动机的主传动装置。主马达M和增压源3则可以例如形成马达驱动的泵单元，其中可除去离合器33。
在所显示的实施方案中，增压源3包括增压泵31、液压储压器32和过滤器34。
增压源3通过包括接合分配器7的接合管线连接至回流管线5，所述接合分配器7包括四个开口和在下文描述的两个构造之间的交替。
接合分配器7因此包括：
-第一开口71，所述第一开口71连接至增压源3；
-第二开口72，所述第二开口72连接至从动液压设备2的出口22；
-第三开口73，所述第三开口73连接至槽R；
-第四开口74，所述第四开口74连接至驱动液压设备1的入口11。
接合分配器7通过执行机构76控制，所述执行机构76通常为电动执行机构并且与弹性复位装置75例如弹簧对立，从而能够在如下两种构造之间交替：
-第一构造7A，其中第一开口71连接至第四开口74，并且第二开口72连接至第三开口73，和
-第二构造7B，其中第二开口72连接至第四开口74，而第一和第三开口71和73关闭。
在不存在通过执行机构76施加的力时，弹性复位装置75以默认方式将接合分配器7维持于其第一构造7A。
增压源3也通过包括任选的增压分配器6的增压管线连接至回流管线5并且连接至供应管线4，所述增压分配器6包括三个开口和在下文描述的两个构造之间的交替。
增压分配器6因此包括：
-第一开口61，所述第一开口61连接至增压源3；
-第二开口62，所述第二开口62连接至槽R；
-第三开口63，所述第三开口63通过并联组装的压力限制器81和止回阀82连接至回流管线5，并且通过并联组装的压力限制器83和止回阀84连接至动力管线4。
增压分配器6通过执行机构66控制，所述执行机构66通常为电动执行机构并且与弹性复位装置65例如弹簧对立，从而能够在如下两种构造之间交替：
-第一构造6A，其中第一开口61关闭，而第二开口62连接至第三开口63，和
-第二构造6B，其中第二开口62关闭，而第一开口61连接至第三开口63。
如果不存在通过执行机构66施加的力，弹性复位装置65以默认方式将增压分配器6维持于其第一构造6A。
增压源3从通常在环境压力下的槽R中取油，并且通过压力限制器35以这样的方式连接至该相同的槽R，使得将增压源3连接至接合分配器7和增压分配器6的增压管线上的过量压力朝向槽R疏散。
现在将描述所显示的系统的操作。
图1显示了静止构造下的系统；增压分配器6和接合分配器7各自在其第一构造(分别为6A和7A)下，两个液压设备1和2在自由轮构造下并且各自连接至槽R，并且离合器33脱离接合；增压泵31未被开动。
主马达M停用，例如对应于停止车辆；或启动，例如对应于在主马达M提供车辆的主传动装置的情况下仅通过该主马达M驱动的车辆，或不使用液压辅助的构造。
图2显示了在充注(charge)储压器32的构造下的系统。
增压泵31通过离合器33联接至主马达M，并且以这样的方式启动接合分配器7的执行机构76从而将其切换至其第二构造7B。
增压泵31充注储压器32至通过压力限制器35所限制的给定的压力值，通常等于25bar，当超过所述值时过量流体通过压力限制器35朝向槽R疏散。
两个液压设备1和2仍然在自由轮构造下。
图3显示了在液压设备1和2的接合构造下的系统。
增压泵31通过离合器33联接至主马达M，并且以这样的方式停用接合分配器7的执行机构76，使得分配器76通过复位装置75的作用改变至其第一构造7A。
增压源3即增压泵31和储压器32然后将流动传递至驱动液压设备1的入口11。
然后逐步使驱动液压设备1的活塞离开其各自的壳体并且与凸轮接触，开启驱动液压设备1。
轴13向驱动液压设备1施加输入扭矩；驱动液压设备1改变至操作构造，其然后通过从动液压设备2的入口21传递流动，造成通过逐步离开其各自壳体并且与凸轮接触的活塞开启从动液压设备2。
然后油通过从动液压设备2的出口22排出至槽R。
首先注意液压设备的开启是逐步的；驱动液压设备1首先开启，然后从动液压设备2其次开启。
此外，分别通过入口11和21提供动力从而进行液压设备1和2的开启。
通过这种方式，活塞离开其壳体的瞬间对应于液压设备的操作中的活塞离开阶段，即活塞从其壳体中移出从而遵循凸轮的几何形状，这与活塞缩入其壳体从而遵循凸轮的几何形状的复位阶段相反。
通过使活塞仅在离开阶段中离开实现开启，减少了活塞和凸轮的磨损并且开启更安静。
此外，一旦首先提供动力的活塞离开其各自的壳体，液压设备的可移动部件旋转，因此通过分配器供应开口向其它活塞提供动力，并且使得其他活塞离开其各自的壳体并且与凸轮接触。然后当分配器的相应的供应开口打开时(对应于凸轮的顶点和平坦部分，和最接近活塞的点)，从离开阶段开始时使这些活塞离开其壳体，这更有利于使活塞与凸轮接触同时限制冲击。
储压器32有利地以这样的方式设定尺寸使得能够通过其本身迅速地开启液压设备1和2，因此能够最小化增压泵31。
一旦已经进行驱动液压设备1和从动液压设备2的位移的调节，系统改变至图4中显示的牵引构造。
以这样的方式启动接合分配器7的执行机构76从而使接合分配器7改变至其第二构造7B。
以这样的方式启动增压分配器6的执行机构66从而使接合分配器6改变至其第二构造6B。
在所示系统的不包括增压分配器6的变体形式中，增压源通过止回阀和压力限制器81、82、83和84恒定地将增压源3连接至回流管线5和供应管线4。
如果不通过接合分配器7施加压力，回流管线5和供应管线4则由于该增压而维持于基本上恒定和相同的压力。
操作则与前述相似，增压源3的接合和接合分配器7的控制使得能够从自由轮构造开始逐步和相继地开启驱动液压设备1和从动液压设备2。
当系统开启时显著更大量的油被送至槽R，但是由于除去了增压分配器6使得系统具有减小的体积和成本。
图3中显示的构造与图4中显示的牵引构造的改变可以取决于延时的执行或取决于设置在系统中的压力传感器，例如当储压器32内的压力降低至低于阈值时，或者当从动液压设备2的出口22处的压力超过阈值时。
驱动液压设备1和从动液压设备2因此形成封闭的液压回路，其增压源3通过止回阀和压力限制器81、82、83和84提供连续的增压从而补偿回路中的损失和泄漏。
该构造例如表示车辆上的液压辅助的操作模式。
驱动液压设备1通常具有泵功能；通过轴13(所述轴13例如对应于通过主马达M旋转驱动的车轴)以这样的方式向驱动液压设备1施加输入扭矩，使得驱动液压设备1传递流动。
从动液压设备2则充当马达；其通过驱动液压设备1提供动力并且可旋转地驱动轴23。
将考虑车辆应用的一个示例，其中轴13对应于通过车辆的主传动装置可旋转地驱动的车轴，而轴23为不通过车辆的主传动装置驱动的从动轴。
驱动液压设备1则具有泵功能；其接收驱动轴上的扭矩并且通过液压回路将扭矩传递至从动轴，从动液压设备2充当马达并且因此驱动该轴从而提供液压辅助。
所显示的系统使得能够通过驱动液压设备1以这样的方式接收轴13上的扭矩以向驱动轴23的从动液压设备2提供动力，从而在轴23上提供液压辅助，所述轴23通常对应于不通过主马达M可旋转地驱动的轴。
所显示的系统和方法使得能够开启驱动液压设备1然后开启从动液压设备2。这使得能够保证特别是在打滑情况下开启液压辅助；这是因为在相反情况下，从动液压设备2由于打滑而无法旋转，这将阻止开启液压设备1和2并且因此通常阻止开启液压辅助。
为了使液压设备1和2脱离接合并且使其进入自由轮构造，接合分配器7改变至其第一构造7A，增压分配器6任选地也改变至其第一构造6A，并且连接主马达M和增压源3的离合器33脱离接合。
系统因此恢复至图1中显示的构造。
储压器32逐渐排放同时为驱动液压设备1提供动力，然后由从动液压设备2排放的油被排入槽R，因此随着储压器32的排放引起逐渐的压降。
一旦储压器32排放，液压设备1然后2恢复至自由轮构造；其活塞通常在复位弹簧的作用下或在凸轮的凸起部(所述凸起部使得活塞再次进入其各自的壳体)的作用下缩入其壳体；在不存在压力的情况下，活塞则不再次离开其壳体。
通过使系统改变至图1、2、3然后4中所显示的构造，可以如前所述再次开启系统。
本发明因此能够使活塞逐渐离开从而开启液压辅助系统的液压设备。
参考图1至4中显示的包括单个驱动液压设备1和单个从动液压设备2的系统给出描述。当然将理解本发明同样适用于具有多个驱动和/或从动液压设备的其它系统，增压源3则以这样的方式设定尺寸，从而允许打开和增压所有所讨论的液压设备。
此外，通过液压设备的入口向液压设备供应动力使活塞逐渐与凸轮接触，因此对应于活塞离开阶段，相比于使活塞在复位阶段中离开，这减少了各个元件上的磨损，并且也减少了所产生的开启噪声。
此外，仅通过液压设备的入口逐渐开启回路的各个液压设备，瞬时需要的油量更少，相比于常规系统通常降低至四分之一。
因此，相比于包括相同液压设备的非根据本发明的回路，能够具有减小的储压器或具有更低流量的增压泵。
最后，通过使用包括增压泵31和储压器32的增压源3，有利地还能够以这样的方式设定储压器32的尺寸，从而最小化增压泵31。

Claims (11)

1.一种系统，其包括：
-驱动液压设备(1)，所述驱动液压设备(1)具有可伸缩的径向活塞并且具有入口(11)和出口(12)，
-从动液压设备(2)，所述从动液压设备(2)具有可伸缩的径向活塞并且具有入口(21)和出口(22)，
所述驱动液压设备(1)的出口(12)通过供应管线(4)连接至所述从动液压设备(2)的入口(21)，并且所述从动液压设备(2)的出口(22)通过回流管线(5)连接至所述驱动液压设备(1)的入口(11)，
-主马达(M)，
其特征在于，所述系统进一步包括增压源(3)，所述增压源(3)传递流动并且适合于选择性地接合，所述增压源
-通过增压管线连接至入口管线(4)和出口管线(5)，并且
-通过装配有控制器(7)的接合管线选择性地连接至槽(R)或仅连接至所述驱动液压设备(1)的入口(11)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述增压源(3)包括增压泵(31)和液压储压器(32)，所述增压泵(31)通过允许其选择性联接的离合器(33)连接至所述主马达(M)，所述液压储压器(32)适合于通过所述增压泵(31)充注并且传递压力。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述增压源(3)包括所述主马达(M)和增压泵(31)，所述主马达(M)和所述增压泵(31)形成马达驱动的泵单元。
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其中所述控制器(7)以这样的方式构造从而通过所述增压源(3)施加流动以开启所述驱动液压设备(1)然后开启所述从动液压设备(2)，所述驱动液压设备(1)具有针对所述系统的一个操作方向的一种泵操作。
5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其中所述控制器(7)包括：
-接合分配器(7)，所述接合分配器(7)适合于在第一构造(7A)下连接所述驱动液压设备(1)的入口(11)至所述增压源(3)并且连接所述从动液压设备(2)的出口(22)至在环境压力下的槽(R)，并且在第二构造(7B)下连接所述驱动液压设备(1)的入口(11)至所述从动液压设备(2)的出口(22)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其中所述增压管线装配有增压分配器(6)，所述增压分配器(6)适合于在第一构造(6A)下分别通过止回阀(82、84)和压力限制器(81、83)将所述出口管线(4)和所述回流管线(5)连接至在环境压力下的槽(R)，并且在第二构造(6B)下分别通过止回阀(82、84)和压力限制器(81、83)将所述增压源(3)连接至所述入口管线(4)和所述回流管线(5)。
7.包括根据权利要求1至6任一项所述的系统的车辆，所述车辆包括主传动装置，所述主传动装置驱动驱动轴(13)和从动轴(23)，所述驱动液压设备(1)联接至所述驱动轴(13)，所述从动轴(23)不通过所述主传动装置驱动并且所述从动液压设备(2)联接至所述从动轴(23)，其中所述控制器(7)以这样的方式构造从而能够开启所述驱动液压设备(1)然后开启所述从动液压设备(2)。
8.用于控制液压系统的方法，所述液压系统包括具有可伸缩径向活塞的驱动液压设备(1)和具有可伸缩径向活塞的从动液压设备(2)，其中通过如下步骤实现所述液压设备(1、2)的开启：
-增压源(3)联接至主马达(M)，使得所述增压源(3)传递压力，
-连接所述增压源(3)从而通过接合管线向所述驱动液压设备(1)的入口(11)提供动力，所述从动液压设备(2)的出口(22)则连接至环境压力下的槽(R)，
-执行延时，在所述延时的过程中所述增压源(3)通过使活塞逐步离开其各自的壳体并且使所述活塞与凸轮接触从而开启所述驱动液压设备(1)，所述驱动液压设备(1)通过其出口(12)排放油，所述油经由入口管线(4)通过所述从动液压设备(2)的入口(21)向所述从动液压设备(2)提供动力，因此开启所述从动液压设备(2)，而所述从动设备(2)的出口(22)连接至环境压力下的槽(R)，
-所述从动液压设备(2)的出口(22)通过回流管线(5)以这样的方式连接至所述驱动液压设备(1)的入口(11)从而在所述两个液压设备(1、2)之间形成封闭的回路。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括如下步骤：通过包括增压分配器(6)的增压管线以这样的方式将所述增压源(3)连接至所述入口管线(4)和所述回流管线(5)，从而进行因此形成的封闭的液压回路的增压。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括使所述液压设备(1、2)脱离接合的步骤，其中：
-使所述增压源(3)脱离接合，
-以这样的方式控制所述增压分配器(6)从而通常通过止回阀和压力限制器将所述入口管线(4)和所述回流管线(5)连接至环境压力下的槽(R)，和
-以这样的方式将所述从动液压设备(2)的出口(22)连接至环境压力下的槽(R)从而将所述封闭的回路的流体排入环境压力下的槽(R)并且因此使所述驱动液压设备(1)和从动液压设备(2)进入自由轮构造。
11.根据权利要求8至10任一项所述的方法，进一步包括如下步骤：通过所述增压源(3)的增压泵(31)充注储压器(32)然后向所述驱动液压设备(1)提供动力，所述储压器(32)排放从而向所述驱动液压设备(1)的入口(11)提供动力并且开启所述驱动液压设备(1)。
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