CN108602431B - 传动系统 - Google Patents

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Abstract

一种传动系统(1)，被布置为用于传递由车辆的引擎(2)生成的动力。传动系统(1)包括用于驱动机具的动力输出装置(3)和用于将动力从引擎(2)传递到动力输出装置(3)的静液压单元(5)。静液压单元(5)包括：‑第一液压动力单元(6)，具有第一连接线(19)和第二连接线(20)；‑第二液压动力单元(7)，具有第一连接线(21)和第二连接线(22)；10‑阀(23)，用于连接第一液压动力单元(6)和第二液压动力单元(7)，阀(23)至少可定位在第一位置和第二位置。在第一位置，第一液压动力单元(6)的第一连接线(19)和第二连接线(20)分别连接到第二液压动力单元(7)的第一连接线(21)和第二连接线(22)。在第二位置，第一液压动力单元(6)的第一连接线(19)和第二连接线(20)分别连接到第二液压动力单元(7)的第二连接线(22)和第一连接线(21)。当要求以引擎速度(ω)的预设值在第一位置和第二位置之间切换时，根据滞后循环来控制阀(23)。

Description

传动系统
本发明涉及一种用于将由引擎生成的动力传递到车辆的动力输出装置(PTO)的传动系统，特别是在工业或农用车辆中，诸如拖拉机。
已知的拖拉机包括内燃机和传动系统，用于将动力从引擎传递到拖拉机的车轮或轨道。在传动系统的下游，通常提供动力输出装置。如果期望，那么可以将一个或多个机具连接到动力输出装置，以便通过传动系统从引擎接收动力。
在已知的拖拉机中，动力输出装置借助于仅由机械齿轮组成的变速器连接到引擎。因此，动力输出装置的输出轴的速度总是与引擎速度成比例。
但是，在许多情况下，期望可以使动力输出装置的输出轴的速度独立于引擎速度，特别是动力输出装置的输出轴的速度可以独立于引擎速度而连续地变化。
已经考虑了许多技术方案以便获得这个结果，如WO 2012/110615中所公开的那样。特别地，这些技术方案中的一些使用介于引擎和动力输出装置之间的静液压单元，以便使动力输出装置处的速度独立于引擎速度。
但是，这些技术方案有以下缺点：它们需要在现有车辆上适配一致的结构变化，并且涉及拖拉机后部尺寸的显著增加。
本发明的一个目的是改进已知的传动系统，用于将由引擎生成的动力传递给车辆的动力输出装置，特别是工业或农业车辆，诸如拖拉机。
另一个目的是提供一种传动系统，用于将由引擎生成的动力传递到车辆的动力输出装置，与已知的传动系统相比，该传动系统不涉及尺寸的显著增加。
另一个目的是提供一种传动系统，用于将由引擎产生的动力传递到车辆的动力输出装置，与已知的传动系统相比，该传动系统不需要对车辆进行过多的结构改变。
另一个目的是提供一种传动系统，用于将由引擎生成的动力传递到车辆的动力输出装置，其中输出速度与引擎速度不成比例。
另一个目的是提供一种传动系统，用于将由引擎生成的动力传递到车辆的动力输出装置，其以良好的稳定性工作。
根据本发明，提供了一种用于传递由车辆的引擎生成的动力的传动系统，包括用于驱动机具的动力输出装置和用于将动力从引擎传递到动力输出装置的静液压单元，其中静液压单元包括：
-第一液压动力单元，具有第一连接线和第二连接线；
-第二液压动力单元，具有第一连接线和第二连接线；
-阀，用于连接第一液压动力单元和第二液压动力单元，该阀至少可定位在第一位置和第二位置，
其中：
-在所述第一位置处，第一液压动力单元的第一连接线和第二连接线分别连接到第二液压动力单元的第一连接线和第二连接线，并且
-在所述第二位置处，第一液压动力单元的第一连接线和第二连接线分别连接到第二液压动力单元的第二连接线和第一连接线，
并且其中，当需要阀以预设的引擎速度值在第一位置和第二位置之间切换时，根据滞后循环来控制阀。
由于本发明，第一液压动力单元和第二液压动力单元都可以作为或者液压泵或者液压马达。
因此，第一液压动力单元可以是可变排量(displacement)泵，其具有可以在零和最大值之间变化的排量，以便提供可以从零到正上限阈值的液压比。为了获得负液压比，阀被切换到第二位置，使得泵作为马达工作。
因此，第一液压泵可以是可变排量活塞泵，例如具有减小的偏心率的径向活塞泵。
这使得能够获得具有紧凑且简单的结构的传动系统，其可以安装在现有的车辆上代替已知的传动系统而不需要一致的结构变化。
此外，通过根据滞后循环来控制阀，可以避免系统的不稳定性。特别地，当传动系统在引擎速度的所述预设值附近工作时，防止阀从第一位置反复切换到第二位置或者反之。
在一个实施例中，可以在动力输出装置的上游设置行星齿轮系。
由于这个实施例，由引擎生成的动力与由静液压单元生成或吸收的动力组合，由此允许以在最小值和最大值之间连续可变的速度驱动动力输出装置。
在一个实施例中，当液压泵的排量下降直到达到预设的最小值时，控制液压泵以将液压泵的排量设置为空值(nil value)。
类似地，控制液压泵，使得当要求液压泵的排量从零增加到正值时，液压泵的排量保持为空值，直到需要预设的最小排量。
这进一步增加了系统稳定性。
将参考附图更好地理解和实现本发明，附图示出了本发明的示例性和非限制性实施例，其中：
图1是示出车辆的传动系统的示意图；
图2是示出与图1的传动系统相关联的液压回路的示意图；
图3是示出车辆的动力输出装置处的速度如何随着为车辆提供动力的引擎的速度而变化的图；
图4是与图1类似的视图，示出了处于第一工作状态下的传动系统；
图5是与图1类似的视图，示出了处于第二工作状态下的传动系统；
图6是与图1类似的视图，示出了处于第三工作状态下的传动系统；
图7是示出动力输出装置处的速度、传动系统的液压泵的排量和传动系统的阀的位置如何随着引擎速度而变化的图；
图8是根据替代实施例的与图7类似的图。
图1示意性地示出了车辆的传动系统1，特别是工业或农业车辆，诸如拖拉机。传动系统1允许将动力从引擎2(特别是内燃机)传递到车辆的多个车轮或轨道，这些未在图中示出。
传动系统1还允许将动力传递到动力输出装置3，以便驱动可以连接到动力输出装置3的一个或多个机具。
传动系统1包括行星齿轮系4，其插入在引擎2和动力输出装置3之间。
行星齿轮系4可以包括环形齿轮9和太阳齿轮10。多个行星齿轮11插入在环形齿轮9和太阳齿轮10之间。行星齿轮11由托架(carrier)12支撑。
传动系统1还包括布置在引擎2和动力输出装置3之间的静液压单元5。静液压单元5包括第一液压动力单元(特别地，作为液压泵6)和第二液压动力单元(特别地，作为液压马达7)。
传动系统1包括第一输入轴8，该第一输入轴8例如借助于已知的接头耦合到引擎2，以便由引擎2驱动。
第一输入轴8例如借助于离合器13可耦合到行星齿轮系4。特别地，第一输入轴8可耦合到行星齿轮系4的环形齿轮9，使得引擎2可以驱动环形齿轮9。
传动系统1还包括第二输入轴14，其可以连接到液压马达7。第二输入轴14可耦合到行星齿轮系4的太阳齿轮10，使得液压马达7可以驱动太阳齿轮10。特别地，第二输入轴14可以直接耦合到太阳齿轮10。
第一输入轴8和第二输入轴14可以是同轴的。特别地，第一输入轴8和第二输入轴14可以一个布置在另一个内。在所示的示例中，第一输入轴8布置在第二输入轴14内部，第二输入轴14是中空的。因此可以获得特别紧凑的结构。
传动系统1还包括输出轴15，输出轴15可以耦合到动力输出装置3。输出轴15允许动力输出装置3连接到行星齿轮系4。为此，托架12可以支撑第一齿轮16，第一齿轮16与相对于输出轴15固定的第二齿轮17啮合。第一齿轮16和第二齿轮17充当将行星齿轮系4连接到输出轴15的齿轮组件。由于上面提到的齿轮组件，可以在输出轴15处获得期望的传动比。
液压泵6具有轴18，轴18连接到输出轴15。轴18相对于输出轴15固定。在所示的示例中，轴18与输出轴15同轴。
在一个实施例中，输出轴15可以与轴18成一体，即，输出轴15和轴18可以是同一个轴。
在操作中，当期望将动力传递到动力输出装置3时，离合器13啮合。通过离合器13，将动力从第一输入轴8(即，从引擎2)传递到行星齿轮系4的环形齿轮9。行星齿轮系4还通过驱动太阳齿轮10的第二输入轴14从液压马达7接收动力。行星齿轮11的运动源自由环形齿轮9和太阳齿轮10传递的旋转的组合。从行星齿轮11将运动通过托架12和第一齿轮16传递到第二齿轮17。因此，相对于第二齿轮17固定的输出轴15被旋转驱动。输出轴15进而将运动传递到动力输出装置3。
传动系统1是无级变速器(CVT)，其允许输出速度在最小值和最大值之间连续变化。
由于传动系统1，输出轴15的速度(即，动力输出装置3处的速度)不再与引擎速度成比例。
液压泵6和液压马达7都可以是径向活塞型。因此，静液压单元5可以具有特别紧凑的结构，因为与其它类型的泵和马达相比，径向活塞泵和马达具有减小的尺寸。
液压泵6可以是可变排量泵。特别地，液压泵6的排量可以在零和正最大值之间变化。
液压马达7可以是固定排量马达。
为了获得静液压单元的负传动比，液压泵6和液压马达7可以包括在图2所示的回路中。
液压泵6具有第一连接线19和第二连接线20，其允许液压泵6连接到回路的其它部件。类似地，液压马达7具有第一连接线21和第二连接线22。
方向控制阀23或交叉阀插入在液压泵6和液压马达7之间。方向控制阀23可以是4通3位阀。
方向控制阀23具有可定位在第一位置P1或直接流动位置的分配器元件或线轴(spool)，其中液压马达7的第一连接线21连接到液压泵6的第一连接线19，液压马达7的第二连接线22连接到液压泵6的第二连接线20。在第一位置P1，液压泵6从液压马达7接收机械能并将其转换成液压能。换言之，在第一位置P1，液压泵6充当泵并被液压马达7驱动，液压马达7作为马达工作。
方向控制阀23的分配器元件还具有第二位置P2或交叉流位置，其中液压马达7的第一连接线21连接到液压泵6的第二连接线20，并且液压马达7的第二连接线22连接到液压泵6的第一连接线19。在第二位置P2，液压泵6将机械能传递到液压马达7，液压马达7将其转换成液压能。换言之，在第二位置P2，液压泵6用作马达并驱动液压马达7，液压马达7作为泵工作。
最后，方向控制阀23的分配器元件可以定位在中心位置P3或中立(neutral)位置，其中液压泵6与液压马达7隔离。特别地，在中心位置P3，液压马达7的第一连接线21连接到液压马达7的第二连接线22。此外，在中心位置P3，液压泵6的连接线19、20都闭合并且不连接到任何其它部件。
为了使通过方向控制阀23的压降最小化，方向控制阀23的分配器元件具有相对大的尺寸。因此，提供第一先导阀24和第二先导阀25以控制方向控制阀23的分配器元件的位置。
第一先导阀24和第二先导阀25可借助于输入线26连接到车辆的供给回路，该供给回路供给加压流体以操作先导阀24、25。输入线26可连接到的供给回路可以包括车辆的增压线，特别是在后者是拖拉机的情况下。
输入线26可借助于阀27连接到供给回路，阀27可以是开关型。换言之，阀27可以定位在第一配置中，其中输入线26与供给回路直接流体连通，或者定位在第二配置中，其中流体不能从供给回路朝着输入线26流动。
当动力输出装置3不工作时，阀27可以定位在第二配置中。通过这样做，当动力输出装置3不工作时，静液压单元5可以与供给回路隔离，由此允许节省动力。
图2中所示的回路还包括与方向控制阀23相关联的第一位置传感器28和第二位置传感器29。第一位置传感器28和第二位置传感器29的目的是确定方向控制阀23的分配器元件的位置，以便确定其处于第一位置P1、处于第二位置P2还是处于中心位置P3。位置传感器28、29可以是接近传感器。
提供第一压力控制阀31和第二压力控制阀32，以控制沿着液压泵6的第一连接线19和第二连接线20的压力。特别地，第一压力控制阀31和第二压力控制阀32可以沿着接合线30定位，该接合线30将液压泵6的第一连接线19和第二连接线20彼此接合。第一压力控制阀31和第二压力控制阀32被构造为当第一连接线19和第二连接线20中的压力克服预设的上阈值时到达打开位置。当第一连接线19或第二连接线20中的压力达到预设的上阈值时，第一压力控制阀31或相应地第二压力控制阀32将相应的连接线连接到排出线33。
可以提供安全阀(relief valve)34，以限制通过阀27进入回路的流体(特别是来自拖拉机的增压线的流体)中的压力。安全阀34还可以限制在操作期间可能在回路中出现的可能的压力峰值。
在替代实施例中，排出线33可以闭合，并且安全阀34可以用于将第一连接线19和第二连接线20中的压力保持在预设的上限阈值以下。
提供压力传感器35，以测量通过阀27进入回路的流体(特别是来自拖拉机的增压线的流体)的压力。另一个压力传感器36允许监测回路中的最大压力。来自压力传感器35和来自另一个压力传感器36的信号可以被处理以用于诊断目的。
冲水阀37插入在液压泵6的第一连接线19和第二连接线20之间。冲水阀37允许具有最低压力的线(从第一连接线19和第二连接线20之间选择)连接到排放箱38。因此，避免流体在回路内达到过高的温度，使得流体可以执行温度调节功能。
减压阀39可以沿着导管40位于冲水阀37的下游，导管40将冲水阀37连接到排放箱38。通过导管40的流体的一部分可以偏离到润滑导管41中，并且随后用于润滑行星齿轮系4的齿轮。沿润滑导管41提供孔口42。检查阀43沿导管40在润滑导管41的下游定位，以便保持润滑流体恒定的压力。
提供泵控制阀44以控制液压泵6的排量。泵控制阀44的输入是图2中所示回路中的最高压力，其例如借助于未示出的梭子阀进入泵控制阀44。如果泵控制阀44未被激活或者如果没有可用的流体压力，那么液压泵6保持在零排量状态。
可以提供两个未示出的传感器(特别是角度传感器)，以检测液压泵6的排量。
沿着液压泵6的第一连接线19和第二连接线20，可以限定相应的接合端口H，用于将第一连接线19和第二连接线20与连接到辅助分配器(例如车辆的后部分配器47，它可以提供液压流体并因此提供动力)的输入线45和输出线46连接。
当方向控制阀23处于中心位置P3时，液压马达7与液压泵6隔离。
液压泵6连接到后部分配器47并且作为由后部分配器47控制的马达工作。
离合器13可以脱开，使得行星齿轮系4与静液压单元5和动力输出装置3隔离。
因此，动力输出装置3由液压泵6直接驱动，如已经解释的那样，液压泵6作为马达工作。
这个功能可以被称为“液压直接驱动功能”。
后部分配器47是比例分配器，并且可以精确地控制来自后部分配器47的流体的流速。因此，如果动力输出装置3处的动力不超过可以由后部分配器47供给的最大功率(这是有限的)，那么可以根据期望控制动力输出装置3处的速度nPOT。
特别地，通过使用后部分配器47来控制动力输出装置3，动力输出装置3处的速度nPOT甚至可以被设置为非常小的值，诸如2rpm。
此外，预期连接到机具的动力输出装置3的轴可以在预设的方向上或在相反的方向上旋转。换言之，可以使动力输出装置3处的速度nPOT反向。
当引擎2关闭时，方向控制阀23移动到中心位置P3。液压泵6具有等于零的排量，并且动力输出装置3的轴可以容易地用手旋转，因为在这种状态下阻力矩可以忽略。
出于安全原因，图2中所示的回路可以用于在引擎2开启时制动动力输出装置3的轴。为此，方向控制阀23移动到中心位置P3，并且液压泵6的排量被设定为其最大值。离合器13脱开。
当液压泵6试图旋转时，由液压泵6生成的扭矩足以制动由离合器13传递的滑动扭矩。
由此确保了当引擎2开启并且动力输出装置3不工作时，如果操作者意外接触到动力输出装置3的轴，该轴不旋转。
在操作期间，方向控制阀23或者处于第一位置P1或者处于第二位置P2，以便确保流体在液压马达7中循环并且液压马达7可以被控制。图2中所示的回路的这个特征可以用于保护动力输出装置3的轴以及对应的离合器免受起动阶段期间出现的峰值扭矩的影响。
基本上，当期望接合动力输出装置3时，方向控制阀23被设置在中心位置P3。在这个位置，液压马达7仅通过由流过图2中所示的端口K-K的流体的流速提供的液压阻力来制动。通过适当地确定这一流速，可以在避免将峰值扭矩传递到动力输出装置3的同时将液压马达7置于旋转。然后，方向控制阀23可以逐渐移位到或者第一位置P1或者第二位置P2，同时保持液压泵6的排量等于零。可以通过压力控制阀31、32切断可能的压力峰值。
通过经由接合端口H-H将静液压单元5连接到辅助分配器，输出轴15可以由液压泵6直接驱动，因此动力输出装置3的轴可以由液压泵6直接驱动。为此，方向控制阀23移位到中心位置P3，并且插入在动力输出装置3和输出轴15之间的离合器脱开。在这种配置中，动力输出装置3处的动力受到车辆上的可用液压动力的限制，但实际上在输出轴15处可以达到包括在零和动力输出装置3的上限阈值或目标速度之间的任何速度。这是由于，当静液压单元5连接到辅助分配器时，输出轴15的速度可以通过作用于液压泵6的排量或者借助于辅助分配器来控制。特别地，当通过控制液压泵6的排量来控制输出轴15的速度时，可以实现输出轴15处的高转速。另一方面，当借助于辅助分配器控制输出轴15的速度时，可以实现动力输出装置3处的低转速(例如，1rpm)。输出轴15的旋转方向可以是顺时针方向或者逆时针方向。换言之，可以使动力输出装置3处的速度反向。
具有如参考图1和2描述的传动系统的车辆可以到达包括在图3中的下部线LL和上部线UL之间的所有工作点，其示出了在动力输出装置3处的速度值nPTO的范围，作为引擎速度ω的函数。
在图3的图中，线L0连接液压泵6的排量为零的点。在这种情形下，传递到静液压单元5的扭矩为零并且泵轴18是静止的。因此，由引擎2生成的所有扭矩(除了内部损耗之外)被传递到动力输出装置3。
特别地，线L0上的工作点P是引擎速度处于值ω1的点，其与由引擎2供给的峰值功率对应。在这种状态下，静液压单元5不起作用并且所有动力都被传递到动力输出装置3。因此，动力输出装置3处的动力传递处于其最大效率。
这种情形也在图4中示出，其中以与峰值功率状态对应的速度ω1旋转的引擎2向第一输入轴8传递动力，如箭头F1所指示的。因此，第一输入轴8旋转并且通过离合器13将动力传递到行星齿轮系4的环形齿轮9，如箭头F2所指示的。
液压泵6处于零排量的状态，这意味着液压泵6不向液压马达7传送任何液压流体。因此第二输入轴14是静止的。因此，行星齿轮系的太阳齿轮10不旋转。由环形齿轮9驱动的行星齿轮11进而使托架12移动，托架12通过第一齿轮16将动力传递到第二齿轮17，如箭头F3所指示的。因此，输出轴15以速度ωf旋转，并且动力被传递到动力输出装置3，如箭头F4所指示的。
在图4的状态下，动力以最高效率被传递到动力输出装置3，因为静液压单元5不起作用，因此不存在通过静液压单元5的动力损耗。这允许传动系统1中的动力损耗最小化。
在线L0上方的工作点中，方向控制阀23一般处于第一位置P1，其中液压马达7的第一连接线21连接到液压泵6的第一连接线19，并且液压马达7的第二连接线22连接到液压泵6的第二连接线20。液压马达7实际上作为马达工作，并且液压泵6作为泵工作。因此，静液压单元5生成动力，该动力被添加到由引擎2传递到行星齿轮系4的动力并增加动力输出装置3处的速度。液压泵6的排量可以在0和+1之间变化，以便保持动力输出装置3处的速度nPTO独立于引擎速度ω而恒定或几乎恒定。
图5中示出了线L0上方的工作点的示例，其示出了与由引擎2生成峰值扭矩对应的情形。在这种情形下，行星齿轮系4和静液压单元5二者都是起作用的。特别地，静液压单元5通过将由液压马达7供给的动力添加到由引擎2供给的动力来增加输出轴15的速度。因此输出轴15的速度可以保持在恒定的值ωf。
在图5的情形下，引擎2以速度ω2旋转并且将动力传递到第一输入轴8并因此传递到行星齿轮系4，如箭头E1所指示的。第二输入轴14也旋转并且进而将动力传递到行星齿轮系4，如箭头E2所指示的。在行星齿轮11处，由第一输入轴8传递到行星齿轮系4的动力添加到由第二输入轴14传递到行星齿轮系4的动力。行星齿轮系4进而将动力传递到第二齿轮17，如箭头E3所指示的。来自行星齿轮系4的动力的一部分E4进入动力输出装置3，而动力的另一部分E5进入液压泵6。
因此输出轴15以速度ωf旋转。
在线L0下方的工作点中，方向控制阀23一般处于第二位置P2，其中液压马达7的第一连接线21连接到液压泵6的第二连接线20，并且液压马达7的第二连接线22连接到液压泵6的第一连接线19。在这种状态下，液压泵6实际上作为马达工作，而液压马达7充当泵。静液压单元5从由引擎2传递到行星齿轮系4的动力中带走动力，并且减小动力输出装置3处的速度。
液压泵6的排量可以在0和+1之间变化，以便将动力输出装置3处的速度nPTO独立于引擎速度ω而保持为恒定或几乎恒定。
图6示出了在线L0下方的工作状态的示例，特别是与引擎2的额定速度(即，引擎2的最大速度ω3)对应的情形。在这种情形下，静液压单元5降低输出轴15的速度，因为液压马达7去除了由引擎2供给的动力的一部分。同样地，输出轴15的速度可以在值ωf处保持恒定。
在图6的情形下，引擎2驱动第一输入轴8并将动力传递到行星齿轮系4，如箭头G1所指示的。液压马达7从由引擎2供给的动力中减去动力，如箭头G2所指示的。在行星齿轮系4的出口处，由上面提到的两个因素产生的动力被传递到第二齿轮17，如箭头G3所指示的。第二齿轮17进而使输出轴15以速度ωf旋转，由此将动力传递到动力输出装置3，如箭头G4所指示的。
因此，图5-7与三种不同的工作状态对应，其中在动力输出装置3和液压泵7之间以不同的方式分配动力，但是动力输出装置3处的速度总是在值ωf处恒定。这证实了，由于传动系统1，可以独立于引擎2处的速度来控制动力输出装置3处的速度。
当需要从线L0上方的工作状态转到线L0下方的工作状态时或反之，方向控制阀23必须从第一位置P1切换到第二位置P2，反之亦然。
例如，假定操作者期望增加引擎速度ω同时保持动力输出装置3处的速度nPTO基本恒定，以便从图3中的工作点Q转到工作点R。理论上，当从工作点Q移动到工作点P时，液压泵6的排量VP应当减小，在处于线L0上的工作点P处达到空值，然后当从工作点P移动到工作点R时增加。但是，从实际的观点来看，由于液压泵6内部的液压泄漏，在零排量状态附近控制液压泵6的排量VP是关键问题。特别地，当液压泵6的排量VP低于预设极限时，系统可能变得不稳定。
为了防止这种情况，当需要将液压泵6的排量VP降低到空值然后再次增加时，车辆的控制单元控制液压泵6，使得当达到排量VP的预设的最小值VPmin时，液压泵6的排量VP自动设置为零，如图7的下部所示。
液压泵6的排量VP保持等于零，直到达到工作状态，这需要液压泵6的理论排量VP等于预设的最小值VPmin。在这个时候，控制单元将液压泵6的排量VP设置在预设的最小值VPmin，如图7的下部所示。此后，根据传动系统的期望的工作状态，液压泵6的排量VP可以自由增加。如果期望，可以增加液压泵6的排量VP，直到达到预设的最大值VPmax。
如图7下部的箭头所示，当期望减小液压泵6的排量VP直到达到空值然后再次使其增加时，使用相同的控制逻辑。
在图3中，上面公开的控制逻辑与遵循沿着虚线的箭头从工作状态Q到工作状态P的路径对应。
作为上面讨论的结果，并且如图7的下部所示，对于包括在第一值ωA和第二值ωB之间的引擎速度范围，液压泵6的排量VP被设置为零。
如图7的上部所示，这影响动力输出装置3处的速度nPTO，因为随着引擎速度ω增加，速度nPTO不再是恒定的。特别地，当液压泵6的排量VP被设置为零并且引擎速度等于第一值ωA时，动力输出装置3处的速度nPTO下降到值nLOW。此后，动力输出装置3处的速度nPTO增加，直到液压泵6的排量VP再次呈现正值，这在当前情况下发生在引擎速度等于第二值ωB时。在这个时候，已经达到上限值nUP的动力输出装置3处的速度nPTO再次下降到在将液压泵6的排量VP设置为零之前所具有的恒定值。
通过适当地选择液压泵6的排量VP被设置为零的最小值VPmin，动力输出装置3处的速度nPTO的变化(即，nLOW与nUP之间的差值)仍然可以保持在可接受的容限内。
图7的中心部分示出了当液压泵6的排量VP接近零时如何控制方向控制阀23。特别地，方向控制阀23的位置P23被示为引擎速度ω的函数。
在低于第一值ωA的引擎速度范围内，方向控制阀23处于第一位置P1(或直接流动位置)。另一方面，在高于第二值ωB的引擎速度范围内，方向控制阀23处于第二位置P2(或交叉流动位置)。
但是，从方向控制阀23处于第一位置P1的工作状态开始，一旦液压泵6的排量VP被设置为零，方向控制阀23就不从第一位置P1切换到第二位置P2。方向控制阀23留在第一位置P1，直到液压泵6的排量VP再次从空值增加。
特别地，就在将液压泵6的排量VP增加到最小值VPmin之前，方向控制阀23移动到第二位置P2，当液压泵6的排量VP增加时方向控制阀23保持在第二位置P2。
另一方面，如果方向控制阀23最初处于第二位置P2并且液压泵6的排量VP减小到零然后再次增加，那么，一旦液压泵6的排量VP达到空值，方向控制阀23就不切换到第一位置P1。如图7的中心部分中指向左侧的箭头所指示的，方向控制阀23保持在第二位置P2，直到液压泵6的排量VP从零升高到引擎速度的第一值ωA附近的最小值VPmin。特别地，方向控制阀23在液压泵6的排量VP增加到最小值VPmin之前的一刻从第二位置P2移位到第一位置P1。
因此，方向控制阀23的状态在包括在ωA和ωB之间的引擎速度范围内经受一种滞后。
这避免了系统的不稳定性。特别地，当传动系统在液压泵6的排量VP理论上应当等于零的点附近工作时，上面公开的控制逻辑防止方向控制阀23从第一位置P1反复地切换到第二位置P2或者反之。
如图8所示，可以提供对动力输出装置3处的速度nPTO的附加负载感测控制。换言之，液压泵6的排量VP可以适当地变化，以便取决于引擎速度来获得动力输出装置3处的速度nPTO的缓慢变化。
例如，如果附连到动力输出装置3的机具上的负载增加，那么动力输出装置3处所需的动力也增加。因此，引擎速度ω倾向于降低。在这种情况下，可以以受控的方式减小液压泵6的排量VP，从而使得在引擎速度ω减小之前，动力输出装置3处的速度nPTO也减小。
这允许更好地控制引擎速度。此外，操作者可以更精确地感觉到在动力输出装置3处正在发生什么。
动力输出装置3处的速度nPTO可以减小到使得引擎速度ω保持基本恒定的程度。这允许优化燃料消耗。
换言之，可以或者使动力输出装置3处的速度nPTO几乎恒定并允许引擎速度ω减小，或者保持引擎速度ω基本恒定并减小动力输出装置3处的速度nPTO。
用于控制液压泵6的排量和方向控制阀23的位置的控制逻辑也可以用在不包括动力输出装置和/或行星齿轮系的系统中。

Claims (14)

1.一种用于传递由车辆的引擎(2)生成的动力的传动系统，包括用于驱动机具的动力输出装置(3)和用于将动力从引擎(2)传递到动力输出装置(3)的静液压单元(5)，其中静液压单元(5)包括：
-第一液压动力单元(6)，具有第一连接线(19)和第二连接线(20)；
-第二液压动力单元(7)，具有第一连接线(21)和第二连接线(22)；
-阀(23)，用于连接第一液压动力单元(6)和第二液压动力单元(7)，阀(23)至少能够定位在第一位置和第二位置；
其中：
-在所述第一位置，第一液压动力单元(6)的第一连接线(19)和第二连接线(20)分别连接到第二液压动力单元(7)的第一连接线(21)和第二连接线(22)，并且
-在所述第二位置，第一液压动力单元(6)的第一连接线(19)和第二连接线(20)分别连接到第二液压动力单元(7)的第二连接线(22)和第一连接线(21)，
并且其中，当要求阀(23)以引擎速度ω的预设值在第一位置和第二位置之间切换时，根据滞后循环来控制阀(23)。
2.如权利要求1所述的传动系统，其中：
-如果要求阀(23)以引擎速度ω的所述预设值从第一位置转到第二位置，那么阀(23)以大于所述预设值的引擎速度切换到第二位置；
-如果要求阀(23)以引擎速度ω的所述预设值从第二位置转到第一位置，那么阀(23)以低于所述预设值的引擎速度切换到第一位置。
3.如权利要求1所述的传动系统，其中第一液压动力单元是液压泵(6)，并且第二液压动力单元是液压马达(7)。
4.如权利要求3所述的传动系统，其中液压泵(6)具有在零和最大正值之间可变的排量VP，以便独立于引擎速度ω来控制动力输出装置(3)处的速度nPTO。
5.如权利要求4所述的传动系统，其中液压泵(6)的排量VP在引擎速度ω的所述预设值处为零。
6.如权利要求1所述的传动系统，其中引擎速度ω的所述预设值与由引擎(2)传递的峰值功率的状态对应。
7.如权利要求4所述的传动系统，其中控制液压泵(6)以便当液压泵(6)的排量VP下降到低于预设的最小值VPmin时在引擎速度ω的第一值ωA处将液压泵(6)的排量VP设置为零。
8.如权利要求7所述的传动系统，其中控制液压泵(6)以便当请求液压泵(6)的排量VP从零增加到正值时将液压泵(6)的排量VP保持为零直到达到引擎速度的第二值ωB，此时要求预设的最小排量VPmin。
9.如权利要求8所述的传动系统，其中所述预设的最小值VPmin等于所述预设的最小排量VPmin。
10.如权利要求8所述的传动系统，其中引擎速度的所述第二值ωB大于引擎速度的所述第一值ωA，在引擎速度的包括在所述第一值ωA和所述第二值ωB之间的范围内提供阀(23)的滞后循环。
11.如权利要求4所述的传动系统，其中控制液压泵(6)以便修改液压泵(6)的排量VP，并因此修改动力输出装置(3)处的速度nPTO，由此取决于作用在动力输出装置(3)上的负载而在动力输出装置(3)处产生不同的速度曲线。
12.如权利要求4所述的传动系统，其中控制液压泵(6)以改变液压泵(6)的排量VP，以便在动力输出装置(3)处获得随着引擎速度ω而变化的期望速度nPTO。
13.如权利要求12所述的传动系统，其中控制液压泵(6)以使得动力输出装置(3)处的速度nPTO保持基本恒定，由此当负载作用于动力输出装置(3)时允许引擎速度ω减小。
14.如权利要求12所述的传动系统，其中控制液压泵(6)以使得引擎速度ω保持基本恒定，由此当负载作用于动力输出装置(3)时允许动力输出装置(3)处的速度nPTO减小。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20160258A1 (it) * 2016-01-25 2017-07-25 Cnh Ind Italia Spa Sistema di trasmissione.

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4246806A (en) * 1978-01-16 1981-01-27 Sundstrand Corporation Multi-mode hydromechanical transmission shift system
DE10145588A1 (de) 2001-09-15 2003-04-24 Deere & Co Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Kupplung
DE10305871A1 (de) * 2003-02-13 2004-08-26 Agco Gmbh & Co. Verfahren zum Regeln eines Fahrzeugantriebes
RU2248889C1 (ru) * 2003-09-19 2005-03-27 Миронов Владимир Семенович Гидравлическая автоматическая бесступенчатая трансмиссия миронова (габтм)
DE102004048475A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Linde Ag Antriebssystem für eine mobile Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug
US7354368B2 (en) * 2005-01-31 2008-04-08 Sauer-Danfoss Inc. Method and means for shifting a hydromechanical transmission
US20100021281A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Caterpillar Inc. Power management system and method
US8058829B2 (en) * 2008-11-25 2011-11-15 Caterpillar Inc. Machine control system and method
US8393150B2 (en) * 2008-12-18 2013-03-12 Caterpillar Inc. System and method for operating a variable displacement hydraulic pump
JP4990333B2 (ja) * 2009-09-03 2012-08-01 株式会社小松製作所 作業車両
US20110264335A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Nmhg Oregon, Llc Robust control for engine anti-stall
ITTO20110136A1 (it) * 2011-02-17 2012-08-18 Cnh Italia Spa Sistema di trasmissione per pto in un veicolo agricolo o industriale, e relativo metodo operativo
CN104160183B (zh) * 2012-03-07 2017-08-25 克拉克设备公司 用于驱动系统的动力管理
EP2949497B1 (en) * 2014-05-27 2021-12-29 CNH Industrial Italia S.p.A. A transmission system for a vehicle
CN104859424B (zh) 2015-05-21 2017-02-22 吉林大学 液压轮毂马达辅助驱动系统
CN105109332B (zh) 2015-07-16 2018-04-03 吴家集 液压行走驱动汽车

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