CN109268466A - 一种静液压传动装置及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静液压传动装置，包括变量泵和与变量泵相连的马达，马达为变量马达，变量马达具有变量机构，还包括用于根据车辆的工作载荷变化控制变量马达排量的排量控制件，排量控制件与变量机构相连。当变量马达的工作载荷变化时，可通过排量控制件控制变量马达的变量机构的位置改变，进而可改变变量马达的排量大小，以改变变量马达的输出扭矩。也即，该静液压传动装置可在变量马达具有动力的同时进行换挡，实现马达的负载换挡。从而当将该静液压传动装置应用于工程车辆时，可以不必停车脱载即可实现行走系统的换挡操作，提升了工作效率及操作者的操作舒适性。本发明还公开了一种包括上述静液压传动装置的工程车辆。

Description

一种静液压传动装置及工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，更具体地说，涉及一种静液压传动装置。此外，本发明还涉及一种包括上述静液压传动装置的工程车辆。

背景技术

现有技术中的静液压传动装置，主要包括柱塞变量泵、柱塞定量马达以及溢流阀等，并形成闭式回路。当将该静液压传动装置应用于履带式谷物收割机、履带式拖拉机等农用机械时，柱塞变量泵与发动机相连，柱塞定量马达与变速箱相连。在农用机械工作的过程中，发动机为柱塞变量泵提供能量，通过操纵手柄改变柱塞变量泵的变量盘倾斜角度，从而改变柱塞变量泵的排量与方向，进而改变柱塞定量马达的输出转速与方向。由于柱塞变量泵变量盘的角度可连续调整，因此，柱塞定量马达的输出转速也是连续变化的，可实现行走装置的无级变速。

然而，现有技术中的静液压传动装置在使用过程中，当农用机械主机的工况发生变化时，例如载荷变大时，必须停车脱载，然后通过更换变速箱的机械档位来实现工况的切换。这种换挡方式不仅影响作业效率，而且容易使操作者产生疲劳感。

因此，如何提供一种能够在车辆行进过程中不停车脱载即可实现换挡的静液压传动装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种静液压传动装置，可实现负载换挡。

本发明的另一目的是提供一种包括上述静液压传动装置的工程车辆，可避免车辆在行进过程中频繁停车脱载换挡，提高车辆的综合传动效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种静液压传动装置，包括变量泵和与所述变量泵相连的马达，所述马达为变量马达，所述变量马达具有变量机构，还包括用于根据车辆的工作载荷变化控制所述变量马达排量的排量控制件，所述排量控制件与所述变量机构相连。

优选地，所述变量泵包括第一油口和第二油口，所述排量控制件包括：

变量油缸，所述变量油缸的活塞杆与所述变量机构相连；

用于使所述变量油缸的进油口择一的与所述第一油口和所述第二油口连通的端口切换阀，所述端口切换阀的出油孔与所述进油口相连；

用于控制所述变量泵与所述变量油缸导通或断开的电磁阀，所述电磁阀设于所述端口切换阀和所述变量油缸之间。

优选地，所述端口切换阀为双向阀，所述双向阀的两个进油孔分别与所述第一油口和所述第二油口相连。

优选地，所述变量机构包括马达斜盘，所述马达斜盘与所述变量马达的壳体可转动连接，所述活塞杆与所述马达斜盘的较厚端相连。

优选地，所述壳体朝向所述马达斜盘的较薄端固设有支撑销，所述支撑销的端部设有半球部，所述马达斜盘与所述半球部可转动连接。

优选地，所述支撑销的数量为两个，两个所述支撑销沿所述马达斜盘的倾斜方向对称设置。

优选地，所述变量油缸的数量为至少一个。

一种工程车辆，包括静液压传动装置，所述静液压传动装置为上述任意一种静液压传动装置。

本发明提供的静液压传动装置，工作时，变量泵为变量马达提供能量，使变量马达无级变速；同时，由于马达为变量马达，因此，当变量马达的工作载荷变化时，可通过排量控制件控制变量马达的变量机构的位置改变，进而可改变变量马达的排量大小，以改变变量马达的输出扭矩。也即，该静液压传动装置可在变量马达具有动力的同时进行换挡，实现变量马达的负载换挡。从而当将该静液压传动装置应用于工程车辆时，可以不必停车脱载即可实现行走系统的换挡操作，提升了工作效率及操作者的操作舒适性。

本发明提供的工程车辆，包括上述静液压传动装置，可在车辆行进过程中不停车脱载即可换挡，提高作业效率及操作者的舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的静液压传动装置具体实施例的剖视图；

图2为图1所示静液压传动装置的液压系统原理图。

图1-图2中的附图标记如下：

1为变量泵、2为变量马达、21为马达斜盘、22为支撑销、3为变量油缸、4为电磁阀、5为双向阀、6为补油泵、7为滤清器、8为低压溢流阀、9为高压溢流阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种静液压传动装置，可实现负载换挡。本发明的另一核心是提供一种包括上述静液压传动装置的工程车辆，可避免车辆在行进过程中频繁停车脱载换挡，提高车辆的综合传动效率。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的静液压传动装置具体实施例的剖视图；图2为图1所示静液压传动装置的液压系统原理图。

本发明提供一种静液压传动装置，包括变量泵1和与变量泵1相连的马达，马达为变量马达2，变量马达2具有变量机构，还包括用于根据车辆的工作载荷变化控制变量马达2排量大小的排量控制件，排量控制件与变量机构相连。

需要说明的是，本发明是在现有技术中静液压传动装置的基础上，将定量马达改进为变量马达2，以通过改变变量马达2的排量，来改变变量马达2的输出扭矩，以使变量马达2适应外部工作载荷的变化。

具体地，本发明通过排量控制件来控制变量马达2排量的大小，排量控制件与变量马达2的变量机构相连，以通过排量控制件来驱动变量机构平稳运动，使变量机构连续的调整其位置，从而使变量马达2的排量连续变化，实现变量马达2排量的无级变化。

需要说明的是，本实施例对排量控制件的具体结构不做限定，例如，排量控制件可以为与变量机构相连的变量活塞，变量活塞用于与手动伺服杆相连，因此，操作者可以根据外部工作载荷的变化操作手动伺服杆，以通过操作手动伺服杆带动变量活塞移动，从而使变量活塞带动变量机构运动，进而改变变量马达2的排量。

当然，排量控制件还可以为与变量机构相连的变量活塞，变量活塞与控制执行机构相连，例如直流电机、步进电机或伺服缸等，控制执行机构用于与能够获得工作载荷变化的信号的控制器相连，以通过控制器控制控制执行机构启动，从而使控制执行机构驱动变量活塞移动，以带动变量机构运动，使变量机构位置变化，从而改变变量马达2的排量。

进一步地，本发明对变量机构的具体结构不做限定，例如，变量机构可以为可转动的马达斜盘21，通过排量控制件可控制马达斜盘21转动，马达斜盘21的角度连续变化，可实现马达排量的无级变化。

可以理解的是，变量泵1为变量马达2提供能量，作为变量马达2的输入动力，以通过变量泵1的流量变化来改变变量马达2的输出转速，从而使变量马达2在任一排量下均能实现无级变速，进而可使该变量马达2驱动车辆平稳行进。

具体地，变量泵1的两个排回油口分别与变量马达2的两个进出油口相连，形成闭式液压系统。

优选地，该静液压传动装置还包括补油泵6、滤清器7、低压溢流阀8以及高压溢流阀9等多种功能的液压元件，补油泵6用于为变量泵1提供补油；滤清器7用于对整个闭式液压系统的油液进行过滤，以保证系统油液的清洁度；低压溢流阀8用于为补油泵6提供补油背压；高压溢流阀9用于对整个液压系统进行安全保护。

综上所述，本发明提供的静液压传动装置，工作时，变量泵1为变量马达2提供能量，使变量马达2无级变速；同时，由于马达为变量马达2，因此，当变量马达2的工作载荷变化时，可通过排量控制件控制变量马达2的变量机构的位置改变，进而可改变变量马达2的排量大小，以改变变量马达2的输出扭矩。也即，该静液压传动装置可在变量马达2具有动力的同时进行换挡，实现马达的负载换挡。从而当将该静液压传动装置应用于工程车辆时，可以不必停车脱载即可实现行走系统的换挡操作，提升了工作效率及操作者的操作舒适性。

考虑到排量控制件的具体结构及其控制方式，在上述实施例的基础之上，排量控制件包括变量油缸3、端口切换阀以及电磁阀4，变量油缸3的活塞杆与变量机构相连；变量泵1包括第一油口和第二油口，可以理解的是，根据变量泵1的排量方向的变化，第一油口和第二油口可切换的作为高压油口。为了使变量油缸3的进油口能够与变量泵1的高压油口连通，在变量泵1与变量油缸3之间设置端口切换阀，端口切换阀用于使变量油缸3的进油口择一的与第一油口和第二油口连通，本实施例对端口切换阀的具体结构不做限定，只要能够实现变量油缸3的进油口可切换的与第一油口或第二油口连通即可，以确保变量油缸3的进油口与变量泵1的高压油口连通。电磁阀4设于端口切换阀和变量油缸3之间，用于控制变量泵1与变量油缸3的导通或断开。

也即，本实施例中，变量泵1、端口切换阀、变量油缸3以及变量马达2形成用于控制变量马达2排量的排量控制液压回路，并通过电磁阀4控制该排量控制液压回路的通断。

工作时，变量马达2的变量机构位于起始小排量的位置或起始大排量的位置；当变量马达2的工作载荷变化时，可通过控制器控制电磁阀4通电打开，同时控制端口切换阀动作，使变量油缸3的进油口与变量泵1的高压油口连通，从而使从变量泵1的第一端口或第二端口排出的液压压力油依次通过端口切换阀、电磁阀4进入变量油缸3，推动活塞杆动作，使活塞杆推动变量机构运动至大排量位置或小排量位置，达到马达排量的变化，实现变量马达2在大排量和小排量之间的切换。

也即，本实施例利用变量泵1作为排量控制件的驱动力，并通过电磁控制实现变量马达2在两档之间切换。结构简单，使静液压传动装置的结构紧凑。

考虑到端口切换阀具体结构的简单及控制方式的便于实现性，在上述实施例的基础之上，端口切换阀为双向阀5，双向阀5的两个进油孔分别与第一油口和第二油口相连。

也就是说，本实施例通过双向阀5实现变量油缸3的进油口与第一油口和第二油口的切换连通。双向阀5的两个进油孔分别与第一油口和第二油口相连，双向阀5的出油孔与电磁阀4的进油孔相连。双向阀5的控制方式简单，因此，进一步简化了排量控制件的结构。

考虑到变量油缸3的设置位置，在上述任一项实施例的基础之上，变量机构包括马达斜盘21，马达斜盘21与变量马达2的壳体可转动连接，活塞杆与马达斜盘21的较厚端相连。

也就是说，本实施例通过马达斜盘21相对壳体的转动，实现变量马达2的排量的变化。

需要说明的是，马达斜盘21通常包括较厚端和较薄端，当变量马达2起始排量为小排量时，马达斜盘21的较厚端与壳体相抵，壳体对该较厚端进行限位。本实施例中变量油缸3的活塞杆与马达斜盘21的较厚端相连，因此，在液压压力油的作用下，活塞杆对马达斜盘21的较厚端施加推力，使马达斜盘21绕着壳体转动，直至马达斜盘21的较薄端与壳体相抵，使变量马达2具有大排量。因此，该实施例中的静液压传动装置适用于履带式收割机械的行走系统，当该行走系统直线行走时，载荷较小，因此，变量马达2起始小排量即可；而当履带式收割机械转向或爬坡时，载荷变大，此时，可通过活塞杆推动马达斜盘21的较厚端转动，使变量马达2切换至大流量工作。

需要说明的是，本实施例对马达斜盘21与变量马达2的壳体之间的可转动连接结构不做限定，优选采用在壳体上设置球形支撑件对马达斜盘21进行转动支撑。

进一步地，本实施例对变量油缸3的具体数量不做限定，可以根据实际需要来设定，优选地，变量油缸3的数量为至少一个，以能够为马达斜盘21提供足够的推动力为准。

考虑到马达斜盘21与壳体之间连接结构的简单及便于实现性，在上述实施例的基础之上，壳体朝向马达斜盘21的较薄端固设有支撑销22，支撑销22的端部设有半球部，马达斜盘21与半球部可转动连接。

也就是说，本实施例采用支撑销22对马达斜盘21进行转动支撑，支撑销22包括嵌设于壳体内的销柱部和与马达斜盘21转动连接的半球部。结构简单，连接方便。

考虑到马达斜盘21转动时的平稳性，在上述实施例的基础之上，支撑销22的数量为两个，两个支撑销22沿马达斜盘21的倾斜方向对称设置，以使马达斜盘21转动时，沿两个支点转动，确保马达斜盘21转动的平稳性及准确性。

除了上述静液压传动装置，本发明还提供一种包括上述实施例公开的静液压传动装置的工程车辆，该工程车辆的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的静液压传动装置及工程车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种静液压传动装置，包括变量泵(1)和与所述变量泵(1)相连的马达，其特征在于，所述马达为变量马达(2)，所述变量马达(2)具有变量机构，还包括用于根据车辆的工作载荷变化控制所述变量马达(2)排量的排量控制件，所述排量控制件与所述变量机构相连。

2.根据权利要求1所述的静液压传动装置，其特征在于，所述变量泵(1)包括第一油口和第二油口，所述排量控制件包括：

变量油缸(3)，所述变量油缸(3)的活塞杆与所述变量机构相连；

用于使所述变量油缸(3)的进油口择一的与所述第一油口和所述第二油口连通的端口切换阀，所述端口切换阀的出油孔与所述进油口相连；

用于控制所述变量泵(1)与所述变量油缸(3)导通或断开的电磁阀(4)，所述电磁阀(4)设于所述端口切换阀和所述变量油缸(3)之间。

3.根据权利要求2所述的静液压传动装置，其特征在于，所述端口切换阀为双向阀(5)，所述双向阀(5)的两个进油孔分别与所述第一油口和所述第二油口相连。

4.根据权利要求2或3所述的静液压传动装置，其特征在于，所述变量机构包括马达斜盘(21)，所述马达斜盘(21)与所述变量马达(2)的壳体可转动连接，所述活塞杆与所述马达斜盘(21)的较厚端相连。

5.根据权利要求4所述的静液压传动装置，其特征在于，所述壳体朝向所述马达斜盘(21)的较薄端固设有支撑销(22)，所述支撑销(22)的端部设有半球部，所述马达斜盘(21)与所述半球部可转动连接。

6.根据权利要求5所述的静液压传动装置，其特征在于，所述支撑销(22)的数量为两个，两个所述支撑销(22)沿所述马达斜盘(21)的倾斜方向对称设置。

7.根据权利要求4所述的静液压传动装置，其特征在于，所述变量油缸(3)的数量为至少一个。

8.一种工程车辆，包括静液压传动装置，其特征在于，所述静液压传动装置为权利要求1-7任一项所述的静液压传动装置。