CN109296744A - 一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统，包括ECU、反比例减压阀、电磁换向阀和离合器，所述ECU控制反比例减压阀和电磁阀，所述反比例减压阀的A口和所述电磁换向阀的P口相连，所述电磁换向阀的A口和所述离合器连接；本发明通过电子控制单元ECU控制电磁换向阀得电或失电，同时控制反比例减压阀出口压力曲线变化，实现平稳换挡。

Description

一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统，属于工程机械液压技术领域。
背景技术
当前，随着工程机械液压技术的发展，人们对于装载机换挡过程的快速性与平稳性的要求越来越高，而换挡平稳性是至关重要的。目前换挡过程主要靠液压换向阀控制换挡离合器来保证，换挡离合器接合过程中需要经历三个阶段：快速充油、缓冲升压和阶跃升压。其中，快速充油阶段需要克服换挡离合器分离弹簧的预压力，消除摩擦片的间隙，因此该阶段直接影响换挡时间；缓冲升压阶段是从离合器摩擦片刚被压紧达到完全接合且摩滑终止为止，这阶段缓冲阀的油压特性影响到换挡过程中变速箱输出转矩变化，因而如何处理好该阶段将严重影响并决定换挡的平稳性。目前市面上的装载机换挡液压控制系统大多采用的是电液比例阀取代开关阀的方法，虽然能够在一定程度上能够实现缓冲功能，但存在成本高，系统构成复杂的缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统，包括ECU、反比例减压阀、电磁换向阀和离合器，所述ECU控制反比例减压阀和电磁阀，所述反比例减压阀的A口和所述电磁换向阀的P口相连，所述电磁换向阀的A口和所述离合器连接；本发明通过电子控制单元ECU控制电磁换向阀得电或失电，同时控制反比例减压阀出口压力曲线变化，实现平稳换挡，本发明直接使用反比例减压，简化系统，同时使系统更稳定；装载机换挡时，需要反比例减压阀出口的油压很大，本发明采用反比例减压阀，换挡时，只需反比例减压阀进口很小的油压，减少充压时间，使整体反应速度加快。
本发明进一步设置为，所述电磁换向阀包括方向档电磁换向阀，所述离合器包括方向档离合器，所述方向档电磁换向阀包括后退档电磁换向阀和前进档电磁换向阀，所述方向档离合器包括前进档离合器和后退档离合器，所述前进档电磁换向阀连接所述前进档离合器，所述后退档电磁换向阀连接所述后退档离合器；使前进档和后退档换挡平稳；本申请适用于装载机，装载机在开始运行时需要反比例减压阀出口油压较大，采用反比例减压阀时，装载机在开始运行时需要反比例减压阀进口油压较小，从而减少增加反比例减压阀进口油压的时间，且装载机在使用过程中需要的反比例减压阀出口油压一致维持在较大范围，采用反比例减压阀时，需要反比例减压阀进油口油压较小，从而节省装载机运行的消耗。
本发明进一步设置为，所述反比例减压阀包括第一反比例减压阀和第二反比例减压阀，所述电磁换向阀还包括速度档电磁换向阀，所述离合器还包括速度档离合器，所述速度档电磁换向阀和所述速度档离合器相连，所述第一反比例减压阀连接所述前进档电磁换向阀和后退档电磁换向阀，所述第二反比例减压阀连接所述速度档电磁换向阀。
本发明进一步设置为，所述速度档电磁换向阀包括速度Ⅰ档电磁换向阀、速度Ⅱ档电磁换向阀、速度Ⅲ档电磁换向阀和速度Ⅳ档电磁换向阀，所述速度档离合器包括速度Ⅰ档离合器、速度Ⅱ档离合器、速度Ⅲ档离合器和速度Ⅳ档离合器。
本发明进一步设置为，所述电磁换向阀包括速度档电磁换向阀和速度档离合器，所述反比例减压阀连接所述速度档电磁换向阀。
本发明进一步设置为，所述反比例减压阀包括先导减压阀和比例溢流阀；先导减压阀和比例溢流阀组成具有出口油压在ECU的控制下可曲线变化的反比例减压阀。
本发明进一步设置为，所述反比例减压阀的P口连接有溢流阀；溢流阀起定压溢流，稳压，系统卸荷和安全保护作用。
一种降低装载机换挡冲击的液压控制方法，采用上述的降低装载机换挡冲击的液压控制系统，包括以下步骤：
A.操作换挡手柄后，ECU接收换挡信号进行控制；
B.ECU控制目标电磁换向阀得电或失电；
C.ECU控制电液反比例减压阀使其出口压力按照一定的调压曲线上升；
D.目标离合器平稳结合；
E.换挡结束。
本发明进一步设置为，换挡过程包括速度档换挡、或方向档换挡、或速度档和方向档同时换挡，其换挡步骤包括如下，ECU16接收来自操作手柄的控制信号，目标电磁换向阀失电，相应的离合器分离，ECU控制相应的电液反比例减压阀使得其出口油液的压力降低，目标电磁换向阀得电，相应的离合器接合，同时ECU控制第二电液反比例减压阀使得出口油液的压力跟随一定的升压曲线上升，从而实现速度档换挡过程的缓冲功能，实现平稳换挡。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1、第一电液反比例减压阀；111、先导减压阀；112、比例溢流阀；2、第二电液反比例减压阀；3、前进档电磁换向阀；4、后退档电磁换向阀；5、前进档离合器；6、后退档离合器；7、速度Ⅰ档电磁换向阀；8、速度Ⅱ档电磁换向阀；9、速度Ⅲ档电磁换向阀；10、速度Ⅳ档电磁换向阀；11、速度Ⅰ档离合器；12、速度Ⅱ档离合器；13、速度Ⅲ档离合器；14、速度Ⅳ档离合器；15、溢流阀；16、电子控制单元ECU。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统及方法的实施例进一步说明。
一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统，包括ECU、反比例减压阀、电磁换向阀和离合器，所述ECU控制反比例减压阀和电磁阀，所述反比例减压阀的A口和所述电磁换向阀的P口相连，所述电磁换向阀的A口和所述离合器连接；本发明通过电子控制单元ECU16控制电磁换向阀得电或失电，同时控制反比例减压阀出口压力曲线变化，实现平稳换挡。
进一步的，所述电磁换向阀包括方向档电磁换向阀，所述离合器包括方向档离合器，所述方向档电磁换向阀包括后退档电磁换向阀4和前进档电磁换向阀3，所述方向档离合器包括前进档离合器5和后退档离合器6，所述前进档电磁换向阀3连接所述前进档离合器5，所述后退档电磁换向阀4连接所述后退档离合器6；使前进档和后退档换挡平稳。
进一步的，所述反比例减压阀包括第一反比例减压阀和第二反比例减压阀，所述电磁换向阀还包括速度档电磁换向阀，所述离合器还包括速度档离合器，所述速度档电磁换向阀和所述速度档离合器相连，所述第一反比例减压阀连接所述前进档电磁换向阀3和后退档电磁换向阀4，所述第二反比例减压阀连接所述速度档电磁换向阀。
进一步的，所述速度档电磁换向阀包括速度Ⅰ档电磁换向阀7、速度Ⅱ档电磁换向阀8、速度Ⅲ档电磁换向阀9和速度Ⅳ档电磁换向阀10，所述速度档离合器包括速度Ⅰ档离合器11、速度Ⅱ档离合器12、速度Ⅲ档离合器13和速度Ⅳ档离合器14。
进一步的，所述电磁换向阀包括速度档电磁换向阀和速度档离合器，所述反比例减压阀连接所述速度档电磁换向阀。
进一步的，所述反比例减压阀包括先导减压阀111和比例溢流阀112；先导减压阀111和比例溢流阀112组成具有出口油压在ECU的控制下可曲线变化的反比例减压阀。
进一步的，所述反比例减压阀的P口连接有溢流阀15；溢流阀15起定压溢流，稳压，系统卸荷和安全保护作用。
一种降低装载机换挡冲击的液压换挡方法，包括速度档换挡，速度档换挡步骤如下：
A.电子控制单元ECU16接收到换挡信号；
B.目标速度档电磁换向阀失电，相应的速度档离合器分离，电子控制单元ECU16控制第二电液反比例减压阀2使得其出口油液的压力降低；
C.目标速度档电磁换向阀得电，相应的速度档离合器接合，同时电子控制单元ECU16控制第二电液反比例减压阀2使第二电液反比例减压阀2出口油液的压力跟随一定的升压曲线上升。
一种降低装载机换挡冲击的液压换挡方法，包括方向档换挡，方向档换挡步骤如下：
A.电子控制单元ECU16接收到换挡信号；
B.目标方向档电磁换向阀失电，相应的方向档离合器分离，电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1使得其出口油液的压力降低；
C.目标方向档电磁换向阀得电，相应的方向档离合器接合，同时电子控制单元ECU16控制第二电液反比例减压阀2使第二电液反比例减压阀2出口油液的压力跟随一定的升压曲线上升。
一种降低装载机换挡冲击的液压换挡方法，包括速度档和方向档同时换挡，速度档和方向档同时换挡步骤如下：
A.电子控制单元ECU16接收到换挡信号；
B.目标速度档电磁换向阀失电，相应的速度档离合器分离，方向档电磁换向阀失电，相应的方向档离合器分离，电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1与第二电液反比例减压阀2使得其出口油液的压力降低；
C. 目标速度档电磁换向阀得电，相应的速度档离合器接合，目标方向档电磁换向阀得电，相应的方向档离合器接合，并且通过电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1与第二电液反比例减压阀2使得其出口油液的压力跟随一定的升压曲线。。
具体的换挡控制过程分为以下三种：换挡过程分为以下三种：速度档换挡,方向档换挡，速度档方向档混合换挡。速度档换挡时，首先，电子控制单元ECU16接收来自操作手柄的控制信号，使得处于工作状态速度档的电磁换向阀失电，相应的速度档离合器分离，并且通过电子控制单元ECU16控制第二电液反比例减压阀2使得其出口油液的压力降低，接着使目标速度档电磁换向阀得电，相应的速度档离合器接合，同时通过电子控制单元ECU16控制第二电液反比例减压阀2使得出口油液的压力跟随一定的升压曲线上升，从而实现速度档换挡过程的缓冲功能，实现平稳换挡。方向档换挡时，电子控制单元ECU16接收来自操作手柄的控制信号，使得处于工作状态方向档的电磁换向阀失电，相应的方向档离合器分离，同时通过电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1使得其出口油液的压力降低，接着使目标方向档电磁换向阀得电，相应的方向档离合器接合，同时通过电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1使得其出口跟随一定的升压曲线上升，从而实现方向档换挡过程的缓冲功能，实现平稳换挡。速度档与方向档混合换挡时，电子控制单元ECU16接收来自操作手柄的控制信号，同时使得处于工作过程的速度档电磁换向阀失电，相应的速度档离合器分离，方向档电磁换向阀失电，相应的方向档离合器分离，并且通过电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1与第二电液反比例减压阀2使得其出口油液的压力降低，然后同时使得目标速度档电磁换向阀得电，相应的速度档离合器接合，目标方向档电磁换向阀得电，相应的方向档离合器接合，并且通过电子控制单元ECU16控制第一电液反比例减压阀1与第二电液反比例减压阀2使得其出口油液的压力跟随一定的升压曲线，从而实现速度档与方向档混合换挡过程的缓冲功能，实现平稳换挡。通过以上三种方式实现了对装载机换挡冲击的缓冲。
第一电液反比例减压阀1与第二电液反比例减压阀2的失效状态为相应的比例溢流阀112的P口的油液为低压，相应的先导减压阀的P口油液为高压，则第一电液反比例减压阀1与第二电液反比例减压阀2仍然能够输出高压油，实现的换挡功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种降低装载机换挡冲击的液压控制系统，其特征在于，包括电子控制单元ECU、反比例减压阀、电磁换向阀和离合器，所述电子控制单元ECU控制反比例减压阀和电磁阀，所述反比例减压阀的A口和所述电磁换向阀的P口相连，所述电磁换向阀的A口和所述离合器连接; 所述反比例减压阀的P口连接有溢流阀。
2.根据权利要求1所述的降低装载机换挡冲击的液压控制系统，其特征在于，所述电磁换向阀包括方向档电磁换向阀，所述离合器包括方向档离合器，所述方向档电磁换向阀包括后退档电磁换向阀和前进档电磁换向阀，所述方向档离合器包括前进档离合器和后退档离合器，所述前进档电磁换向阀连接所述前进档离合器，所述后退档电磁换向阀连接所述后退档离合器。
3.根据权利要求2所述的降低装载机换挡冲击的液压控制系统，其特征在于，所述反比例减压阀包括第一反比例减压阀和第二反比例减压阀，所述电磁换向阀还包括速度档电磁换向阀，所述离合器还包括速度档离合器，所述速度档电磁换向阀和所述速度档离合器相连，所述第一反比例减压阀连接所述前进档电磁换向阀和后退档电磁换向阀，所述第二反比例减压阀连接所述速度档电磁换向阀。
4.根据权利要求3所述的降低装载机换挡冲击的液压控制系统，其特征在于，所述速度档电磁换向阀包括速度Ⅰ档电磁换向阀、速度Ⅱ档电磁换向阀、速度Ⅲ档电磁换向阀和速度Ⅳ档电磁换向阀，所述速度档离合器包括速度Ⅰ档离合器、速度Ⅱ档离合器、速度Ⅲ档离合器和速度Ⅳ档离合器。
5.根据权利要求1所述的降低装载机换挡冲击的液压控制系统，其特征在于，所述电磁换向阀包括速度档电磁换向阀和速度档离合器，所述反比例减压阀连接所述速度档电磁换向阀。
6.根据权利要求1-5任一所述的降低装载机换挡冲击的液压控制系统，其特征在于，所述反比例减压阀包括先导减压阀和比例溢流阀。
7.一种降低装载机换挡冲击的液压换挡方法，其特征在于，包括速度档换挡，速度档换挡步骤如下：
A.电子控制单元ECU接收到换挡信号；
B.目标速度档电磁换向阀失电，相应的速度档离合器分离，电子控制单元ECU控制第二电液反比例减压阀使得其出口油液的压力降低；
C.目标速度档电磁换向阀得电，相应的速度档离合器接合，同时电子控制单元ECU控制第二电液反比例减压阀使第二电液反比例减压阀出口油液的压力跟随一定的升压曲线上升。
8.一种降低装载机换挡冲击的液压换挡方法，其特征在于，包括方向档换挡，方向档换挡步骤如下：
A.电子控制单元ECU接收到换挡信号；
B.目标方向档电磁换向阀失电，相应的方向档离合器分离，电子控制单元ECU控制第一电液反比例减压阀使得其出口油液的压力降低；
C.目标方向档电磁换向阀得电，相应的方向档离合器接合，同时电子控制单元ECU控制第二电液反比例减压阀使第二电液反比例减压阀出口油液的压力跟随一定的升压曲线上升。
9.一种降低装载机换挡冲击的液压换挡方法，其特征在于，包括速度档和方向档同时换挡，速度档和方向档同时换挡步骤如下：
A.电子控制单元ECU接收到换挡信号；
B.目标速度档电磁换向阀失电，相应的速度档离合器分离，方向档电磁换向阀失电，相应的方向档离合器分离，电子控制单元ECU控制第一电液反比例减压阀与第二电液反比例减压阀使得其出口油液的压力降低；
C. 目标速度档电磁换向阀得电，相应的速度档离合器接合，目标方向档电磁换向阀得电，相应的方向档离合器接合，并且通过电子控制单元ECU控制第一电液反比例减压阀与第二电液反比例减压阀使得其出口油液的压力跟随一定的升压曲线。
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