CN110087979B - 用于辅助驱动车辆的包括开放式液压回路的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辅助驱动车辆的系统，该系统包括至少一个形成泵(19)的液压机器、至少一个形成发动机(130、140)的液压机器、以及延伸穿过罐(13)的开放式液压回路(100)，并且该开放式液压回路包括从罐(13)延伸到泵(19)的入口的抽吸管道(11)、从泵(19)的出口延伸到发动机(130、140)的入口的供应管道(15)、以及从发动机(130、140)的出口延伸到罐(13)的返回管道(122)，其特征在于，发动机(130、140)中的至少一个是可以与离合器脱离的发动机，并且该系统包括在返回管道上产生增压损失并形成限制件(180)的元件、以及适于连接至发动机壳体的装置(190、192)，返回管道(122)的一部分位于形成限制件(180)的元件上游，并且用于从返回管道(122)向发动机壳体施加低于该返回管道的压力的压力。

Description

用于辅助驱动车辆的包括开放式液压回路的系统

技术领域

本发明涉及车辆驱动辅助回路领域。

更具体而言，本发明应用于开放型液压回路，也就是说，其中回路供应液压泵将油吸入罐中并且离开供应回路的回油返回到罐(与称为闭合回路的那些回路相反，在闭合回路中通常需要增压泵以确保在回路内保持最小压力)。

本发明尤其适用于驱动拖车。

背景技术

已经提出了许多用于辅助驱动车辆、尤其是拖车的液压系统。

公知系统的示例可以在文献FR 2379394、EP 0399932、EP 0993982、FR 2935128和WO 2012/123056中找到。

已经提出的少数系统总体上是令人满意的。

然而，大多数已知系统非常复杂且昂贵。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于具有分别用于供应和返回的两条管线的开放式回路来辅助驱动车辆的系统，其使用液压发动机并允许超越离合器功能。

根据本发明，借助于驱动辅助系统实现上述目的，所述驱动辅助系统包括至少一个形成泵的液压机器、至少一个形成发动机的液压机器、以及延伸穿过罐的开放式液压回路，并且所述开放式液压回路包括从罐延伸到泵的入口的抽吸管道、从泵的出口延伸到发动机的入口的供应管道、以及从发动机的出口延伸到罐的返回管道，其特征在于，发动机中的至少一个是可脱离接合的发动机，并且该系统包括在返回管道上产生压头损失或增压损失并形成限制件的构件、以及适于连接至发动机壳体的装置，并且该装置连接位于形成限制件的构件上游的返回管道的一部分并从返回管道向发动机壳体施加低于该返回管道的压力的压力。

通过阅读以下描述将理解，本发明不需要增压泵。它通过在形成发动机的机器的壳体上施加低于存在于返回管道上的压力的减小压力来进行。

根据本发明的其它有利特征：

-用于连接位于形成限制件的构件上游的返回管道的一部分并从该返回管道向发动机壳体施加低于该返回管道的压力的压力的适配装置包括在返回管道上的输出分接设备，该输出分接设备包括次级限制限制件和放气阀。

-所述系统进一步包括再循环阀，在发动机的非供应位置，所述再循环阀将形成发动机的液压机器的供应管线和返回管线连接至发动机壳体。

本发明还涉及一种用于管理车辆驱动辅助回路的方法。

本发明还涉及配备有上述系统的车辆。

附图说明

通过阅读以下详细描述并考虑通过非限制性示例给出的附图，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见，并且其中：

图1示出了根据本发明的液压回路的组件的结构的示意图，

图2示出了根据本发明的该组件处于停止位置的视图，

图3和图4分别示出了在千斤顶的供应位置和在千斤顶的泄放位置时的同一组件，

图5示出了该组件在其启动之前处于辅助选择位置的视图，

图6示出了该组件处于辅助选择和启动位置的视图，

图7示出了组件在辅助停用阶段期间的状态，

图8示出了该组件处于换向齿轮的辅助选择和启动位置的视图，以及

图9示出了具有优选地用作本发明的一部分的径向活塞的发动机的示意性剖视图。

具体实施方式

在图2至图8中，由相关管道上的箭头示意性地表示油循环方向。

在图1中可以看到示意性地标记为10的牵引车辆和示意性标记为20的拖车。

牵引车辆10包括主发动机12(例如热力发动机)、与发动机12相关联的离合器14、以及连接至离合器出口并插置在离合器14与动力轴18之间的齿轮箱16。

在图1中，还可以看到由主发动机12直接地或间接地驱动且为此目的设置在发动机12的出口处或设置在齿轮箱16的出口处的动力输出装置17、以及由动力输出装置17驱动的形成泵19的液压机器。

牵引车辆10还包括罐13、将罐13连接至泵19的入口的抽吸管道11、连接在泵19的出口与选择分配器50之间的供应管道15、供应连接器30、以及设置在返回连接器32与罐13之间的返回管道34。牵引车辆10还可以包括设置在返回管道34上的过滤器36。

分配器50是三路三位分配器。

分配器50的第一入口52连接至供应管道15。

分配器50的第二入口54通过管道55连接至罐13。

压力限制器56可以设置在入口52和54之间。

出口58连接至供应连接器30。

在分配器50的第一位置，两个入口52和54相互连接。从图2中可以看出，在该位置，泵19的输出通过管道55直接重定向到罐19。

在分配器50的第二位置，第一入口52连接至出口58。从图3和图5至图8中可以看出，在该位置，泵19的输出可以用于供应千斤顶或供应辅助。

在分配器50的第三位置，第二入口54连接至出口58。从图4中可以看出，在该位置，标记为24的上述千斤顶可以被引流到罐13。

以自身已知的方式，拖车20包括千斤顶24，例如确保倾卸、提升和稳定功能或者任何其它附加功能的千斤顶。千斤顶24与供应管道25相关联。供应管道25连接至供应连接器31，该供应连接器用于以液压连接与上述连接器30接合。

因此，当泵19启动并且分配器50处于图3所示的第二位置时，通过连接件15和25以及连接器30、31供应千斤顶24。

当分配器50变换到第三位置时，千斤顶24可以经由管线25、连接器30、31和管线55泄放到罐13，如图4中所示。

作为本发明的一部分，上述设备允许以开放式液压回路供应拖车20上的千斤顶24，该设备进一步包括驱动辅助回路100和分配器110，允许在上述千斤顶24与辅助回路100的供应之间进行选择。

分配器110优选地是三路两位类型的。

分配器110的入口111连接至连接器31。分配器110的两个出口112、113分别连接至千斤顶24的供应管道25和辅助回路100的供应管线120。

在分配器110的第一位置，入口111连接至出口112。因此供应千斤顶24，而不供应用于辅助驱动的驱动回路100。

相反，在分配器110的第二位置，入口111连接至出口113。在这种情况下，不供应千斤顶24，并且相反，驱动辅助回路100通过供应管线和连接器30、31供应。

刚刚描述的装置可以是替代实施例的目的。

因此，例如替代地，可以省略选择分配器50，后者尤其允许在其第二位置与第三位置之间通过在必要时关联用于千斤顶24的附加泄放管道而在千斤顶24的供应或泄放之间选择，所述附加泄放管道通过适配装置连接至终止于罐13中的返回管道34。

驱动辅助回路100包括分别与车轴22的右轮和左轮相关联的至少两个发动机130、140。

形成发动机130、140的液压机器优选地是具有附图3所示类型的径向活塞的发动机。

优选地，形成发动机130、140的液压机器更具体地是具有可缩回活塞的发动机。

这种发动机130、140的结构是本领域技术人员公知的，因此后面不再详细描述。

波克兰液压公司制造并销售许多带有如附图9所示类型的径向活塞的发动机。

然而，值得注意的是，优选地，具有图9所示类型的径向活塞的液压发动机在壳体131内包括：

-优选地形成在壳体构件的内表面上的多凸角凸轮132，

-可旋转地安装在壳体131中的气缸体134，

-可旋转地连接至气缸体134的轴136，

–被引导以在气缸体的相应气缸137中径向滑动并且优选地通过辊子135压靠凸轮凸角132的活塞138。

具有图9所示类型的径向活塞的发动机还包括(图9中未示出)适配分配器，用于以受控方式连续地在气缸137中并且因而在活塞138上施加加压流体，使得活塞138通过辊子135在凸轮凸角132上的连续按压驱动气缸体134及与其连接的构件相对于壳体131相对旋转。

为了可脱离，活塞138和相关的辊子135应在气缸137中缩回，使得辊子135脱开凸轮132。

通过在发动机壳体中(即在多凸角凸轮132与气缸体134的外部空间之间的腔室中)施加适当的压力来操作辊子135和相关的活塞138的缩回，以获得发动机130、140的释放。因此由流体施加的压力施加在活塞138上并使活塞在气缸137中缩回。

也可以通过弹簧来辅助对应于脱离操作的活塞缩回。弹簧通常设置在活塞的一侧上，以将活塞拉向气缸体的中心。在活塞的缩回位置操作应力的这种弹簧的结构、位置和功能本身是本领域技术人员已知的，因此下文将不再详细描述。在文献FR 2426812、FR2651836和FR 2504987中可以找到作为参考和非限制性方式的信息。

活塞138的缩回可以仅通过来自壳体的压力来执行，或者通过来自壳体的压力加上来自弹簧的应力共同执行，例如通过在活塞进入时从壳体施加压力，而弹簧足以使活塞缩回。

具体地，当停止时，在壳体中没有压力。因此，活塞138通过上述弹簧保持在向内位置。

如图1中可以看到的，发动机130和140并联连接。为此，液压回路100包括高压管线150和低压管线152。每个发动机130、140的入口优选地通过分流器154连接至高压管线150。这种分流器154的结构本身是本领域技术人员已知的，并且下文不再进一步描述。

发动机130、140的出口也并联连接至低压管线152。

此外，回路100包括返回管线122，该返回管线连接至返回管线126和用于与返回连接器32接合的连接器33。

回路100包括五路三位分配器160，其一方面插置在供应管线120与返回管线122之间，另一方面插置在高压管线150与低压管线152之间。

分配器160的入口161、162分别连接至供应管线120和返回管线122。

分配器160的第一出口163连接至发动机130、140的入口，更具体地连接至分流器154的入口。

分配器160的第二出口164连接至发动机130、140的出口。

分配器160的第三出口165通过管道166连接至返回管线122。

在第一非操作位置，分配器160的两个入口161、162互相连接，如从图5可看出的，并且同一分配器160的三个出口163、164、165也相互连接。在该位置，辅助回路被短路。当辅助被选择但未启动时，因此未选择千斤顶24的供应时，由泵19泵送的油通过返回管线122、126返回到罐13。发动机130、140的供应管道和返回管道不被供应，并且在没有压力的情况下连接至油罐13。实际上，高压管线150和低压管线152通过出口165和管道166连接至罐13，该管道形成用于引流发动机的管线。

然而，通过阅读以下描述将理解，在发动机130和140的壳体中存在来自限制件190并由放气阀192限制的压力。因此，当放气阀192设定在1.5巴时，存在于发动机130和140的壳体中的压力为1.5巴。

因此，存在于发动机130和140的壳体中的这种压力高于发动机的气缸中存在的压力(其实际上为零)但低于施加在供应管道120上的压力。

在图6所示的分配器160的第二位置，第一入口161连接至出口163，并且第二入口162连接至第二出口164。因此，发动机130、140通过管道120、122在对应于发动机的第一旋转方向的向前方向上由泵19供应。

相反，在图8所示的分配器160的第三位置，第一入口161连接至第二出口164，并且第二入口162连接至第一出口163。于是，发动机130、140反向地沿相反的旋转方向被驱动。

图1和图2中所示的回路100还包括设置在供应管线120与返回管线122之间的止回阀170。阀170在从供应管线120延伸到返回管线122的方向上阻塞。相反，它在从返回管线122延伸到供应管线120的方向上导通。阀170优选地设定在0巴。

阀170是每当车辆的速度超过液压传动系统的最大可接受速度时(例如当速度对应于高于泵输出的输出时)有效的再循环阀。

压力限制器172设置在供应管线120与返回管线122之间。作为非限制性示例，压力限制器172可设定在350巴。它允许通过向罐13排放任何额外的压力来限制高压管线150上的压力。

根据本发明，在返回管线122上的压力限制器172的连接点与分配器160之间还设置有形成限制件的构件180。形成限制件的该构件180与适配的复接装置相关联，所述复接装置用于连接位于形成限制件的构件180上游的返回管道122并且从该返回管道122向发动机130、140的壳体施加低于该返回管道122的压力的压力。

构件180可以例如设定在3巴。

优选地，如附图所示，上述复接装置包括在返回管道122上的输出分接设备，该输出分接设备包括次级限制限制件190和放气阀192。

限制件180例如由设定在6巴的沿着罐13的方向延伸的阀形成。

替代地，限制件180可通过喷射器、简单限制件、压力限制器或限定压头损失的任何其它等效装置形成。

所述回路可由温度传感器194和压力传感器195控制，温度传感器测量限制件180下游的返回管线122上的温度，压力传感器例如在供应管道120处测量回路中的油的压力。

从温度传感器194收集的信息允许系统计算机每当温度高于设定阈值时迫使辅助脱离。

如果车轮的旋转速度所需的输出高于泵19提供的输出，则压力传感器195允许检测并迫使辅助系统脱离。考虑到车轮的旋转速度所需的高于泵19可提供的输出的输出导致供应分支中的压力下降，传感器195检测到该状态。

次级限制件190将位于主限制件180上游的返回管道122的部分连接到发动机130、140壳体的入口198。

放气阀192设置在次级限制件190的与返回管道122相对的一侧与通向连接器33的返回管道126之间。它在连接器33的方向上延伸。

这种限制件190可通过从返回管道122引导到放气阀192的入口的连接管线(如果该连接管线对应于足够的压头损失)或者通过添加到该连接管线上的限制件形成。在后一种情况下，限制件190可以例如并且以非限制性方式通过喷射器或连接管线的直径的局部减小来形成。

限制件180允许在图7所示的构造中产生用于控制发动机壳体的压力，而不需要使用增压泵或辅助泵。这种壳体压力允许将活塞138设置在气缸137中的缩回位置。这使得发动机130、140的转子136能够相对于定子转动，而不产生对应于“超越离合器”位置的扭矩输出。根据活塞是缩回还是与凸轮接触，发动机被称为脱离或接合，或者释放和卡合，活塞与凸轮一起执行卡合功能。

放气阀192可以例如设定在1.5巴，以便在发动机130、140的壳体上施加这样的压力，在供应管道120上施加大约3至6巴的压力，以及在发动机的返回管道上施加大约6巴的压力。

放气阀允许将发动机130、140壳体保持在永久压力下。

控制发动机壳体中的压力可以允许逐渐控制施加到活塞上的压力的演变，并因此可以允许在离合器释放期间防止活塞和辊子135在多凸角凸轮132上的任何咔嗒声。

因此，本领域技术人员将理解，符合本发明的限制件180允许产生指向发动机壳体的足够压力，这在发动机的接合或脱离期间特别有效。

永久施加在发动机壳体上的低于发动机的最小返回压力的压力在发动机处于辅助时不会阻碍活塞位置很好地压靠凸轮，而相反当发动机的供应管线和返回管线上的压力下降时将活塞保持在内部。

先前已经参考旨在由牵引车辆10牵引并且包括驱动辅助回路的拖车20的应用描述了本发明。牵引车辆例如是铰接式牵引车或半拖挂车。

然而，本发明不局限于拖车的应用。本发明可以应用于没有拖车的任何车辆的驱动辅助，例如用于驱动车辆的非机动车轴。在优选实施例中，本发明的回路特别适用于具有径向活塞和多凸角凸轮的发动机，其通过活塞在气缸体中缩回而脱离，并且以它们驱动的轴的速度转动，并且尤其是以车轮的速度、或车轴入口轴的速度转动。

如附图中可以看到的，液压回路优选地进一步包括再循环阀196，该再循环阀连接分配器160的出口165和连接至发动机130、140的壳体的管线。

再循环阀196在从分配器160的出口165朝向连接至发动机130、140的壳体的管线的方向上延伸。该阀是标准止回阀，然而，为了在操作中稳定和密封目的，可以选择装配有几乎不计重的弹簧的阀。在优选方式中，当活塞在内部时，其设定在低于发动机130和140的供应管道和返回管道中存在的压力的值，当分配器160处于发动机的中间短路位置时，例如设定在0.3巴。理想地，再循环阀196的重量尽可能低，以便不干扰为确保活塞脱离而配置的弹簧的作用。

因此，在发动机的非供应位置，再循环阀196将发动机130、140的供应管线150和返回管线152连接至发动机壳体。

再循环阀196允许朝向发动机130、140壳体引导通过凸轮132移位活塞138而泄放的油。因此，这避免了，当活塞138在发动机停用期间缓慢地进入气缸体时，由于来自泵的输出不足以足够快速地填充发动机130、140壳体，部分进入的活塞138不会撞击凸轮132。

由于再循环阀196，如果凸轮132驱逐活塞138，则通过阀196将发动机的供应管线和返回管线中的过量局部压力朝向发动机壳体泄放，因为在这种状态下，分配器160的出口163、164和165相互连接。因此，当活塞138进入气缸体时，发动机130、140壳体瞬间填充。从活塞138的一侧泄放的油在另一侧上的壳体中终止。所述系统以等同量的移位油操作。

因此，由于再循环阀196，所有活塞138通过凸轮132进入并且不能以一小部分转动而离开。壳体被瞬间填充，而不必等待来自泵19的油。

泵19基本上用来保持发动机中所需的壳体压力，以使活塞138保持在缩回位置。

在附图中还可以看到管线部分上的限制件197，其将分配器160的第三出口165连接至再循环阀196下游的返回管线126。

因此，限制件197设置在位于再循环阀196的入口与返回管线126之间的管线部分上。

该限制件197的功能是产生压头损失，当发动机通过分配器160短路并由此使从发动机130、140泄放的油经过再循环阀196时，所述压头损失允许再循环阀196的入口上的临时压力增加。

这种限制件197可以通过从分配器160的出口165引导到返回管线126的连接管线(如果该连接管线对应于足够的压头损失)或者通过添加到该连接管线上的限制件形成。在后一种情况下，限制件197可以例如并且以非限制性方式通过喷射器或连接管线的直径的局部减小(即，喉部)形成。

可以观察到：为引入活塞138中而泄放的油体积等于注入到发动机130、140壳体中的体积，限制件或压头损失197不会以任何方式阻碍活塞138缩回，因为在活塞缩回阶段期间在该管线中几乎没有油输出。

本领域技术人员将理解，本发明相对于现有技术提供了许多优点。

根据本发明的驱动辅助液压回路简单且便宜。它允许重新使用装配有确保倾卸的装置的现有车辆的已知回路，可在拖拉机上使用。

本发明的回路还允许用于超越离合器位置。根据本发明的系统仅需要两条连接管线。根据本发明的系统允许通过在拖拉机车辆的上已知现有系统上简单添加而具有驱动辅助，而不会对预先存在的装备产生任何影响，特别是对于倾卸，所述预先存在的装备保持功能。

本发明允许完全的安全控制。

更进一步，本发明不需要增压泵或备用装置，并且通过重新产生施加于发动机壳体的压力，允许在辊子135抵靠多凸角凸轮132移位时静音接合，同时由于壳体压力允许快速脱离。

在本申请中描述的并且基于发动机130、140的辅助系统可以设置在除拖车车轮之外的其它轮上。通过使用开环液压附件的泵19，它可以例如与卡车承载车轴(特别是前转向车轴、多个转向车轴、可调节车轴等)相关联。

Claims (14)

1.一种用于车辆的驱动辅助系统，包括：

至少一个液压泵(19)；

至少一个液压发动机(130、140)；以及

延伸通过罐(13)的开放式液压回路(100)，

所述开放式液压回路包括：

从所述罐(13)延伸到所述液压泵(19)的入口的抽吸管道(11)；

从所述液压泵(19)的出口延伸到所述液压发动机(130、140)的入口的供应管线(120)；以及

从所述液压发动机(130、140)的出口延伸到所述罐(13)的返回管线(122)，

其特征在于，所述液压发动机(130、140)中的至少一个是可脱离接合的液压发动机，并且

所述系统包括：

在所述返回管线上产生压力损失并形成限制件(180)的构件；以及

装置(190、192)，其适于将位于所述构件上游的返回管线(122)的一部分连接至液压发动机的壳体，并从所述返回管线(122)向液压发动机的壳体施加低于该返回管线的压力的压力，

其中，所述装置包括在所述返回管线上的输出分接设备，

所述输出分接设备包括次级限制限制件(190)和放气阀(192)，

其中，所述次级限制限制件(190)设置在所述返回管线(122)与所述液压发动机的壳体之间，并且所述放气阀(192)设置在次级限制限制件(190)的出口与所述返回管线(122)或所述罐(13)之间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述构件是在向所述罐(13)延伸的方向导通的设定在6巴的止回阀。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述构件选自包括喷射器、限制件或压力限制器的组。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，施加在所述液压发动机(130、140)的壳体上的流体的压力确保所述液压发动机的壳体中的活塞(138)在它们各自的气缸(137)中保持在缩回位置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，它包括设置在所述供应管线(120)与所述返回管线(122)之间的压力限制器(172)。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，它包括止回阀(170)，所述止回阀连接在所述供应管线(120)与所述返回管线(122)之间并在从所述返回管线(122)延伸到所述供应管线(120)的方向上导通。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，它安装在拖车上并适于通过适当的连接器(31、33)连接至设置在牵引车辆(10)上的液压泵(19)。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压发动机是径向活塞和多凸角凸轮类型的，并且能够通过使所述活塞和所述凸轮脱离而脱离接合。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，它包括三位分配器(160)，所述三位分配器适于确保在第一方向上供应所述液压发动机(130、140)，在相反方向上供应同一液压发动机(130、140)并限定对应于超越离合器位置的液压发动机(130、140)的非供应位置。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，它包括再循环阀(196)，在所述液压发动机的非供应位置，所述再循环阀将所述液压发动机的供应管线和返回管线连接至液压发动机的壳体。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，它包括位于所述再循环阀(196)的入口与返回管线(122)之间的管线部分上的限制件(197)。

12.一种用于管理根据权利要求1至11中任一项所述的驱动辅助系统的方法，其特征在于，它包括以下步骤：将所述液压发动机的壳体连接至形成限制件的构件上游的返回管线，并且通过允许从所述返回管线向液压发动机壳体施加低于该返回管线的压力的压力的装置，在所述返回管线上产生压力损失。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述液压发动机的壳体连接至形成限制件的构件上游的返回管线的步骤通过所述返回管线上的输出分接设备操作，

其中，所述输出分接设备包括次级限制限制件和放气阀。

14.一种配备有根据权利要求1至11中任一项所述的系统的车辆。

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