CN111802010A - 一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统 - Google Patents

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Abstract

一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，包括动力输入轴、PTO变速装置、悬挂系统变速装置、液压泵、电液溢流阀、压力补偿阀、电液比例换向阀、电液开关阀、梭阀和液压缸；本发明中，悬挂系统变速装置基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，当拖拉机带悬挂系统农具工作时，动力输入轴为液压泵提供动力；当拖拉机不带悬挂系统农具工作时，液压泵无动力输出。该电液悬挂系统的液压泵具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式，可满足拖拉机悬挂多种农机具作业需求。该电液悬挂系统采用电液比例控制，可根据土壤条件的不同切换强压入土与非强压入土工作模式。

Description

一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统
技术领域
本发明属于拖拉机技术领域，涉及一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统。
背景技术
拖拉机在犁耕等作业工况下，发动机以标定功率和转速输出动力，液压悬挂系统工作时，由发动机为液压泵提供动力，液压悬挂系统通过换向阀阀芯位置的移动实现农具升降，液压动力输出不能满足拖拉机悬挂多种农具需求。
目前，国内生产的拖拉机一般将液压泵装在发动机上，液压缸安装在后桥上，液压管道相对较长。液压悬挂系统通常采用节流调速，发动机启动后液压泵一直处于工作状态，液压悬挂系统不带农机具工作时，液压泵输出的压力油通过溢流阀流回油箱。液压系统存在管路压力损失、节流损失和溢流损失等。
液压悬挂系统作业时，当农机具未入土时，负载主要是机耕犁及其连接设备的自重；当农机具入土时，还要受土壤的作用力。非强压入土式提升器通过农机具自重入土，在土质坚硬作业工况下会出现农机具入土困难的情况。强压入土式提升器可通过油缸压力推动农机具入土，在工作过程存在定位不准确和故障率较高等缺点。
拖拉机电液悬挂系统通常采用机械控制，机械手柄带动与分配器相连的推杆机构，通过拨动机械手柄调节分配器中主控制阀的不同位置，实现农机具的升降，但机械控制结构较为复杂，调节精度会受到杠杆缩胀及摩擦的影响。
发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，针对现有生产的拖拉机在不需要液压悬挂系统输出动力时，液压泵跟随发动机转动造成能耗损失，以及非强压入土提升器在土质坚硬作业条件下存在入土困难，强压入土提升器存在定位不准确、故障率较高等问题。液压泵具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式，可满足拖拉机悬挂多种农机具作业需求。当拖拉机带悬挂系统农具工作时，动力输入轴为液压泵提供动力；当拖拉机不带悬挂系统农具工作时，液压泵无动力输出。此电液悬挂系统工作时采用电液比例控制，根据土壤条件的不同切换强压入土与非强压入土工作模式。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，包括副离合器、主离合器、变速器、后桥，还包括动力输入轴、PTO变速装置、悬挂系统变速装置、液压泵、电液溢流阀、压力补偿阀、电液比例换向阀、电液开关阀、梭阀和液压缸；所述副离合器、主离合器均与发动机相连，主离合器与变速器相连，副离合器、动力输入轴、PTO变速装置、动力输出轴依次相连，所述悬挂系统变速装置与动力输入轴相连；
所述悬挂系统变速装置包括液压泵动力输出轴第一齿轮、液压泵动力输出轴第二齿轮、动力输入轴第一齿轮、动力输入轴第二齿轮，悬挂系统变速装置连接有液压泵动力输出轴，所述动力输入轴通过所述悬挂系统变速装置为液压泵提供动力，液压泵出口连接压力补偿器，压力补偿器连接电液比例换向阀，电液比例换向阀、电液开关阀、梭阀、液压缸依次相连，所述液压泵还与电液溢流阀相连，电液溢流阀与油缸相连。
进一步的，所述液压泵具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式。
进一步的，所述动力输入轴第一齿轮与液压泵动力输出轴第一齿轮啮合，液压泵以跟随式转速转动。
进一步的，所述动力输入轴第二齿轮与液压泵动力输出轴第二齿轮啮合，液压泵以恒定转速转动。
进一步的，所述悬挂系统变速装置基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，当拖拉机带该电液悬挂系统农具工作时，动力输入轴为液压泵提供动力；当拖拉机不带该电液悬挂系统农具工作时，液压泵无动力输出。
进一步的，所述悬挂系统变速装置基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，所述动力输入轴第一齿轮与液压泵动力输出轴第一齿轮传动比设为1，动力输入轴第二齿轮与液压泵动力输出轴第二齿轮传动比设定大于1。
进一步的，当该电液悬挂系统处于空闲状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮不啮合，液压泵无动力输出从而避免液压泵空转产生功率损失；当该电液悬挂系统处于工作状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮啮合，液压泵输出动力。
进一步的，该电液悬挂系统具有两种工作模式：由液压系统的液压缸提供农机具入土压力的强压入土、依靠农机具自重完成入土的非强压入土。
进一步的，该液压悬挂系统采用电液比例控制，通过控制电液开关阀的通断来控制液压缸单方向或双方向供油，通过控制电液比例换向阀的阀芯开度和液压油流向来调节悬挂农具的升降速度和方向。
本发明的有益效果是：
本发明的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，针对现有生产的拖拉机在不需要液压悬挂系统输出动力时，液压泵跟随发动机转动造成能耗损失，以及非强压入土提升器在土质坚硬作业条件下存在入土困难，强压入土提升器存在定位不准确、故障率较高等问题。液压泵具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式，可满足拖拉机悬挂多种农机具作业需求。当拖拉机带悬挂系统农具工作时，动力输入轴为液压泵提供动力；当拖拉机不带悬挂系统农具工作时，液压泵无动力输出。此电液悬挂系统工作时采用电液比例控制，根据土壤条件的不同切换强压入土与非强压入土工作模式。
与现有技术相比，液压泵工作动力由动力输入轴提供，可减少油液管路长度，从而减少液压系统沿程损失。基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮啮合时，液压泵输出动力，通过液压缸油压变化控制农机具的升降；动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮不啮合时，液压泵无动力输出，避免液压泵跟随动力输入轴转动产生功率损失，从而可以提高液压系统效率；
液压系统的液压泵具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式：动力输入轴第一齿轮与液压泵动力输出轴第一齿轮啮合，液压泵以跟随式转速转动；动力输入轴第二齿轮与液压泵动力输出轴第二齿轮啮合，液压泵以恒定转速转动，满足拖拉机悬挂多种农机具作业需求，使电液悬挂系统可以用于多工况工作条件；
该电液悬挂系统可实现强压入土和非强压入土两种工作模式，在土质疏松作业条件下，液压缸作用力只能推动农机具提升，农机具依靠自身重量入土；在土质坚硬作业条件下，液压缸作用力可推动农机具提升与下降，农机具依靠油缸压力入土；
该电液悬挂系统采用电液比例控制，通过控制电液开关阀的通断液压缸单方向供油或双方向供油，可切换强压入土与非强压入土工作模式，控制电液比例换向阀的阀芯开度和液压油流向可调节悬挂农具的升降速度和方向。本发明采用电液控制，结构简单，易于控制，能够满足拖拉机作业要求。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的悬挂系统变速装置的内部结构示意图；
图3为本发明的液压系统的原理图；
图中标记： 1、副离合器，2、主离合器，3、变速器，4、动力输入轴，5、后桥，6、PTO变速装置，7、悬挂系统变速装置，8、液压泵动力输出轴第一齿轮，9、液压泵动力输出轴第二齿轮，10、动力输入轴第一齿轮，11、动力输入轴第二齿轮，12、液压泵动力输出轴，13、动力输出轴，14、液压泵，15、电液溢流阀，16、压力补偿器，17、电液比例换向阀，18、电液开关阀，19、梭阀，20、液压缸。
具体实施方式
下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，包括副离合器1、主离合器2、变速器3、后桥5，还包括动力输入轴4、PTO变速装置6、悬挂系统变速装置7、液压泵14、电液溢流阀15、压力补偿阀16、电液比例换向阀17、电液开关阀18、梭阀19和液压缸20；所述副离合器1、主离合器2均与发动机相连，主离合器2与变速器3相连，副离合器1、动力输入轴4、PTO变速装置6、动力输出轴13依次相连，所述悬挂系统变速装置7与动力输入轴4相连；
所述悬挂系统变速装置7包括液压泵动力输出轴第一齿轮8、液压泵动力输出轴第二齿轮9、动力输入轴第一齿轮10、动力输入轴第二齿轮11，悬挂系统变速装置7连接有液压泵动力输出轴12，所述动力输入轴4通过所述悬挂系统变速装置7为液压泵14提供动力，液压泵14出口连接压力补偿器16，压力补偿器16连接电液比例换向阀17，电液比例换向阀17、电液开关阀18、梭阀19、液压缸20依次相连，所述液压泵14还与电液溢流阀15相连，电液溢流阀15与油缸相连。
进一步的，所述后桥5与动力输入轴4相连。
进一步的，所述液压泵14具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式。
进一步的，所述动力输入轴第一齿轮10与液压泵动力输出轴第一齿轮8啮合，液压泵14以跟随式转速转动。
进一步的，所述动力输入轴第二齿轮11与液压泵动力输出轴第二齿轮9啮合，液压泵14以恒定转速转动。满足拖拉机悬挂多种农机具作业需求，使该电液悬挂系统可以用于多工况工作条件。
进一步的，所述悬挂系统变速装置7基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，当拖拉机带该电液悬挂系统农具工作时，动力输入轴4为液压泵14提供动力；当拖拉机不带该电液悬挂系统农具工作时，液压泵14无动力输出。进一步的，液压泵14工作动力由动力输入轴4提供，可减少油液管路长度，从而减少液压系统沿程损失。基于拖拉机原动力输入轴4增加两对齿轮啮合传动，当电液悬挂系统不需要提升农具时，动力输入轴4齿轮与液压泵动力输出轴第一齿轮8、液压泵动力输出轴第二齿轮9不啮合，液压泵14无动力输出，从而避免液压泵14跟随动力输入轴4转动产生功率损失；当电液悬挂系统处于工作状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮啮合，液压泵14输出动力，通过液压缸20油压变化控制农机具的升降。
进一步的，所述悬挂系统变速装置7基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，所述动力输入轴第一齿轮10与液压泵动力输出轴第一齿轮8传动比设为1，动力输入轴第二齿轮11与液压泵动力输出轴第二齿轮9传动比设定大于1。
进一步的，当该电液悬挂系统处于空闲状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮不啮合，液压泵无动力输出从而避免液压泵空转产生功率损失；当该电液悬挂系统处于工作状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮啮合，液压泵输出动力。
进一步的，该液压悬挂系统采用电液比例控制，通过控制电液开关阀18的通断来控制液压缸20单方向或双方向供油，通过控制电液比例换向阀17的阀芯开度和液压油流向来调节悬挂农具的升降速度和方向。
进一步的，该电液悬挂系统具有两种工作模式：由液压系统的液压缸20提供农机具入土压力的强压入土、依靠农机具自重完成入土的非强压入土。在土质坚硬作业条件下，液压缸20作用力可推动农机具提升与下降，农机具依靠油缸压力入土；在土质疏松作业条件下，液压缸20作用力只能推动农机具提升，农机具依靠自身重量入土。
在土质坚硬作业条件下，电液开关阀19阀芯移向左位。当农具需要提升时，电液比例换向阀17阀芯移向左位，液压泵14的液压油经换向阀流向液压缸无杆腔，推动液压缸20活塞向右移动，带动悬挂机构实现农具的上升；当农具需要下降时，电液比例换向阀17阀芯移向右位，液压泵14的液压油经过电液比例换向阀17流向液压缸20有杆腔，推动液压缸20活塞向左移动，带动悬挂机构实现农具的下降；当农具需要中立时，电液比例换向阀17阀芯移向中立位置，液压油无法进入电液比例换向阀17，而是通过电液溢流阀15返回油箱，液压系统保压，液压缸20闭锁，农具位置被锁定。梭阀18用来将系统压力反馈至压力补偿器16，压力补偿器16使电液比例换向阀17前后压差保持恒定，使液压缸20运动速度相对稳定；
在土质疏松作业条件下，电液开关阀19阀芯移向右位。当农具需要提升时，电液比例换向阀17阀芯移向左位，液压泵14的液压油经换向阀流向液压缸20无杆腔，推动液压缸20活塞向右移动，带动悬挂机构实现农具的上升；当农具需要下降时，电液比例换向阀17阀芯移向右位，农具自身的重力会使得液压缸20中的油液经过电液比例换向阀17回到油箱，从而使得农具下降。当农具需要中立时，电液比例换向阀17阀芯移向中立位置，液压油无法进入电液比例换向阀17，而是通过电液溢流阀15返回油箱，液压系统保压，液压缸20闭锁，农具位置被锁定。梭阀18用来将系统压力反馈至压力补偿器16，压力补偿器16使电液比例换向阀17前后压差保持恒定，使液压缸20运动速度相对稳定。
综上所述，一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，针对现有生产的拖拉机在不需要液压悬挂系统输出动力时，液压泵跟随发动机转动造成能耗损失，以及非强压入土提升器在土质坚硬作业条件下存在入土困难，强压入土提升器存在定位不准确、故障率较高等问题。液压泵具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式，可满足拖拉机悬挂多种农机具作业需求。当拖拉机带悬挂系统农具工作时，动力输入轴为液压泵提供动力；当拖拉机不带悬挂系统农具工作时，液压泵无动力输出。此电液悬挂系统工作时采用电液比例控制，根据土壤条件的不同切换强压入土与非强压入土工作模式。
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，包括副离合器（1）、主离合器（2）、变速器（3）、后桥（5），其特征在于：还包括动力输入轴（4）、PTO变速装置（6）、悬挂系统变速装置（7）、液压泵（14）、电液溢流阀（15）、压力补偿阀（16）、电液比例换向阀（17）、电液开关阀（18）、梭阀（19）和液压缸（20）；所述副离合器（1）、主离合器（2）均与发动机相连，主离合器（2）与变速器（3）相连，副离合器（1）、动力输入轴（4）、PTO变速装置（6）、动力输出轴（13）依次相连，所述悬挂系统变速装置（7）与动力输入轴（4）相连；
所述悬挂系统变速装置（7）包括液压泵动力输出轴第一齿轮（8）、液压泵动力输出轴第二齿轮（9）、动力输入轴第一齿轮（10）、动力输入轴第二齿轮（11），悬挂系统变速装置（7）连接有液压泵动力输出轴（12），所述动力输入轴（4）通过所述悬挂系统变速装置（7）为液压泵（14）提供动力，液压泵（14）出口连接压力补偿器（16），压力补偿器（16）连接电液比例换向阀（17），电液比例换向阀（17）、电液开关阀（18）、梭阀（19）、液压缸（20）依次相连，所述液压泵（14）还与电液溢流阀（15）相连，电液溢流阀（15）与油缸相连。
2.根据权利要求1所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述液压泵（14）具有跟随式转速和恒定转速两种工作模式。
3.根据权利要求2所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述动力输入轴第一齿轮（10）与液压泵动力输出轴第一齿轮（8）啮合，液压泵（14）以跟随式转速转动。
4.根据权利要求2所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述动力输入轴第二齿轮（11）与液压泵动力输出轴第二齿轮（9）啮合，液压泵（14）以恒定转速转动。
5.根据权利要求1所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述悬挂系统变速装置（7）基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，当拖拉机带该电液悬挂系统农具工作时，动力输入轴（4）为液压泵（14）提供动力；当拖拉机不带该电液悬挂系统农具工作时，液压泵（14）无动力输出。
6.根据权利要求5所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：所述悬挂系统变速装置（7）基于拖拉机原动力输入轴增加两对齿轮啮合传动，所述动力输入轴第一齿轮（10）与液压泵动力输出轴第一齿轮（8）传动比设为1，动力输入轴第二齿轮（11）与液压泵动力输出轴第二齿轮（9）传动比设定大于1。
7.根据权利要求1所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：当该电液悬挂系统处于空闲状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮不啮合，液压泵无动力输出从而避免液压泵空转产生功率损失；当该电液悬挂系统处于工作状态时，动力输入轴齿轮与液压泵动力输出轴齿轮啮合，液压泵输出动力。
8.根据权利要求1所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：该电液悬挂系统具有两种工作模式：由液压系统的液压缸（20）提供农机具入土压力的强压入土、依靠农机具自重完成入土的非强压入土。
9.根据权利要求1所述的一种液压泵后置式拖拉机电液悬挂系统，其特征在于：该电液悬挂系统采用电液比例控制，通过控制电液开关阀（18）的通断来控制液压缸（20）单方向或双方向供油，通过控制电液比例换向阀（17）的阀芯开度和液压油流向来调节悬挂农具的升降速度和方向。
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