CN112963467B - 节能分动箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动设备技术领域，公开了一种节能分动箱，包括液压离合器、第一油泵、分动箱，液压离合器的输出端与分动箱的输入端连接，液压离合器与分动箱之间设有控制油路，控制油路控制液压离合器接合或分离，第一油泵设于控制油路上；还包括控制模块，分动箱上连接有输出转速传感器，输出转速传感器能够检测分动箱输出端的转速，液压离合器的输入端设有输入转速传感器，输入转速传感器、输出转速传感器与控制模块电连接，控制模块与第一油泵电连接。本发明还提供了节能分动箱的控制方法，依据输入转速传感器、输出转速传感器检测到转速控制液压离合器分离；还通过温度监测分动箱的工作状态。本发明节能效果好，能够提高设备的使用寿命。

Description

节能分动箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及驱动设备技术领域，特别是涉及一种节能分动箱及其控制方法。

背景技术

分动箱是在使用过程中将来源于动力总成的动力进行分配的装置，可以将动力输出到后轴，或者同时输出到前/后轴。带有分动箱的汽车，都是动力先由传动轴传递到分动箱，再由分动箱来分别传递到前轴和后轴，并且可以在后驱和四驱之间切换。现有的分动箱在使用过程中节能性能不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能分动箱及其控制方法，能够提高分动箱使用过程中的节能效果。

为了实现上述目的，本发明提供一种节能分动箱，包括液压离合器、第一油泵、分动箱，液压离合器的输出端与分动箱的输入端连接，液压离合器与分动箱之间设有控制油路，控制油路控制液压离合器接合或分离，第一油泵设于控制油路上；

还包括控制模块，分动箱上连接有输出转速传感器，输出转速传感器能够检测分动箱输出端的转速，液压离合器的输入端设有输入转速传感器，输入转速传感器、输出转速传感器与控制模块电连接，控制模块与第一油泵电连接。

作为优选方案，第一油泵与液压离合器的输入端传动连接。

作为优选方案，第一油泵的进油口与分动箱底部的储油区连接，第一油泵与分动箱的连接管道上设有过滤器。

作为优选方案，还包括润滑油路，润滑油路对液压离合器、分动箱润滑。

作为优选方案，第一油泵也设于润滑油路上，第一油泵与控制油路、润滑油路的连接处在控制油路支路上设有优先阀。

作为优选方案，控制油路、润滑油路均设于液压离合器的转轴上。

作为优选方案，分动箱上连接有温度传感器，温度传感器能够检测分动箱的温度，温度传感器与控制模块电连接，控制模块内设有计时模块和温度报警模块。

作为优选方案，第一油泵的出油端连接有压力传感器，压力传感器与控制模块电连接，控制模块内设有压力报警模块。

本发明还提供一种上述的节能分动箱的控制方法，包括：

当输出转速传感器检测到的转速为0且输入转速传感器检测到的转速小于n1(n1＝(发动机怠速+100)*分动箱速比)时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离；

当输入转速传感器检测到的转速不小于n1时，控制模块通过控制油路控制液压离合器接合；

当输入转速传感器检测到的转速从不小于n1降低到小于n1时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离。

本发明还提供一种上述的节能分动箱的控制方法，包括：

一级温度保护，当控制模块检测到分动箱内油温超过100℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离，在控制模块检测到分动箱内油温低于100℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器再次接合，通过计时模块计时，如果分动箱内油温在5min内再次上升到100℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离、并通过温度报警模块发出检修警报；

二级温度保护，当控制模块检测到分动箱内油温超过120℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离。

本发明提供一种节能分动箱，包括液压离合器、第一油泵、分动箱，液压离合器的输出端与分动箱的输入端连接，液压离合器与分动箱之间设有控制油路，控制油路控制液压离合器接合或分离，第一油泵设于控制油路上；还包括控制模块，分动箱上连接有输出转速传感器，输出转速传感器能够检测分动箱输出端的转速，液压离合器的输入端设有输入转速传感器，输入转速传感器、输出转速传感器与控制模块电连接，控制模块与第一油泵电连接。本发明在分动箱内设置液压离合器，通过液压离合器来控制分动箱接入或者脱离动力，实现了对分动箱是否接入动力的独立控制。

本发明提供一种节能分动箱的控制方法，当输出转速传感器检测到的转速为0且输入转速传感器检测到的转速小于n1(n1＝(发动机怠速+100)*分动箱速比)时，输入转速传感器检测到的转速小于n1时，控制模块控制分动箱处于不工作状态，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离；通过在分动箱转速为0且输入转速传感器检测到的转速小于n1时，将分动箱与动力输入脱离，使得动力总成在启动时减少了分动箱的负载，减小了动力总成启动时的负载，有效地实现了节能；

当输入转速传感器检测到的转速不小于n1时，控制模块通过控制油路控制液压离合器接合；在输入转速传感器检测到动力总成的输出转速达到n1时，可以通过控制模块控制液压离合器结合，实现了动力总成输出转速达到工作速度要求后再接入分动箱动力，节省了动力总成从启动到速度达到n1的过程中需要带动分动箱转动所需的动力消耗，提高了节能效果。同时，在最合适速度接入分动箱，也提高了设备的使用寿命。整个过程自动化控制，能够精确控制液压离合器的接合与分离，也提高了液压离合器的使用寿命。

当输入转速传感器检测到的转速从不小于n1降低到小于n1时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离。在检测到动力总成的输出速度从n1以上降低到小于n1时，通过自动控制，即通过控制模块控制液压离合器分离，节省了动力总成在减速的过程中需要带动分动箱转动所需的动力消耗，有效地利用了动力，提高了节能效果。同时，在减速时将分动箱与动力分离，能够提高设备的使用寿命。

本发明还提供一种上述的节能分动箱的控制方法，包括：

当控制模块检测到分动箱内油温超过100℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离，在控制模块检测到分动箱内油温低于100℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器再次接合，通过计时模块计时，如果分动箱内油温在5min内再次上升到100℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离、并通过温度报警模块发出检修警报。本发明在使用时，通过将分动箱与动力脱离降低油温后，分动箱再次接入动力后，如果油温升高过快，则提示对设备检修，对分动箱起到一级保险作用，能够有效地提高对分动箱的维护效果，提高分动箱的使用寿命；

当控制模块检测到分动箱内油温超过120℃时，控制模块通过控制油路控制液压离合器分离；在分动箱使用过程中，分动箱内的油温超过预定温度时，判断分动箱过热，通过控制液压离合器分离，能够避免分动箱温度持续升高加剧结构磨损甚至失效，对分动箱起到二级保险作用，有效地提高了分动箱的使用寿命。如果对分动箱起到一级保险作用失效，二级保险能够对分动箱进行保护。

附图说明

图1是本发明实施例1至3中的节能分动箱的结构示意图；

图2是本发明实施例4、实施例5中的节能分动箱的结构示意图；

图3是本发明实施例4、实施例5中的控制模块的结构示意图；

图中，100、液压离合器；101、离合器缸体；102、回位弹簧；110、输入转速传感器；200、第一油泵；201、过滤器；210、控制油路；211、优先阀；220、润滑油路；300、分动箱；301、储油区；310、输出转速传感器；320、温度传感器；330、压力传感器；400、控制模块；410、计时模块；420、温度报警模块；430、压力报警模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明优选实施例的一种节能分动箱，包括液压离合器100、第一油泵200、分动箱300，液压离合器100的输出端与分动箱300的输入端连接，液压离合器100与分动箱300之间设有控制油路210，控制油路210控制液压离合器100接合或分离，第一油泵200设于控制油路210上。

控制油路210由管道组成，第一油泵200为控制油路210的驱动组件，控制油路210通过油路内的液压油压力实现控制作用。

其中，如图1所示，控制油路210的一端与离合器缸体101连通，在第一油泵200驱动控制油路210内的压力增加时，控制油路210内的液压油驱动液压离合器100接合，此时分动箱300与外部输入动力接合；在第一油泵200驱动控制油路210内的压力降低时，液压离合器100内的回位弹簧102驱动液压离合器100分离，此时分动箱300与外部输入动力分离。通过第一油泵200即可控制液压离合器100接合或分离。

如图1所示，还包括控制模块400，分动箱300上连接有输出转速传感器310，输出转速传感器310能够检测分动箱300输出端的转速，液压离合器100的输入端设有输入转速传感器110，输入转速传感器110、输出转速传感器310与控制模块400电连接，控制模块400与第一油泵200电连接。通过检测分动箱300输出端的转速、液压离合器100的输入端的转速，使得控制模块400能够获得分动箱300输出端的转速信息、液压离合器100的输入端的转速信息，使得控制模块400能够基于转速信息计算、发出出控制第一油泵200工作状态的指令，进而控制液压离合器100接合或分离，使得本分动箱具有自动化控制功能。

实施例2

如图1所示，本实施例与实施例1基本相同，仅有的区别在于，第一油泵200与液压离合器100的输入端传动连接，使得液压离合器100的输入端能够不间断地对第一油泵200提供动力，进而使得液压离合器100方便控制，可以随时通过第一油泵200对液压离合器100进行控制。

实施例3

如图1所示，本实施例与实施例1基本相同，仅有的区别在于，第一油泵200的进油口与分动箱300底部的储油区301连接，通过分动箱300的内部润滑油对第一油泵200供油，使得第一油泵200能够有充足的油液，且无需额外的储油箱，提高了本分动箱集成度，减小了设备体积。

具体地，第一油泵200与分动箱300的连接管道上设有过滤器201，通过过滤器201能够对分动箱300内的润滑油进行过滤，提高设备的使用寿命。

实施例4

如图2所示，本实施例与实施例1基本相同，仅有的区别在于，还包括润滑油路220，润滑油路220对液压离合器100、分动箱300润滑。通过润滑油路220能够对分动箱300内部轴承及液压离合器100润滑，延长设备的使用寿命。

具体地，润滑油路220的进油口与第一油泵200的出油口连接，即第一油泵200也设于润滑油路220上，第一油泵200与控制油路210、润滑油路220的连接处在控制油路210支路上设有优先阀211，通过优先阀211能够优先保证控制油路210的压力，进而保证本设备控制油路210的控制功能。

具体地，控制油路210、润滑油路220均设于液压离合器100的转轴上，控制油路210、润滑油路220通过密封旋转接头与液压离合器100连接。

具体地，如图3所示，第一油泵200的出油端连接有压力传感器330，压力传感器330与控制模块400电连接，控制模块400内设有压力报警模块430。其中，压力传感器330能够检测第一油泵200的出油端油压信号并将信号传递给控制模块400，在使用过程中，如果第一油泵200的出油端低于预设值，控制模块400能够通过压力报警模块430发出报警信号，进而提醒使用人员对第一油泵200和油路进行检修。

实施例5

如图2所示，本实施例与实施例1基本相同，仅有的区别在于，分动箱300的储油区301连接有温度传感器320，温度传感器320能够检测分动箱300内的润滑油温度，温度传感器320与控制模块400电连接，控制模块400内设有计时模块410和温度报警模块420。其中，温度传感器320能够检测分动箱300内的油温进而检测设备的运行状况，进而实现对分动箱300的油温进行监测并将油温信号传递给控制模块400，如果分动箱300的油温发生异常，则通过控制模块400内的温度报警模块420发出检修报警信号，提示对设备进行检修。计时模块410能够在控制模块400内计时。

实施例6

本实施例提供一种上述的实施例1至5任一项的节能分动箱的控制方法，包括：

当输出转速传感器310检测到的转速为0且输入转速传感器110检测到的转速小于n1(n1＝(发动机怠速+100)*分动箱速比)时，输入转速传感器100检测到的转速小于n1时，控制模块400控制分动箱300处于不工作状态。此时，液压离合器100的输入端速度未达到与分动箱300接合的速度，控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100分离，能够降低液压离合器100输入端动力的负载，起到节能的效果。

当输入转速传感器110检测到的转速不小于n1(n1＝(发动机怠速+100)*分动箱速比)时，此时，液压离合器100的输入端速度达到与分动箱300接合的速度，控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100接合，使得液压离合器100输入端与分动箱300接合，此时分动箱300准备工作。

当输入转速传感器110检测到的转速从不小于n1降低到小于n1时，此时，控制模块400判断设备处于减速过程中，液压离合器100的输入端速度降低到临界值以下，通过控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100分离，使得设备在减速过程中减去分动箱300的负载。

通过以上控制方法，能够降低设备的整体能耗，减小设备的磨损，提高设备的使用寿命。

实施例7

本实施例提供一种上述的实施例5的控制方法，包括：

一级温度保护，温度传感器320检测分动箱300内的油温，温度传感器320将温度信号传递到控制模块400，当控制模块400检测到分动箱300内油温超过100℃时，控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100分离，在控制模块400检测到分动箱300内油温低于100℃时，控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100再次接合，通过计时模块410计时，如果分动箱300内油温在5min内再次上升到100℃时，控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100分离、并通过温度报警模块420发出检修警报。

二级温度保护，温度传感器320检测分动箱300内的油温，温度传感器320将温度信号传递到控制模块400，当控制模块400检测到分动箱300内油温超过120℃时，控制模块400通过控制油路210控制液压离合器100分离，此时能够通过将分动箱300停机，使得分动箱300停机冷却，提高了设备的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不分离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种节能分动箱，其特征在于，包括液压离合器(100)、第一油泵(200)、分动箱(300)，液压离合器(100)的输出端与分动箱(300)的输入端连接，液压离合器(100)与分动箱(300)之间设有控制油路(210)，控制油路(210)控制液压离合器(100)接合或分离，第一油泵(200)设于控制油路(210)上，第一油泵(200)的进油口与分动箱(300)底部的储油区连接，第一油泵(200)与分动箱(300)的连接管道上设有过滤器(201)；

还包括控制模块(400)，分动箱(300)上连接有输出转速传感器(310)，输出转速传感器(310)能够检测分动箱(300)输出端的转速，液压离合器(100)的输入端设有输入转速传感器(110)，输入转速传感器(110)、输出转速传感器(310)与控制模块(400)电连接，控制模块(400)与第一油泵(200)电连接。

2.如权利要求1所述的节能分动箱，其特征在于，第一油泵(200)与液压离合器(100)的输入端传动连接。

3.如权利要求1所述的节能分动箱，其特征在于，还包括润滑油路(220)，润滑油路(220)对液压离合器(100)、分动箱(300)润滑。

4.如权利要求3所述的节能分动箱，其特征在于，第一油泵(200)也设于润滑油路(220)上，第一油泵(200)与控制油路(210)、润滑油路(220)的连接处在控制油路(210)支路上设有优先阀(211)。

5.如权利要求4所述的节能分动箱，其特征在于，控制油路(210)、润滑油路(220)均设于液压离合器(100)的转轴上。

6.如权利要求1所述的节能分动箱，其特征在于，分动箱(300)的储油区连接有温度传感器(320)，温度传感器(320)能够检测分动箱(300)储油区内润滑油的温度，温度传感器(320)与控制模块(400)电连接，控制模块(400)内设有计时模块(410)和温度报警模块(420)。

7.如权利要求1所述的节能分动箱，其特征在于，第一油泵(200)的出油端连接有压力传感器(330)，压力传感器(330)与控制模块(400)电连接，控制模块(400)内设有压力报警模块(430)。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的节能分动箱的控制方法，其特征在于，包括：

当输出转速传感器(310)检测到的转速为0且输入转速传感器(110)检测到的转速小于n1＝(发动机怠速+100)*分动箱速比时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)分离；

当输入转速传感器(110)检测到的转速不小于n1时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)接合；

当输入转速传感器(110)检测到的转速从不小于n1降低到小于n1时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)分离。

9.一种如权利要求6所述的节能分动箱的控制方法，其特征在于，包括：

一级温度保护，当控制模块(400)检测到分动箱(300)内油温超过100℃时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)分离，在控制模块(400)检测到分动箱(300)内油温低于100℃时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)再次接合，通过计时模块(410)计时，如果分动箱(300)内油温在5min内再次上升到100℃时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)分离、并通过温度报警模块(420)发出检修警报；

二级温度保护，当控制模块(400)检测到分动箱(300)内油温超过120℃时，控制模块(400)通过控制油路(210)控制液压离合器(100)分离。

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