CN113165624B - 用于非道路车辆的液压制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压制动装置(1)，所述液压制动装置用于控制非道路车辆的前制动器和后制动器(2、3)，包括流体连通地置于所述后制动器(3)与所述车辆的第一增压流体源(4)之间的动力制动阀(5)，并且所述动力制动阀配置为选择性地允许来自第一源(4)的流体流通到后制动器(3)，动力制动阀(5)进一步配置为提供至少一个液压信号(8a、8b)，所述至少一个液压信号配置为控制流体连通地置于前制动器(2)与车辆的第二增压流体源(12)之间的继动阀(10)，并且所述继动阀配置为根据所述至少一个液压信号(8a、8b)选择性地允许来自第二源(12)的流体流通到前制动器(2)。

Description

用于非道路车辆的液压制动装置
技术领域
本发明涉及一种用于非道路车辆的液压制动装置，特别是涉及一种用于农用车辆的机电液压装置。
背景技术
非道路车辆、例如农用车辆需要越来越多的措施，以允许这些农用车辆在车辆的整个可能的工作速度范围内高效地运动。
实际上，农用车辆道路行驶过程中不断提高其速度超过50km/h。因此，实际的非道路车辆由于其重量和功率而需要改进的液压制动回路，所述液压制动回路配置为在后轮和前轮二者上都保证可接受的对车辆的行车制动。
农用车辆的现有的制动装置设计在前轴上存在制动盘，所述制动盘仅贡献车辆的总制动力的约15％；实际上，大部分的制动力由后制动器施加。
此外，越来越多地需要能够独立地并且以防故障的模式对前制动器和后制动器进行致动，即，以至少保证一个轴(后轴或前轴)或一对车轮(左后车轮和右前车轮或反之)的制动的方式进行致动。
鉴于上述情况，有必要允许非道路车辆在车辆的大的工作速度范围内的制动，同时控制成本。
发明内容
本发明的目的是以成本有益且优化的方式满足上述需求。
上述目的通过一种根据本发明的液压制动装置实现。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面通过非限制性示例参考附图来描述优选的实施例，图中：
图1示出根据本发明的第一实施例的液压制动装置的液压原理图；以及
图2示出根据本发明的第二实施例的液压制动装置的液压原理图。
具体实施方式
图1和图2公开用于作业车辆的液压制动装置1，所述液压制动装置包括一对前制动器2和一对后制动器3，具体是右前制动器和左前制动器2a、2b以及右后制动器和左后制动器3a、3b。
根据本发明的一个方面，液压制动装置1还包括动力制动阀5，所述动力制动阀流体连通地置于增压流体的源4与后制动器3之间。动力制动阀5配置为从源4接收处于预定的压力水平的流体并且允许所述流体以与源4的上述预定的压力水平基本上相同的压力水平流通到后制动器3。
优选地，源4配置为提供增压流体、例如处于约100-120bar的压力下的油，并且动力制动阀5配置为允许所述流体以相同的值流通到后制动器3，所述值小于由于流体在动力阀5本身中流通而导致的压降。
动力制动阀5优选包括：至少一个第一开口7、优选两个开口7a、7b，所述开口经由相应的管路9a、9b流体连接到左后制动器和右后制动器3a、3b；以及至少一个流体连接到源4的第三开口11，如下面进一步描述的那样。
根据本发明的另一个方面，动力制动阀5进一步配置为产生至少一个液压信号8a、8b，所述至少一个液压信号配置为控制继动阀10，所述继动阀流体连通地置于增压流体的源12(所述增压流体例如来自车辆的泵或优先阀)与前制动器2a、2b之间，如下面详细地描述的那样。根据所描述的实施例，动力制动阀5生成两个液压信号8a、8b并且包括流体连接到继动阀10的另一对开口6a、6b。
根据示例性公开的实施例，源4包括第一存储器和第二存储器14'、14”，所述第一存储器和第二存储器经由管路15'、15”流体连接到相应的开口11'、11”，连接到动力制动模块5。源4还包括配置为将存储器14'、14”保持在确定的工作条件下的存储器填充模块16。存储器填充模块16因此连接到增压流体的源12。由于存储器填充模块16本身是已知的，因此不再进一步详细描述所述存储器填充模块。
根据示例性公开的实施例，动力制动阀5包括第一滑阀20，所述第一滑阀流体连通地置于源4、第一存储器14'与开口6a、7a之间并且配置为允许增压流体从第一存储器14'向右后制动器3a流通。
具体地，第一滑阀20包括限定三个通口和三个位置的第一级21，所述第一级经由管路22流体连接到开口11'，经由管路23连接到开口7a，并且经由管路系统24连接到排出口25。
第一滑阀20还包括联接到第一级21的第二级27，所述第二级限定三个通口和两个位置，经由管路28流体连接到开口6a，经由管路29连接到管路23，并且经由管路系统24连接到排出口25。
动力制动阀5还包括第二滑阀20'，所述第二滑阀流体连通地置于源4、第二存储器14”与开口6b、7b之间并且配置为允许增压流体从第二存储器14”向左制动器2b、3b流通。
具体地，第二滑阀20'包括限定三个通口和三个位置的第一级21'，所述第一级经由管路22'流体连接到开口11”，经由管路23'连接到开口7b，并且经由管路系统24连接到排出口25。
第二滑阀20'还包括联接到第一级21'的第二级27'，所述第二级限定三个通口和两个位置，经由管路28'流体连接到开口6b，经由管路29'连接到管路23'，并且经由前述管路系统24连接到排出口25。
优选地，第一滑阀和第二滑阀20、20'经由管路系统24共同流体连接到排出口25。
每个滑阀20、20'都通过机械控制输入致动，所述机械控制输入例如由相应的踏板31、31'以已知的方式给出。
滑阀20、20'配置为处于由生成预设的预载荷的弹性构件26、26'维持的第一中间位置和由抵抗弹性构件26、26'作用的踏板31、31'致动的第二位置，在所述第一中间位置中，来自存储器14'、14'的流体没有流动到后制动器3，并且液压信号8a、8b的可能残留的流体流动到排出口25；在所述第二位置中，来自存储器14、14'的流体流动到后制动器3，并且液压信号8a、8b被生成并向继动阀10流动。
如上所述，液压信号8a、8b流动到继动阀10并且控制所述继动阀调节来自增压流体的源12的流体的压力和前制动器2a、2b。特别是，继动阀10以预定的比率调节来自源12的压力。
具体地，信号8a、8b可向开口6a、6b和继动阀10的相应的开口10a、10b流动。信号8a、8b从开口6a、6b汇集在梭阀32(例如直行程梭阀)上，所述梭阀配置为在两个信号8a、8b之间选择较大的信号。所述较大的信号流体连接到阀33以便抵抗由弹性构件34施加的预载荷控制所述阀的运动。
阀33流体连通地置于源12与前制动器2a、2b与排出口35之间，并且所述阀配置为处于由弹性元件34维持的第一中间位置和由信号8a、8b之间的最大的信号致动的第二位置，在所述第一中间位置中，流体不可以从源12向前制动器2流动；在所述第二位置中，流体可以从源12向前制动器2流动。有利地，阀33可以是三通三位阀并且——如上所述的那样——是液压控制的。
阀33配置为允许来自源12的流体以与信号8a、8b的压力成比例的方式流通到制动器2a、2b。具体地，与来自动力制动阀5(信号8a和8b)的先导压力相比，阀33可以提供更高的输出压力；这意味着来自源12的向制动器2a、2b的输入压力根据与先导信号8a、8b的比率被调节。
具体地，可以根据在源12中的最大可达压力和先导值8a、8b来在宽的范围(从1：1至1：10或更大)内选择/设计比率。通常，对于拖拉机应用，比率优选在1：1至1：5之间，或更优选地应在1：1(相同压力)至1：3(三倍压力)之间。
具体地，8a或8b的先导越低则上述比率可以越高。例如，在以100bar(源4的最大压力)的信号8a、8b作为先导并且源12具有200bar的压力的情况下，允许以1：1的比率向制动器2a、2b馈送100bar的压力；类似地，在以50bar(例如，源4的最大压力的一半)的信号8a、8b作为先导并且源12具有200bar的压力的情况下，允许以1：2的比率向制动器2a、2b馈送100bar的压力。
上面公开的第一实施例的操作如下。
当使用者压下踏板31、31'时，滑阀20、20'克服由弹性构件26施加的预载荷运动。以这种方式，允许流体从存储器14、14'向部分21、21'流通然后经由管路23、23'流通到后制动器3a、3b。如所述的那样，根据由驾驶员施加给连接到滑阀的踏板31和31'的行程，以与滑阀21和21'的位置成比例的方式调节施加给后制动器3的压力。
同时，来自存储器14、14'的流体的一部分流动通过部分27、27'，并生成流入继动阀10的比例信号8a、8b。在此，两个信号中较大的信号致动阀33使之抵抗预加载弹性器件34进行运动。因此，如上所述的那样，来自源12的流体能与先导信号8a和8b成限定的比率地向前制动器2流动。
当存储器14、14'已泄流时，再填充模块16将允许来自流体源12的增压流体经由管路22流通以便填充存储器14、14'。在这种配置中，滑阀20、20'处于中间位置，并且来自源12的增压流体不能通过动力阀5流到制动器2、3。
图2公开本发明的第二实施例，所述第二实施例相对于图1的第一实施例的不同之处在于所述第二实施例包括次级制动系统40，所述次级制动系统尤其是配置为允许车辆的停车制动。
具体地，次级制动系统40包括第三存储器41，所述第三存储器经由管路42流体连接到流体源4，具体地，在所描述的实施例中所述存储器连接到管路22然后连接到第一存储器14'。优选地，止回阀43流体连通地置于管路42上，以便仅允许流体从源4流通到第三存储器41。
第三存储器41进一步经由管路44流体连接到次级阀45的第一开口45a。次级阀45还包括：第二开口45b，流体连接到管路9a和9b然后连接到后制动器3a、3b；以及第三开口45c，流体连接到排出口46。
优选地，次级阀45包括三通三位阀47，所述三通三位阀由机械控制输入致动，所述机械控制输入例如由踏板/控制杆48以已知的方式给出。对阀45的这种致动抵抗由弹性构件49施加的力作用。
有利地，次级制动系统40包括止回阀51，所述止回阀流体连通地置于相对于次级阀45而言的下游而相对于管路9a、9b而言的上游，所述止回阀配置为仅允许流体从阀45流通到所述管路。
次级制动系统40还可以包括倾泻阀52，所述倾泻阀流体连通地置于管路44与将第二开口45b与管路9a、9b连接的管路之间，所述倾泻阀相对于止回阀51而言在下游而相对于管路9a、9b而言在上游。倾泻阀52配置为允许流体直接从管路44向管路9a、9b流通，而无需通过次级阀45。
有利地，旁通阀52是双通双位开关阀，并且由电信号53、例如远程电信号电致动。
上面公开的第二实施例的操作如下。
在第一实施例中已经存在的部分的操作是相同的。另外，即使在装置1的其余部分发生故障的情况下，次级制动系统40也允许经由后制动器3对车辆进行制动。
实际上，如果需要，使用者可以推动控制杆48然后使阀47运动到如下位置：在所述位置中，容纳在第三存储器41中的流体可以经由管路44通过阀47流动到管路9a、9b然后流动到制动器3a、3b。
此外，出于远程控制或出于安全的目的，可以通过使用旁通阀52来获得相同的功能。事实上，信号53可以致动阀52的运动，这允许流体从第三存储器41经由管路44直接流通到管路9a、9b然后流通到制动器3a、3b。
当第三存储器41已泄流时，再填充模块16将允许来自流体源12的增压流体经由管路2、止回阀43和管路42流通，以便再填充第三存储器41。在这样的配置中，存储器14'、14”也被再填充，并且滑阀20、20'处于中间位置，如上已经说明的那样。
鉴于前述内容，根据本发明的液压制动装置1的优点是显然的。
由于在前制动器上的压力增加，通过增加前制动器的作用力相对于后制动器的作用力的百分比来增加总制动力。因此，车辆的制动距离减小。
这种增加的力通过使用卡钳来施加，所述卡钳由专用的高压源12致动，所述高压源借助于继动阀10被调节为与前制动器成限定的比率。
进一步要注意的是，压力源12是相对于压力源4独立的，因此它们可以被设置为适合于前制动器和后制动器的相应类型的两个不同的压力水平。
由于被使用者致动的踏板31是软的并且需要低的压力来使动力制动阀5运动，所以改善舒适性，并且能够以大的选择范围来调适感觉。实际上，踏板不需要产生实际上由存储器馈送的制动压力，因此与制动泵踏板相比，这使得踏板顺滑且更软。
此外，在前制动器与后制动器2、3之间能够存在冗余，即，存在两个存储器14'、14”，所述两个存储器二者都可以允许致动两个制动器2、3。此外，由于次级系统40而在后制动器中存在另一冗余，即使动力制动阀5故障，所述另一冗余也允许对车辆进行制动。还有，由于阀52而在次级系统40本身中还存在又一冗余，即使在阀47故障的情况下，所述又一冗余也允许致动系统40。
此外，能够以电磁制动阀47代替停车机械制动器。
此外，能够实现零功率的功能，因为由于阀45而能够以零速度到达停车位置然后停车。
显然，可以对所描述的液压制动系统1进行修改，所述修改不超出权利要求所限定的保护范围。
例如，动力制动阀5可以包括相对于本文所公开的部分而言不同的部分21、27，并且类似的考虑可以应用于可不同地构造的阀33和47或再填充模块16。
此外，可以不存在梭阀32或者所述梭阀可以是反向梭阀；还有，可以用单个存储器代替存储器14'、14”。

Claims (16)

1.液压制动装置(1)，所述液压制动装置用于控制非道路车辆的前制动器(2)和后制动器(3)，所述液压制动装置(1)包括流体连通地置于所述后制动器(3)与所述车辆的第一增压流体源(4)之间的动力制动阀(5)，并且所述动力制动阀配置为选择性地允许来自所述第一增压流体源(4)的流体流通到所述后制动器(3)，所述动力制动阀(5)进一步配置为选择性地提供至少一个液压信号(8a、8b)，所述至少一个液压信号配置为控制继动阀(10)，所述继动阀流体连通地置于所述前制动器(2)与所述车辆的第二增压流体源(12)之间，并且所述继动阀配置为根据所述至少一个液压信号(8a、8b)选择性地允许来自所述第二增压流体源(12)的流体流通到所述前制动器(2)。
2.根据权利要求1所述的液压制动装置，其中，所述继动阀(10)通过如下方式允许来自第二增压流体源(12)的流体流通：以预定的比率调节所述流体到所述前制动器(2)的输入压力，所述预定的比率与所述液压信号(8a、8b)的压力成比例。
3.根据权利要求2所述的液压制动装置，其中，所述比率为1∶1至1∶5。
4.根据权利要求1所述的液压制动装置，其中，所述动力制动阀(5)是机械致动的。
5.根据权利要求1所述的液压制动装置，其中，所述第一增压流体源(4)包括至少一个存储器(14'、14”)。
6.根据权利要求5所述的液压制动装置，其中，所述液压制动装置还包括再填充模块(16)，所述再填充模块配置为通过将所述至少一个存储器(14'、14”)与所述第二增压流体源(12)流体连接来对所述至少一个存储器进行再填充。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压制动装置，其中，所述动力制动阀(5)包括第一滑阀(20)和第二滑阀(20')，所述滑阀中的每个滑阀都包括：第一部分(21、21')，配置为控制增压流体从所述第一增压流体源(4)到右后制动器和左后制动器(3a、3b)的流通；以及第二部分，所述第二部分由所述第一部分(21、21')承载并且配置为生成通到所述继动阀(10)的所述至少一个液压信号(8a、8b)。
8.根据权利要求7所述的液压制动装置，其中，所述继动阀(10)包括流体连通地置于所述第二增压流体源(12)与所述前制动器(2)之间的液压致动阀(33)，所述液压致动阀(33)由所述至少一个液压信号(8a、8b)致动。
9.根据权利要求8所述的液压制动装置，其中，所述动力制动阀(5)生成两个液压信号(8a、8b)，分别是由所述第一滑阀(20)的第二部分(27)产生的第一信号和由所述第二滑阀(20')的第二部分(27')产生的第二信号，所述继动阀(10)还包括直行程梭阀，所述直行程梭阀对所述液压信号(8a、8b)进行比较，所述液压信号中的最大的液压信号控制所述液压致动阀(33)。
10.根据权利要求8所述的液压制动装置，其中，所述动力制动阀(5)产生两个液压信号(8a、8b)，分别是由所述第一滑阀(20)的第二部分(27)产生的第一信号和由所述第二滑阀(20')的第二部分(27')产生的第二信号，所述继动阀(10)还包括反向梭阀，所述反向梭阀对所述液压信号(8a、8b)进行比较，并且仅当两个信号(8a、8b)都存在时才允许控制所述液压致动阀(33)。
11.根据权利要求7所述的液压制动装置，其中，所述第二增压流体源(12)流体连接到所述车辆的主泵或流体连接到所述车辆的优先阀。
12.根据权利要求7所述的液压制动装置，其中，所述液压制动装置包括流体连通地连接到所述后制动器(3)的次级制动系统(40)，所述次级制动系统(40)配置为与所述动力制动阀(5)并行地控制所述后制动器(3)。
13.根据权利要求12所述的液压制动装置，其中，所述次级制动系统(40)包括第三存储器(41)和控制阀(47)，所述控制阀(47)配置为允许容纳在所述第三存储器(41)中的流体流通到所述后制动器(3)。
14.根据权利要求13所述的液压制动装置，其中，所述控制阀(47)是比例式的机械致动的阀。
15.根据权利要求13所述的液压制动装置，其中，所述次级制动系统(40)还包括相对于控制阀(47)流体并联的旁通阀(52)，所述旁通阀(52)是电致动的。
16.根据权利要求13所述的液压制动装置，其中，所述液压制动装置包括再填充模块(16)，所述第三存储器(41)以由所述再填充模块(16)将所述第三存储器(41)与所述第二增压流体源(12)流体连接的方式被再填充。
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