CN115479059A - 工程机械的动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的多样的实施例提供一种工程机械的动力传递装置，其将发动机的驱动力传递至车轮，所述工程机械的动力传递装置可以包括：行驶泵，其由所述发动机驱动以向第一方向和第二方向中的某一个方向排出工作液压；辅助泵，其形成先导液压；主先导流路，其向所述方向转换阀供应从所述辅助泵供应的所述先导液压；行驶马达，其旋转方向根据所述行驶泵的排出方向而决定；以及第一先导流路，其从所述主先导流路的一侧分支，并以控制所述行驶马达的容积的方式供应所述先导液压。

Description

工程机械的动力传递装置
技术领域
本发明涉及一种工程机械的动力传递装置，更详细地，涉及一种工程机械在行驶过程中被转换到停止状态时防止行驶马达的容积急剧增加的工程机械的动力传递装置。
背景技术
通常，闭环液压式动力传递系统(Closed Loop Hydro Static Transmission)是利用从由发动机驱动的行驶泵排出的工作流体使行驶马达旋转的液压系统，是指从泵排出的工作油在经过行驶马达后不返回至液压箱，而是再回流到液压泵的液压系统。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决上述问题而构思的，其目的在于，提供一种工程机械在行驶过程中被转换到停止状态时防止行驶马达的容积急剧增加的工程机械的动力传递装置。
技术方案
本发明的多样的实施例提供一种工程机械的动力传递装置，其将发动机的驱动力传递至车轮，所述工程机械的动力传递装置可以包括：行驶泵，其由所述发动机驱动以向第一方向和第二方向中的某一个方向排出工作液压；辅助泵，其形成先导液压；方向转换阀，其，其通过方向转换信号切换，并且通过所述先导液压控制所述行驶泵的斜盘；主先导流路，其在所述辅助泵与所述方向转换阀之间向所述方向转换阀供应所述辅助泵供应的所述先导液压；行驶马达，其旋转方向根据所述行驶泵的排出方向而决定；以及第一先导流路，其从所述主先导流路的一侧分支以将所述先导液压供应至所述行驶马达。
优选地，可以通过所述第一先导流路供应的所述先导液压减小所述行驶马达的容积。
优选地，所述先导液压可以与所述发动机的旋转速度成反比地变更所述行驶马达的容积。
优选地，当所述方向转换信号为空挡时，所述第一先导流路可以将所述先导液压供应至所述行驶马达。
优选地，当所述方向转换信号从前进和后退中的某一个转换为空挡时，所述第一先导流路可以将所述先导液压供应至所述行驶马达。
优选地，当所述方向转换阀被解除时，所述第一先导流路可以将所述先导液压供应至所述行驶马达。
优选地，所述方向转换阀可以控制所述行驶泵的斜盘的倾转方向和倾转角中的至少一个。
优选地，所述行驶马达可以包括用于进行所述行驶马达的容积控制的容积控制活塞、以及在被施加所述先导液压时向所述容积控制活塞提供所述工作液压的行驶马达阀。
本发明的工程机械的动力传递装置还可以包括：电子比例减压阀，其设置于所述主先导流路以控制向所述方向转换阀供应的所述先导液压；以及控制部，其根据加速踏板的操作量来控制所述电子比例减压阀。
优选地，随着所述加速踏板的操作量减小，所述控制部可以向所述先导液压被减压的方向控制所述电子比例减压阀。
优选地，所述控制部感测巡航模式是否工作，并且在巡航模式为开启(ON)时以使所述先导液压成为最大的方式固定地控制所述电子比例减压阀。
优选地，还包括FNR操作杆，其通过作业者的操作生成FNR操作信号，当所述工程机械的当前FNR状态和所述FNR操作信号彼此不同时，所述控制部可以以使所述先导液压成为最小的方式控制所述电子比例减压阀。
优选地，所述工程机械的动力传递装置还包括作业机泵，其由所述发动机驱动以使作业机工作，当所述行驶泵和所述作业机泵被同时驱动时，随着所述加速踏板的操作量减小，所述控制部可以向所述先导液压被减压的方向控制所述电子比例减压阀。
发明的效果
本发明的多样的实施例的工程机械的动力传递装置能够在工程机械的高速行驶过程中为了停止而变更为空档时防止行驶马达的容积急剧增加，从而防止行驶马达对发动机施加过度的负荷。
附图说明
图1是现有技术的动力传递装置的液压回路图。
图2是本发明的多样的实施例的动力传递装置的液压回路图。
图3是本发明的多样的实施例的用于进行工程机械的行驶泵的控制的液压回路图。
图4是本发明的多样的实施例的用于进行工程机械的行驶泵的控制的构成要素之间的关系的框图。
附图标记
1：发动机，110：行驶泵，120：辅助泵，131：主先导流路，135：第一先导流路，140：方向转换阀，145：方向转换活塞，151：第一工作流体供应流路，152：第二工作流体供应流路，160：电子比例减压阀，170：行驶马达，180：行驶马达阀，185：容积控制活塞，190：控制部。
具体实施方式
下文中，为了描述的方便起见，通过示例性附图对本发明的一些实施例进行描述。在对各图的构成要素记载附图标记时，对于相同的构成要素，即使标示于不同的图上，也尽可能用相同的附图标记标示。
本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应限定为通常的或词典上的含义，而是应本着发明人可以适当地定义术语的概念以便以最好的方法说明自己的发明的原则应来解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。此外，在对本发明的实施例的构成要素进行描述时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这样的术语仅用于将该构成要素与其他构成要素区分开，该构成要素的本质或次序或顺序等不为该术语所限定。当记载为某一构成要素“连接”或“结合”到另一个构成要素时，应理解为该构成要素可能直接连接或结合到该另一构成要素，但该构成要素与该另一构成要素之间也可能“连接”或“结合”有又一构成要素。
因此，本说明书中记载的实施例和图中所示的构件仅仅是本发明的最优选的实施例，并不代表本发明的全部技术思想，因此应理解在本申请时间点，可能存在可以代替这些的多样的等同物和变形例。此外，将省略对可能不必要地使本发明的主旨含糊不清的公知功能和配置的详细描述。
以下，作为应用本发明的液压系统的工程机械的一例，以轮式挖掘机为例进行说明，但是，显而易见地，其是包括推土机、装载机、叉车等在建筑工地使用的多样的工程机械的概念。
本发明旨在提供一种应用于诸如轮式挖掘机的工程机械的闭环液压式动力传递装置(Closed Loop Hydro Static Transmission)，用于防止在工程机械的高速行驶过程中为了停止而变更为空档时行驶马达170的容积急剧增加，从而防止行驶马达170对发动机1施加过大的负荷。
下面参照附图对本发明的多样的实施例的工程机械的动力传递装置进行具体描述。
图2是本发明的多样的实施例的动力传递装置的液压回路图。
本发明的多样的实施例的工程机械的动力传递装置可以包括利用可变式斜盘的行驶泵110、以及利用从行驶泵110排出的工作油旋转的固定式斜盘的行驶马达170，并且被配置为将由发动机1产生的动力传递至车轮。本发明中提出的工程机械的动力传递装置可以包括行驶泵110、辅助泵120、方向转换阀、主先导流路131、行驶马达170、以及第一先导流路135。此外，本发明的工程机械的动力传递装置可以进一步包括电子比例减压阀、以及控制部190。
行驶泵110可以被设置为由发动机1驱动以排出工作液压。行驶泵110可以包括利用倾转方向能够可变为第一方向(例如，正向或(+)方向)或第二方向(例如，逆向或(-)方向)的可变式斜盘的双倾转式的液压泵。
在下文中，第一方向可以是指使行驶马达170的旋转方向成为前进方向的行驶泵110的工作液压的排出方向和/或后述的行驶泵110的方向转换阀140被切换的方向。此外，第二方向可以是指使行驶马达170的旋转方向成为后退方向的行驶泵110的工作液压的排出方向和/或行驶泵110的方向转换阀140被切换的方向。
对于行驶泵110，斜盘的倾转方向可以由方向转换阀140变更为第一方向或第二方向。当方向转换阀140根据对应于作业者的操作的方向转换信号而被切换为第一方向或第二方向时，先导液压被供应至方向转换活塞145，由此可以变更行驶泵110的斜盘的倾转方向。
在一实施例中，当根据前进信号将方向转换阀140切换为第一方向时，先导液压被供应至方向转换活塞145，随着活塞的移动，斜盘的倾转方向可以被变更为第一方向。从行驶泵110向第一方向排出的工作液压通过第一工作流体供应流路151被供应至行驶马达170，从而行驶马达170的旋转方向可以成为前进方向。
在一实施例中，当根据后退信号将方向转换阀140切换为第二方向时，先导液压被供应至方向转换活塞145，随着活塞的移动，斜盘的倾转方向可以被变更为第二方向。从行驶泵110向第二方向排出的工作液压通过第二工作流体供应流路152被供应至行驶马达170，从而行驶马达170的旋转方向可以成为后退方向。
行驶泵110由发动机1驱动，发动机1的旋转速度越快，斜盘的倾转角越大，从而行驶泵110的容积增加，相反，行驶马达170的斜盘的倾转角减小，行驶马达170的容积减小，使得旋转速度加快。
通常，轮式工程机械中与行驶泵单独地设有用于向作业机传递动力的作业机泵置，在高负荷作业的情况下，要求发动机的较高的RPM以提升作业机泵的输出，然而，倘若这样使用较高的RPM，在行驶泵的情况下，行驶先导压力升高，致使容积增大，从而将难以进行低速行驶。
因此，在本发明中，可以在辅助泵120与方向转换阀140之间的主先导流路131上设有能够根据作业者的加速踏板105的操作量来控制由辅助泵120供应的行驶先导压力的电子比例减压阀160。
下面参照图3和图4对利用电子比例减压阀160的先导液压的控制方法进行描述。
电子比例减压阀160(下称EPPR阀)可以设置在辅助泵120与方向转换电磁阀之间的主先导流路131上。EPPR阀160可以由根据作业者的加速踏板105的操作量(％)被控制部190转换而输出的控制电流控制。当加速踏板105的操作量为最小(例如0％)时，EPPR阀160可以以使供应至方向转换电磁阀的先导液压最小的方式进行减压控制。相反地，当加速踏板105的操作量为最大(例如100％)时，EPPR阀160可以以使供应至方向转换电磁阀的先导液压最大的方式进行减压控制。
当工程机械的发动机高速旋转时，由辅助泵120供应的先导液压根据发动机转速形成为较高的压力，在本发明中，在方向转换电磁阀的前端的主先导流路131设置根据加速踏板105的操作量控制开度量的EPPR阀160，从而，即使在使用发动机的较高的RPM的情况下，也可以进行低速行驶。
本发明的多样的实施例的控制部190可以控制上述EPPR阀160和方向转换阀140。下面对本发明所提出的控制部190对EPPR阀160和方向转换阀140的具体的控制方法进行详细描述。
控制部190可以接收通过多样的传感器感测到的加速踏板105的操作量。加速踏板105的操作量可以在作业者未操作踏板的初始状态(0％)到随着操作而被加压到最大的状态(100％)之间输入为相对于初始状态被加压的比率(％)。
控制部190可以根据加速踏板105的操作量来控制所述电子比例减压阀160。随着所述加速踏板105的操作量减小，可以向所述先导液压被减压的方向控制所述电子比例减压阀160。
在一实施例中，控制部190可以感测巡航模式是否工作，并且在巡航模式开启(ON)时可以以使所述先导液压成为最大的方式固定地控制所述电子比例减压阀160。此外，在本发明中，还可以包括通过作业者的操作生成FNR操作信号的FNR操作杆101，当工程机械的当前FNR状态和所述FNR操作信号彼此不同时，控制部190可以以使所述先导液压成为最小的方式控制所述电子比例减压阀160。
在一实施例中，在通过电子比例减压阀160控制所述先导液压时，控制部190也可以以使所述先导液压具有随着所述加速踏板105的操作量减小向被减压的方向决定的所述先导液压的第一值、根据巡航模式是否工作而决定的所述先导液压的第二值，或者在当前行驶状态和操作杆的信号彼此不同的情况下所决定的所述先导液压的第三值中最小的值的方式控制所述电子比例减压阀160。
在示例性的实施例中，当输入加速踏板105的操作量(％)时，控制部190可以将其转换为用于控制电子比例减压阀160的控制电流并输出。控制部190可以利用所输出的控制电流来控制电子比例减压阀160的开度量。
当根据与前车的距离自动控制行驶速度的巡航(cruise)模式开启(on)时，控制部190可以将控制电流固定地输出为最小值(200mA)，使得行驶泵110的输出可以维持为最大。
此外，当工程机械的当前FNR状态和通过作业者的FNR操作杆101的操作输入的FNR操作信号彼此不同时，控制部190可以通过将控制电流固定地输出为最大值(1500mA)来将行驶速度减速为最小。例如，当工程机械的当前FNR状态被判断为前进(forward)，而由操作杆输入的FNR操作信号不是前进信号时，控制部190可以将控制电流固定地输出为最大值(1500mA)。当工程机械的当前FNR状态被判断为后退(reverse)，而由操作杆输入的FNR操作信号不是后退时，控制部190也可以将控制电流固定地输出为最大值(1500mA)。此外，当工程机械的当前FNR状态被判断为空挡(neutral)或者由操作杆输入的FNR操作信号为空挡时，控制部190也可以将控制电流固定地输出为最大值(1500mA)。
此外，当将控制电流输出为变更后的值时，控制部190可以以使在电流值上升的情况下具有规定的斜率的方式输出控制电流。例如，当电流值上升时，控制部190可以以具有500mA/sec的斜率的方式输出控制电流。
此外，在本发明中，可以包括由发动机1驱动以使作业机工作的作业机泵，当行驶泵110和作业机泵被同时驱动时，随着加速踏板105的操作量减小，控制部190可以向先导液压被减压的方向控制电子比例减压阀160。
辅助泵120可以设于行驶泵110的一侧，并且可以被设置为由发动机1驱动以形成先导液压。由辅助泵120形成的先导液压可以通过主先导流路131被供应至方向转换阀140。当方向转换阀140通过方向转换信号被切换为第一方向或第二方向时，先导液压可以被供应至方向转换活塞145以移动活塞。此外，在本发明中，由辅助泵120供应的先导液压可以通过第一先导流路135被供应至行驶马达170侧。对此，稍后将进行详细描述。
辅助泵120与发动机1直接连接，当用户将行驶置于空挡时，发动机减至约800RPM左右，届时，辅助泵120的RPM也成比例地减小，并且可以以该RPM控制行驶马达170的容积。或者，当发动机1关闭(off)时，发动机1不会一次就终止为0RPM，因而可以与发动机1联动地逐渐控制行驶马达170的容积。
方向转换阀140可以通过由方向转换信号控制来向方向转换活塞145供应先导液压。方向转换阀140可以包括电磁阀，并且，通过根据方向转换信号中的前进信号被施加电源而切换为第一方向，由此可以使方向转换活塞145向对应的方向移动。此外，方向转换阀140根据后退信号被施加电源而切换为第二方向，由此可以使方向转换活塞145向对应的方向移动。当方向转换信号为空挡信号时电磁阀的电源施加被解除，在这种情况下，先导液压不被供应至方向转换活塞145。
主先导流路131是形成在辅助泵120与方向转换阀140之间的流路，可以将由辅助泵120形成的先导液压供应至方向转换阀140。根据本发明的多样的实施例，后述的第一先导流路135可以从主先导流路131的一侧分支而形成。从而，由辅助泵120供应的先导液压不但被供应至方向转换阀140，而且还可以被供应至行驶马达170侧以进行行驶马达170的容积控制。
另一方面，参照图1，在一般的闭环液压式动力传递装置中，由辅助泵12供应的先导液压可以从方向转换阀的后端被供应至行驶马达17侧。具体地，当方向转换阀14被切换为第一方向时，先导液压可以被供应至方向转换活塞14a，同时，可以通过第二先导流路13a供应以进行行驶马达17的容积控制。此外，当方向转换阀14被切换为第二方向时，先导液压可以通过第三先导流路13b被供应至行驶马达17侧。
但是，如图1所示，当用于将先导液压供应至行驶马达17侧的流路形成在方向转换阀14的下游时，在方向转换信号为空挡的情况下，方向转换阀14的电源施加被解除，从而会切断向方向转换活塞14a和行驶马达17侧的先导液压的供应。
因此，当在工程机械高速行驶的过程中为了转换方向而对方向转换阀14施加空挡信号时，由于方向转换阀14被解除，因而原本供应至行驶马达17侧的先导液压急剧减小。在这种情况下，行驶泵11的容积被变更为最小，相反地，行驶马达17的容积被变更为最大，由于当前行驶状态的装备的惯性，与车轮连接的行驶马达17起行驶泵11的作用，相反地，行驶泵11作为马达发挥作用，因而存在会对发动机1施加过度的旋转力(负荷)的问题。
再参照图2，在本发明中，即使在工程机械高速行驶过程中为了转换方向而对方向转换阀140施加空挡信号而致使方向转换阀140被解除的情况下，也可以通过第一先导流路135向行驶马达170侧供应先导液压。在本发明中，可以以与发动机1的旋转速度成反比地变更所述行驶马达170的容积的方式供应先导液压。
本发明所提出的第一先导流路135可以形成为从方向转换阀140的前端向行驶马达170侧供应先导液压。第一先导流路135可以从形成在辅助泵120与方向转换阀140之间的主先导流路131分支而形成。第一先导流路135的一端可以与主先导流路131连接，而另一端可以与行驶马达阀180连接，以将从辅助泵120供应的先导液压从方向转换阀140的前端供应至行驶马达170侧。
即，根据本发明的多样的实施例，当在工程机械高速行驶的过程中需要转换方向时，可能会对方向转换阀140施加空挡信号以停止装备，此时，对方向转换阀140的电源的施加被解除，因此，即使通过主先导流路131供应先导液压，也可能会切断到下游的连接。
但是，在本申请中，由于第一先导流路135形成在方向转换阀140的上游，由辅助泵120形成的先导液压可以通过主先导流路131以及由此分支的第一先导流路135被供应至行驶马达170侧。根据本发明的多样的实施例，即使在工程机械高速行驶的过程中对方向转换阀140施加空挡信号，仍可以通过第一先导流路135向行驶马达170阀继续供应先导液压，因此可以防止行驶马达170的容积变为最大。即，通过减小行驶马达170的容积以防止变为最大，可以防止因工程机械的行驶惯性向发动机1施加过度的旋转力。
行驶马达170可以被设置为在工程机械的下部连接于变速箱(未图示)以向车轮(未图示)传递驱动力。行驶马达170的旋转方向可以根据由行驶泵110排出工作液压的方向而决定。在一实施例中，当方向转换阀140被切换为第一方向，使得行驶泵110的排出方向变更为第一方向时，工作液压通过第一工作流体供应流路151被供应至行驶马达170，从而行驶马达170的旋转方向可以为前进方向(FWD)。此外，当方向转换阀140被切换为第二方向，使得行驶泵110的排出方向变更为第二方向时，工作液压通过第二工作流体供应流路152被供应至行驶马达170，从而行驶马达170的旋转方向可以为后退方向(REV)。
行驶马达170可以包括行驶马达阀180和容积控制活塞185。行驶马达阀180可以与第一先导流路135连接以供应由辅助泵120形成的先导液压。当对行驶马达阀180施加先导液压时，从行驶泵110供应的工作液压流入容积控制活塞185的大径腔，致使斜盘的倾转角度变小，从而行驶马达170的容积会减小。
如上所述，在一般的闭环液压式动力传递装置的情况下，当方向转换信号转换为空挡时，方向转换阀140被解除，导致无法对行驶马达170的阀施加先导液压，因此随着形成在容积控制活塞185的大径腔的压力被排泄，斜盘的倾转角度变大，从而行驶马达170的容积会增大。
但是，在本发明中，可以通过从主先导流路131分支的第一先导流路135对行驶马达阀180继续施加先导液压，因此即使在高速行驶过程中突然施加空挡信号，仍能够防止行驶马达170的容积增大。
并不因上文中将构成本发明的实施例的所有构成要素描述为结合为一个或结合为一个来动作，就意味着本发明必须限定于这样的实施例。即，只要是在本发明的目的范围内，其所有的构成要素可以选择性地结合为一个以上来动作。此外，除非另有相反的记载，以上记载的“包括”、“构成”或“具有”等术语意指该构成要素可以内在于其中，因而应解释为还包括其他构成要素，而不是排除其构成要素。除非另有定义，包括技术或科学术语的所有术语具有与本发明所属技术领域的一般的技术人员所通常理解的相同的含义。通常使用的术语，如词典中定义的术语，应解释为与相关技术的上下文中含义一致，除非本发明中明确定义，不被解释为理想或过于形式性的含义。
以上描述仅仅是对本发明的技术思想的示例性说明，本发明所属领域的一般的技术人员可以在不背离本发明的本质特性的范围内进行多样的修改和变形。因此，本发明所公开的实施例并非用以限定本发明的技术思想，而是用以说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围不为这样的实施例所限定。本发明的保护范围应由权利要求书解释，在与其等同范围内的所有技术思想均应解释为落入本发明的权利范围内。

Claims (14)

1.一种工程机械的动力传递装置，其将发动机的驱动力传递至车轮，所述工程机械的动力传递装置的特征在于，包括：
行驶泵，其由所述发动机驱动以向第一方向和第二方向中的某一个方向排出工作液压；
辅助泵，其形成先导液压；
方向转换阀，其通过所述先导液压控制所述行驶泵的斜盘；
主先导流路，其向所述方向转换阀供应从所述辅助泵供应的所述先导液压；
行驶马达，其旋转方向根据所述行驶泵的排出方向而决定；以及
第一先导流路，其从所述主先导流路的一侧分支，并以控制所述行驶马达的容积的方式供应所述先导液压。
2.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
所述辅助泵与所述发动机直接连接。
3.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
通过所述第一先导流路供应的所述先导液压减小所述行驶马达的容积。
4.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
所述先导液压与所述发动机的旋转速度成反比地变更所述行驶马达的容积。
5.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
当所述方向转换信号为空挡时，所述第一先导流路将所述先导液压供应至所述行驶马达。
6.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
当所述方向转换信号从前进和后退中的某一个转换为空挡时，所述第一先导流路将所述先导液压供应至所述行驶马达。
7.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
当所述方向转换阀被解除时，所述第一先导流路将所述先导液压供应至所述行驶马达。
8.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
所述方向转换阀控制所述行驶泵的斜盘的倾转方向和倾转角中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
所述行驶马达包括用于进行所述行驶马达的容积控制的容积控制活塞、以及在被施加所述先导液压时向所述容积控制活塞提供所述工作液压的行驶马达阀。
10.根据权利要求1所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，还包括：
电子比例减压阀，其设置于所述主先导流路以控制向所述方向转换阀供应的所述先导液压；以及
控制部，其根据加速踏板的操作量来控制所述电子比例减压阀。
11.根据权利要求10所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
随着所述加速踏板的操作量减小，所述控制部向所述先导液压被减压的方向控制所述电子比例减压阀。
12.根据权利要求10所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
所述控制部感测巡航模式是否工作，并且在巡航模式为开启时以使所述先导液压成为最大的方式固定地控制所述电子比例减压阀。
13.根据权利要求10所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
还包括FNR操作杆，其通过作业者的操作生成FNR操作信号，
当所述工程机械的当前FNR状态和所述FNR操作信号彼此不同时，所述控制部以使所述先导液压成为最小的方式控制所述电子比例减压阀。
14.根据权利要求10所述的工程机械的动力传递装置，其特征在于，
还包括作业机泵，其由所述发动机驱动以使作业机工作，
当所述行驶泵和所述作业机泵被同时驱动时，随着所述加速踏板的操作量减小，所述控制部向所述先导液压被减压的方向控制所述电子比例减压阀。
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