MXPA06012736A

MXPA06012736A - Circuito hidraulico de presion dual de bomba dual.

Info

Publication number: MXPA06012736A
Application number: MXPA06012736A
Authority: MX
Inventors: Gregory Evan Sparks; Robert Clayton Emmert; Gary Lee Dostal
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2007-05-15
Also published as: EP1788288A3; CA2566115A1; JP2007139188A; JP5177990B2; EP1788288A2; BRPI0604367A; US20070107421A1; EP1788288B1; US7401465B2

Abstract

Se proporciona un sistema hidraulico para un vehiculo impulsado por motor. El sistema hidraulico incluye una bomba impulsada por motor de presion mas alta para suministrar fluido presurizado a un circuito de presion mas alta a traves de una primera tuberia de suministro. El sistema tambien incluye una bomba impulsada por motor de presion mas baja para suministrar fluido a presion mas baja a un circuito de presion mas baja a traves de una segunda tuberia de suministro. El sistema tambien incluye una valvula de alivio que responde a la presion. La valvula de alivio tiene una lumbrera sensora conectada a la primera tuberia de suministro, una entrada conectada a la primera tuberia de suministro y una salida conectada al segundo circuito a traves de la segunda tuberia de suministro. La valvula de alivio se abre cuando una demanda del circuito de presion mas alto es satisfecha. Una valvula de corte controla la comunicacion entre el circuito de alta presion y un deposito, y una unidad de control controla la valvula de corte como una funcion de la operacion del circuito de alta presion.

Description

CIRCUITO HIDRÁULICO DE PRESIÓN DUAL DE BOMBA DUAL ANTECEDENTES La presente invención se refiere a un circuito hidráulico, tal como un circuito hidráulico para un vehículo.

Los sistemas hidráulicos de vehículo conocidos tienen ambos dispositivos o circuitos de presión alta y baja. Por ejemplo, un tractor de producción conocida incluye una transmisión infinitamente variable (IVT) la cual incluye una unidad de impulsión hidrostática electro hidráulica y una transmisión hidro-mecánica. La unidad de impulsión hidrostática electro hidráulica requiere un suministro de fluido hidráulico de alta presión para la operación de un yugo el cual controla una unidad de desplazamiento variable, mientras que la transmisión hidromecánica requiere sólo una presión de suministro más baja para operar sus embragues de control de transmisión.

En un sistema hidráulico de vehículo, los requerimientos de flujo de sistema en general son típicamente dictados por el tamaño de bomba a la velocidad de motor baja, lo cual entonces resulta en flujos más altos y una pérdida de energía mayor a velocidades de motor superiores. En éste sistema de producción conocido una bomba de engranaje de alta presión única suministra fluido hidráulico a ambos de éstos componentes hidráulicos de alta y baja presión. Esta bomba única debe ser dimensionada de manera que pueda suministrar cantidades suficientes de fluido hidráulico a velocidades de motor de marcha muerta. Sin embargo, como un resultado, a velocidades de motor altas, suministrará más fluido hidráulico que el que es requerido, produciendo un excedente de flujo de fluido hidráulico y un desperdicio de la potencia de motor.

Los sistemas hidráulicos de vehículo convencionales tienen pérdidas parásitas las cuales reducen la potencia hidráulica disponible. Ciertos sistemas usan una bomba de desplazamiento variable para reducir el flujo al aumentar la velocidad del motor. Otros sistemas usan bombas de engranaje de desplazamiento positivo. Pero al aumentar la velocidad del motor, también así lo hace el flujo hidráulico y finalmente pérdidas de potencia.

SÍNTESIS Por tanto, un objeto de ésta invención es el de proporcionar un sistema hidráulico de vehículo el cual tiene pérdidas de potencia limitadas o reducidas.

Un objeto adicional de la invención es el de proporcionar un sistema hidráulico de vehículo en donde una bomba puede ser de un tamaño mínimo.

Estos y otros objetos son logrados por la presente invención la cual es un sistema hidráulico para un vehículo impulsado por motor. El sistema hidráulico incluye una bomba impulsada por motor de alta presión para suministrar un fluido presurizado a un circuito de presión superior a través de una primera tubería de suministro. El sistema también incluye una bomba impulsada por motor de presión más baja para suministrar fluido de presión más bajo a un circuito de presión más bajo a través de una segunda tubería de suministro. El sistema también incluye una válvula de alivio que responde a la presión. La válvula de alivio tiene una lumbrera sensora conectada a la primera tubería de suministro, una entrada conectada a la primera tubería de suministro, y una salida conectada al segundo circuito a través de la segunda línea de suministro. La válvula de alivio se abre cuando una demanda del circuito de presión más alta es satisfecha. Una válvula de corte controla la comunicación entre circuito de alta presión y un depósito, y una unidad de control controla la válvula de corte como una función de operación del circuito de alta presión.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La única Figura es un diagrama esquemático simplificado de un sistema hidráulico de vehículo de acuerdo a la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Refiriéndonos a la figura única, el sistema hidráulico 10 controla la comunicación de fluido con una transmisión infinitamente variable (IVT) 9 la cual incluye los controles de unidad hidrostática de presión superior 11 y los embragues de control hidráulico de transmisión variable infinitamente de presión más baja 13. Tal transmisión infinitamente variable es conocida y está descrita como una transmisión hidromecánica modelo en la patente de los Estados Unidos de América No. 6,761,658 otorgada en Julio de 2004 a Stetler y cedida al cesionario de la presenten solicitud la cual se incorpora por referencia aquí. Tal transmisión infinitamente variable está también descrita por Mistry y Spar s en "Transmisión Infinitamente Variable (IVT) de John Deere 7000 TEN Series Tractors", ASME IMECE 2002, la cual también se incorpora aquí por referencia. La transmisión infinitamente variable incluye embragues de control que incluyen un embrague alto, un embrague bajo y un embrague de freno de reversa. Estos embragues son operados para hacer que la transmisión infinitamente variable transite entre varios modos en respuesta a la manipulación de la palanca de impulsión 88. Por ejemplo, una transición de modo 2 a modo 3 resulta del desenganche del embrague bajo y del enganche del embrague alto y viceversa. Una transición del modo 1 al modo 5 resulta del desenganche del embrague bajo y del enganche del embrague de reversa y viceversa.

El sistema hidráulico 10 incluye una bomba de desplazamiento positivo de alta presión impulsado por motor 12 la cual suministra el fluido presurizado a una presión más alta, tal como la barra 30, a través de una primera tubería de suministro 263 y un filtro 14 para los controles de unidad hidrostática 11 de la transmisión infinitamente variable 9. El sistema hidráulico 10 también incluye una bomba de desplazamiento positivo de baja presión impulsada por motor 20 la cual suministra el fluido de presión más baja, tal como de 20 bar a través de la tubería de suministro 24 hasta los embragues de control hidráulico de presión más baja 13 de la transmisión infinitamente variable 9.

El sistema hidráulico 10 también incluye una válvula de alivio reguladora de presión 30 la cual tiene una entrada 32 conectada a la primera tubería de suministro 26, una salida 34 conectada a la segunda tubería de suministro 24, una lumbrera sensora de presión 36 comunicada con la primera tubería de suministro 26 a través de un orificio 38, y un resorte de colocación de presión 40 el cual se pone de manera que la presión de un fluido comunicado a la salida 34 se limitará a una presión de 30 bar por ejemplo.

Una tubería de flujo de enfriamiento y de constitución 44 comunica el fluido desde los controles 11 a través del filtro 46 hasta la tubería de suministro 24. Una tubería de enfriador/lubricante 48 comunica el fluido desde los controles 11 a través del filtro 50 hasta una entrada de una válvula de corte de desalojo de circuito electro hidráulico operada por solenoide 52. La válvula 52 es presionada por resorte a una primera posición en donde la línea 48 es completamente abierta a la tubería 68. Cuando su solenoide es activado, la válvula 52 está en una segunda posición o posición restringida en donde la tubería 48 está conectada a la tubería 68 a través de un orificio 53.

La tubería de suministro 24 también está comunicada con la entrada de una válvula de alivio de presión 54. La tubería 56 comunica una salida de la válvula 54 a un acumulador 58 y a una parte de circuito de embrague de un circuito de control de embrague 13. La tubería 60 comunica otra salida de válvula 54 a un drenaje a través de un enfriador de aceite 62 y a una entrada de una válvula de alivio de enfriador 64. Una salida de la válvula 52 está comunicada a la entrada de válvula 64 a través del filtro 66 y la tubería 68. El enfriador de aceite 62 y una salida de la válvula 64 están comunicados a un depósito 70 y a una entrada de una válvula de alivio de presión de lubricante 72. El fluido está comunicado desde el depósito 70 a las entradas de las bombas 12 y 20 por la tubería 74.

El solenoide de la válvula 52 está controlado por una unidad de control electrónica a base de microprocesador 80.

La unidad de control 80 recibe una señal de velocidad a tierra desde un sensor de velocidad de rueda o de velocidad de tierra 82. La unidad de control 80 también recibe una señal de velocidad de motor desde un sensor de posición de acelerador de motor 84 o un sensor de velocidad de motor (no mostrado) . La unidad de control 80 también recibe una señal de posición de palanca desde un sensor de posición de palanca 86 acoplado a una palanca de control de impulsión de velocidad 88 la cual es usada por un operador para controlar la transmisión infinitamente variable 9. Por ejemplo, tal palanca es usada en los tractores de la serie Jhon Deere 7000 TEN.

La unidad de control preferiblemente controla la válvula 52 como una función de una aceleración de vehículo derivada de la velocidad de tierra percibida, de la velocidad de motor derivada de la posición de acelerador percibida y la operación de la palanca de control de velocidad o de impulsión 88. Además específicamente, la unidad de control 80 preferiblemente mueve la válvula 52 adentro de su segunda posición restringida durante las transiciones (en cualquier dirección) de la transmisión infinitamente variable entre el modo 2 y el modo 3 y entre el modo 1 y el modo 5. La unidad de control 80 también mueve preferiblemente la válvula 52 a su segunda posición restringida durante la operación de estado estable a velocidades de motor de menos de 1,100 revoluciones por minuto. La línea de control 80 también preferiblemente mueve la válvula 52 a su segunda posición restringida cuando la velocidad de motor es de menos de 1,500 revoluciones por minuto y la aceleración de vehículo es mayor de 40 metros por hora por 10 milisegundos.

Cuando la demanda de los controles de alta presión 11 es satisfecha, la válvula de alivio 30 se abre y suministra fluido desde la primera tubería de suministro de alta presión 26 a la segunda tubería de suministro de presión más baja 24 a una presión, tal como de 20 bar, la cual es m+as baja que la presión producida por la bomba de alta presión 12. Como un resultado, la bomba de baja presión 20 puede ser dimensionada mínimamente como para suministrar sólo los requerimientos normales de la unidad de embrague 13. La minimización del tamaño de bomba 20 reducirá la energía de motor requerida para impulsar la bomba 20, haciendo por tanto a la potencia de motor disponible para otras funciones y tareas.

La válvula de control de presión de tipo de alivio 30 mantiene la presión de control para los controles de unidad hidrostática 11 y el flujo en exceso durante la operación de estado estable es permitido para combinarse con el flujo desde la bomba 20 para los embragues de transmisión 13 y otras funciones tal como el enfriamiento y lubricación. Además, la válvula de corte de desecho de circuito 52 controla la toma de flujo de carga desde los controles de unidad hidrostática 11 durante ciertas secuencias de cambio y velocidad de motor específicas y se controla por la unidad de control electrónico 80.

Sin la válvula de corte controlada 52, el flujo de despeje de circuito desde los controles de unidad hidrostática 11 se determina por la caída de presión a través de un orificio fijo, y aumentará la toma de flujo fuera del circuito de control a velocidades de motor más bajas, lo cual no es lo que se desea. La válvula de corte corta éste flujo durante los transientes de controles de unidad hidrostática 11, los transientes de cambio y las velocidades de motor baja permiten a este flujo el ser utilizado para el cambio de embrague o relleno de acumulador de cambio 58. Combinando éstas funciones de circuito se reduce el flujo de sistema global y reduce la pérdida de potencia. Cada circuito y bomba pueden dimensionarse apropiadamente para sus necesidades, por tanto reduciendo la pérdida de potencia.

Aún cuando la presente invención se ha descrito en conjunción con una incorporación específica, se entiende que muchas alternativas, modificaciones y variaciones serán evidentes a aquellos expertos en el arte a la luz de la descripción anterior. Por ejemplo, el circuito hidráulico puede controlar la comunicación de fluido con otras funciones hidráulicas de presión superior y más baja, incluyendo las funciones hidráulicas de vehículo convencional de alta presión o componentes tales como los implementos, dirección, frenos, los cilindros de suspensión de articulación independiente y/o los componentes de asiento activos, y las funciones hidráulicas de vehículo de baja presión. Por tanto, ésta invención se intenta que abarque todas esas alternativas, modificaciones y variaciones que caen dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas .

Claims

R E I V I ND I C A C I O N E S

1. Un sistema hidráulico de vehículo que comprende : una bomba de presión superior para suministrar fluido presurizado a un circuito de presión superior a través de una primera tubería de suministro; y una bomba de presión más baja para suministrar fluido de presión a un circuito de presión más baja a través de una segunda tubería de suministro; una válvula de corte que controla la comunicación entre el circuito de presión alta y un depósito; una válvula de alivio reguladora de presión que tiene una entrada conectada a la primera tubería de suministro, una salida conectada a la segunda tubería de suministro y una lumbrera de percepción de presión comunicada con la primera tubería de suministro, la válvula de alivio se abre cuando una demanda del circuito de presión más alta es satisfecha y suministra fluido desde la primera tubería de suministro a la segunda tubería de suministro a una presión más baja que la presión producida por la bomba de presión más alta; y una unidad de control para controlar la válvula de corte como una función de operación del circuito de alta presión.

2. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque: la válvula de corte tiene una entrada comunicada con el circuito de presión alta, una salida comunicada con un depósito y un miembro de válvula, el miembro de válvula tiene una primera posición en donde la entrada está comunicada libremente con la salida, y teniendo una segunda posición en donde la entrada esta comunicada con la salida a través de un orificio.

3. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque: el circuito de presión alta forma una parte de una transmisión; y la unidad de control controla la válvula de corte como una función de operación de la transmisión.

4. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque: el circuito de alta presión forma una parte de una transmisión infinitamente variable (IVT) ; y la unidad de control controla la válvula de corte como una función de la operación de la transmisión infinitamente variable .

5. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque: la bomba de presión superior y la bomba de presión más baja son impulsadas por motor.

6. Un sistema hidráulico para vehículo para un vehículo que tiene un motor impulsando una transmisión, la transmisión teniendo una unidad hidrostática con un accionador controlado por un circuito de alta presión y que tiene embragues de control controlados por un circuito de presión baja, el sistema hidráulico comprende: una bomba de desplazamiento positivo de alta presión para suministrar fluido presurizado al circuito de alta presión a través de una primera tubería de suministro; y una bomba de desplazamiento positivo de baja presión para suministrar fluido de baja presión al circuito de baja presión a través de la segunda tubería de suministro; una válvula de respuesta de presión, operada cuando una demanda del circuito de alta presión es satisfecha, para suministrar fluido desde la primera tubería de suministro a la segunda tubería de suministro a una presión más baja que la presión producida por la bomba de alta presión; una válvula de corte que controla la comunicación entre el circuito de alta presión y un depósito; una válvula de alivio reguladora de presión que tiene una entrada conectada a la primera tubería de suministro, una salida conectada a la segunda tubería de suministro y una lumbrera de percepción de presión comunicada con la primera tubería de suministro, la válvula de alivio se abre cuando una demanda del circuito de presión más alta es satisfecha y suministra fluido desde la primera tubería de suministro a la segunda tubería de suministro a una presión más baja que la presión producida por la bomba de presión más alta; y una unidad de control para controlar la válvula de corte como una función de operación del circuito de alta presión.

7. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque: 5 la válvula de corte tiene una entrada comunicada con el circuito de presión alta, una salida comunicada con un depósito y un miembro de válvula, el miembro de válvula tiene una primera posición en donde la entrada está comunicada libremente con la salida, y teniendo una segunda posición en donde la entrada esta comunicada con la salida a través de un orificio.

8. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque: la unidad de control controla la válvula de corte como una función de operación de la transmisión.

9. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque: la transmisión comprende una transmisión infinitamente variable (IVT) ; y la unidad de control controla la válvula de corte como una función de la operación de la transmisión infinitamente variable .

10. El sistema hidráulico tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque: la bomba de presión superior y la bomba de presión más baja son impulsadas por el motor. R E S U M E N Se proporciona un sistema hidráulico para un vehículo impulsado por motor. El sistema hidráulico incluye una bomba impulsada por motor de presión más alta para suministrar fluido presurizado a un circuito de presión más alta a través de una primera tubería de suministro. El sistema también incluye una bomba impulsada por motor de presión más baja para suministrar fluido a presión más baja a un circuito de presión más baja a través de una segunda tubería de suministro. El sistema también incluye una válvula de alivio que responde a la presión. La válvula de alivio tiene una lumbrera sensora conectada a la primera tubería de suministro, una entrada conectada a la primera tubería de suministro y una salida conectada al segundo circuito a través de la segunda tubería de suministro. La válvula de alivio se abre cuando una demanda del circuito de presión más alto es satisfecha. Una válvula de corte controla la comunicación entre el circuito de alta presión y un depósito, y una unidad de control controla la válvula de corte como una función de la operación del circuito de alta presión.