WO2013086885A1 - 工程机械的驱动系统及其闭式液压回路 - Google Patents

Abstract

一种闭式液压回路，第一切换阀通过管路连接在闭式油泵的第一接口与马达的第一接口之间，第二切换阀通过管路连接在闭式油泵的第二接口与马达的第二接口之间；补油泵的油液输出分成第一分路、第二分路和第三分路，其中第一分路通过第一补油阀连接到第一切换阀与闭式油泵的第一接口之间的管道上，第二分路通过第二补油阀连接到第二切换阀与闭式油泵的第二接口之间的管道上，第三分路连接单向锁止阀后分成两个支路，其中一个支路通过第一安全阀连接到第一切换阀与马达的第一接口之间的管道上，另一个支路通过第二安全阀连接到第二切换阀与马达的第二接口之间的管道上，蓄能部件连接到单向锁止阀与每一安全阀之间的管路上。

Description

工程机械的驱动系统及其闭式液压回路

技术领域

本发明关于一种驱动系统， 且特别是关于一种应用于工程机械的驱动 系统及其闭式液压回路。 背景技术

液压传动是以液体为工作介质， 通过各种液压元件实现能量转换、 传 递和控制的技术， 它作为现代传动和控制的关键基础技术之一， 已被广泛 应用于各种机械设备中。 在众多的工程机械中， 如挖掘机、 起重机、 推土 机， 普遍采用液压传动和全液压驱动。

液压传动的液压回路按照工作介质的循环方式， 可分为开式液压回路 和闭式液压回路。 闭式液压回路能耗低、 结构紧凑并容易实现无级变速， 在工程机械行走系统中得到了广泛的应用。

请参照图 1， 一种现有的应用工程机械的闭式液压回路， 包括闭式油泵 11、 补油泵 12、 补油阔 13、 补油溢流阔 14、 马达 15和油箱 16。 闭式油泵 11和马达 15通过管道直接相连， 通过改变闭式油泵 11的变量以改变主油 路中液压油的流量和方向， 从而实现马达 15的变速和换向。 补油泵 12分 别与马达 15二侧管道通过补油阔 13连接， 以补偿系统泄露的流量。 补油 泵 12与补油溢流阔 14、油箱 16组成一回路， 补油泵 12从油箱 16吸进油， 部分油用于补偿系统泄露的流量外， 大部分油经过补油溢流阔 14回流到油 箱 16。

当工程机械在驻坡状态时， 车桥提供反扭矩和转动趋势会带动马达由 静止向转动趋势动作从而造成马达摒压。 但是， 现有的闭式液压回路并不 能承受马达摒压， 马达容易转动， 从而带动车桥转动， 出现溜车现象， 因 此不适用于工程机械的驱动系统上。 发明内容

本发明提供一种闭式液压回路， 其适合应用于工程机械的驱动系统。 另外， 本发明提供一种具有上述闭式液压回路的工程机械的驱动系统。 为达上述优点， 本发明提供一种闭式液压回路， 包括闭式油泵、 马达、 补油泵、 第一补油阔和第二补油阔， 所述闭式油泵包括第一接口和第二接 口， 所述马达包括第一接口和第二接口， 所述闭式液压回路还包括第一切 换阔、 第二切换阔、 单向锁止阔、 蓄能部件、 第一安全阔及第二安全阔， 所述第一切换阔通过管路连接在闭式油泵的第一接口与马达的第一接口之 间， 所述第二切换阔通过管路连接在闭式油泵的第二接口与马达的第二接 口之间； 所述补油泵的油液输出分成第一分路、 第二分路和第三分路， 其 中第一分路通过第一补油阔连接到第一切换阔与闭式油泵的第一接口之间 的管道上， 第二分路通过第二补油阔连接到第二切换阔与闭式油泵的第二 接口之间的管道上， 第三分路连接单向锁止阔后分成两个支路， 其中一个 支路通过第一安全阔连接到第一切换阔与马达的第一接口之间的管道上， 另一个支路通过第二安全阔连接到第二切换阔与马达的第二接口之间的管 道上， 所述蓄能部件连接到单向锁止阔与每一安全阔之间的管路上。

在本发明的一实施例中， 所述闭式油泵的第一接口与第一切换阔之间 通过第一管道连接， 所述第一切换阔与马达的第一接口之间通过第二管道 连接， 所述闭式油泵的第二接口与第二切换阔之间通过第三管道连接， 所 述第二切换阔与马达的第二接口之间通过第四管道连接。

在本发明的一实施例中， 所述闭式油泵与所述补油泵为双联式工作泵。 在本发明的一实施例中， 所述闭式油泵与所述补油泵与不同的驱动装 置连接。

在本发明的一实施例中， 所述闭式液压回路还包括油箱和补油溢流阔， 所述补油溢流阔连接在所述补油泵与所述油箱之间。

在本发明的一实施例中， 所述蓄能部件为蓄能器或蓄能油缸。

本发明还提供一种工程机械的驱动系统， 包括发动机、 车桥减速机和 车桥， 所述驱动系统还包括上述的闭式液压回路， 所述发动机与所述闭式 油泵及所述补油泵驱动连接， 所述马达与所述车桥减速机驱动连接， 所述 车桥减速机与所述车桥驱动连接。

相较现有技术， 本发明的闭式液压回路在车辆停止运转时， 第一切换 阔和第二切换阔关闭， 马达两端油源完全切断， 马达两端油源在第一、 第 二安全阔设定的压力下相对封闭故能够承受摒压， 即使当马达因容积效率 问题泄露时， 蓄能部件的油液能够及时对低压腔进行补偿， 从而避免车辆 在驻坡、 发动机熄火且没有制动时下滑引起安全事故。

为让本发明的上述和其它目的、 特征和优点能更明显易懂， 下文特举 较佳实施例， 并配合所附图式， 作详细说明如下。

具体实施方式

请参照图 2和图 3， 本发明的工程机械的驱动系统 1000包括闭式液压 回路 200、 发动机 300、 车桥减速机 400、 车桥 500及安装在车桥 500上的 轮胎 600。

闭式液压回路 200包括主回路 70和补油装置 30。 主回路 70包括闭式 油泵 20、 第一切换阔 75、 马达 40、 第二切换阔 76。 闭式油泵 20包括第一 接口 22和第二接口 24。 马达 40包括第一接口 42和第二接口 44。 闭式油 泵 20的第一接口 22与第一切换阔 75之间通过第一管道 71连接， 第一切 换阔 75与马达 40的第一接口 42之间通过第二管道 72连接。 第二切换阔 76与闭式油泵 20的第二接口 24之间通过第三管道 73连接， 马达 40的第 二接口 44与第二切换阔 76之间通过第四管道 74连接。 当同时关闭所述第 一切换阔 75和所述第二切换阔 76时， 管道 71和管道 72的油液被第一切 换阔 75完全阻隔， 管道 73和管道 74的油液被第二切换阔 76完全阻隔。

补油装置 30包括油箱 60、 补油泵 31、 第一补油阔 32a、 第二补油阔 32b, 补油溢流阔 33、 单向锁止阔 35、 蓄能部件 36、 第一安全阔 37和第二 安全阔 38。在本实施例中， 蓄能部件为蓄能器或蓄能油缸。补油泵 31从油 箱 60吸取油液， 补油泵 31的油液分成三个分路输出， 第一分路通过第一 补油阔 32a连接到第一切换阔 75与闭式油泵 20的第一接口 22之间的管道 71上。 第二分路通过第二补油阔 32b连接到第二切换阔 76与闭式油泵 20 的第二接口 24之间的管道 73上。第三分路连接单向锁止阔 35后分成两个 支路， 其中一个支路通过第一安全阔 37连接到第一切换阔 75与马达 40的 第一接口 42之间的管道 72上， 另一个支路通过第二安全阔 38连接到第二 切换阔 76与马达 40的第二接口 44之间的管道 74上； 补油溢流阔 33连接 在补油泵 31与油箱 60之间， 使补油泵 31多余的油液回流到油箱 60。蓄能 部件 36连接到单向锁止阔 35与每一安全阔 37/38之间的管路上，单向锁止 阔 35的设置使油液只能从补油泵 31流进蓄能部件 36， 而不能从蓄能部件 36流入补油泵 31。

第一切换阔 75和第二切换阔 76用于开启或者切断马达 40两端的油源。 第一补油阔 32a、 第二补油阔 32b用于闭式油泵 20的补油和驱动系统正常 工作时的系统压力设定； 第一安全阔 37和第二安全阔 38用于马达 40静止 时的补油和驱动系统静止时的系统压力设定； 补油溢流阔 33主要用于液压 系统工作时低压腔的补油压力设定。 当车辆在正常驱动行驶时， 补油泵 31 输出的第三分路仅给蓄能部件 36充油并不对系统进行补油工作， 系统补油 由第一、 第二分路进行。

发动机 300与闭式油泵 20及补油泵 31驱动连接， 马达 40与车桥减速 机 400驱动连接， 车桥减速机 400与车桥 500驱动连接。 通过改变发动机 300的转速从而改变闭式油泵 20的输出流量和马达 40的输入量，从而将机 械能转换成液压能驱动马达 40进而驱动车辆行驶。 发动机 300可以带动闭 式油泵 20的油液双向流动， 从而马达 40可以实现双向运动， 推动工程机 械前进或倒退。

油液可以从闭式油泵 20的第一接口 22流出，依次流经第一切换阔 75、 马达 40和第二切换阔 76， 回到闭式油泵 20。 此时， 管道 71、 72和马达 40 的第一接口 42为高压侧， 管道 73、 74和马达 40的第二接口 44为低压侧。 驱动系统工作时， 补油泵 31的油液通过第二补油阔 32b对管道 73进行补 偿。 驱动系统静止时， 蓄能部件 36的油液通过第二安全阔 38对管道 74进 行补偿。

油液也可以从闭式油泵 20的第二接口 24流出， 依次流经第二切换阔 76、 马达 40和第一切换阔 75， 回到闭式油泵 20。 此时， 管道 73、 74和马 达 40的第二接口 44为高压侧， 管道 71、 72和马达 40的第一接口 42为低 压侧。 驱动系统工作时， 补油泵 31 的油液通过第一补油阔 32a对管道 71 进行补偿。 驱动系统静止时， 蓄能部件 36的油液通过第一安全阔 37对管 道 72进行补偿。

本实施方式中， 补油泵 31与闭式油泵 20为双联式工作泵， 均与发动 机 300连接。 但是， 本领域技术人员可以想到的是， 补油泵 31与闭式油泵 20也可以通过各自的驱动装置进行驱动， 而不一定采用同一驱动装置的双 联型式。

在车辆整车驱动行驶时， 动力油源从闭式油泵 20输出， 补油泵 31实 现低压腔补油和蓄能部件 36冲压， 此时第一切换阔 75和第二切换阔 76打 开， 油源直接带动马达 40进行转动， 可实现马达 40的双向旋转即车辆的 前进和倒退功能。 当车辆在驻坡、 发动机熄火且没有制动时， 车桥 500提 供反扭矩和转动趋势会带动马达 40由静止向转动趋势动作从而造成马达 40 摒压； 但由于发动机 300停止运转时， 第一切换阔 75和第二切换阔 76关 闭， 马达 40两端油源完全切断， 马达 40两端油源在第一、第二安全阔 37、 38设定的压力下相对封闭故能够承受摒压，即使当马达 40因容积效率问题 泄露时， 蓄能部件 36的油液能够及时对低压腔进行补偿， 从而避免车辆在 驻坡、 发动机熄火且没有制动时下滑引起安全事故。

以上所述， 仅是本发明的实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的 限制， 虽然本发明已以实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何 熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述 揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例， 但凡是未 脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任 何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

权利要求

1.一种闭式液压回路， 包括闭式油泵、 马达、 补油泵、 第一补油阔和第 二补油阔， 所述闭式油泵包括第一接口和第二接口， 所述马达包括第一接 口和第二接口， 其特征在于： 所述闭式液压回路还包括第一切换阔、 第二 切换阔、 单向锁止阔、 蓄能部件、 第一安全阔及第二安全阔， 所述第一切 换阔通过管路连接在闭式油泵的第一接口与马达的第一接口之间， 所述第 二切换阔通过管路连接在闭式油泵的第二接口与马达的第二接口之间； 所 述补油泵的油液输出分成第一分路、 第二分路和第三分路， 其中第一分路 通过第一补油阔连接到第一切换阔与闭式油泵的第一接口之间的管道上， 第二分路通过第二补油阔连接到第二切换阔与闭式油泵的第二接口之间的 管道上， 第三分路连接单向锁止阔后分成两个支路， 其中一个支路通过第 一安全阔连接到第一切换阔与马达的第一接口之间的管道上， 另一个支路 通过第二安全阔连接到第二切换阔与马达的第二接口之间的管道上， 所述 蓄能部件连接到单向锁止阔与每一安全阔之间的管路上。

2.如权利要求 1所述的闭式液压回路， 其特征在于： 所述闭式油泵的第 一接口与第一切换阔之间通过第一管道连接， 所述第一切换阔与马达的第 一接口之间通过第二管道连接， 所述闭式油泵的第二接口与第二切换阔之 间通过第三管道连接， 所述第二切换阔与马达的第二接口之间通过第四管 道连接。

3.如权利要求 1所述的闭式液压回路， 其特征在于： 所述闭式油泵与所 述补油泵为双联式工作泵。

4.如权利要求 1所述的闭式液压回路， 其特征在于： 所述闭式油泵与所 述补油泵与不同的驱动装置连接。

5.如权利要求 1所述的闭式液压回路， 其特征在于： 所述闭式液压回路 还包括油箱和补油溢流阔， 所述补油溢流阔连接在所述补油泵与所述油箱 之间。

6. 如权利要求 1所述的闭式液压回路， 其特征在于： 所述蓄能部件为 蓄能器或蓄能油缸。

7.—种工程机械的驱动系统， 包括发动机、 车桥减速机和车桥， 其特征 在于： 所述驱动系统还包括如权利要求 1至 6任一项所述的闭式液压回路， 所述发动机与所述闭式油泵及所述补油泵驱动连接， 所述马达与所述车桥 减速机驱动连接， 所述车桥减速机与所述车桥驱动连接。