CN110469647A - 一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置 - Google Patents

一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置,所述静压驱动车辆包括内燃机、静压驱动回路,所述静压驱动回路包括与内燃机传动连接的电比例闭式泵,所述防超速液压装置包括控制器、设置在内燃机和电比例闭式泵之间的液压泵、比例阀、第一油箱、第二油箱,所述液内燃机的输出轴通过液压泵的转轴与电比例闭式泵的转轴传动连接,所述第一油箱通过进口油路与液压泵的液压入口相连,所述第二油箱通过出口油路与液压泵的液压出口相连,所述比例阀设置在出口油路中,所述控制器与比例阀相连,所述电比例闭式泵的拖转力矩信息、以及内燃机的实时阻力矩信息输入到控制器中。本发明的防超速液压装置,结构简单,工作稳定可靠,有效地实现防超速控制。

Description

一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置
技术领域
本发明涉及静压驱动车辆领域,具体涉及一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置。
背景技术
当前静压驱动的方式已广泛应用于工程机械、农业机械等车辆上,参考图2所示,静压驱动车辆的内燃机1通过静压驱动回路2来带动传动机构3转动,传动机构3转动带动驱动轮4,内燃机1输出轴与静压驱动回路2的电比例闭式泵21的转轴传动连接,静压驱动回路2的电比例液压马达22转动带动传动机构3。
在下坡过程中,参考图1所示,车辆重力mg产生平行于路面的分力Fx,铅垂于路面的分力Fy;其中Fx与行驶方向一致,Fx克服Fy产生的摩擦力Ff(此时与速度ν方向相反)后,从而使静压驱动车辆产生向前加速的趋势。该趋势直接致使静压驱动回路2的电比例液压马达22与电比例闭式泵21功能互换,电比例闭式泵21对内燃机1施加一个拖转力矩Tf,拖转力矩Tf可能会直接使得内燃机1输出转速增加,形成超速。
针对此种情况,当前多采用边制动边行车(即驾驶员踩着刹车行进)的方式,以实现下坡时防超速。但该方式会使制动片出现剧烈磨损,进而产生刹车失效的风险,造成事故。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种的防超速液压装置,可以有效地克服静压驱动车辆下坡时拖转力矩,防止超速。
为实现上述目的,本发明提供一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置,所述静压驱动车辆包括内燃机、静压驱动回路,所述静压驱动回路包括与内燃机传动连接的电比例闭式泵,所述防超速液压装置包括控制器、设置在内燃机和电比例闭式泵之间的液压泵、比例阀、第一油箱、第二油箱,所述液内燃机的输出轴通过液压泵的转轴与电比例闭式泵的转轴传动连接,所述第一油箱通过进口油路与液压泵的液压入口相连,所述第二油箱通过出口油路与液压泵的液压出口相连,所述比例阀设置在出口油路中,所述控制器与比例阀相连,所述电比例闭式泵的拖转力矩信息、以及内燃机的实时阻力矩信息输入到控制器中。
进一步地,所述第一油箱和第二油箱通过一个返回油路相连通。
进一步地,所述第一油箱和第二油箱都可以为静压驱动回路的油箱。
进一步地,还包括一个或者几个负载油路,所述负载油路的两端口连接在进口油路上、且位于比例阀两端,所述负载油路上设置有液压负载。
进一步地,还包括一个或者几个负载油路,所述负载油路的两端口连接在进口油路上、且位于比例阀两端,所述负载油路上设置有液压负载。
进一步地,还包括拖转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、内燃机实时扭矩检测机构,所述控制器与拖转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、以及内燃机实时扭矩检测机构。
进一步地,所述内燃机实时扭矩检测机构包括设置在内燃机输出轴处的扭矩检测元件,所述扭矩检测元件与控制器相连。
进一步地,所述内燃机实时转速检测机构包括设置在内燃机输出轴处的转速检测元件,所述转速检测元件与控制器相连。
进一步地,所述拖转力矩检测机构包括分别设置在电比例闭式泵两侧油路上的第一压力检测元件和第二压力检测元件、以及用于测量电比例闭式泵实时排量的排量检测元件,所述第一压力检测元件、第二压力检测元件和排量检测元件与控制器都相连。
如上所述,本发明涉及的防超速液压装置,具有以下有益效果:
通过设置控制器、液压泵、比例阀、第一油箱、第二油箱,静压驱动车辆下坡时,控制器根据输入的电比例闭式泵的拖转力矩信息、以及内燃机的实时阻力矩信息,对比分析拖转力矩信息和实时阻力矩信息,当拖转力矩过大时,达到需要对拖转力矩进行控制的要求时,控制器发出指令至比例阀,控制比例阀的开启度,以此调整出口油路中的液压压力至某一要求值,进而在液压泵的转轴处产生一阻力矩,该阻力矩用于克服电比例闭式泵对内燃机产生的拖转力矩,从而避免拖转力矩拉动内燃机导致超速,使得静压驱动车辆的缓速运行,实现防超速功能。本发明涉及的防超速液压装置,结构简单,工作稳定有效,能够有效地减小静压驱动车辆正常下坡时静压驱动回路的托转力矩对内燃机的影响,实现车辆长下长坡、陡坡时的防超速控制。
附图说明
图1为静压驱动车辆下坡时的受力示意图。
图2为本发明的速度控制装置的结构示意图。
元件标号说明
1 内燃机
2 静压驱动回路
21 电比例闭式泵
22 电比例液压马达
3 传动机构
4 驱动轮
5 液压泵
6 控制器
7 比例阀
8 第一油箱
9 进口油路
10 出口油路
11 第二油箱
12 负载油路
13 液压负载
14 转速检测元件
15 扭矩检测元件
16 第一压力检测元件
17 第二压力检测元件
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书附图所绘的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图2所示,本发明提供了一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置,静压驱动车辆包括内燃机1、传动机构3、以及连接内燃机1和传动机构3的静压驱动回路2,静压驱动回路2包括与内燃机1传动连接的电比例闭式泵21,防超速液压装置包括控制器6、设置在内燃机1和电比例闭式泵21之间的液压泵5、比例阀7、第一油箱8、第二油箱11,液内燃机1的输出轴通过液压泵5的转轴与电比例闭式泵21的转轴传动连接,第一油箱8通过进口油路9与液压泵5的液压入口相连,第二油箱11通过出口油路10与液压泵5的液压出口相连,比例阀7设置在出口油路10中,控制器6与比例阀7相连,电比例闭式泵21的拖转力矩信息、以及内燃机1的实时阻力矩信息输入到控制器6中。
本发明的防超速液压装置的工作原理为:静压驱动车辆正常行驶时,比例阀7处于开启状态,内燃机1带动液压泵5的转轴转动,液压泵5驱动第一油箱8中的液压油经由进口油路9进入液压泵5,然后经由出口油路10进入第二油箱11。静压驱动车辆下坡时,控制器6根据输入的电比例闭式泵21的拖转力矩信息、以及内燃机1的实时阻力矩信息,对比分析拖转力矩信息和实时阻力矩信息,当拖转力矩过大时,达到需要对拖转力矩进行控制的要求时,控制器6发出指令至比例阀7,控制比例阀7的开启度,以此调整出口油路10中的液压压力至某一要求值,进而在液压泵5的转轴处产生一阻力矩,该阻力矩的大小可以根据具体需要调整,该阻力矩用于克服电比例闭式泵21对内燃机1产生的拖转力矩,从而避免拖转力矩拉动内燃机1导致超速,使得静压驱动车辆的缓速运行,实现防超速功能。其中,控制器6可以选用现有的多种具有数据收集处理和控制功能的仪器仪表,能够实现上述功能即可。
本发明涉及的防超速液压装置,结构简单,工作稳定有效,能够有效地减小静压驱动车辆正常下坡时静压驱动回路2的托转力矩对内燃机1的影响,可在大幅提高车辆安全冗余的情况下,实现车辆长下长坡、陡坡时的速度控制,填补该类型车辆下坡工况时防超速的空白。
作为优选设计,如图2所示,在本实施例中,可采用一个返回油路(附图中未示出)将第一油箱8和第二油箱11相连通,第二油箱11的液压油可以返回至第一油箱8,形成一个循环油路,增加工作效率。第一油箱8和第二油箱11可以单独设置,也可以利用静压驱动车辆的静压驱动回路2现有的油箱,充分利用原有油箱设备,减少油箱设备的使用。
作为优选设计,如图2所示,在本实施例中,可以根据实际情况,增设一个或者几个负载油路12,负载油路12的两端口连接在进口油路9上、且位于比例阀7两端,负载油路12上设置有液压负载13,液压负载13可以为液压驱动的外部设备。可以根据需要,在满足对液压泵5的转轴产生合适阻力矩的情况下,将进口油路9中的部分液压油分流到负载油路12中,用于驱动液压负载13,充分的利用液压泵5的液压动力,提供经济效应。
作为优选设计,如图2所示,在本实施例中,还包括拖转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、内燃机实时扭矩检测机构,控制器6与拖转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、以及内燃机实时扭矩检测机构,以此及时地将拖转力矩、内燃机实时转速、以及内燃机实时输出力矩输入到控制器6中,控制器6根据内燃机实时转速和内燃机机械特性得到内燃机的实时阻力矩,通过控制器6的计算分析处理,根据内燃机实时阻力矩矩和拖转力矩,当内燃机还具有其他负载时,同时还需要根据其他负载的负载力矩,及时的调整比例阀7,以此及时调整对液压泵5转轴产生的满足需要的阻力矩。
优选地,如图2所示,在本实施例中,内燃机1实时扭矩检测机构包括设置在内燃机1输出轴处的扭矩检测元件15,扭矩检测元件15与控制器6相连,扭矩检测元件15直接测量到内燃机1的实时输出力矩。内燃机1实时转速检测机构包括设置在内燃机1输出轴处的转速检测元件14,转速检测元件14与控制器6相连,转速检测元件14直接测量到内燃机1输出轴的转速,输入到控制器6中。拖转力矩检测机构包括分别设置在电比例闭式泵21两侧油路上的第一压力检测元件16和第二压力检测元件17、以及用于测量电比例闭式泵21实时排量的排量检测元件,第一压力检测元件16、第二压力检测元件17和排量检测元件与控制器6都相连。第一压力检测元件16和第二压力检测元件17分别测量得到电比例闭式泵21两侧油路中的压力P1和P2,并输入到控制器6中,排量检测元件测量到电比例闭式泵21实时排量Q,并输入到控制器6中,控制器6根据P1、P2和Q,计算得到电比例闭式泵21的拖转力矩信息。当然,转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、内燃机实时扭矩检测机构也可以采用其他的检测装置。
由上可知,实施例中的防超速液压装置,结构简单,工作稳定有效,能够有效地减小静压驱动车辆正常下坡时静压驱动回路2的托转力矩的影响,减少对内燃机1的影响,防止超速。同时可充分的利用液压泵5的液压动力,提高经济效应,此外可以利用静压驱动车辆的油箱,精简结构。可在大幅提高静压驱动车辆安全冗余的情况下,实现长下长坡、陡坡时的速度控制,填补该类型车辆下坡工况时防超速的空白。
综上所述,发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于静压驱动车辆的防超速液压装置,所述静压驱动车辆包括内燃机(1)、静压驱动回路(2),所述静压驱动回路(2)包括与内燃机(1)传动连接的电比例闭式泵(21),其特征在于:所述防超速液压装置包括控制器(6)、设置在内燃机(1)和电比例闭式泵(21)之间的液压泵(5)、比例阀(7)、第一油箱(8)、第二油箱(11),所述液内燃机(1)的输出轴通过液压泵(5)的转轴与电比例闭式泵(21)的转轴传动连接,所述第一油箱(8)通过进口油路(9)与液压泵(5)的液压入口相连,所述第二油箱(11)通过出口油路(10)与液压泵(5)的液压出口相连,所述比例阀(7)设置在出口油路(10)中,所述控制器(6)与比例阀(7)相连,所述电比例闭式泵(21)的拖转力矩信息、以及内燃机(1)的实时阻力矩信息输入到控制器(6)中。
2.根据权利要求1所述的防超速液压装置,其特征在于:所述第一油箱(8)和第二油箱(11)通过一个返回油路相连通。
3.根据权利要求1所述的防超速液压装置,其特征在于:所述第一油箱(8)和第二油箱(11)都可以为静压驱动回路(2)的油箱。
4.根据权利要求1所述的防超速液压装置,其特征在于:还包括一个或者几个负载油路(12),所述负载油路(12)的两端口连接在进口油路(9)上、且位于比例阀(7)两端,所述负载油路(12)上设置有液压负载(13)。
5.根据权利要求1所述的防超速液压装置,其特征在于:还包括拖转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、内燃机实时扭矩检测机构,所述控制器(6)与拖转力矩检测机构、内燃机实时转速检测机构、以及内燃机实时扭矩检测机构。
6.根据权利要求5所述的防超速液压装置,其特征在于:所述内燃机实时扭矩检测机构包括设置在内燃机输出轴处的扭矩检测元件(15),所述扭矩检测元件(15)与控制器(6)相连。
7.根据权利要求5所述的防超速液压装置,其特征在于:所述内燃机实时转速检测机构包括设置在内燃机(1)输出轴处的转速检测元件(14),所述转速检测元件(14)与控制器(6)相连。
8.根据权利要求5所述的防超速液压装置,其特征在于:所述拖转力矩检测机构包括分别设置在电比例闭式泵(21)两侧油路上的第一压力检测元件(16)和第二压力检测元件(17)、以及用于测量电比例闭式泵(21)实时排量的排量检测元件,所述第一压力检测元件(16)、第二压力检测元件(17)和排量检测元件与控制器(6)都相连。
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