改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、取力器、液壓控制閥組、液壓泵、液壓馬達(dá)和控制器，其特征在于：所述取力器的一端與所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件的輸出軸連接，另一端與安裝在車架上的液壓泵連接，所述液壓泵經(jīng)過(guò)液壓控制閥組，與安裝在前輪輪轂中的2個(gè)液壓馬達(dá)構(gòu)成液壓閉式主油路。所述控制器通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥組的不同位置，可實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止工作。本實(shí)用新型所述系統(tǒng)不僅增加了車輛壞路面行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)力，還提高了輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)避免了變速器換擋與磨損對(duì)所述系統(tǒng)的影響。
【專利說(shuō)明】改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種靜液壓前橋輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)是在重型車輛的前輪輪轂中裝有液壓輪轂馬達(dá)的一套液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]能夠裝載重物節(jié)約大量人力勞力的商用車、重型卡車和工程車輛在國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)中扮演著重要的角色，同時(shí)人們也對(duì)它們提出了越來(lái)越高的要求。這類車輛在行駛過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到礦山路面、鄉(xiāng)間小路、建筑工地等非牢固地面和泥漿、冰雪等光滑路面，這類地面的附著系數(shù)一般較小，偶爾也有較大坡度。
[0003]傳統(tǒng)的單軸驅(qū)動(dòng)汽車在這些情況下驅(qū)動(dòng)輪可能出現(xiàn)打滑，汽車的通過(guò)性較差。全驅(qū)車輛克服了傳統(tǒng)單軸驅(qū)動(dòng)車輛的不足，可以有效地利用附著重量，獲得最大的驅(qū)動(dòng)力，可明顯增強(qiáng)其在惡劣路面上的通過(guò)性能。但是，一般工程用車的作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，雖然有時(shí)候會(huì)有濕滑路面或者陡坡，但是大部分還是處于平坦良好的硬質(zhì)路面。如果在良好路面情況下全驅(qū)車輛在速度和燃油經(jīng)濟(jì)性上就顯得不夠優(yōu)秀了。而且，全驅(qū)車輛容易產(chǎn)生寄生功率，這不但增加傳動(dòng)系零件的載荷，使輪胎因過(guò)多滑動(dòng)而加速磨損，同時(shí)也降低了傳動(dòng)效率和牽引效率。
[0004]另一種解決方法是在非驅(qū)動(dòng)輪上增加一套電動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。類似分時(shí)的四驅(qū)系統(tǒng)，當(dāng)汽車在良好路面上行駛時(shí)，采用傳統(tǒng)的后輪驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不使用；當(dāng)遇到上述不好路面時(shí)，啟用電動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，汽車前后輪共同驅(qū)動(dòng)汽車，直至駛出壞路面后關(guān)閉電動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了差速器、傳動(dòng)軸等部件，不僅有利于實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化，還使得汽車在結(jié)構(gòu)上布置靈活，容易實(shí)現(xiàn)能量再生制動(dòng)功能。但是，采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)需要電機(jī)、電池等部件，這些部件不僅價(jià)格高，而且使用壽命不長(zhǎng)。同時(shí)，電動(dòng)輪集成了電機(jī)、制動(dòng)器等零部件，導(dǎo)致非簧載的質(zhì)量增加較大，惡化車輛的垂直性能。
[0005]對(duì)于那些既需要在惡劣的路面環(huán)境下，又需要在良好硬質(zhì)路面上工作的重型商用車，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN102358163A提出綜合解決這類車輛行駛問(wèn)題的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其提供一種安裝在前輪(非驅(qū)動(dòng)輪)的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)方案，只在增加很小成本的情況下，能夠顯著的提高汽車在壞路面上的通過(guò)性能。專利CN102358163A所提出的系統(tǒng)中取力器安裝在變速器中間軸后端，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)過(guò)變速箱的傳遞，一部分經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸傳遞給后輪，另一部分動(dòng)力經(jīng)過(guò)取力器傳遞給液壓泵，液壓泵泵出高壓油，驅(qū)動(dòng)安裝在前輪的液壓馬達(dá)工作，驅(qū)動(dòng)前輪。這種情況下，由于變速箱的減速作用，變量泵經(jīng)常會(huì)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0006]例如，以一汽J6重型商用車采用該專利申請(qǐng)?zhí)峁┑妮嗇烋R達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例，其發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速一般為:
[0007]Ne=700-1900r/min
[0008]而該系統(tǒng)一般都是汽車車速很低的情況下使用，即汽車在1、2擋行駛時(shí)使用。J6重型商用車使用的變速箱I擋和2擋的傳動(dòng)比分別為:[0009]igl=12.1 ig2=9.41
[0010]由于取力器與變速箱的中間軸機(jī)械連接，且其變速比為I。所以當(dāng)變速箱所處的擋位為I擋時(shí)，變量泵的轉(zhuǎn)速范圍為:
[0011 ] Nb=Ne/igl=57.9-157.0r/min
[0012]當(dāng)變速箱處在2擋時(shí)，變量泵的轉(zhuǎn)速范圍為:
[0013]Nb=Ne/ig2=74.4-202.0r/min
[0014]綜合以上兩種情況，可知變量泵工作時(shí)的轉(zhuǎn)速一般在57.9?202.0r/min
[0015]然而，對(duì)于采用軸向柱塞變量泵的重型車來(lái)說(shuō)，保持液壓泵良好潤(rùn)滑效果的工作轉(zhuǎn)速需要在600r/min以上。液壓泵潤(rùn)滑效果不好不僅導(dǎo)致變量泵的工作效率低下、加劇變量泵的磨損、大大降低系統(tǒng)的使用壽命，而且甚至可能不能工作，這將極大的影響重型車輛的使用。
[0016]另外，液壓泵從變速箱取力還存在以下缺點(diǎn):1)當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力矩會(huì)反拖變速箱，同時(shí)帶動(dòng)液壓泵繼續(xù)泵油，給前輪輸出力矩，從而增加了前輪的制動(dòng)力矩，影響傳統(tǒng)車輛的制動(dòng)力矩的分配；2)當(dāng)變速箱出現(xiàn)齒輪磨損或損壞時(shí)，會(huì)影響液壓泵的排量控制，也影響液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞效率，增加了機(jī)械傳動(dòng)損失。
[0017]因此，一種既能增加重型車輛在壞路面行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)力，又能增強(qiáng)變量泵的使用壽命以增強(qiáng)重型車輛的工作性能，同時(shí)提高整車傳動(dòng)效率的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0018]本實(shí)用新型的目的是在保持原輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)之上，克服其在使用上所存在的問(wèn)題，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，確保行車安全，同時(shí)提高整車傳動(dòng)效率。
[0019]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0020]一種改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、取力器、液壓控制閥組、液壓泵、液壓馬達(dá)和控制器，其中，所述液壓控制閥組與所述液壓泵連接；所述取力器的一端與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件的輸出端連接，另一端與安裝在車架上的液壓泵連接；
[0021]所述液壓泵通過(guò)液壓控制閥組，與安裝在前輪輪轂中的2個(gè)液壓馬達(dá)構(gòu)成液壓閉式主油路。
[0022]所述控制閥組包括電磁閥和2個(gè)溢流閥。
[0023]所述電磁閥為三位四通閥，其中所述三位四通閥的P 口與所述液壓泵的高壓油出口通過(guò)高壓管道連接；所述三位四通閥的T 口與所述液壓泵的低壓油進(jìn)口通過(guò)低壓管道連接；所述三位四通閥的A 口和B 口分別經(jīng)過(guò)溢流閥與液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口通過(guò)高壓管道連接。
[0024]所述控制器分別與所述液壓泵、所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述電磁閥通過(guò)電信號(hào)連接。
[0025]所述液壓泵為內(nèi)部帶有補(bǔ)油泵的軸向柱塞式高壓變量泵，其工作壓力為0_40MPa。
[0026]所述液壓馬達(dá)為為兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向柱塞式定量馬達(dá)，且其轉(zhuǎn)子軸與前輪的輪轂采用機(jī)械螺栓連接。
[0027]本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，液壓泵從發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)附加的輸出軸端取力，通過(guò)泵-馬達(dá)液壓回路將動(dòng)力傳遞給前輪；通過(guò)控制液壓閥的不同位置，可實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、停止工作和反轉(zhuǎn)功能，可以實(shí)現(xiàn)車輛在低附著路面行駛時(shí)增加驅(qū)動(dòng)力的功能，具有多工況適應(yīng)性。同時(shí)，取力器與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件輸出軸采用花鍵副連接，傳動(dòng)比為1，液壓泵的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是相等的，以一汽J6重型商用車為例，液壓泵的轉(zhuǎn)速范圍Nb=700-1900r/min，這樣將液壓泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整到合理的范圍之內(nèi)，有效的改變了其在工作過(guò)程中的潤(rùn)滑情況，延長(zhǎng)了系統(tǒng)使用壽命，確保了行車安全。
[0028]另外，發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給液壓泵的動(dòng)力沒(méi)有經(jīng)過(guò)變速箱的傳遞，提高了機(jī)械傳動(dòng)效率，降低了機(jī)械功率損失；液壓泵從發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件輸出軸取力，避免了變速箱的換擋與磨損等對(duì)液壓泵工作的影響。極端情況下，當(dāng)變速箱或傳動(dòng)軸出現(xiàn)損壞不能使用時(shí)，液壓泵可以繼續(xù)工作，使車輛以前輪驅(qū)動(dòng)形式緩速行駛。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)能量傳遞路線示意圖；
[0031]圖3是本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式時(shí)能量傳遞路線不意圖；
[0032]圖4為采用本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體控制流程框圖；
[0033]圖5為采用本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在極端情況下的能量傳遞路線示意圖；
[0034]圖6是采用本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛牽引力提高的曲線圖；
[0035]圖7是采用本實(shí)用新型的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛爬坡度力提高的曲線圖。
[0036](附圖標(biāo)記說(shuō)明)
[0037]I發(fā)動(dòng)機(jī)，2控制器，3離合器，4變速箱，5傳動(dòng)軸，6后驅(qū)動(dòng)橋，7半軸，8后輪，9取力器，10發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件，11液壓泵，12液壓控制閥組，13液壓馬達(dá)，14前輪，15電磁閥，16溢流閥
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0039]參考圖1，本實(shí)施例的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1，控制器2，離合器3，變速箱4，傳動(dòng)軸5，后驅(qū)動(dòng)橋6，半軸7，后輪8，取力器9，發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件10，液壓泵11，液壓控制閥組12，液壓馬達(dá)13，前輪14，電磁閥15，溢流閥16。圖中粗實(shí)線表示機(jī)械連接，粗虛線表示高壓管道連接，細(xì)虛線表示低壓管道連接。
[0040]參考圖1，取力器9 一端與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件10的輸出軸采用花鍵副連接，一端與液壓泵11的轉(zhuǎn)子軸采用花鍵副連接；液壓泵11通過(guò)液壓控制閥組12，與2個(gè)液壓馬達(dá)13構(gòu)成液壓主油路。
[0041]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中液壓控制閥組12包括電磁閥15和2個(gè)溢流閥16，優(yōu)選電磁閥15可采用可長(zhǎng)時(shí)間可保持換向不動(dòng)的三位四通電磁閥，三位四通閥的4個(gè)孔:P表示壓力油進(jìn)油口，T表示通油箱或油泵的吸油口，A、B表示通油缸或油馬達(dá)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作油口。三位四通閥有三個(gè)工作位置，閥芯推向左側(cè)沖與B通，T與A通；閥芯推向右側(cè)，P與A通，T與B通。閥芯置于中間位置，不同的中位機(jī)能，各油口的連通情況不一樣，對(duì)于“O”型三位四通閥，各油口 A、B、P、T互不相通。
[0042]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中的電磁閥15的P 口與液壓泵11的高壓油出口采用高壓管道連接，T 口與液壓泵11的低壓油出口采用低壓管道連接，A和B 口分別通過(guò)溢流閥16與液壓馬達(dá)14的進(jìn)、出油口采用高壓管道連接。
[0043]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中的液壓泵11和液壓控制閥組12均固定在車架上，2個(gè)液壓馬達(dá)13的轉(zhuǎn)子軸分別與兩個(gè)前輪14的輪轂采用機(jī)械螺栓連接。
[0044]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中控制器2分別與液壓泵11、電磁閥15和發(fā)動(dòng)機(jī)I采用電信號(hào)連接，用于控制液壓泵11的排量，電磁閥15的閥芯位置和發(fā)動(dòng)機(jī)I的油門(mén)開(kāi)度。
[0045]在本實(shí)用新型中，液壓泵11可采用容積效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量均勻性好，噪聲低，工作壓力高的軸向柱塞變量泵，液壓馬達(dá)13采用徑向柱塞定量馬達(dá)。
[0046]本實(shí)用新型中，發(fā)動(dòng)機(jī)I作為整車動(dòng)力單元，其動(dòng)力可以通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(包括離合器3、變速箱4、傳動(dòng)軸5、后驅(qū)動(dòng)橋6和半軸7)直接傳給后輪8，也可以通過(guò)取力器9傳遞給液壓泵11，液壓泵11泵出高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)13工作，將動(dòng)力傳遞給前輪14。
[0047]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的在車輛正常行駛情況下，工作模式可為發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式。兩種工作模式如下表所示:
[0048]`
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、取力器、液壓控制閥組、液壓泵、液壓馬達(dá)和對(duì)系統(tǒng)整體控制的控制器，其中，所述液壓控制閥組與所述液壓泵連接； 所述取力器的一端與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)附件的輸出端連接，另一端與安裝在車架上的液壓泵連接； 所述液壓泵通過(guò)液壓控制閥組，與安裝在前輪輪轂中的2個(gè)液壓馬達(dá)構(gòu)成液壓閉式主油路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥組包括電磁閥和2個(gè)溢流閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁閥為三位四通閥，其中所述三位四通閥的P 口與所述液壓泵的高壓油出口通過(guò)高壓管道連接；所述三位四通閥的T 口與所述液壓泵的低壓油進(jìn)口通過(guò)低壓管道連接；所述三位四通閥的A 口和B 口分別經(jīng)過(guò)溢流閥與液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口通過(guò)高壓管道連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器分別與所述液壓泵、所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述電磁閥通過(guò)電信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵為內(nèi)部帶有補(bǔ)油泵的軸向柱塞式高壓變量泵，其工作壓力為0-40MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的改進(jìn)型的輪轂馬達(dá)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓馬達(dá)為兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的徑向柱塞式定量馬達(dá)，且其轉(zhuǎn)子軸與前輪的輪轂采用機(jī)械螺栓連接。
【文檔編號(hào)】B60K17/14GK203528295SQ201320733953
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】王敏, 李勝, 劉彬娜, 柳興林, 王秀鵬, 曲新強(qiáng), 翟德文 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車股份有限公司