本實(shí)用新型涉及用于變速器的液壓控制系統(tǒng)和包括該液壓控制系統(tǒng)的機(jī)器。

背景技術(shù)：

諸如裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、拖拉機(jī)、起重機(jī)之類的機(jī)器的變速器具有較多擋位并且借助于液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行換擋操作，通過液壓控制系統(tǒng)使變速器中不同的齒輪嚙合或脫開，從而實(shí)現(xiàn)不同的擋位。在一種常規(guī)的變速器液壓控制系統(tǒng)中，通過多個(gè)離合器實(shí)現(xiàn)擋位變換。所述多個(gè)離合器例如可包括前進(jìn)離合器、后退離合器、用于實(shí)現(xiàn)一擋的第一變速離合器和用于實(shí)現(xiàn)二擋的第二變速離合器。該液壓控制系統(tǒng)還包括泵，該泵從油箱抽取液壓流體并對(duì)其進(jìn)行加壓。經(jīng)加壓后的液壓流體通過用于控制方向和速度的閥裝置被供應(yīng)到相應(yīng)的離合器，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)一擋、前進(jìn)二擋、倒退一擋、或倒退二擋。

在每個(gè)擋位有兩個(gè)或兩個(gè)以上離合器都接合才能傳遞動(dòng)力的動(dòng)力換擋變速箱中，有些變速箱中各個(gè)離合器的最大功率密度并不相同，而現(xiàn)有的變速箱通常沒有對(duì)離合器的先后接合順序進(jìn)行控制，導(dǎo)致功率密度大的離合器后嚙合，換擋能量主要由功率密度大的離合器吸收，從而導(dǎo)致離合器溫度過高，使用壽命縮短。

本實(shí)用新型旨在解決上述問題和/或現(xiàn)有技術(shù)中的其它問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)方面涉及一種用于變速器的液壓控制系統(tǒng)，包括：加壓流體源；儲(chǔ)液器；換擋執(zhí)行裝置，該換擋執(zhí)行裝置包括后退離合器、前進(jìn)離合器、第一變速離合器、和第二變速離合器；設(shè)置在換擋執(zhí)行裝置與加壓流體源之間的控制閥，該控制閥用于將來自加壓流體源的液壓流體選擇性地經(jīng)由第一流體通道引導(dǎo)到后退離合器、經(jīng)由第二流體通道引導(dǎo)到前進(jìn)離合器、經(jīng)由第三流體通道引導(dǎo)到第二變速離合器、和/或經(jīng)由第四流體通道引導(dǎo)到第一變速離合器；

其特征在于，在所述控制閥和換擋執(zhí)行裝置之間設(shè)置有梭閥、第一單向順序閥和第二單向順序閥，其中，

梭閥包括流體連接到第一流體通道的第一輸入端口、流體連接到第二流體通道的第二輸入端口和輸出端口；

第一單向順序閥設(shè)置在第三流體通道中，其包括第一順序閥和第一單向閥，第一順序閥具有與控制閥流體連接的第一端口和與第二變速離合器的油口流體連接的第二端口，第一順序閥的一端設(shè)置有與梭閥的輸出端口流體連接的第一控制端口，另一端設(shè)置有彈簧和第二控制端口；

第一單向閥具有與第一順序閥的第二端口流體連接的輸入端口和與第一順序閥的第一端口流體連接的輸出端口，其配置成僅允許從第二變速離合器到控制閥的流體流動(dòng)，而不允許反向流動(dòng)；

第二單向順序閥設(shè)置在第四流體通道中，其包括第二順序閥和第二單向閥，第二順序閥具有與控制閥流體連接的第一端口和與第一變速離合器的油口流體連接的第二端口，第二順序閥的一端設(shè)置有與梭閥的輸出端口流體連接的第一控制端口，另一端設(shè)置有彈簧和第二控制端口；

第二單向閥具有與第二順序閥的第二端口流體連接的輸入端口和與第二順序閥的第一端口流體連接的輸出端口，其配置成僅允許從第一變速離合器到控制閥的流體流動(dòng)，而不允許反向流動(dòng)；

其中，第一順序閥的第二控制端口與第二順序閥的第一端口流體連接，第二順序閥的第二控制端口與第一順序閥的第一端口流體連接。

本實(shí)用新型的另一方面涉及一種機(jī)器，所述機(jī)器包括變速器和根據(jù)本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)。

附圖說明

下面將參照示意性的附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型。附圖及相應(yīng)的實(shí)施例僅是為了說明的目的，而非用于限制本實(shí)用新型。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于變速器的液壓控制系統(tǒng)的示意性原理圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變速器液壓控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。液壓控制系統(tǒng)100可包括加壓流體源和換擋執(zhí)行裝置。加壓流體源可包括泵4。油箱5用于儲(chǔ)存例如處于大氣壓力下的液壓流體，該液壓流體例如可以是專用液壓油、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、變速器潤(rùn)滑油或本領(lǐng)域公知的其它流體。泵4能夠從油箱5抽取液壓流體并對(duì)液壓流體加壓，從而產(chǎn)生加壓流體。在圖1所示的實(shí)施例中，泵4由發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)?？梢岳斫獾氖牵?也可以用其它方式驅(qū)動(dòng)。例如，泵4可以是由來自蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)泵。

換擋執(zhí)行裝置可包括用于使變速器中的相應(yīng)齒輪組接合或脫開以實(shí)現(xiàn)擋位變換的多個(gè)離合器。一般地，換擋執(zhí)行裝置可包括兩個(gè)換向離合器和多個(gè)變速離合器。在圖1所示的實(shí)施例中，換擋執(zhí)行裝置包括后退離合器10、前進(jìn)離合器12、第一變速離合器16和第二變速離合器14。前進(jìn)離合器12和后退離合器10中的一者與第一和第二變速離合器14、16中的一者相互配合，能夠分別實(shí)現(xiàn)前進(jìn)一擋、前進(jìn)二擋、倒退一擋和倒退二擋四個(gè)擋位?？梢岳斫獾氖?，第一變速離合器16和/或第二變速離合器14可以具有一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)位置，以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)擋位。

如圖1所示，在換擋執(zhí)行裝置和泵4之間設(shè)置有控制閥6?？刂崎y6能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)換向和變速兩種功能。可選地，在控制閥6與前進(jìn)離合器12和后退離合器10之間設(shè)置有剎車斷擋閥8。

在圖1所示的實(shí)施例中，控制閥6構(gòu)造成五位六通閥。具體而言，控制閥6包括六個(gè)端口，第一端口(進(jìn)油口)用于與泵4流體連接，第二端口(回油口)用于與油箱5流體連接，第三端口用于與后退離合器10流體連接，第四端口用于與前進(jìn)離合器12流體連接，第五端口能夠與第二變速離合器14流體連接，第六端口能夠與第一變速離合器16流體連接。

控制閥6具有五個(gè)工作位置。當(dāng)控制閥6處于中位(第一位置)時(shí)，來自泵4的液壓流體在控制閥6的第一端口處被截止，而第二、第三、第四、第五和第六端口彼此流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的F1位置(第二位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第四端口和第六端口流體連通，且第二端口、第三端口和第五端口流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的F2位置(第三位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第四端口和第五端口流體連通，且第二端口、第三端口和第六端口流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的R1位置(第四位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第三端口和第六端口流體連通，且第二端口、第四端口和第五端口流體連通。當(dāng)控制閥6處于圖1中的R2位置(第五位置)時(shí)，控制閥6的第一端口、第三端口和第五端口流體連通，且第二端口、第四端口和第六端口流體連通?？刂崎y6在上述五個(gè)位置之間的切換可以通過本領(lǐng)域公知的任何方式來實(shí)現(xiàn)。

在本實(shí)施例中，控制閥6能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)換向和變速兩個(gè)功能?？梢岳斫獾氖?，控制閥6可以用其它適當(dāng)?shù)拈y組代替，只要能夠?qū)崿F(xiàn)如上所述的換向和變速功能即可。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制閥6可以用一個(gè)換向控制閥和一個(gè)變速控制閥代替，其中換向控制閥與前進(jìn)離合器12和后退離合器10流體連接，變速控制閥與第一變速離合器16和第二變速離合器14流體連接。

剎車斷擋閥8構(gòu)造成二位五通閥。具體而言，剎車斷擋閥8包括五個(gè)端口，其中，剎車斷擋閥8的第一端口和第二端口分別與控制閥6的第三端口和第四端口流體連接，剎車斷擋閥8的第三端口用于與油箱5流體連接，剎車斷擋閥8的第四端口與后退離合器10流體連接，第五端口與前進(jìn)離合器12流體連接。當(dāng)剎車斷擋閥8處于如圖1所示的左位(第一位置)時(shí)，其第一端口和第四端口流體連通，第二端口和第五端口流體連通，第三端口截止。當(dāng)剎車斷擋閥8處于如圖1所示的右位(第二位置)時(shí)，其第一和第二端口截止，第三、第四和第五端口彼此流體連通。

在機(jī)器正常運(yùn)行狀態(tài)下，剎車斷擋閥8在壓縮氣體的作用下處于如圖1所示的左位、即接通位置，使得液壓流體能夠從控制閥6的第三或第四端口供應(yīng)到相應(yīng)的前進(jìn)離合器12或后退離合器10。當(dāng)施加了剎車(制動(dòng))操作時(shí)，壓縮氣體的作用被解除，剎車斷擋閥8在壓縮彈簧的作用下被切換到右位、即斷開位置，使得前進(jìn)離合器12和后退離合器10中的液壓流體被泄放到返回管路。

如圖1所示，在本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)100中，在控制閥6和換擋執(zhí)行裝置之間設(shè)置有梭閥18、第一單向順序閥26、和第二單向順序閥36。

梭閥18具有第一輸入端口20、第二輸入端口22和輸出端口24，第一輸入端口20流體連接到控制閥6的第三端口(或者剎車斷擋閥8的第四端口)與后退離合器10的油口之間的第一流體通道，第二輸入端口22流體連接到控制閥6的第四端口(或者剎車斷擋閥8的第五端口)與前進(jìn)離合器12的油口之間的第二流體通道，輸出端口24用于輸出第一輸入端口和第二輸入端口處較大的流體壓力。

第一單向順序閥26設(shè)置在控制閥6的第五端口與第二變速離合器14的油口之間的第三流體通道中，其可以包括第一順序閥28和第一單向閥30。

第一順序閥28可以構(gòu)造成二位二通閥。具體而言，第一順序閥28具有與控制閥6的第五端口流體連接的第一端口31，和與第二變速離合器14的油口流體連接的第二端口32。如圖1所示，第一順序閥28的左端設(shè)置有與梭閥18的輸出端口24流體連接的第一控制端口33，右端設(shè)置有彈簧35和與控制閥6的第六端口流體連接的第二控制端口34。

第一單向閥30的輸入端口與第一順序閥28的第二端口32流體連接，輸出端口與第一順序閥28的第一端口31流體連接。第一單向閥30僅允許從第二變速離合器14的油口到控制閥6的第五端口的流體流動(dòng)，而不允許反向流動(dòng)。

第二單向順序閥36設(shè)置在控制閥6的第六端口與第一變速離合器16的油口之間的第四流體通道中，其可以包括第二順序閥38和第二單向閥40。

第二順序閥38可以構(gòu)造成二位二通閥。具體而言，第二順序閥38具有與控制閥6的第六端口流體連接的第一端口41，和與第一變速離合器16的油口流體連接的第二端口42。如圖1所示，第二順序閥38的左端設(shè)置有與梭閥18的輸出端口24流體連接的第一控制端口43，右端設(shè)置有彈簧45和與控制閥6的第五端口流體連接的第二控制端口44。

第二單向閥40的輸入端口與第二順序閥38的第二端口42流體連接，輸出端口與第二順序閥38的第一端口41流體連接。第二單向閥40僅允許從第一變速離合器16的油口到控制閥6的第六端口的流體流動(dòng)，而不允許反向流動(dòng)。

如圖1所示，液壓控制系統(tǒng)100還包括蓄能器、調(diào)壓閥、溢流閥、變矩器、冷卻器等。這些部件的結(jié)構(gòu)和作用是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，在此省略其描述。

工業(yè)適用性

本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)尤其適用于裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、拖拉機(jī)或起重機(jī)等工程機(jī)械的變速器。下面以從倒退二擋(R2)切換至前進(jìn)一擋(F1)為例來說明本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)的操作和能夠?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)效果。

如上所述，控制閥6具有五個(gè)工作位置。當(dāng)控制閥6處于第一位置(中位)時(shí)，前進(jìn)離合器12、后退離合器10、第一變速離合器16和第二變速離合器14均與油箱5流體連通；當(dāng)控制閥6處于第二位置(F1)時(shí)，前進(jìn)離合器12和第一變速離合器16能夠分別與加壓流體源流體連通，后退離合器10和第二變速離合器14與油箱5流體連通；當(dāng)控制閥6處于第三位置(F2)時(shí)，前進(jìn)離合器12和第二變速離合器14能夠分別與加壓流體源流體連通，后退離合器10和第一變速離合器16與油箱5流體連通；當(dāng)控制閥6處于第四位置(R1)時(shí)，后退離合器10和第一變速離合器16能夠分別與加壓流體源流體連通，前進(jìn)離合器12和第二變速離合器14與油箱5流體連通；當(dāng)控制閥6處于第五位置(R2)時(shí)，后退離合器10和第二變速離合器14能夠分別與加壓流體源流體連通，前進(jìn)離合器12和第一變速離合器16與油箱5流體連通。

剎車斷擋閥8具有兩個(gè)工作位置。當(dāng)剎車斷擋閥8處于第一位置(左位)時(shí)，兩個(gè)換向離合器10、12經(jīng)由剎車斷擋閥與控制閥6流體連通；當(dāng)剎車斷擋閥8處于第二位置(右位)時(shí)，兩個(gè)換向離合器10、12經(jīng)由剎車斷擋閥與油箱5流體連通。

在機(jī)器的正常運(yùn)行狀態(tài)下，剎車斷擋閥8處于第一位置、即接通位置。當(dāng)離合器處于倒退二擋(R2)位置時(shí)，控制閥6處于第五位置(R2)，第一順序閥28處于接通位置，來自泵4的加壓液壓流體經(jīng)由控制閥6分別充入第一和第三流體通道，使得后退離合器10和第二變速離合器14接合。此時(shí)，第一流體通道中的高壓經(jīng)由梭閥18的輸出端口24分別作用在第一順序閥28左端的第一控制端口33和第二順序閥38左端的第一控制端口43。第一順序閥28右端的第二控制端口34處的壓力為零。因此，第一順序閥28左端的壓力克服彈簧35的彈簧力而使其處于接通位置。第二順序閥38右端的第二控制端口44處作用有來自第三流體通道的高壓。第二順序閥38在第一控制端口43處的壓力、第二控制端口44處的壓力和彈簧45的作用下處于斷開位置。

當(dāng)需要從倒退二擋切換到前進(jìn)一擋(F1)時(shí)，控制閥6從其第五位置移動(dòng)到第二位置(F1)，剎車斷擋閥8的位置保持不變。與后退離合器10相關(guān)聯(lián)的第一流體通道中的液壓流體經(jīng)由剎車斷擋閥8和控制閥6被泄放到油箱5，與第二變速離合器14相關(guān)聯(lián)的第三流體通道中的液壓流體經(jīng)由第一單向順序閥26中的第一單向閥30和控制閥6被泄放到油箱5。因此，第一和第三流體通道中的壓力下降直至為零。

同時(shí)，來自泵4的加壓液壓流體經(jīng)由控制閥6的第一端口和第四端口、剎車斷擋閥8被供應(yīng)到前進(jìn)離合器12，使得前進(jìn)離合器12接合。在此過程中，與前進(jìn)離合器12相關(guān)聯(lián)的第二流體通道中的壓力上升。另外，來自泵4的加壓液壓流體還經(jīng)由控制閥6的第一端口和第六端口到達(dá)第二順序閥38的第一端口41。由于第一流體通道中的壓力下降，第二流體通道中的壓力上升，因此梭閥24將來自第二流體通道的液壓壓力傳遞到第一和第二順序閥的左端。在向前進(jìn)離合器12供應(yīng)液壓流體的過程中，由于第一順序閥28左端的第一控制端口33處的壓力不大于其右端的第二控制端口34處的壓力(即控制閥6的第六端口處的壓力)，因此第一順序閥28在彈簧35的作用下始終保持在斷開(關(guān)閉)位置。

另外，由于與第二順序閥38右端的第二控制端口44流體連接的第三流體通道中的壓力為零，當(dāng)?shù)诙樞蜷y38左端的壓力(即與前進(jìn)離合器12相關(guān)聯(lián)的第二流體通道中的壓力)上升到一壓力設(shè)定值時(shí)，該左端的壓力克服彈簧45的彈簧力而使第二順序閥38移動(dòng)到接通位置，從而向第一變速離合器16供給液壓流體直至使其接合。

可見，在根據(jù)本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)100中，在從倒退二擋切換到前進(jìn)一擋時(shí)能夠確保功率密度大的前進(jìn)離合器12先接合，功率密度小的第一變速離合器16后接合。

其它擋位切換與上文所述的過程類似，其中梭閥18、第一單向順序閥26和第二單向順序閥36確保在擋位變換時(shí)功率密度大的離合器(在本實(shí)施例中為后退離合器10和前進(jìn)離合器12)先接合，功率密度小的離合器(在本實(shí)施例中為第一和第二變速離合器14、16)后接合，利用摩擦片靜摩擦系數(shù)大于動(dòng)摩擦系數(shù)的特點(diǎn)，使換擋能量主要由后接合的功率密度小的離合器吸收，從而有效地降低離合器的最大溫升，提高離合器的使用壽命。

在上面結(jié)合圖1描述的實(shí)施例中，第一和第二單向順序閥26、36是通過機(jī)械控制方法進(jìn)行控制的閥?？梢岳斫獾氖牵谝缓偷诙蜗蝽樞蜷y也可以配置成諸如電動(dòng)閥或電磁閥等其它類型的閥，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上面描述的功能即可，即，在擋位變換時(shí)控制各個(gè)離合器的接合順序，確保功率密度大的離合器先接合，功率密度小的離合器后接合。

上面借助具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不脫離本實(shí)用新型的發(fā)明思想的情況下對(duì)本實(shí)用新型的液壓控制系統(tǒng)做出多種改變和變形。結(jié)合對(duì)說明書的考慮及所公開的液壓控制系統(tǒng)的實(shí)踐，其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。說明書和示例僅被視為示例性的，真正的范圍由所附權(quán)利要求及它們的等同方案表示。