CN102359587B - 轮式液压挖掘机手自一体变速系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎式液压挖掘机行走手/自一体变速系统，属于挖掘机行走变速系统；旨在提供一种无需停车即可进行手动或自动换挡操作的轮式液压挖掘机行走变速系统。包括由先导泵（14）、油门（9）、驻车电磁阀（10）、档位电磁阀（11）、倒车电磁阀（12）、行车电磁阀（13）、主阀（2）、控制器（1）、压力传感器（7）和转速传感器（6）构成的控制部分，以及由主泵（8）、主阀（2）、液压马达（5）、低速挡油口（3）和高速挡油口（4）构成的执行部分。本发明可根据路面状况选择手动或自动换挡模式，实现了车辆行走无级变速；具有换挡响应时间短、可靠性高、同步无冲击等优点；是轮式液压挖掘机行走无级变速系统。

Description

轮式液压挖掘机手自一体变速系统

技术领域：本发明涉及一种工程机械行走变速系统，尤其涉及一种用于轮胎式液压挖掘机的手自一体无级变速系统。

背景技术：众所周知，目前轮胎式挖掘机通常都必须先停车才能进行手动换挡操作，不仅存在换挡麻烦、换挡响应时间长、机动性差、驾驶员劳动强度大等缺陷，而且行驶速度一般只有30公里/小时，不能适应当今工程机械发展的需要。

发明内容：为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种无需停车即可进行手动或自动换挡操作的轮胎式液压挖掘机行走手/自一体变速系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括控制部分和执行部分；所述控制部分由先导泵、油门、驻车电磁阀、档位电磁阀、倒车电磁阀、行车电磁阀、主阀、控制器、压力传感器和转速传感器，其中，先导泵通过油门分别与驻车电磁阀的进油口、倒车电磁阀的进油口以及行车电磁阀的进油口连通，驻车电磁阀的出油口与档位电磁阀的进油口连通，倒车电磁阀的工作油口、行车电磁阀的工作油口分别与主阀的两液控端连通，控制器分别与驻车电磁阀、档位电磁阀、倒车电磁阀、行车电磁阀、以及压力传感器和转速传感器电连接；所述执行部分由主泵、进油口与该主泵连通的主阀、与该主阀工作油口连通的液压马达、分别与档位电磁阀两工作油口连通的低速挡油口和高速挡油口构成，其中，压力传感器设在主泵出油口处、转速传感器设在液压马达的输出端。

在先导泵与油门之间设有单向阀。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此可根据路面状况选择手动或自动换挡模式。若选择自动自动模式，挡位可随主泵压力、车速的变化自动选择挡位，从而实现车辆行走无级变速，减轻了驾驶员的操作强度；不仅如此，在车辆行驶过程中，本发明系统还可在手动变速或自动变速之间切换，不仅无需停车即可换挡，而且换挡响应时间短、可靠性高、同步无冲击，具有结构简单、操作和维修方便等诸多优点。另外，由于设置了转速传感器和压力传感器，因此无论是采用手动换挡还是采用自动换挡模式，当需要在高、低速之间进行切换时，控制器都要根据转速传感器和压力传感器反馈的信号自动判断是否满足换挡条件，并通过控制档位电磁阀的通、断来改变高速挡油口或低速速挡油口的进油路线，从而实现高、低速切换，有利于保护控制系统免遭损坏。

附图说明：

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是本发明的换挡逻辑示意图。

图中：控制器1   主阀2   低速挡油口3   高速挡油口4    液压马达5   转速传感器6   压力传感器7   主泵8   油门9   驻车电磁阀10   档位电磁阀11   倒车电磁阀12   行车电磁阀13   先导泵14   高单向阀15

具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示：控制部分由先导泵14、油门9、驻车电磁阀10、档位电磁阀11、倒车电磁阀12、行车电磁阀13、主阀2、控制器1、压力传感器7和转速传感器6构成；其中，先导泵14通过油管与油门9的进油口连通，该油门9的出油口通过油管分别与驻车电磁阀10的进油口、倒车电磁阀12的进油口以及行车电磁阀13的进油口连通，驻车电磁阀10的出油口通过油管与档位电磁阀11的进油口连通，倒车电磁阀12的工作油口、行车电磁阀13的工作油口分别通过油管与主阀2的两个液控端连通，控制器1分别与驻车电磁阀10、档位电磁阀11、倒车电磁阀12、行车电磁阀13、以及压力传感器7和转速传感器6电连接。执行部分由主泵8、进油口通过油管与该主泵连通的主阀2、通过油管与该主阀两个工作油口连通的液压马达5、通过油管与档位电磁阀11的工作油口连通的低速挡油口3、通过油管与档位电磁阀11的另一个工作油口连通的高速挡油口4构成；其中，压力传感器7设在主泵8的出油口处、转速传感器6设在液压马达5的输出端。

为了便于控制，在先导泵14与油门9之间设有单向阀15。

在上述实施例中，主阀2为三位八通液控阀，驻车电磁阀10、倒车电磁阀12和行车电磁阀13均为两位三通阀，档位电磁阀11为两位四通电磁阀。主阀2、驻车电磁阀10、档位电磁阀11、倒车电磁阀12以及行车电磁阀13的回油口分别通过油管与油池连通。

工作原理：当操作手柄处于驻车挡位P时，驻车电磁阀10断电，伺服油路断开，处于驻车状态。

当操作手柄处于倒车挡位R时，倒车电磁阀12通电，伺服油通过该倒车电磁阀进入主阀2下方的液控端，该主阀换向；主泵8的压力油通过主阀2进入液压马达5的B工作油口，该液压马达反转；车辆处于倒车状态。

当选择手动换挡模式时，若操作手柄处于处于前进挡位D，行车电磁阀13通电，伺服油通过该行车电磁阀进入主阀2上方的液控端，该主阀换向；主泵8的压力油通过主阀2进入液压马达5的A工作油口，该液压马达正转，车辆处于前进状态。此时，若操纵手柄处于高档位D2时，驻车电磁阀10通电、挡位电磁阀11断电，伺服油通过该档位电磁阀进入高速挡油口4；踩下行走油门9，车辆以二挡高速向前行走。此时，若操纵手柄处于低档位D1时，驻车电磁阀10通电；控制器1自动检测换挡条件（车速＜6km/h、主泵压力＞280bar）是否满足，若满足则可从高速档换为低速档，挡位电磁阀11通电，伺服油通过该档位电磁阀进入低速挡油口3；踩下行走油门9，车辆以一挡低速向前行走；否则车辆继续维持高速状态。

采用手动换挡模式时，控制器1默认系统处于高速挡。当需从高速挡换为低速当时，控制器1根据转速传感器6、压力传感器7反馈的数据自动检测是否达到换挡条件（车速＜6km/h、主泵压力＞280bar）。若满足，则挡位电磁阀11通电，伺服油通过该档位电磁阀进入低速挡油口3；否者，挡位电磁阀11继续维持断电状态，车辆继续高速行进。当需从低速挡换为高速当时，控制器1根据转速传感器6、压力传感器7反馈的数据自动检测是否达到换挡条件（车速＞9km/h、主泵压力＜230bar）。若满足，则挡位电磁阀11断电，伺服油通过该档位电磁阀进入高速挡油口4；否者，挡位电磁阀11继续维持通电状态，车辆继续低速行进。

当选择自动换挡模式时，控制器1默认系统处于高速挡。控制器1根据主泵压力和车速判断当前挡位：若车速＜6km/h、主泵压力＞280bar，控制器1控制挡位电磁阀11通电，伺服油进入低速挡位油口3，车辆以一挡低速向前行走；若满足车速＞9km/h、主泵压力＜230bar，控制器1控制挡位电磁阀11断电，伺服油进入高速挡油口4，车辆以二挡高速向前行走。

行进间若需要将自动挡换为手动挡、或将手动挡换为自动挡时，控制器1检测挡位电磁阀11的通断情况，自动判断当前挡位，然后根据附图2切换到自动或手动换挡逻辑模式：

一号图框为自动换挡逻辑。当选择自动挡时，系统默认高速挡，此时控制器1检测车速、主泵压力是否满足换挡条件（车速＜6km/h、主泵压力＞280bar）。若不满足，视为不可换挡，此时系统任处于高速挡；否则视为可换挡，此时系统处于低速档。当系统处于低速档时，控制器1检测车速、主泵压力是否满足换挡条件（车速＞9km/h、主泵压力＜230bar）。若不满足，视为不可换挡，此时系统仍处于低速挡；否则视为可换挡，此时系统处于高速档。

二号图框为手动换挡逻辑。当选择手动挡时，系统默认高速挡，当车速=0km/h时，可对高/低速挡进行任意切换。当行进间有换挡要求时，控制器1检测车速、主泵压力是否满足条件。若不满足，视为不可换挡，此时系统仍处于高速挡；否则视为可换挡，此时系统处于低速档。当系统处于低速档且有换挡要求时，控制器检测车速、主泵压力是否满足条件。若不满足，视为不可换挡，此时系统仍处于低速挡；否则视为可换挡，此时系统处于高速档。

三号图框是行进间自动换挡模式转为手动换挡模式的逻辑。系统检测到有切换模式信号时，首先检测当前挡位，若此时系统处于高速档，挡位转到二号图框的高速档；若此时系统处于低速档，挡位转到二号图框的低速档。

四号图框是行进间手动换挡模式转为自动换挡模式的逻辑。系统检测到有切换模式信号时，首先检测当前挡位，若此时系统处于高速档，挡位转到一号图框的高速档；当此时系统处于低速档，挡位转到一号图框的低速档。 

Claims (2)

1.一种轮胎式液压挖掘机行走手/自一体变速系统，包括控制部分和执行部分；其特征在于：所述控制部分由先导泵（14）、油门（9）、驻车电磁阀（10）、档位电磁阀（11）、倒车电磁阀（12）、行车电磁阀（13）、主阀（2）、控制器（1）、压力传感器（7）和转速传感器（6）构成，其中，先导泵（14）通过油门（9）分别与驻车电磁阀（10）的进油口、倒车电磁阀（12）的进油口以及行车电磁阀（13）的进油口连通，驻车电磁阀（10）的出油口与档位电磁阀（11）的进油口连通，倒车电磁阀（12）的工作油口、行车电磁阀（13）的工作油口分别与主阀（2）的两液控端连通，控制器（1）分别与驻车电磁阀（10）、档位电磁阀（11）、倒车电磁阀（12）、行车电磁阀（13）、以及压力传感器（7）和转速传感器（6）电连接；所述执行部分由主泵（8）、进油口与该主泵连通的主阀（2）、与该主阀工作油口连通的液压马达（5）、分别与档位电磁阀（11）两工作油口连通的低速挡油口（3）和高速挡油口（4）构成，其中，压力传感器（7）设在主泵（8）的出油口处、转速传感器（6）设在液压马达（5）的输出端。

2.根据权利要求1所述的轮胎式液压挖掘机行走手/自一体变速系统，其特征在于：在先导泵（14）与油门（9）之间设有单向阀（15）。

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