液压轮毂马达辅助驱动系统的制作方法_3

文档序号:9002534阅读:来源:国知局
轴与 左前轮25的传动轴之间采用花键副连接或两者为同一根轴;右轮毂马达27也是径向柱塞 式双向定量马达,其转子轴与右前轮28的传动轴之间采用花键副连接或两者为同一根轴;
[0047] 参阅附图3,取力装置1和取力装置输出轴2为液压辅助驱动系统提供原动力,驱 动液压泵7和补油泵8转动;液压泵7是双向变量液压泵,其两个油口既可以是进油口,也 可以是出油口,但在工作时仅有一个出油口和一个进油口,液压泵7的排量通过液压缸6的 活塞杆带动斜盘开度来调节;液压缸6的壳体采用机械方式固定,位移传感器s将活塞杆的 位移传给控制器30,控制器30通过位移传感器s的信号值获得液压泵7的反馈排量,从而 形成闭环控制;补油泵8是单向定量液压泵,其作用是给系统回路补油,同时为控制阀组II 提供控制油液;一号单向阀11、二号溢流阀12、二号单向阀13以及三号溢流阀14用于只允 许油液从二位二通换向阀10的A端口流向主油路,同时保证主油路的安全性;当二位二通 换向阀10切换至下位时,补油泵8的输出油液经过二位二通换向阀10的P端口流向三号 单向阀15的进油口,经过三号单向阀15后从液压泵组件I的外接端口 Ml输出,从而为一 号二位四通液压先导换向阀22和二号二位四通液压先导换向阀23提供控制油,并通过一 号二位三通换向阀19为二号二位三通换向阀20提供控制油液(此时一号二位三通换向阀 19切换至右位)。一号溢流阀9设置在补油泵8的出油口和油箱29之间,以限制补油泵8 的出油口压力,从而达到保护补油泵8的目的。
[0048] 参阅附图3,通过控制一号三位三通换向阀4和二号三位三通换向阀5的工作位置 来控制液压缸6的活塞运动,从而改变液压泵7的斜盘开度以达到改变排量的目的,一号三 位三通换向阀4和二号三位三通换向阀5的输入油液由补油泵8提供。当控制器30输出 控制命令,将一号三位三通换向阀4切换至下位,同时将二号三位三通换向阀5切换至下位 时,此时断开了液压缸6同补油泵8之间的油路,液压缸6两端都和油箱29连通,此时液压 泵7的排量为0。当利用控制器30将一号三位三通换向阀4和二号三位三通换向阀5都切 换至中位时,此时对液压缸6活塞两端的液压进行保压,则表示保持液压泵7的排量稳定。 若将一号三位三通换向阀4切换至上位,将二号三位三通换向阀5切换至下位,则液压缸6 的活塞下移,此时液压泵7的排量信号值在0~+1范围逐渐增大。若将一号三位三通换向 阀4切换至下位,将二号三位三通换向阀5切换至上位,此时则液压缸6的活塞上移,液压 泵7的排量信号值在-1~0范围逐渐增大(绝对值增大)。控制器30通过安装在液压缸 6活塞杆上的位移传感器s获得液压缸6活塞杆的位移,将其与目标值进行比较而形成闭环 控制。
[0049] 参阅附图3,当系统中油液温度上升到一定阈值时,由控制器30输出控制命令,切 换三号三位三通换向阀17的工作位置,将部分高压油液卸载,由补油泵8对主油路进行补 油,从而达到降温的目的。具体为:当车辆向前行驶时,将三号三位三通换向阀17切换至上 位,当车辆倒车行驶时,将三号三位三通换向阀17切换至下位。
[0050] 通过控制器30输出控制信号,使一号三位三通换向阀4、二号三位三通换向阀5、 二位二通换向阀10、三号三位三通换向阀17、一号二位四通换向阀18、一号二位三通换向 阀19、二号二位四通换向阀21处于不同的工作位置,可使系统实现三种不同的运行模式, 即自由轮模式、辅助驱动模式和旁通模式,下面详细介绍。
[0051] 自由轮模式:
[0052] 参阅附图3,此时液压轮毂马达辅助驱动系统工作于自由轮模式。
[0053] 由控制器30输出控制命令,将一号三位三通换向阀4切换至下位,二号三位三通 换向阀5切换至下位,二位二通换向阀10切换至下位,三号三位三通换向阀17切换至中 位,一号二位四通换向阀18切换至上位,一号二位三通换向阀19切换至左位,二号二位四 通换向阀21切换至下位。补油泵8通过液压泵组件I的外接端口 L2从油箱29吸取油液, 通过二位二通换向阀10、三号单向阀15、液压泵组件I的外接端口 Ml及控制阀组II的外接 端口 G后分别经过一号二位四通换向阀18和二号二位四通换向阀21后作用于二号二位四 通液压先导换向阀23的X端和一号二位四通液压先导换向阀22的Y端,将一号二位四通 液压先导换向阀22切换至下位,将二号二位四通液压先导换向阀23切换至上位,导致左轮 毂马达26和右轮毂马达27与主油路断开;同时,一号二位四通换向阀18的A端口通过控 制阀组II的外接端口 D1输送至左轮毂马达26和右轮毂马达27的壳体,从而使左轮毂马达 26和右轮毂马达27的柱塞内缩而与壳体分离,五号溢流阀24用于将压力限定在合适的范 围内,以保证安全;此时,液压缸6活塞两端都和油箱29连通,液压泵7的排量为0。
[0054] 辅助驱动模式:
[0055] 参阅附图4,此时液压轮毂马达辅助驱动系统工作于辅助驱动模式。
[0056] 由控制器30输出控制命令,将二位二通换向阀10切换至下位,三号三位三通换向 阀17的工作位置不定(依据系统状况,可切换至上位、中位和下位中的一种),一号二位四 通换向阀18切换至下位,一号二位三通换向阀19切换至左位,二号二位四通换向阀21切 换至上位;此时,二号二位三通换向阀20工作于上位;在控制油液的作用下,一号二位四通 液压先导换向阀22切换至上位,将二号二位四通液压先导换向阀23切换至下位,此时左轮 毂马达26和右轮毂马达27与主油路连接。液压泵7、二号二位三通换向阀20、二号二位四 通液压先导换向阀23和左轮毂马达26形成闭环回路,实现驱动左轮毂马达26转动,近而 带动左前轮25行驶;同理,液压泵7、二号二位三通换向阀20、一号二位四通液压先导换向 阀22和右轮毂马达27形成回路,从而驱动右前轮28行驶。控制器30通过切换一号三位三 通换向阀4和二号三位三通换向阀5的工作位置来控制液压缸6活塞的位移,从而达到调 节液压泵7排量的目的,具体为:若将一号三位三通换向阀4切换至上位,将二号三位三通 换向阀5切换至下位,则液压泵7驱动左轮毂马达26和右轮毂马达27正向运转,此时车辆 正向行驶;若将一号三位三通换向阀4切换至下位,将二号三位三通换向阀5切换至上位, 则液压泵7驱动左轮毂马达26和右轮毂马达27反向运转,此时车辆倒车行驶。一号三位 三通换向阀4和二号三位三通换向阀5的工作位置由液压泵7所需的排量而定。
[0057] 旁通模式:
[0058] 参阅附图5,此时液压轮毂马达辅助驱动系统工作于旁通模式。
[0059] 当系统工作于辅助驱动模式,在车辆进行换挡时,将液压轮毂马达辅助驱动系统 切换至旁通模式,此时只需通过控制器30的输出信号改变一号二位三通换向阀19的工作 位置,其它零件(如换向阀、液压泵、马达等)的工作位置不变。由于车辆只有一个倒挡,在 车辆倒车行驶中不存在换挡过程,在由倒挡切换至前进挡位过程中,需要在车速为零时进 行切换,所以在车辆倒车行驶时液压轮毂马达辅助驱动系统不存在旁通模式。当车辆在向 前行驶中换挡时,将一号二位三通换向阀19切换至右位,此时一号二位三通换向阀19的T 端口和P端口导通,将二号二位三通换向阀20切换至下位,此时输送至左轮毂马达26和右 轮毂马达27的高压油被切断,液压轮毂马达辅助驱动系统工作于旁通模式。一号三位三通 换向阀4和二号三位三通换向阀5处于切换至旁通模式的前一时刻所在的位置不变。
[0060] 本实用新型中所用元件都已有产品,具体选型需结合整车参数及设计要求而定, 表1为某重型车辆的整车基本参数和设计要求,表2为所选主要液压元件的参数。
[0061] 表1整车基本参数和设计要求
[0062] 整车参数 整车整备质量(kg)__9200_ 整车满载质量__带挂车总重55吨_ 前轴与中轴轴距(mm) 3150_ 中轴与后轴轴距(mm) 1350_ 迎风面积(m2) 6.7 设计要求 最高车速(km/h)__87_ _| 最大爬坡度(%) | 30.9
[0063] 表2主要液压元件参数
[0064] 泵最大排量(mm7r) 75 泵额定转速(r/min) 3900 液压泵参数 -- 泵最人转矩(Nm) 1190 装额定JJi力(bar) 420 马达最大排量(mm;/r)__1248_ 马达额定转速(r/min) 59 轮毂马达参数 -- 马达最大转矩(Nm)__6000_ __马达额定压力(bar)__420_
[0065] 为验证本实用新型所述液压轮毂马达辅助驱动系统的可行性,通过仿真测试本实 用新型对提高车辆动力性的贡献。
[0066] 参阅附图6,图中显示了当采用本实用新型所述的液压轮毂马达辅助驱动系统后, 车辆动力性的增加比例。图中,实线表示牵引力增加比例随路面附着系数的变化曲线,虚线 表示车辆最大爬坡度增加比例随路面附着系数的变化曲线。可以看出,当采用本实用新型 所述的液压轮毂马达辅助驱动系统后,车辆的最大爬坡度和牵引力得到明显提高,在低附 着系数路面上效果更加明显。
[0067] 本实用新型所述的液压轮毂马达辅助驱动系统可以实现自由轮模式、辅助驱动模 式和旁通模式,各工作模式下控制阀组II中换向阀的工作位置如下表3所示:
[0068] 表3各工作模式下换向阀的工作位置
[0069] 工作模式 控制阀组II中各换向阀的工作位置 自由轮模式三弓三位三通换向阀17切换至中位,…弓'二位四通换向阀18切换至上位, 一号二位三通换向阀19切换至左位,二号二位三通换向阀20切换至上位, 二号二位四通换向阀21切换至下位,一号二位四通液压先导
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