专利名称：：车辆变速器的档位控制方法及相应液压操纵系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及车辆尤其是工程机械的变速器单元。更具体地，本发明涉及变速器单元的液压操纵系统，以及利用该液压操纵系统控制变速器的档位的方法。
背景技术：
：由于工程机械例如装载机的装载质量大并且作业环境例如地势状况通常比较恶劣，一般要求工程机械的变速器具有较多档位，例如两个前进档和两个倒档，以便具有良好的动力性。为此，变速器的液压控制系统通常包括多个尤其是两个方向控制阀，并且，相应地设置有分别操纵其中一个方向控制阀的两个操纵杆。在这种情况下，由于这些方向控制阀都存在中位，所以会影响整机的响应速度。而且，这种工程机械需要利用两个变速操纵杆进行档位变换，操作不够方便、灵活。此外，在实际中，例如当地势状况比较好时，为提高作业效率，通常希望工程机械在后退时直接以较高的第二倒档行进。但由于第一倒档的存在，变速器必须经过第一倒档才能变换到较高的第二倒档，从而同样影响了整机的响应速度，并且容易造成多余的油耗。为此，已经开发了只具有一个倒档的工程机械，但其需要对机械传动结构进行较大的改动。这种工程机械的档位的灵活性有限，并且仅有的一个倒档的性能通常低于现有变速器的第二倒档。本发明的目的就是解决上述一个或多个问题。
发明内容本发明通过改动变速器单元的液压管路而非机械结构而以简单的方式减少变速器的档位数，使得车辆能以轻载运行，达到了省油以及提高作业效率的目的。—方面，本发明提供了一种车辆变速器的档位控制方法，该变速器为至少具有两个倒档档位的定轴式变速器，该变速器操作性地联接有用于控制其档位变换的液压操纵系统，该液压操纵系统包括加压流体源、多个换档离合器以及流体连接在所述多个换档离合器与加压流体源之间的阀，该方法在于，当车辆倒退时，运行液压操纵系统来控制所述阀，以使所述多个换档离合器中的与所述两个倒档档位中较高的倒档档位对应的换档离合器组与加压流体源流体连通，从而使该变速器从空档变换到该较高的倒档档位。另一方面，本发明提供了一种用于车辆变速器的液压操纵系统，该变速器为定轴式变速器并且具有至少可在两个倒档档位之间变换的机械结构，该液压操纵系统包括加压流体源、多个换档离合器以及流体连接在所述多个换档离合器与加压流体源之间的阀，其中，该阀包括能在阀体内移动的单个阀芯件，当该变速器向倒档变换时，该单个阀芯件移动使得所述多个换档离合器中的与所述两个倒档档位中较高的倒档档位对应的换档离合器组与加压流体源流体连通，从而使变速器从空档变换到该较高的倒档档位。再一方面，本发明涉及一种工程机械，该工程机械具有如上所述的变速器液压操纵系统。下面将参照附图通过优选实施例详细说明本发明，在附图中图1示出示例性车辆的透视图；图2示出根据本发明优选实施例的液压操纵系统的示意图；以及图3示出图2所示液压操纵系统的变型。具体实施例方式图1示出示例性车辆100。车辆100可为工程机械、卡车或其它车辆。仅出于说明的目的，该车辆ioo示出为装载机，但应当指出，本发明可适用于任何机动车辆。具体地，车辆100具有发动机D和变速器单元，该变速器单元可包括操作性地相互联接的变速器110和用于控制该变速器110的档位变换的液压操纵系统120。变速器110为具有多个档位的常规齿轮变速器。特别地，在本实施例中，变速器110在机械结构上设计成能在四个档位之间变换，所述档位包括两个前进档和两个倒档。现在参见图2，其详细示出液压操纵系统120。如现有技术中公知的，液压操纵系统120可包括加压流体源、执行装置以及流体连接在该加压流体源和执行装置之间的阀组。具体地，加压流体源可包括用于产生加压流体的泵3，执行装置可包括用于使变速器中的相应齿轮组接合或脱开以实现档位变换的多个换档离合器11-14，阀组则可包括方向控制阀2。此外，液压操纵系统120还可以常规方式包括用于保持流体供应的低压源，例如油槽51。所述流体例如包括专用液压油、发动机润滑油、变速器润滑油或现有技术已知的其它流体。在本实施例中，液压操纵系统120的执行装置包括第一换档离合器11、第二换档离合器12、第三换档离合器13和第四换档离合器14，其中，如表1所示(其中"X"表示被致动)，同时致动第二和第四换档离合器12、14可使变速器110的相应齿轮组接合以处于较低的前进档，同时致动第二和第三换档离合器12、13可使变速器IIO转换到较高的前进档，同时致动第一和第四换档离合器11、14可使变速器IIO处于较低的倒档，而同时致动地第一和第三换档离合器11、13则可使变速器110转换到较高的倒档。应当指出，此处所述的换档离合器的数目及结合形式仅为示例性的，根据变速器的结构及档位数的不同，液压操纵系统的换档离合器可具有不同的数目及结合形式。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如图2所示，可由发动机D驱动的泵3经由管线40与方向控制阀2流体连接以向该阀供应加压流体。方向控制阀2则在其与泵3相反的一侧分别经由管线41、42、43、44流体连接至换档离合器11、12、13、14，以便通过供应加压流体而致动相应换档离合器。就仅与变速器的倒档相关联的第一换档离合器11而言，与该换档离合器11流体连接的管线41包括通向蓄能器52的支路；类似地，流体连接到仅与变速器的前进档相关联的第二换档离合器12的管线42包括通向蓄能器52的支路。根据本发明，在保持变速器110的机械结构不变的情况下，改动液压操纵系统120来改变_尤其是减少_变速器110的档位数。具体地，改动液压操纵系统120包括在方向控制阀2中使用单个阀构件(或称"阀芯件")21代替原有的用于换向和变速的多个_尤其是两个-阀构件。这样，可通过阻断相应换档离合器组的加压流体供应来使所述换档离合器不能同时起作用，从而达到屏蔽变速器110的档位的目的。如可从图2中看出的，在本发明的优选实施方式中，所述单个阀构件21设计成一具有四个位置F2、F1、N、R2的阀构件。当该四位阀构件21处于第一位置F2时，第一和第四换档离合器11、14经由各自的管线41、44及阀构件21通向低压的油槽51，而第二和第三换档离合器12、13经由各自管线42、43以及阀构件21、管线40与泵3流体连通，从而第二和第三换档离合器12、13都被加压流体致动，由此使变速器110的相应齿轮组接合，以使该变速器110处于较高的前进档；当阀构件21处于第二位置F1时，第一和第三换档离合器11、13通向油槽51，第二和第四换档离合器12、14则都被泵3所供应的加压流体致动，从而使变速器110处于较低的前进档；当阀构件21处于第三位置-即中位-N时，所有换挡离合器11-14都经由该阀构件21通向油槽51，处于不会使变速器110的任何齿轮组接合的非致动状态，从而变速器110处于空档；最后，当阀构件21处于如图所示的第四位置R2时，第二和第四换挡离合器12、14通向油槽51，而第一和第三换档离合器11、13与泵3连通以便被加压流体致动，从而使变速器110处于较高的倒挡。这样，由于不存在第一和第四换档离合器11、14同时与泵3连通以便同时被加压流体致动的可能性，与变速器110的原有的较低倒档对应的齿轮组将不能被控制而接合，因此，该较低的倒档被屏蔽，变速器110的档位数由四个减少为三个。应当指出，虽然在如图所示的实施方式中，阀构件21构造成具有四个位置的六通阀，但阀构件的结构并不限于此，该阀构件可构造成任何能屏蔽换档离合器组与加压流体源之间的流体连通的结构。另外，虽然上述实施方式通过阻止第一和第四换档离合器同时连通加压流体源来屏蔽变速器的较低倒档，但也可通过阻断其它换档离合器组合与加压流体源之间的连通以屏蔽变速器的其它档位。参见图3，优选地，可在液压操纵系统120中设置通过刹车操作致动的阀22，以实现刹车断档功能。具体地，阀22在换档离合器与单个阀构件21之间布置在管线41、42中，以至少控制第一和第二换档离合器11、12与加压流体源_即泵3-间的流体连通。如图3所示，根据本发明的优选实施方式，阀22设计成一具有两个位置的三通气动阀，该阀由来自刹车阀的加压气体A致动。当该两位阀22处于第一位置P1时，换档离合器11和12经由该阀22及各自的管线41、42与阀构件21保持连通，换档离合器的动作不受影响；当该两位阀22受到来自刹车阀的加压气体的作用而处于如图所示的第二位置P2时，换档离合器11和12将通向油槽51并由此处于非致动状态，从而可使变速器110处于空档。最后，由于在方向控制阀2中使用单个阀构件21，因此可在该单个阀构件21上联接单个操纵杆6，从而能够简单、方便地实现换档。工业适用性下面以其变速器具有两个前进档和两个倒档的车辆为例说明本发明的液压操纵系统的运行。从四位阀构件21的如图3所示的中位开始，其中液压操纵系统的第一至第四换档离合器11-14都通向低压的油槽51并且从而变速器110处于空档，利用操纵杆6致动阀构件21以使其变换到第二位置Fl，此时第二和第四换档离合器12、14与泵3流体连通以被由该泵3供应的加压流体致动，从而，齿轮变速器110中与该变速器的较低前进档对应的齿轮组进入接合，由此变速器110处于较低的前进档。当需要加速时，利用操纵杆6致动阀构件21以使其变换到第一位置F2，使得液压操纵系统的第二和第三换档离合器12、13与泵3流体连通以被加压流体致动，从而，变速器110中对应于其较高前进档的齿轮组进入接合，由此变速器110变换到较高的前进档。如果车辆要后退，则经由操纵杆6使阀构件21沿图3中向右的方向移动，由此从中位N直接变换到第四位置R2，在该第四位置中，第一和第三换档离合器11、13被由泵3供应的加压流体致动，从而变速器110中对应于其较高倒档的齿轮组进入接合，使得该变速器110从中位(即空档)直接变换到较高的倒档。另外，在四位阀构件21与换档离合器11、12之间设置由来自刹车阀的加压气体致动的两位阀22，从而，在车辆正常行驶期间，阀22处于第一位置Pl，液压操纵系统可正常运行；在刹车时，阀22被加压气体致动以处于第二位置P2，此时换档离合器11、12不能被加压流体致动，由此使得变速器110中的各齿轮组不能进入接合，即，使变速器处于空档。本发明通过改动变速器的液压操纵系统，而非变速器的机械结构，来减少变速器的"多余"档位，以使车辆能以轻载运行。这种改动容易实现，并且成本较低，因此实用性很强。具体地，本发明将液压操纵系统中原有的实现换向和变速所必需的两个阀构件替换为单个阀构件，并且因此仅需一个操纵杆就可进行换档操作，这种操作方便、灵活，并且可提高车辆的作业效率。本发明的车辆尤其是工程机械由于有效地避开了多余的档位，因此作业效率较高并且省油。此外，与通过改变变速器的机械结构来减少其档位的方案相比，本发明可有效地保持变速器原有档位的功能不会下降。应当指出，本发明不限于上面详细说明的示例性实施例，本领域技术人员可在不偏离本发明的范围或精神的情况下做出多种改变和变型。本发明的方法和系统可适用于车辆，并且本发明的技术特征可进行任何可能的组合。权利要求一种车辆变速器的档位控制方法，该变速器为至少具有两个倒档档位的轴线固定式变速器，该变速器操作性地联接有用于控制其档位变换的液压操纵系统，该液压操纵系统包括加压流体源、多个换档离合器以及流体连接在所述多个换档离合器与加压流体源之间的阀，所述方法为，在车辆倒退时，运行液压操纵系统来控制所述阀，以使所述多个换档离合器中的与所述两个倒档档位中较高的倒档档位对应的换档离合器组与加压流体源流体连通，从而使变速器从空档变换到该较高的倒档档位。2.根据权利要求l的方法，其特征在于，所述阀设计成包括可在阀体内移动以使换档离合器与加压流体源连通或断开的单个阀芯件。3.根据权利要求2的方法，其特征在于，该变速器具有两个前进档和两个倒档，该单个阀芯件构造成四位阀芯件，其中，该方法包括以下步骤使该四位阀芯件移动到第一位置，以使与所述两个前进档中较高的前进档对应的换档离合器组与加压流体源流体连通；使该四位阀芯件移动到第二位置，以使与所述两个前进档中较低的前进档对应的离合器组与加压流体源流体连通；使该四位阀芯件移动到第三位置，以使所有换档离合器都与加压流体源断开连接；以及，使该四位阀芯件移动到第四位置，以使与所述两个倒档中较高的倒档对应的换档离合器组与加压流体源流体连通。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，该四位阀芯件设计成六通阀。5.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，该方法还包括在该单个阀芯件与至少一个换档离合器之间流体连接一气动阀，该气动阀设计成能使所述至少一个换档离合器与该单个阀芯件断开连接。6.根据权利要求5的方法，其特征在于，该气动阀构造成包括由刹车操作致动的两位阀，其中，该方法还包括使该两位阀移动到第一位置，以使所述至少一个换档离合器通过该两位阀与所述单个阀流体连通；以及，使该两位阀移动到第二位置，以使所述至少一个换档离合器经由该两位阀通向低压源。7.根据权利要求6的方法，其特征在于，该两位阀设计成三通阀。8.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，该方法还包括在该单个阀芯件上联接用于使其在不同位置之间移动的单个操纵杆。9.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，该车辆为工程机械。10.—种用于车辆变速器的液压操纵系统，该变速器为轴线固定式变速器并且具有至少能在两个倒档档位之间变换的机械结构，该液压操纵系统包括加压流体源、多个换档离合器以及流体连接在所述多个换档离合器与加压流体源之间的阀，其中，该阀包括能在阀体内移动的单个阀芯件，当该变速器向倒档变换时，该单个阀芯件移动使得所述多个换档离合器中的与所述两个倒档档位中较高的倒档档位对应的换档离合器组与加压流体源流体连通，从而使变速器从空档变换到该较高的倒档档位。11.根据权利要求10的液压操纵系统，其特征在于，该变速器具有能在两个前进档和两个倒档之间变换的机械结构，该阀构造成四位阀，其中，当该四位阀处于第一位置时，与所述两个前进档中较高的前进档对应的换档离合器组与加压流体源流体连通；当该四位阀处于第二位置时，与所述两个前进档中较低的前进档对应的换档离合器组与加压流体源流体连通；当该四位阀处于第三位置时，所有换档离合器都与加压流体源断开连接；以及，当该四位阀处于第四位置时，与所述两个倒档中较高的倒档对应的换档离合器组与加压流体源流体连通。12.根据权利要求ll的液压操纵系统，其特征在于，该四位阀设计成六通阀。13.根据权利要求11的液压操纵系统，其特征在于，在该单个阀芯件与至少一个换档离合器之间流体连接有一两位阀，该两位阀由刹车操作致动，其中，当该两位阀处于第一位置时，所述至少一个换档离合器通过该两位阀与所述单个阀芯件流体连通；当该两位阀处于第二位置时，所述至少一个换档离合器经由该两位阀通向低压源。14.一种工程机械，该工程机械的变速器具有根据权利要求10-13之一的液压操纵系统。全文摘要本发明涉及一种车辆变速器的档位控制方法，该变速器为常规齿轮变速器并且至少具有两个倒档，用于控制该变速器的档位变换的液压操纵系统包括加压流体源、多个换档离合器以及流体连接在所述多个换档离合器与加压流体源之间的阀，该方法在于，在车辆倒退时，运行液压操纵系统来控制所述阀，以使所述多个换档离合器中的与所述两个倒档中较高的倒档对应的换档离合器组与加压流体源流体连通，从而使变速器从空档直接变换到该较高的倒档。本发明还涉及一种液压操纵系统，以及具有这种液压操纵系统的工程机械。文档编号F16H61/38GK101749420SQ20081018852公开日2010年6月23日申请日期2008年12月19日优先权日2008年12月19日发明者刘长全,张云义,李友刚,郭金海,魏延军申请人:山东山工机械有限公司