专利名称：具有可被连续驱动的主泵的液压传动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的液压传动设备，该设备包括用于将流体供给到至少一个液压马达的主泵、用于保持该液压传动设备的至少一个副管道中的某最小流体压力的副泵、以及至少一个液压马达，该主泵和副泵适于被驱动装置共同地驱动(actuate)，以便输送加压流体。
背景技术：
驱动装置可具有任何类型，但驱动装置通常由内燃机(例如，柴油发动机)构成。 为了便于理解，在下面的描述中使用柴油发动机。然而，无论使液压传动设备的泵运转的驱动装置如何，都可应用本发明。本发明具体地涉及用作机器或车辆上的补充或辅助设备的上述类型的设备。例如，这种设备可安装在车辆上，从而可在必要时驱动作为补充或辅助马达的液压马达，以使车辆在较差的行进状况(例如，滑地、陡坡等)下行进。通常，液压马达设于车轴上；因此， 当液压传动设备被启动(activate)时，车辆具有附加的被驱动车轮。本发明的特别重要的应用涉及安装在能够以一定速度(超过每小时50千米(km/ h))行驶的诸如重型货车的机动车上的液压辅助设备。对于这种应用，液压辅助设备必须满足某些附加限制首先，液压辅助设备必须确保车辆高速行驶时完全安全，即必须确保辅助马达几乎不可能不适时地起动(trigger)；其次，液压辅助设备必须允许在车辆行进时、而不仅仅是在车辆静止时或者车辆以非常低的速度(小于5km/h)行驶时，开启辅助马达。在这种辅助设备中，具有可变输送速度的液压泵以公知的方式用作主泵。这种泵使得可根据需求改变马达的速度。本发明特别是涉及包括这种作为主泵的泵的液压辅助设备，并且一般来说涉及这样一种设备，在这种设备中，主泵是可被驱动而不进行输送的泵，但是该泵需要某最小压力施加于该泵的主孔。如果在泵的任一主孔中存在低于上述最小压力的压力时驱动这种泵， 则泵会有损坏的风险。然而，应该注意的是，本发明不涉及装备液压传动设备的车辆，在该车辆中，主传动本身是液压的，并由此包括在车辆被操作时基本上被连续地驱动的主泵。在诸如本发明所涉及的设备的辅助设备中，由于仅偶尔使用该辅助设备，所以会遇到启动液压传动设备的问题。通常选择的方案包括提供插设在车辆或机器的内燃机与该设备的主泵之间的离合系统。遗憾的是，这种离合系统成本非常高、占据很大的体积，并且需要相当大量的维护。对于液压辅助系统，除了提供离合系统以外，还必须提供具有可强制脱离类型的径向活塞以便能够避免马达空载旋转的液压马达。这种马达具有汽缸座，汽缸设置于汽缸座中以便可滑动地容置活塞。这种马达适于采用工作配置和“飞轮(freewheel)”配置，在工作配置中，活塞可在马达管道之间的流体压差的作用下产生驱动转矩或制动转矩，在“飞轮”配置中，活塞在汽缸中被保持在缩回位置并且不产生任何转矩。在诸如弹簧等机械装置的作用下和/或在马达内部空间中存在的压力的作用下，活塞被保持在缩回位置，其中马达通常设置在包含汽缸座的壳体中。在包括这种马达的该液压传动设备中，始终具有至少某最小压力是有利的，该某最小压力可施加到马达的内部空间中并由此能使所述马达保持在强制脱离位置，其中马达的活塞缩回到它们的汽缸中。在这些线路中采用的改进包括使主泵可通过离合器脱离，但相反地使内燃机连续地驱动该设备的副泵或增压泵。这样，所述副泵或增压泵确保连续地传递某最小压力，该压力可用于确保在强制脱离状态中马达是安全的。由于在不需要辅助时主泵被脱离，因而这确保了在主泵的主孔处的不充足压力的作用下主泵无损坏的风险。这种改进仍具有使用离合器的缺陷，但其获得了使用所述可强制脱离的液压马达的一定程度的安全性。然而，连续地被驱动的副泵造成不可忽略的能量消耗。另外，内燃机必须具有两个出口，一个出口朝向连接到主泵的离合器，而另一个出口朝向副泵。这引起紧凑性问题并且需要内燃机具有特殊的设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆的传动系统，该系统包括适于驱动车辆行进构件 (mover member)的非液压的主传动装置、以及由车辆的液压传动设备构成的副传动装置， 该液压传动设备包括-用于将流体供给到至少一个液压马达的主泵；-用于使至少一个副管道内保持某最小流体压力的副泵；以及-连接到副泵的输送孔的限压器；主泵和副泵适合由驱动装置共同驱动以便输送加压流体；并且所述至少一个马达用于驱动至少一个车辆行进构件；所述液压传动设备具有相对较低的能量消耗并使用简化的需要少量维护的装置。该目的通过如下的液压传动设备来实现，该液压传动设备还包括副泵的输送孔与未加压的储存部之间的“旁通”连接部；设置在旁通连接部上并适于保持泵保护压力的第一限制(constriction)装置， 所述泵保护压力小于所述限压器的校准压力；以及用于在所述泵被驱动但未进行输送时将所述泵保护压力施加到主泵的主孔的装置。有利地，该系统不包括任何离合器，或者至少该系统不需要包括任何离合器。然而，在一实施例中，该系统包括离合器。通过液压传动设备，该系统可由此具有 “接合”操作模式，在“接合”操作模式中，离合器保持连续地接合并由此未频繁地使用；“接合”操作模式具有被动阶段和主动阶段，在被动阶段中，主泵不进行输送，并且副泵保持旁通连接部的泵保护部分中的泵保护压力，由此确保主泵受到保护，在主动阶段中，主泵进行输送并且驱动一个或多个液压马达。为了能够执行这种操作模式(接合模式)，该系统由此具有插设在驱动装置与主、副泵之间的离合器；以及适于通过启动离合器将该系统置于“接合”模式的控制装置。在接合模式中，用于在所述主泵被驱动但未进行输送时将泵保护压力施加到主泵的主孔的装置连续地执行它们的功能。可以理解的是，主泵具有如下类型这种泵可被驱动但不进行输送，但由此需要将至少预定的最小压力施加于该泵的主孔。主泵可为例如回转泵，特别地为具有旋转斜盘和轴向活塞的泵。该泵保护压力是大于或等于上述的预定最小压力的压力。通过本发明，该液压传动设备适合在“非辅助模式(unassisted mode) ”下操作，在非辅助模式中，主泵和副泵被驱动，泵保护压力被施加于主泵的主孔，并且主泵受到保护。优选地，该泵保护压力被设为足以保护该泵的最小值或者接近于该最小值的数值。因此，该泵保护压力不同于限压器的校准压力该校准值设为相对较高但低至足以确保连接到限压器的管道受到保护的数值。因此，特别地，仅在所述管道中出现异常升压的情况下趋于使用限压器，从而避免在所述管道中的任何损坏。与校准压力不同，泵保护压力被第一限制装置设为相对较低的值，因而副泵可在所述压力下长时间地输送流体。如此，在非辅助模式下，首先，主泵不进行输送而且主泵的能量消耗保持在很微小的程度，其次，由于副泵的输送孔处的压力设为相对较低的泵保护压力，所以副泵的能量消耗也很微小。因此，有利的是在非辅助模式下，液压传动设备的能量消耗保持得很低。该液压系统可由此以主泵和副泵被连续驱动的方式进行操作，这样流体就在副泵的作用下经由旁通管道连续地朝向未加压的储存部输送。由此，例如第一限制装置可被设置为保持小于20巴、并优选小于10巴的泵保护压力。该泵保护压力不小于在主泵的主孔处的、足以允许主泵操作而不被损坏的压力。在一个实施例中，该液压传动设备包括插设在所述旁通连接部上的旁通阀，该旁通阀具有第一位置，在第一位置中，所述旁通阀允许副泵通过旁通连接部进行输送；以及第二位置，在第二位置中，所述旁通阀阻止流体流经所述旁通连接部，并允许流体朝向所述至少一个副管道流动。因此，旁通阀实际上是辅助线路的总的启动/停止阀。旁通阀首先具有停止模式 (对应于液压传动设备的非辅助模式)，在该模式中，由液压传动设备提供最少的功能，具体地，借助于如下事实增压(副泵的输送孔处的压力)或取决于增压的压力可施加于液压传动设备的不同敏感部位(sensitive points)，特别是上述马达的内部空间，从而确保将马达保持在强制(positively)脱离的位置。旁通阀还将具有对应于液压传动设备的辅助模式的启动模式，在该模式下，增压泵适于使加压流体经由副管道输送到液压传动设备的各个构件，特别是输送到马达，从而有利于活塞的强制接合(活塞从它们的汽缸伸出)。在一个实施例中，液压传动设备包括连接到主泵的主孔的两个泵管道和连接到所述至少一个马达的主孔的两个马达管道；以及致动阀，具有适于连接到两个泵管道的两个上游端口以及适于连接到两个马达管道的两个下游端口；所述致动阀具有第一位置和第二位置，在第一位置中，两个上游端口分别连接到两个下游端口中的相应一个上；在第二位置中，两个上游端口相互连接并且两个下游端口相互连接。致动阀是在其被启动时(第二位置)允许对所述至少一个辅助马达进行供给或者使其与泵管道隔离(第一位置)的阀。在一个实施例中，致动阀还包括适于连接到加压流体源的第三上游端口 ；当致动阀位于第一位置时，第三上游端口连接到两个下游端口并由此适于连接到两个马达管道； 当致动阀位于第二位置时，第三上游端口封闭。由此，在第三上游端口与加压流体源之间形成的连接可将压力施加于马达管道中，这对于促进活塞相对于马达的汽缸伸出或缩回特别有效。这种连接可特别地用于填充和排空马达管道。在一个实施例中，液压传动设备包括第一先导阀(pilot valve，控制阀)，第一先导阀具有连接到控制致动阀位置的液压控制腔室的输出端口、以及适于经由所述旁通阀连接到先导流体源的输入端口，所述先导阀适于使先导流体源与所述控制腔室相互连通或者适于使它们相互隔离(不连通)。这种配置提供了由此使旁通阀和第一先导阀串联在致动阀的控制线路中的优点。由于旁通阀和第一先导阀必须位于特定的位置以使先导阀能够被启动，所以辅助马达的意外失效以及由此的不适时和非期望启动的风险被降至最低。当然， 旁通阀和先导阀应该被设置为使它们各自的默认位置对应于未对致动阀传送移至第二位置或启动位置的指令时的位置。如前所述的，在本发明涉及的辅助设备中，通常使用由马达制成的液压马达，该马达具有用于将流体供给到所述马达的第一马达管道；用于将流体排出马达的第二马达管道，所述马达管道适于与汽缸进行连通，所述汽缸设置在汽缸座中并包括适于在所述汽缸中滑动的活塞；以及连接到设置在包含汽缸座的壳体中的内部空间的壳体管道。所述至少一个马达适于采用工作配置和“飞轮”配置，在工作配置中，活塞可在马达管道之间的流体压差的作用下产生驱动转矩或制动转矩；在“飞轮”配置中，活塞在汽缸中被保持在缩回位置并且不产生任何转矩。在使用这种马达的本发明的一个实施例中，该设备还包括储存器，储存器适于对两个马达管道进行供给，并适于对壳体管道进行供给以使所述壳体管道处于压力下。储存器的使用使得可以具有补充的加压流体源。有利地，储存器可特别地用于通过将充分高的压力施加于马达的内部空间中使活塞加速缩回到汽缸中。因此，在该设备中，强制分离被加速，从而提高了车辆的使用灵活性。类似地，为了加速活塞的伸出，由储存器输送的压力可传递到马达管道。可使用同一储存器，以便促进活塞的伸出和缩回。在一有利的实施例中，该设备设置为使得储存器能够经由限制装置 (constriction)排空。排空储存器需要一定的非零时间长度，在这段时间中，储存器附近的压力只是逐渐地减小。(特别地)通过这种特定的设置，可在排空储存器的操作期间使储存器与壳体管道相互进行连通。另外，特别地，如果在使用车辆的同时储存器仍保持在压力下，并且更特别地，储存器保持在压力下较长时间并且车辆在路上处于非辅助模式，则使用储存器可能会遭受某些风险。为了降低这种风险，在优选实施例中，该设备还包括储存器阀，该储存器阀具有连接到储存器的端口，并具有第一位置和第二位置，在第一位置中，储存器阀使所述储存器与填充流体源连接，在第二位置中，储存器阀使所述储存器与所述填充流体源隔离。在操纵储存器时，特别地由于仅在必要时使所述储存器处于压力下，储存器阀实现了相当大的灵活性。由此，储存器恰好在储存器的使用阶段之前与所述填充流体源连接充分长的时间。特别是在转换到辅助模式时，应用这种操作，在转换到辅助模式期间，储存器的压力用于促进和加速活塞伸出汽缸。相反地，当车辆高速行驶或者停滞不前时，储存器可保持排空。当该设备包括储存器以及如上所述的储存器阀时，在一个实施例中，旁通阀和储存器阀联结在一起，即，当旁通阀位于第一位置时，储存器阀位于第一位置，当旁通阀位于第二位置时，储存器阀位于第二位置。这种设置的优点在于可在旁通阀位于第一位置时使储存器与辅助管道处于压力下，并由此在辅助模式下使用储存器。相反地，在第二位置中，储存器不能被使用，由此储存器在非辅助模式下不起作用，从而实现该设备使用的安全性。在一实施例中，为了实现旁通阀与储存器之间的联结，储存器阀具有连接到旁通阀的端口、能够通过旁通阀控制储存器阀的液压控制腔室。因此，旁通阀适于在辅助模式期间使储存器处于“加压”模式(储存器连接到副泵或增压泵)，并适于在非辅助模式期间使储存器处于零压。在一实施例中，所述主泵和副泵中的一者适于在所述储存器连接到马达管道以使所述马达管道处于压力下时连接到储存器。因此，在使所述马达管道处于压力下的期间，马达管道连接到多个泵中的其中之一和储存器。这可以加速在启动该传动设备时将流体填充到马达管道以及使马达管道处于压力下。在一实施例中，该设备还包括第二限制装置，第二限制装置设置在旁通连接部上， 并适于在旁通连接部的马达保护部分中保持小于泵保护压力的马达保护压力；并且马达具有位于包含汽缸座的壳体中的内部空间，所述马达保护部分可连接到所述内部空间。这种特征是为非辅助模式提供的。在非辅助模式下，由副泵输送的流体流经旁通连接部。在这种情况下，第二限制装置保持所述连接部的“泵保护连接”部中的“马达保护”压力，该马达保护压力通常比泵保护压力小很多并且足以保护一个或多个马达。例如，对于可强制脱离的马达(例如，上述的马达)，马达保护压力仅为足以使活塞在汽缸中保持在缩回位置的压力，即通常约为0.5巴的压力。在一实施例中，第一限制装置包括被校准到泵保护压力的第一校准阀，第二限制装置还包括被校准到马达保护压力的第二校准阀，所述第一校准阀和第二校准阀串联设置在旁通连接部上。在一实施例中，驱动装置包括具有动力输出口的内燃机，主泵和副泵被连续地联结到该动力输出口，亦即不需要任何离合器。
在阅读下面通过非限制性实例示出的实施例的详细描述时，可以很好地理解本发明，并且本发明的优点会显得更为清楚。参照附图进行描述，在附图中图IA是其上安装有本发明的系统的车辆的概略图；图IB是示出图IA的系统的变型的细部图，其中离合器设置在马达与泵之间；图2是示出图IA的系统的液压传动设备运行的各阶段的、作为时间的函数的时序图(timing diagram)；图3至图5是示出图IA的系统处于非辅助模式下的视图，其中图3是示出图IA的系统处于飞轮模式下并在活塞缩回的步骤中的视图；图4是示出图IA的系统在活塞伸出的步骤中的视图；和图5是示出图IA的系统处于非辅助模式下的视图；以及图6A和图6B是图IA的系统的致动阀的示意性轴向剖视图。
具体实施例方式图IA示出了其上安装有液压传动设备22的车辆10，该液压传动设备22是本发明的传动系统的一部分。车辆10是具有四个车轮的车辆，即两个后车轮12A和12B以及两个前车轮14A和 14B。该车辆的驱动主要由主传动装置16传送。所述主传动装置包括柴油发动机18 (在本发明中表示“驱动装置”)，柴油发动机18连接到后轮12A和12B，并在车辆的正常行进模式 (advance mode)下驱动所述车辆。另外，为了确保车辆即使在路况较差(斜坡路或下坡路、滑路面等)的情况下也能前进，该车辆还具有副传动装置20。所述副传动装置用于驱动在车辆处于正常行进模式时不是被驱动车轮(driven wheel)的两个车轮14A和14B。因此，通过副传动装置20，该车辆具有所有的四个车轮12A、12B、14A、14B均为被驱动车轮的辅助模式。副传动装置20联结到轴21，轴21是发动机18的动力输出部，副传动装置20从轴 21获取在启动副传动装置20时传递到车轮14A和14B的动力。副传动装置20由液压传动设备22构成，该液压传动设备22将一部分动力从发动机18传递到车轮14A和14B，并且还执行各种附加功能副传动装置的启动/停止、确保副传动装置的构件在停止模式期间的安全等。为了驱动车轮14A、14B，液压传动设备22首先包括两个加压流体源主泵M以及用于保持液压传动设备的各种副管道中的某最小流体压力的副泵25。主泵M是具有可变输送速度和旋转斜盘的双向泵。主泵M和副泵25均直接连接到发动机18的输出轴21，即不需要任何离合器。因此，可通过发动机18共同地驱动主泵和副泵，即可同时驱动这两个泵。主泵M用于将加压流体供给到两个液压马达^A J6B，这两个液压马达分别联结到两个车轮14A、14B中的相应一个上。为此，泵M具有两个分别连接到主泵M 的主孔24A、24B中的相应一个上的泵管道^AJ8B。所述主孔可被设置为与两个马达管道30、32中的相应一个管道连通。所述马达管道分别具有适于连接到泵管道的第一部分301、321以及分为两条分支302A、302B、322A、 322B的第二部分，所述分支302A、302B、322A、322B分别连接到马达26A和^B的供给附件和排出附件中的相应一个。
以本身公知的方式，马达为具有径向活塞的液压马达，各马达均包括在其中设置汽缸的汽缸座，汽缸包含活塞。活塞可被强制地脱离以处于缩回位置，在缩回位置中，活塞被缩回到汽缸中并且不传递任何转矩，或者活塞可被强制地接合以处于伸出位置 (deployed position)，在伸出位置中，活塞从汽缸(部分地)延伸并开始施压于波形凸轮， 该凸轮将它们的径向力转化为驱动转矩。这种马达例如是在序号为No. 2 504 987的法国专利中描述的马达。马达^A、26B分别具有联结到车轮14A和14B中的相应一个的输出轴。在辅助模式下，在该主泵于泵管道之间并由此于马达管道之间产生的压差的作用下，马达26A和26B 传递驱动转矩(或制动转矩)，该转矩使得这些马达能够驱动车轮14A和14B。在泵管道^A、28B与马达管道30、32之间插设致动阀34。所述致动阀具有四个 “上游”端口 A、B、C、D ；两个“下游”端口 E和F ；两个位置I和II ；以及两个液压控制腔室 34A和34B。在本文中，针对阀的端口所使用的术语“上游”和“下游”在一般情况下表示流体流动或者指令传输的最为常见的方向，而不排除其它的操作模式。端口 A和D连接到泵管道28A。端口 C连接到泵管道^B。端口 E和F连接到马达管道30和32。端口 B连接到压力控制阀36。致动阀34还具有趋于使致动阀保持在它的第一位置I的复位弹簧。在第一位置I中，端口 A封闭，端口 B连接到端口 E和端口 F，并且端口 C和端口 D 相互连接。在第二位置II中，端口 B和端口 D封闭，端口 A和端口 E相互连接，并且端口 C和端口 F相互连接(端口 A和端口 D保持相互连接并连接到泵管道28A)。因此，在第一位置I中，泵管道28A和28B相互连接(旁通位置)；随后泵的输送速度设为零。另外，马达管道相互连接，并且马达管道的压力是压力控制阀36以下述方式施加于马达管道的压力。相反地，在第二位置II中，马达管道连接到泵管道，并且马达管道将流体供给到马达26A和^B，以便所述马达驱动车轮14A和14B，这构成了液压传动设备的辅助模式。另外，各个马达26A和26B具有包含马达的汽缸座的壳体38A、38B。在该壳体中设有内部空间，该内部空间连接到用于壳体管道泄漏返回部的管道(附图标记40A和40B)，管道40A和40B以下面详细描述的方式连接到未加压的储存部(reservoir)。副泵25的输送孔连接到增压管道(boost duct) 41。增压管道41通过逆止阀或“止回”阀42A、42B连接到泵管道^AJ8B。这种连接可确保泵管道中的压力始终保持在增压(在泵25的输送孔处的压力)的水平。另外，管道41通过限压器44连接到处于大气压力的未加压的储存部46，限压器 44防止管道41中的任何过度升压。类似地，同样为了避免任何超压(过压)，泵管道^A、28B通过限压器48A、48B连接到管道41。“旁通”电磁阀50设置在增压管道上。所述电磁阀具有两个上游端口 A和B、两个下游端口 C和D以及两个位置I和II。端口 A连接到未加压的储存部52 (可与储存部46相同)。端口 B连接到增压管道41的一端。端口 C连接到“传输”管道M，这样设置的目的将在下面更详细地描述。端口 D连接到“旁通”管道56。旁通阀50还具有趋于使旁通阀保持在它的第一位置I的复位弹簧。在第一位置I中，端口 A与端口 C相互连接，并且端口 B与端口 D相互连接。
在第二位置II中，端口 A与端口 D相互连接，并且端口 B与端口 C相互连接。第一位置I是旁通阀50的默认位置(default position)，并且是对应于“非辅助” 模式(正常行进模式)的“停止”位置。在该第一位置中，来自增压泵的流体流向增压管道 56，并且传输管道M保持在零压力(在本文中，零压力表示大气压力)。旁通阀的第二位置II是对应于车辆的“辅助”模式的液压传动设备22的“启动” 模式。在该第二位置中，旁通阀将流体从增压泵引导向传输管道M，该传输管道M是该液压传动设备22的副管道。旁通管道56具有三个部分，即上游部分561、中间部分562以及下游部分563。上游部分561与中间部分562通过并联安装的限压器58和止回阀60相互连接。 止回阀安装在防止流体朝向中间部分562流动的方向上。限压器58由限压器的上游压力控制，并且限压器58可使限压器的上游部分561 保持被选择为等于10巴的最小压力。中间部分562与下游部分563通过校准阀(calibrated value)62相互连接。所述校准阀确保在中间部分中保持被选择为等于0. 5巴的最小压力。与旁通管道56关联的增压管道41形成“旁通”连接部64。因此，所述旁通连接部使副泵25的输送孔与未加压的储存部52相互连接。如上所述，增压管道41(通过阀42A、42B)连接到泵管道28A和^B。因此，在辅助模式下(阀50处于位置I)，在旁通连接部的上游部分(整合增压管道41和旁通管道的上游部分561)中由限压器58保持的10巴(更精确地，10. 5巴)的压力被施加于泵管道中；由此，对泵进行保护。这样，通过限压器58保持的压力为“泵保护” 压力，并且旁通联接/线路(bypass link)的上游部分为“泵保护”部分。旁通管道56的中间部分562经由管道66连接到壳体管道40A和40B。因此，壳体管道中的压力始终保持不超过0. 5巴(阀62的校准压力)。然而，以瞬变方式，压力可在所述中间部分562中增大到更大的程度，因为阀62能被移除(remove)的最大流速相对有限。 该特性以下面详细描述的方式被应用于线路中。致动阀34由第一先导阀(pilot valve，控制阀)68控制。所述第一先导阀是具有两个上游端口 A和B、两个下游端口 C和D以及两个位置I 和II的电磁阀。端口 A连接到传输管道M。可以理解的是，所述传输管道传递增压，第一先导阀 68可利用该增压控制致动阀。端口 B连接到移除管道(removal duct) 70，移除管道70自身被连接到未加压的储存部52。端口 C连接到阀34的液压腔室34B，液压腔室34B的压力增大将促使致动阀34移到它的第一位置(非辅助模式)；端口 D连接到阀34的另一腔室 34A，相反地，腔室34A的压力增大将促使阀34移到它的第二位置(辅助模式)。第一先导阀68还具有趋于使第一先导阀保持在其第一位置I的复位弹簧。在第一位置I中，端口 A与端口 C相互连接，并且端口 B与端口 D相互连接；而在第二位置II中，端口 A与端口 D相互连接，并且端口 B与端口 C相互连接。
由于第一先导阀68位于旁通阀50的下游，所以第一先导阀仅在旁通阀在第二位置II时并由此仅在传输管道M中呈增压时起作用。在这些状态下，阀68的动作可促使致动阀移到位置I或者移到位置II，这取决于先导阀自身是被置于位置I还是位置II。当第一先导阀68在位置I时，增压传递到腔室 34A，并且在腔室34B中保持零压力，从而致动阀34被置于位置I (非辅助模式)；反之亦然。该液压传动设备22还具有第二先导阀72，该第二先导阀72控制压力控制阀36。首先，液压阀36的配置如下所述。液压阀36具有两个上游端口 A和B、一个下游端口 C以及液压控制腔室361。阀36的端口 C连接到致动阀34的端口 B。 阀36具有两个位置I和II。在第一位置I中，端口 A与端口 C相互连接，并且端口 B封闭。在第二位置II中， 端口 B与端口 C相互连接，并且端口 A封闭。阀36还具有趋于使阀36保持在其第一位置I的复位弹簧。第二先导阀72是具有两个上游端口 A和B以及一个下游端口 C的电磁阀。端口 A和B分别连接到传输管道M和移除管道70。端口 C连接到压力控制阀36 的液压控制腔室361。第二先导阀72还具有趋于使第二先导阀保持在其第一位置I的复位弹簧。在其第一位置I中，第二先导阀72使端口 B与端口 C相互连接，端口 A保持封闭。 在第二位置II中，第二先导阀72使端口 A与端口 C相互连接，端口 B保持封闭。与第一先导阀相似，阀36和阀72仅在辅助阶段中(即，在该实施例中，旁通阀50 被置于位置II时)起作用。随后，在传输管道M(连接到第二先导阀72的端口 A)中呈增压，而在移除管道70 (连接到第二先导阀72的端口 B)中呈零压。在这些状态下，第二先导阀72使得增压或零压可施加于阀36的液压控制腔室 361，这取决于第二先导阀72是被置于它的第一位置还是被置于它的第二位置。如果第二先导阀72位于它的位置I，则腔室361中的压力阻止阀36处于它的第一位置I，或者如果第二先导阀72位于它的第二位置II，则腔室361中的压力阻止阀36处于它的第二位置。因此，这种配置使得可选择需要施加到致动阀34的端口 B的压力。当所述致动阀位于它的第一位置I时，端口 B中的压力被传递到马达管道30、32(相反地，当致动阀位于第二位置II时，端口 B封闭)。最后，液压传动设备22具有附加的加压流体源，即流体储存器(或储压器)74，流体储存器74的操作通过储存器阀76来调节，储存器阀76设置在将储存器74连接到液压传动设备的其余部分的储存器管道上。储存器阀76具有上游端口 A、两个下游端口 B和C以及液压控制腔室761。端口 A连接到储存器。端口 B经由管道66连接到旁通管道56的中间部分562。端口 C连接到传输管道M。储存器阀76可处于第一位置I和第二位置II，在第一位置I中，端口 A与端口 C 相互连接，并且端口 B封闭；在第二位置II中，端口 A与端口 B相互连接，并且端口 C封闭。储存器阀76具有趋于迫使储存器阀返回到它的位置I的复位弹簧。储存器阀76的控制腔室761连接到旁通管道56的上游部分561。由于这种连接如果旁通阀50位于位置I (非辅助模式)，增压(在该模式中，增压的值被设定为“泵保护”值)被施加于液压腔室761中，由此储存器阀被置于位置II，在位置II中，储存器连接到在保持0. 5巴压力(马达保护压力)下的、旁通连接部的中间部分。因此，储存器并未真正处于压力下，因而绝不会有危险。相反地，如果旁通阀50位于位置II (辅助模式)，零压被施加于液压腔室761中。 储存器阀被置于位置I，即储存器连接到传输管道M。由于旁通阀的端口 D与液压控制腔室761之间存在连接，储存器阀与旁通阀被联结在一起，并且旁通阀的位置会对储存器阀产生影响。液压传动设备22的操作如下所述。依据主要通过对各个阀上执行的启动或停止动作所表示的特定阶段，来利用该液压传动设备22，图2中示出了从非辅助模式到辅助模式的顺序，反之亦然。图3至图5中示出了在此顺序中的某些重要步骤。基于车辆的驾驶员发出的辅助启动请求(或辅助停止请求)，通过电子控制单元 (E⑶)5自动地控制各个步骤的顺序。图IA中具体地示出了 E⑶5，然而，图IA中未示出E⑶ 5与传动系统的控制元件之间的连接。如下所述，在驾驶员执行特定动作(例如，换挡或制动)时，所述ECU 5适于采取用于保护液压传动设备22的某种保护措施。另外，可实施与图IA所示的系统类似的本发明的另一实施例。在所述另一实施例中，除图IB中示出的细节以外，其传动系统与图IA中示出的系统完全相同。在所述另一实施例中，传动系统包括设置在发动机18与泵24、25之间的离合器7，E⑶5设置为使传动系统处于上述的“接合(clutched)”操作模式，即所述ECU使得可以启动或停止离合器。在接合模式中，在主泵被驱动但不进行输送时将泵保护压力施加于主泵的主孔的装置，以与图 IA的系统和/或图IB的系统相同的下述的方式连续地执行它们的功能。图2示出了作为时间的函数的、第一旁通阀50以及第一和第二先导阀21、23所处的位置，在这些曲线的下方具有示出了主泵M的汽缸容量D24的变化的曲线。沿横坐标划分时间，具体为，重要的时间t0至til。时序图示出了使用液压传动设备22的虚拟情况，在虚拟情况中从非辅助模式开始，在时间t0，车辆的驾驶员发出辅助启动指令。从时间t0至t4执行辅助准备第一阶段。辅助从时间t4起作用至时间t7。然而，图2中的情况提供有从时间t5至时间t6的瞬间辅助脱离阶段。最后，在时间t7，驾驶员发出辅助脱离请求，并且该液压辅助设备从t7至til由辅助模式转换到非辅助模式。非辅助模式(图3)在该模式中，旁通阀位于位置I，由增压泵25输送的流体流经旁通连接部64返回储存部52，由此沿循相对较短的线路，而不需要利用设备22的各个阀(除旁通阀50以外)。 储存器阀76位于第二位置II。通过旁通连接部的阀62使储存器排空。致动阀34、先导阀 68和72以及压力控制阀36位于位置I。在旁通连接部64的上游部分并且由此在泵管道中呈泵保护压力，从而可保护主泵对。所述主泵由发动机18驱动，但不进行输送。由于泵保护压力低(10巴)，所以副泵或增压泵25的动力消耗始终很小。壳体管道40A和40B连接到呈0. 5巴的压力的、旁通管道的中间部分562。该压力足以确保活塞在汽缸中保持在缩回位置(并且为实现此目的而被选择)。转换到辅助模式启动旁通阀
在时间t0，驾驶员发出使车辆传动处于辅助模式(S卩，启动副传动装置20)的辅助指令。在短暂间隔之后，在时间tl，E⑶启动旁通阀50并使旁通阀处于位置II。储存器阀76立即响应而从位置II移到位置I。由此，储存器经由增压管道并经由传输管道讨连接到增压泵。储存器被填充并且迅速达到由增压泵输送的压力。相反地，经由阀60并经由阀50，使得壳体管道40A、40B向储存部52排空。使泵同步并使活塞伸出(图4)储存器在时间t2是充满的。随后，在时间t3，E⑶通过使泵的汽缸容量逐渐增大到汽缸容量变稳定的目标值来引发主泵M同步。该目标值由ECU确定为，使得泵以等于车轮转速的转速来驱动马达26A和^B。时刻t3或者由ECU确定为在t2后的一设定时间段 (0. 5秒)之后，或者由压力开关上达到的压力来确定。随后，之前缩回到汽缸中的活塞在时间t4从它们的汽缸中伸出并处于工作位置， 即与凸轮接触。通过启动移到位置II的第二先导阀72来触发上述动作。因此，增压施加于气缸腔室361，由此促使压力控制阀36移到位置II。为此，施加于致动阀34的端口 B中并由此施加于马达管道30、32中的压力升高并达到增压。在该压力的作用下，由于壳体管道40A、40B相反地保持为零压，所以活塞从它们的汽缸伸出，由此使得马达的转子能够以与车轮相同的速度转动，泵的输送速度改变为所述速度。然而，在该阶段，马达不传递任何转矩。在活塞从汽缸伸出的同时，连接到旁通管道56的中间部分562的壳体管道40A、 40B使流体从马达的内部空间经由止回阀60朝向储存部52排出。有利地，在该阶段中，使储存器74与增压泵25同时被设置于线路中(put in line)以便输送流体并填充马达管道30和32。由此，储存器促进和加速马达管道的填充并使马达管道升压，从而能够使得马达^A、26B迅速地强制接合。启动辅助马达(图5)在使泵同步的步骤之后稍微经过一段时间或者如图2所示同时地，通过将第一先导阀68置于第二位置II来启动辅助马达。这致使致动阀34移到位置II，由此泵管道^A、 28B的各自的压力施加到马达管道30、32中。在这些管道之间的压差的作用下，致使马达 26A和26B操作，并且马达驱动变成为被驱动车轮的车轮14A和14B。随后，随着车辆速度的提高，泵的输送速度也逐渐提高。在辅助阶段中，储存器74连接到传输管道M并仍承受增压。暂时停止辅助如果在辅助阶段中必须执行例如制动或换挡(在马达^^、268上)，则在辅助阶段中该辅助设备22暂时停止工作。从时间t5至时间t6执行该动作(见图2)，在这段时间中第二先导阀68暂时被置于位置I (停止位置)。因此，在此期间，致动阀34也返回到位置I，由此使压力在多个马达管道之间平衡或抵消。随后，马达26A和26B暂时不再传递任何驱动转矩或任何制动转矩。返回至非辅助模式返回至非辅助模式以如下所述的方式进行在时刻t7，车辆的驾驶员将返回至非辅助模式的指令传送到ECU。为了使辅助压力减小到最小值(30巴)从而减小辅助马达中的各种振动，所述E⑶逐渐地减小主泵对的
输送速度。随后，在预定时间之后，通过致使第一先导阀68返回到位置I并由此致使致动阀 34移到位置I，使马达^A、26B停止工作。随后，泵的汽缸容量在短时间(从时间伪到时间t9)内保持恒定，然后泵的输送速度从时间t9到时间tlO继续减小，于是泵的输送速度
恢复到零。在该时间tlO，使第二先导阀72停止作用，其能够使马达管道中包含的流体朝向储存部52排出，并能够引起马达管道中的压力下降。随后，旁通阀50自身在时间til停止作用。然后该阀处于图3所示的位置。然而， 最初流体的流动与非辅助模式完全不同，尤其是因为储存器在最初处于压力(增压)下。由增压泵输送的流体再次被引向旁通管道56。另外，阀50停止作用致使储存器阀 76立即移到位置II。随后，储存器首先经由管道66与壳体管道40A、40B进行连通，其次经由校准阀62与储存部52进行连通。然而，能够穿过所述阀62的流体的流速是受限的。因此，当储存器74与管道66 进行连通时，储存器中包含的大部分流体朝向储存部52排出，然而，在储存器74与管道66 已相互连通之后的起始时刻，在这些管道中形成不可忽略的压力。这种压力经由壳体管道 40A、40B传递到马达的内部空间。因此，储存器的连通可加速活塞缩回到汽缸中。在这些操作结束时，车辆自身处于非辅助模式，车轮14A和14B可像在初始状态那样自由地转动。应该注意的是，还可以首先使旁通阀50停止作用，随后使第二先导阀72停止作用。选择这种顺序有利于快速缩回活塞。下面参照图6A和图6B描述阀34的配置。阀34具有阀体100，在阀体100中沿轴线X设有大体圆柱形的阀孔102。大体为圆柱段形状的滑块104可滑动地容置于该阀孔中。在该阀孔中还形成有六个周向凹槽Gl 至G6 ；滑块的外表面上形成有两个宽的周向凹槽Hl和H2。阀34具有四个上游端口 A、B、C、D，其中两个端口(A和D)实际上重叠，因为它们经由内部管道106相互连接。端口 A至D连接到凹槽Gl和G6 ；端口 B经由内部管道连接到凹槽G2 ；并且端口 C经由内部管道连接到凹槽G4。阀34具有两个下游端口 E和F。端口 E经由内部管道连接到凹槽G5，并且端口 F 经由内部管道连接到凹槽G3。滑块被设计为具有(占据)两个位置位置I和位置II。在位置I中，即在非辅助位置中(图6A)，滑块104被定位于凹槽Gl的同侧(而不是沿轴线X的凹槽G6的同侧)。在该位置中，凹槽Hl使凹槽Gl与G2相互连通，并且凹槽 H2使凹槽G3、G4以及G5相互连通。在位置II中，即在辅助模式中(图6B)，滑块104被定位于凹槽G6的同侧。在该位置中，凹槽Hl使凹槽G2与G3相互连通；凹槽H2使凹槽G5与G6相互连通。
权利要求
1.一种车辆(10)的液压传动系统，所述系统包括适于驱动车辆行进构件的非液压的主传动装置(16)、以及由液压传动设备0 构成的副传动装置(20)，所述液压传动设备 (22)包括用于将流体供给到至少一个液压马达06A，26B)的主泵04)； 用于使至少一个副管道内保持某最小流体压力的副泵05)；以及连接到所述副泵的输送孔的限压器G4)；所述主泵和所述副泵适合由驱动装置(18)共同驱动以便输送加压流体；并且所述至少一个马达用于驱动至少一个车辆行进构件(14Α，14Β)； 所述液压传动系统的特征在于，所述液压传动设备还包括 在所述副泵的输送孔与未加压的储存部(5 之间的“旁通”连接部(64)； 设置在所述旁通连接部上并适于使所述旁通连接部的泵保护部分(561)中保持泵保护压力的第一限制装置(58)，所述泵保护压力小于所述限压器的校准压力；以及用于在所述泵被驱动但未进行输送时将所述泵保护压力施加于所述主泵的主孔的装置 G1)。
2.根据权利要求1所述的液压传动系统，其中，所述主泵04)是回转泵，特别地所述主泵为具有旋转斜盘的泵。
3.根据权利要求1所述的液压传动系统，其中，所述第一限制装置设置为保持小于20 巴、并优选小于10巴的泵保护压力。
4.根据权利要求1所述的液压传动系统，其中，所述液压传动设备0 包括插设在所述旁通连接部上的旁通阀(50)，所述旁通阀具有第一位置(I)，在所述旁通阀的第一位置(I)中，所述旁通阀允许所述副泵0 通过所述旁通连接部进行输送；以及第二位置(II)，在所述旁通阀的第二位置中，所述旁通阀阻止流体流经所述旁通连接部，并允许流体流向所述至少一个副管道。
5.根据权利要求1所述的液压传动系统，其中，所述液压传动设备0 包括 连接到所述主泵的所述主孔04A，24B)的两个泵管道08A，28B)、和连接到所述至少一个马达的主孔的两个马达管道(30，32)；以及致动阀(34)，所述致动阀具有适于连接到所述两个泵管道的两个上游端口(Α，C)、以及适于连接到所述两个马达管道的两个下游端口(E，F)；所述致动阀具有第一位置(I)和第二位置(II)，在所述致动阀的第一位置(I)中，所述致动阀的两个上游端口相互连接，并且所述致动阀的两个下游端口相互连接；在所述致动阀的第二位置(II)中，所述致动阀的两个上游端口分别连接到所述致动阀的两个下游端
6.根据权利要求5所述的液压传动系统，其中，所述致动阀还包括适于连接到加压流体源的第三上游端口(B)；当所述致动阀(34)位于所述致动阀的第一位置(I)时，所述致动阀的第三上游端口连接到所述致动阀的两个下游端口，并由此适于连接到所述两个马达管道；当所述致动阀(34)位于所述致动阀的第二位置时，所述致动阀的第三上游端口封闭。
7.根据权利要求5所述的液压传动系统，其中，所述液压传动设备0 包括插设在所述旁通连接部上的旁通阀(50)，所述旁通阀(50)具有第一位置(I)，在所述旁通阀的第一位置中，所述旁通阀允许所述副泵0 通过所述旁通连接部进行输送；以及第二位置(II)，在所述旁通阀的第二位置中，所述旁通阀阻止流体流经所述旁通连接部，并允许流体流向所述至少一个副管道；并且其中，所述液压传动设备0 还包括第一先导阀(68)，所述第一先导阀具有连接到控制所述致动阀的位置的液压控制腔室的输出端口(C，D)、以及适于经由所述旁通阀(50) 连接到先导流体源的输入端口(A)，所述先导阀适于使所述先导流体源与所述控制腔室相互连通或者适于使所述先导流体源与所述控制腔室相互隔离。
8.根据权利要求1所述的液压传动系统，其中，所述至少一个马达具有用于将流体供给到所述马达的第一马达管道(30，32)；用于将流体排出所述马达的第二马达管道(30，32)，所述马达管道适于与汽缸连通，所述汽缸设置在汽缸座中并包括适于在所述汽缸中滑动的活塞；以及连接到设置在包含所述汽缸座的壳体(38A，38B)中的内部空间的壳体管道(40A， 40B)；所述至少一个马达适于采用工作配置和“飞轮”配置，在所述工作配置中，所述活塞能够在所述马达管道之间的流体压差的作用下产生驱动转矩或制动转矩；在所述“飞轮”配置中，所述活塞在所述汽缸中保持在缩回位置并且不产生任何转矩；所述液压传动设备还包括储存器(74)，所述储存器适于对两个马达管道进行供给，并适于对所述壳体管道进行供给，以使所述壳体管道处于压力下。
9.根据权利要求8所述的液压传动系统，其中，所述液压传动设备0 还包括储存器阀(76)，所述储存器阀具有连接到所述储存器的端口，并具有第一位置和第二位置，在所述储存器阀的第一位置中，所述储存器阀使所述储存器与填充流体源连接，在所述储存器阀的第二位置中，所述储存器阀使所述储存器与所述填充流体源隔离。
10.根据权利要求9所述的液压传动系统，其中，所述液压传动设备0 包括插设在所述旁通连接部上的旁通阀(50)，所述旁通阀(50)具有第一位置(I)，在所述旁通阀的第一位置中，所述旁通阀允许所述副泵0 通过所述旁通连接部进行输送；以及第二位置(II)，在所述旁通阀的第二位置中，所述旁通阀阻止流体流经所述旁通连接部，并允许流体流向所述至少一个副管道；并且其中，所述储存器阀(76)具有连接到所述旁通阀(50)的端口(D)的、使得能通过所述旁通阀控制所述储存器阀的液压控制腔室(761)。
11.根据权利要求8所述的液压传动系统，其中，所述主泵(24)和所述副泵0 中的一者适于在所述储存器连接到所述马达管道以使所述马达管道处于压力下时连接到所述储存器。
12.根据权利要求1所述的液压传动系统，其中，所述液压传动设备0 还包括第二限制装置(62)，所述第二限制装置设置在所述旁通连接部(64)上，并适于使所述旁通连接部的马达保护部分中保持小于所述泵保护压力的马达保护压力；并且其中，所述至少一个马达具有设置于包含所述汽缸座的壳体中的内部空间，所述马达保护部分能够连接到所述内部空间。
13.根据权利要求12所述的液压传动系统，其中，所述第一限制装置包括被校准至所述泵保护压力的第一校准阀(58)，并且所述第二限制装置还包括被校准至所述马达保护压力的第二校准阀(62)，所述第一校准阀和所述第二校准阀串联设置在所述旁通连接部 (64)上。
14.根据前述权利要求1至13中任一项所述的液压传动系统，所述液压传动系统的驱动装置包括具有动力输出口的内燃机(18)，所述主泵04)和所述副泵0 被连续地联结到所述动力输出口，即不需要任何离合器。
15.根据前述权利要求1至13中任一项所述的液压传动系统，还包括离合器，所述离合器插设在所述驱动装置(18)与所述主泵和副泵之间；以及控制装置，所述控制装置适于通过启动所述离合器使所述系统处于“接合”模式；在所述接合模式期间，用于在所述主泵被驱动但未进行输送时将泵保护压力施加于所述主泵的主孔的装置连续地执行它们的功能。
全文摘要
一种车辆(10)的液压传动系统(22)，该系统包括用于将流体供给到至少一个液压马达(26A，26B)以驱动车辆行进构件(14A，14B)的主泵(24)；副泵(25)，所述主泵和副泵适合由驱动装置(18)共同驱动；以及在副泵的输送孔与未加压的储存部(52)之间的“旁通”连接部(64)。设置在所述旁通连接部上的第一限制装置(58)使旁通连接部的泵保护部分保持泵保护压力；在主泵被驱动但未进行输送时，将泵保护压力施加于主泵的主孔，从而确保主泵受到保护。
文档编号F16H39/02GK102162514SQ201110043130
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月18日
发明者安德烈·普里让, 本杰明·巴森, 菲利普·吕西安娜, 让·赫伦 申请人:波克兰液压工业设备公司