工程车辆及其驻车制动液压系统的制作方法

本实用新型涉及液压技术领域，更具体地，涉及一种工程车辆及其驻车制动液压系统。

背景技术：

工程车辆例如装载机上设置有刹车自动断挡功能，图1即示出了已知技术中的工程车辆的变速箱离合器和行车制动联合控制液压系统的原理图，其中变速箱离合器也可称为方向离合器，用于使发动机的输出轴和变速箱的输入轴接合或者分离，图1中的变速箱离合器F、R为液压型方向离合器，F代表使车辆前行的前进离合器，R代表使车辆后退的后退离合器。在一些车辆中还会配置有图1中的液压型速度离合器A和B，速度离合器A和B用于提供不同的速度档位并以择一的方式与前进离合器F和后退离合器R中的一个同时工作，以使车辆能够以A档或B档的速度前进或后退。

应用有图1所示的液压系统的工程车辆在正常行驶过程中，液压系统的油液经泵91加压后通过压力油路P’进入多路阀92，多路阀92处于图示阀位时，一部分压力油经过多路阀92内的通路进入速度离合器A的液压缸内(此时速度离合器B的液压缸通过多路阀92内的通路与回油油路T’相通)，另一部分压力油经过多路阀92内的通路进入到气动断档阀93，气动断档阀93与行车制动系统的气动刹车阀(图中未示出)联动，气动刹车阀来气时，气动断档阀93处于图示的阀位，上述的另一部分压力油通过气动断档阀93内的通路进入到前进离合器F的液压缸内(此时后退离合器R的液压缸通过气动断档阀93、多路阀92内的通路与回油油路T’相通)，从而使工程车辆以A档速度前进。

上述的工程车辆在行驶过程中，如果使用行车制动器(俗称脚刹)制动车辆时，气动刹车阀断气，与气动刹车阀相关的气动断档阀93处的气压会低于设定值，在气动断档阀93内的弹簧作用下，气动断档阀93切换阀位以截断方向离合器的压力油，此时各方向离合器的液压缸分别通过气动断档阀93内的通路与回油油路T”相通，各方向离合器断档使发动机与变速箱相分离，此时工程车辆在行车制动系统的作用下能够尽快停驶，当车辆停驶后，手动操作机械式驻车制动器(俗称手刹)，防止车辆移动。当再次启动工程车辆时，松开手刹，通过刹车阀来气使气动断档阀93再次切换到正常工作位置，以使压力油能够进入方向离合器的液压缸内。

因为离合器液压缸充油时间有延迟，为防止坡上遛车，目前的工程车辆多数设置了坡上模式，工程车辆启用坡上模式时，刹车时不断挡，也即，车辆处于坡上模式时，即使使用行车制动器制动车辆，气动刹车阀也不断气，方向离合器不断档。因坡上模式不断挡导致换挡时间短、换挡效率高，驾驶员在非坡道上也喜欢在坡上模式下作业，造成行车制动时离合器和刹车互相较力，导致离合器片和刹车片易高温烧结磨损，极大地影响了离合器和刹车的使用寿命。

因此，对于本领域技术人员而言，亟需提供一种既能有效防止溜车又不会使离合器和刹车互相较力致使离合器片和刹车片高温烧结磨损的刹车系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题中的至少一个问题。

本实用新型的一个方面，提供了一种工程车辆的驻车制动液压系统，工程车辆具有液压型方向离合器和用于输出动力的变速箱，变速箱具有动力输出轴，包括：用于制动动力输出轴的液压型盘式制动器，盘式制动器安装至工程车辆上；用于检测方向离合器的液压缸内的压力的压力传感器，压力传感器安装至方向离合器上；用于检测动力输出轴的转速的速度传感器，速度传感器安装至变速箱上；制动控制阀，与盘式制动器的制动缸连接的油路通过制动控制阀选择性地与压力油路或回油油路连通，以使盘式制动器锁紧或松开动力输出轴；控制器，与压力传感器、速度传感器和制动控制阀信号连接；控制器根据压力传感器所检测的压力信号和/或速度传感器所检测的转速信号控制制动控制阀的阀位。

进一步地，压力油路与变速箱的液压传动系统的液压源连通。

进一步地，制动控制阀为两位三通电磁换向阀。

进一步地，盘式制动器为常闭式盘式制动器。

进一步地，方向离合器包括设置于工程车辆内的前进离合器和后退离合器；压力传感器包括安装至前进离合器上的前进压力传感器，和安装至后退离合器上的后退压力传感器。

进一步地，该驻车制动液压系统还包括：液压蓄能器，设置在压力油路上并位于制动控制阀的上游。

进一步地，当压力传感器检测到压力小于压力预设值且速度传感器检测到转速小于转速预设值时，控制器控制制动控制阀处于第一阀位，使盘式制动器的制动缸通过油路与压力油路和回油油路中的一者连通，盘式制动器锁紧动力输出轴；当压力传感器检测到压力不小于压力预设值，或者速度传感器检测到转速不小于转速预设值时，控制器控制制动控制阀处于第二阀位，使盘式制动器的制动缸通过油路与压力油路和回油油路中的另一者连通，盘式制动器松开动力输出轴。

本实用新型提供的工程车辆的驻车制动液压系统应用到工程车辆时，车辆即使在坡上行驶，通过使驻车制动液压系统协助工程车辆的变速箱离合器和行车制动联合控制液压系统作业，车辆不用选择坡上模式，通过正常使用车辆的断档刹车功能，即可以有效避免车辆在坡上溜车，从而提供了一种既能有效防止溜车，又不会使离合器和刹车互相较力致使离合器片和刹车片高温烧结磨损的刹车系统。

本实用新型的另一个方面，还提供了一种工程车辆，该工程车辆设置有上述的工程车辆的驻车制动液压系统。

进一步地，工程车辆还具有至少两个液压型速度离合器。

进一步地，工程车辆为装载机。

附图说明

下文将参考附图进一步描述本实用新型的实施例，在附图中：

图1示出了现有技术的工程车辆的变速箱离合器和行车制动联合控制液压系统的原理图；

图2示出了本实用新型实施例提供的工程车辆的驻车制动液压系统中盘式制动器、制动控制阀和蓄能器的液压原理图；

图3示出了本实用新型实施例提供的工程车辆的驻车制动液压系统中各传感器、控制器和制动控制阀的控制原理图；

图4示出了本实用新型实施例提供的工程车辆的驻车制动液压系统与变速箱离合器和行车制动联合控制液压系统的原理图。

具体实施方式

图2和图3示出了本实用新型优选实施例提供的工程车辆的驻车制动液压系统(以下简称驻车制动液压系统)的原理图。图4示出该驻车制动液压系统与工程车辆的变速箱离合器和行车制动联合控制液压系统的原理图。

工程车辆内设置有液压型方向离合器和用于输出动力的变速箱(图中未示出)，根据已知技术可知，方向离合器也可称为变速箱离合器，用于使车辆发动机的输出轴和变速箱的动力输入轴接合或者分离。方向离合器包括前进离合器和后退离合器，图4中的F代表使车辆前行的前进离合器F，R代表使车辆后退的后退离合器R。当前进离合器F和后退离合器R中的一个处于接合状态时，发动机输出的动力通过变速箱的动力输出轴最终传递给车轮。在一些车辆中还会配置有至少两个液压型速度离合器，本实施例中的液压型速度离合器为两个，分别是速度离合器A和速度离合器B，速度离合器A和B用于提供不同的速度档位并以择一的方式与前进离合器F和后退离合器R中的一个同时工作，以使车辆能够以A档或B档的速度前进或后退。

结合参考图2至图4，本实施例提供的驻车制动液压系统至少包括：液压型盘式制动器1，压力传感器41，速度传感器42，制动控制阀2和控制器3。

驻车制动器采用液压型盘式制动器1，该盘式制动器1可以由液压系统自动控制，可以取代目前的工程车辆中所采用的手动控制机械式驻车制动器。盘式制动器1安装至工程车辆内的合适位置并用于制动变速箱的动力输出轴，通过锁紧变速箱的动力输出轴实现对整车的驻车制动，通过松开变速箱的动力输出轴以解除对整车的驻车制动。本领域技术人员结合已知技术可知，盘式制动器1通常具有制动缸、制动活塞、摩擦块、制动盘、复位弹簧等结构，摩擦块固定在制动活塞上，可以理解，制动盘可以和动力输出轴同轴连接，制动活塞的移动由复位弹簧推动或者由制动缸内进入的压力油推动，进而，当制动活塞带动摩擦块移动至抵靠在制动盘上时，盘式制动器1锁紧动力输出轴；当制动活塞带动摩擦块与制动盘分离时，盘式制动器1松开动力输出轴。

压力传感器41用于检测方向离合器的液压缸内的压力，压力传感器41安装至方向离合器上。压力传感器41可以将检测到的压力信号发送给控制器3。可以理解，压力传感器41可以仅在前进离合器F和后退离合器R中的一个上设置，以检测前进离合器F和后退离合器R中一个方向离合器的液压缸内的压力。优选地，本实施例中，压力传感器41可以包括安装至前进离合器F上的前进压力传感器411，以检测前进离合器F的液压缸内的压力，压力传感器41还包括安装至后退离合器R上的后退压力传感器412，以检测后退离合器R的液压缸内的压力。各压力传感器的具体安装位置可以根据需要以及压力传感器的类型设定，在此不再赘述。

速度传感器42安装至变速箱上，用于检测变速箱的动力输出轴的转速。速度传感器42可以将检测到的动力输出轴的转速信号发送给控制器3。速度传感器42的具体安装位置可以根据需要以及速度传感器的类型设定，在此不再赘述。

与盘式制动器1的制动缸连接的油路11通过制动控制阀2选择性地与压力油路P或回油油路T连通，也即，通过切换制动控制阀2的阀位，可以使油路11与压力油路P和回油油路T中的一者连通。当油路11与压力油路P连通时，此时压力油注入到盘式制动器1的制动缸内，促使制动活塞克服复位弹簧作用力移动；当油路11与回油油路T连通时，此时盘式制动器1的制动活塞在复位弹簧作用下回位，推动制动缸内的油液通过油路11、回油油路T回到油箱内，从而实现盘式制动器1锁紧或松开动力输出轴。

控制器3与压力传感器41、速度传感器42和制动控制阀2信号连接。控制器3根据压力传感器41所检测的压力信号和/或速度传感器42所检测的转速信号控制制动控制阀2的阀位。

具体地，可以设定方向离合器液压缸的压力下限值(即压力预设值)P0，当方向离合器液压缸内的压力P1小于P0时，认为接合中的方向离合器需要断档；设定变速器动力输出轴的转速下限值(即转速预设值)N0，当变速器动力输出轴的转速N1小于N0时，认为车停需要驻车。进而，当压力传感器41检测到压力P1小于P0，且速度传感器42检测到转速N1小于N0时，控制器3控制制动控制阀2切换到第一阀位，使盘式制动器1的制动缸通过油路11与压力油路P和回油油路T中的一者连通，制动活塞带动摩擦块抵靠在制动盘上，盘式制动器1锁紧变速箱的动力输出轴，实现驻车制动。可以理解，当车辆正常行驶时，方向离合器F和R中的一者压力不小于N0，另一者的压力小于N0。当方向离合器F和R二者的压力均小于N0且变速箱动力输出轴的转速小于N0时，盘式制动器1自动驻停车辆。

当上述条件不满足时，盘式制动器1则自动解除对车辆的驻停。具体地，当压力传感器41检测到压力P1不小于(大于或等于)P0，或者速度传感器42检测到转速N1不小于(大于或等于)N0时，控制器3控制制动控制阀2切换到或维持在第二阀位，使盘式制动器1的制动缸通过油路11与压力油路P和回油油路T中的另一者连通，制动活塞带动摩擦块与制动盘相分离，盘式制动器1松开变速箱的动力输出轴，解除对车辆的驻车制动，车辆可以行驶。需要说明的是，P0和N0的具体数值可以根据实验确定，不同规格及车型所对应的P0和N0可以不相同。

下面结合图4对设置有该驻车制动液压系统的工程车辆的行驶和驻车过程进行说明。在车辆行驶过程中，当使用行车制动器刹车或车辆断电时，与行车制动器关联的气动刹车阀93断气并切换阀位，使各方向离合器的液压缸与回油油路T”和T’相通，刹车过程中变速箱动力输出轴的转速也同步降低，当压力P1小于P0且转速N1小于N0时，此时方向离合器已断档并已停车需要驻车，控制器3向自动控制阀2发出指令以使自动控制阀2切换到第一阀位，使得盘式制动器1自动驻停车辆。此时由于方向离合器已断档，不会造成行车制动器与方向离合器互相较力，避免了离合器片和刹车片的高温烧结磨损。

需要启动车辆时，启动刹车阀93来气并切换阀位，使一个方向离合器的液压缸与压力油路P’相通，当该一个方向离合器的压力P1不小于P0(此时认为该方向离合器已经处于接合位置)，控制器3向自动控制阀2发出指令以使自动控制阀2切换到第二阀位，使得盘式制动器1解除对车辆的驻停，从而防止了溜车。另外，在车辆行驶过程中的方向离合器换档期间，各方向离合器的压力P1可能均小于P0，但动力输出轴的转速N1不小于N0，控制器3向自动控制阀2发出指令，使自动控制阀2维持在第二阀位，使盘式制动器1仍解除对车辆的驻停，以避免车辆发生不期望的驻停。

优选地，盘式制动器1可以为常闭式盘式制动器，也即，盘式制动器1的制动缸与回油油路T连通时，制动活塞带动摩擦块在复位弹簧的作用下抵靠在制动盘上，盘式制动器1锁紧变速箱动力输出轴，整车驻停；制动缸与压力油路P连通时，制动活塞带动摩擦块在压力油的作用下克服复位弹簧作用力离开制动盘，盘式制动器1松开变速箱动力输出轴，解除驻车制动。

优选地，制动控制阀2可以为两位三通电磁换向阀，当制动控制阀2处于一种阀位时(如图2所示的阀位)，油路11与压力油路P连通；当制动控制阀处于另一种阀位时，油路11与回油油路T连通。优选地，制动控制阀2为常闭式电磁换向阀，当盘式制动器1为常闭式盘式制动器时，在不通电的状态下，油路11与回油油路T连通，盘式制动器1自动驻停车辆。

优选地，压力油路P可以与变速箱的液压传动系统的液压源连通，使得盘式制动器1的制动缸可以由距离近的变速箱液压传动系统供应压力油液，进一步保证响应速度，避免溜车。另外，还可以在驻车制动液压系统中设置充油式液压蓄能器5、油顶油增压器等来满足驻车充放油的速度和压力要求。如图所示，液压蓄能器5可以设置在压力油路P上并位于制动控制阀2的上游。

本实用新型实施例还提供了一种工程车辆，该工程车辆设置有上述的工程车辆的驻车制动液压系统。该工程车辆例如为装载机，本领域的技术人员可以理解，可以应用该驻车制动液压系统的工程车辆不限于装载机。

工业实用性

应用有本实用新型实施例提供的驻车制动液压系统的车辆即使在坡上行驶，通过使驻车制动液压系统协助工程车辆的变速箱离合器和行车制动联合控制液压系统作业，车辆不用选择坡上模式，通过正常使用车辆的断档刹车功能即可以有效避免车辆在坡上溜车，避免了使用坡上模式所存在的问题，从而提供了一种既能有效防止溜车又不会使离合器和刹车互相较力致使离合器片和刹车片高温烧结磨损的刹车系统。可以理解，具有该驻车制动液压系统的工程车辆进一步地可以取消坡上模式，以简化整车结构和成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对本领域的技术人员而言，可以在不偏离本实用新型的范围的情况下对本实用新型的装置做出多种改良和变型。本领域的技术人员通过考虑本说明书中公开的内容也可得到其它实施例。本说明书和示例仅应被视为示例性的，本实用新型的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。