高速静液压传动系统的制作方法

本发明属铁路工程机械技术领域，具体涉及一种高速静液压传动系统。

背景技术：

目前铁路工程机械的传动型式有机械传动、液力传动、电传动和静液压传动。机械传动多用于功率级别较低的车型，存在操作舒适性差、结构复杂、车辆布局受限等缺点。液力传动较机械传动能实现较大功率传递，虽然可无级调速且操作舒适性好，但也存在结构复杂、车辆布局受限等问题。电传动驱动功率范围宽、可无级调速、操作舒适性好、车辆布局限制性小，但其结构也相对复杂。静液压传动具备前三种传动形式的优点，同时低速运行平稳，可实现精确控制。目前铁路工程机械大多采用液力传动作为主传动方案，采用静液压传动作为作业低恒速辅助传动方案，而这种方案相对比较复杂，为适应车辆运行要求，有必要开发一种既适用于作业低恒速运行又适用于高速运行的静液压传动系统。因此提出改进。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题：提供一种用高速静液压传动系统，本发明采用静液压传动技术即通过液压泵和液压马达的能量转化，并结合行车控制系统的控制，既可实现铁路工程机械在作业工况下低恒速运行，也可实现铁路工程机械运行工况的高速运行，同等功率级别下，静液压传动系统体积和质量更小、调速范围更广、安装布局更加灵活、操作舒适性更好。

本发明采用的技术方案：高速静液压传动系统，包括输入端与由发动机驱动的分动箱输出口连接的液压泵、输出端与车轴上的车轴齿轮箱输入端连接而驱动车轴转动的液压马达、行车控制系统，所述液压泵和液压马达通过液压管路连接构成一个闭式静液压系统，所述行车控制系统分别与液压泵和液压马达连接而控制其排量实现车辆无极调速。

其中，所述液压泵和液压马达可根据驱动轴的数量对应设有多个，所述多个液压泵之间相互并联连接，所述多个液压马达相互并联连接。

进一步地，所述液压泵和液压马达上均设有进油管、出油管和泄油管，其中，所述进油管和出油管为高压油管，所述进油管和出油管上均设有阀装置，所述泄油管为低压油管。

进一步地，所述阀装置可采用高压球阀、液压电磁球阀或螺纹插装阀。

进一步地，所述液压泵采用电比例斜盘式轴向柱塞变量泵，所述液压泵上集成设有与行车控制系统电连接的液压泵变量控制模块和与车辆上液压油箱连通的补油泵。

进一步地，所述液压马达采用电比例斜轴式柱塞变量马达，所述液压马达上集成设有与行车控制系统电连接的液压马达变量控制模块和防止液压马达吸空和过载的交叉溢流阀。

进一步地，所述行车控制系统包括行车控制器、行走控制手柄、行车显示器、压力传感器、油温传感器、车速传感器，所述行车控制器与行走控制手柄电连接并接受其发来的行车指令信号，所述行车控制器又分别与液压泵上的液压泵变量控制模块和液压马达上的液压马达变量控制模块电连接并将行车指令信号转换输出给液压泵变量控制模块和液压马达变量控制模块实现车辆行走控制，所述压力传感器、油温传感器、车速传感器均与行车控制器电连接并将采集的液压系统压力、液压油温度和车轮转速行车状态信号输入给行车控制器，所述行车控制器与行车显示器电连接并将接受的行车状态信号输送至行车显示器进行实时显示进而通过行车显示器对行车参数进行调整。

进一步地，所述液压马达与车轴齿轮箱之间设于脱开装置。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案采用静液压传动技术即通过液压泵和液压马达的能量转化，并结合行车控制系统的控制，既可实现铁路工程机械在作业工况下低恒速运行，可达到5km/h以下，也可实现铁路工程机械运行工况的高速运行，最高运行速度可达100km/h，同等功率级别下，静液压传动系统的体积和质量更小、调速范围更广、安装布局更加灵活、操作舒适性更好；

2、本方案中液压泵和液压马达形成的闭式静液压系统的传动的快速动态特性和结构特点使系统操作简便、精准、灵活更人性化，车辆的前进、后退、加速和制动等行车操纵可集于一杆完成；

3、本方案中静液压传动与机械传动、液力机械和液力传动相比，去掉了变速箱，简化了系统结构，使车辆布局更加简单灵活方便；

4、本方案中闭式静液压传动系统输出扭矩范围很大，输出速度取决于液压泵的流量而与负载无关，能实现铁路工程机械运行速度和扭矩的精确控制；并且静液压传动系统可将发动机转速定在一个比较经济的数值上不变，由液压泵和液压马达的变量实现系统输出转速和扭矩的调节，传动效率比较高。

附图说明

图1为本发明的系统原理图；

图2为本发明中液压泵的图形符号图；

图3为本发明中液压马达的图形符号图；

图4为本发明中液压泵的安装主视图；

图5为本发明中液压泵的安装左视图；

图6为本发明中液压马达的安装主视图；

图7为本发明中液压马达的安装左视图；

图8为本发明的行走控制装置框图。

具体实施方式

下面结合附图1-8描述本发明的实施例。

高速静液压传动系统，如图2和3所示，包括输入端与由发动机驱动的分动箱7输出口连接的液压泵1、输出端与车轴10上的车轴齿轮箱8输入端连接而驱动车轴10转动的液压马达5、行车控制系统12。其中，所述液压泵1和液压马达5可根据驱动轴的数量对应设有多个。

本实施例中以采用两个液压泵1、两个液压马达5为例进行说明。所述两个液压泵1轴端分别与分动箱7的输出口连接，如图4和5所示，分动箱7的输入端与固定于车架上的发动机输出端连接；两个液压马达5输出端对应的与固定于车轴10上的车轴齿轮箱8输入口连接，如图6和7所示，车轴齿轮箱8输出端与车轴10相连接，液压马达5与车轴齿轮箱8之间设于脱开装置9，其作用是车轴齿轮箱8与液压马达5之间的动力结合与脱开。如图1所示，所述两个液压泵1之间相互并联连接，所述两个液压马达5相互并联连接，所述两个液压泵1和两个液压马达5通过液压管路连接构成一个闭式静液压系统。所述液压泵1和液压马达5上均设有进油管、出油管和泄油管，其中，所述进油管和出油管为高压油管，所述泄油管为低压油管。在液压泵1和液压马达5的进油管和出油管上均设有阀装置11，优选的，所述阀装置11可采用高压球阀、液压电磁球阀或螺纹插装阀，当其中一个液压泵1或一个液压马达5故障时，通过操作改泵或通过液压马达5的进、出油管上设置的高压球阀11切断其油路，系统仍可继续工作。

本发明的动力转换：分动箱7将发动机输出的动力传递给两个液压泵1，液压泵1将发动机传递来的机械能转化为液压能，同时液压泵1将发动机传来的动力通过液压管路传递给分别安装于两个车轴齿轮箱8输入口的两个液压马达5，驱动液压马达5旋转，液压马达5转动时将液压能转化为机械能驱动车轴齿轮箱8，通过车轴齿轮箱8降低转速、增大扭矩输出驱动车轮转动实现车辆行走。液压泵1将发动机传递来的机械能转化为液压能，而液压马达5又将液压能转化为机械能，通过这一能量转化过程可实现发动机输出转速和扭矩的精确无级调节。

优选的，所述液压泵1采用电比例斜盘式轴向柱塞变量泵，所述液压泵1上集成设有与行车控制系统12电连接的液压泵变量控制模块3和与车辆上液压油箱19连通的补油泵2，可实现柱塞变量泵的正反向无级变量。液压泵变量控制模块3接行车控制系统12发来的指令控制液压泵变量机构变量实现液压泵输出流量的无级变化；补油泵2从液压油箱19吸油供给液压泵1进油路，补充液压泵1和液压马达5壳体泄掉的液压油，补油泵2供给的液压油为液压油箱19中的冷油，置换出的是回路中的热油，可达到液压系统散热的目的。

优选的，所述液压马达5采用电比例斜轴式柱塞变量马达，所述液压马达5上集成设有与行车控制系统12电连接的液压马达变量控制模块4和防止液压马达5吸空和过载的交叉溢流阀6，液压马达变量控制模块4接受行车控制系统12发来的指令，可实现液压马达5无级变量，交叉溢流阀6的作用是防止液压马达5吸空和过载。

本发明通过行车控制系统12实现车辆的无极调速，所述行车控制系统12分别与液压泵1和液压马达5连接而控制其排量实现车辆无极调速。具体的，如图8所示，所述行车控制系统12包括行车控制器15、行走控制手柄13、行车显示器18、压力传感器14、油温传感器16、车速传感器17。其中，行车控制器15是车辆行走的控制中心，所述行车控制器15与行走控制手柄13电连接并接受其发来的前进、后退、加速和制动等行车指令信号，所述行车控制器15又分别与液压泵1上的液压泵变量控制模块3和液压马达5上的液压马达变量控制模块4电连接，行车控制器15将接受的行走控制手柄13的行车指令信号转换输出给液压泵变量控制模块3和液压马达变量控制模块4实现车辆行走控制。所述压力传感器14、油温传感器16、车速传感器17、行车显示器18均与行车控制器15电连接，压力传感器14、油温传感器16、车速传感器17用于采集车辆运行过程的液压系统压力、液压油温度和车轮转速信号，这些传感器采集的行车状态信号输入给行走控制器15，通过行走控制器15的处理输出给行走显示器18，进行实时显示。并可通过行走显示器18的触屏功能对行车参数进行修改，修改后的参数可输出给行走控制器15。行走显示器18亦具有故障显示功能，通过翻阅行走显示器18上的故障显示查找故障，可对车辆故障进行初步判断并处理。行走控制器15具有读写功能，通过外部连接接口可连接外部计算机写入和下降行车控制程序。

本发明采用静液压传动技术，既可实现铁路工程机械在作业工况下低恒速运行，可达到5km/h以下，也可实现铁路工程机械运行工况的高速运行，最高运行速度可达100km/h，同等功率级别下，静液压传动系统的体积和质量更小、调速范围更广、安装布局更加灵活、操作舒适性更好；并且本发明中静液压系统传动的快速动态特性和结构特点使系统操作简便、精准、灵活更人性化，车辆的前进、后退、加速和制动等行车操纵可集于一杆完成，其他传动方式相比，去掉了变速箱，简化了系统结构，使车辆布局更加简单灵活方便。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。