一种液压控制系统、换挡机构及工程机械技术方案

本申请涉及液压技术领域，具体提供了一种液压控制系统、换挡机构及工程机械。该液压控制系统包括液压泵、活塞缸以及带动液压泵运行的电机；液压泵的出油口通过第一管路与活塞缸的进油口相连，通过第二管路与油箱的回油口相连，第二管路的进油端与第一管路相连通，并设置有节流孔，使得控制器调节电机的转速而改变活塞缸的输出压力，并能使在各时刻所输出的压力值的连线呈平滑的曲线。本申请所提供的以简洁结构实现柔顺输出控制的液压控制系统，不设置阀组，仅通过电机转速来调控输出压力，但仍然保证了输出压力变化的平稳顺滑性，以简便结构和简便操作实现复杂结构所能达到的精细柔顺控制，解决现有技术中液压系统结构复杂，故障率较高的问题。障率较高的问题。障率较高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种液压控制系统、换挡机构及工程机械


[0001]本申请涉及液压
，具体涉及一种液压控制系统、换挡机构及工程机械。

技术介绍

[0002]在工程机械上，通常通过液压系统对压力或速度进行调控，例如变速器上，通过液压系统控制挡位变化。这些液压系统中，基本都通过阀组对管路中的流量进行调节而进行输出功率的调控，管路多，部件多，结构复杂，且各部件之间配合精度的要求高，成本高；同时，阀组对油液和环境的清洁度要求极高，易出现因杂质而导致运行不稳定的现象，故障率高。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请致力于提供一种以简洁的结构实现柔顺输出控制的液压控制系统，不设置阀组，但仍然保证了输出压力变化的平稳顺滑性，以简便结构和简便操作实现复杂结构所能达到的精细柔顺控制，解决现有技术中液压系统结构复杂，故障率较高的问题。
[0004]本申请一方面提供了一种液压控制系统，包括液压泵、活塞缸以及带动所述液压泵运行的电机；所述液压泵的出油口通过第一管路与所述活塞缸的进油口相连，通过第二管路与油箱的回油口相连，所述第二管路的进油端与所述第一管路相连通，并设置有节流孔，使得控制器调节所述电机的转速而改变所述活塞缸的输出压力，并能使在各时刻所输出的压力值的连线呈平滑的曲线。
[0005]在一种可能的实施方式中，所述控制器通过控制所述电机的转速值和所述节流孔的孔径值的配合关系，来调节所述活塞缸输出的压力值。
[0006]在一种可能的实施方式中，所述活塞缸输出的压力值根据中间值的平方值获得，所述中间值根据所述第二管路的流量和所述节流孔截面面积的比值获得，所述第二管路的流量根据所述液压泵的总流量和两个管路压差的比例获得，所述液压泵的总流量根据所述电机的转速值获得。
[0007]在一种可能的实施方式中，所述液压泵的输出流量Q1与所述电机的转速n的关系为Q1=n
×
displ；所述第二管路的流量Q2与所述节流孔前端压力之间的关系为:Q2=Cq
×
A
×
sqrt（(P1
‑
P2)*2/ρ）；其中，displ为所述液压泵的排量，Cq为所述节流孔的系数；A为所述节流孔的截面面积；P1为所述节流孔前端的油路压力，P2为所述节流孔后端的压力，ρ为油液密度。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述第一管路上设置有蓄能器和用于检测管路压力的压力传感器。
[0009]在一种可能的实施方式中，所述第二管路上还设置有位于所述节流孔出口端的过滤部件，并设置有与所述过滤部件并联设置的单向阀，所述单向阀的进油口与所述节流孔的出口相连、出油口与所述油箱相连。
[0010]本申请另一方面提供了一种换挡机构，包括驱动装置、离合器、传动组件和挡位调
节系统，所述挡位调节系统为如上任一项所述的液压控制系统，所述活塞缸的活塞和所述离合器相连。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述离合器为多片式离合器，所述液压控制系统的活塞缸的活塞用于挤压所述多片式离合器的摩擦片，以通过调控所述活塞缸的输出压力来调节所述多片式离合器的输出扭矩。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述多片式离合器的输出扭矩T与所述活塞缸的输出压力F之间的关系为：T=μ
×
F
×
Rm
×
Z；其中，μ为摩擦系数，Rm为摩擦片半径，Z为摩擦片数量。
[0013]在一种可能的实施方式中，所述传动组件包括排列设置的输入轴、中间轴和输出轴，所述输入轴与所述中间轴通过齿轮啮合连接；所述多片式离合器设置有至少两个，至少两个的所述多片式离合器均套设在所述中间轴上，钢片均随所述中间轴转动，摩擦片分别与所述中间轴上的挡位输入齿轮相连；所述挡位输入齿轮与所述输出轴上的挡位输出齿轮啮合相连。
[0014]本申请还提供了一种工程机械，包括如上任一项所述的换挡机构。
[0015]本申请提供的液压控制系统，建立了通向活塞缸的第一管路和用于回流的第二管路，第二管路设置节流孔，则第二管路和第一管路相当于均与液压泵相连且并联设置的两个支路，使得活塞缸的输出端压力（油液推动活塞移动的力）和节流孔前端的压力相同，活塞缸具有稳定的压力环境。且由于两个支路的压差不同，两个支路的流量可以按压差情况分配，活塞缸的输出压力调整根据总流量的变化即可调整，且灵活性更高。则通过调节电机转速即可调节液压泵输出的总流量变化，总流量变化会改变两个管路的流量变化，导致了节流孔前后两端的压差变化，也改变了活塞缸处的输出压力，如此仅通过调控电机转速的变化即直接调控了活塞缸所输出压力的变化。通过按规律调控电机转速，即可使活塞缸所输出的压力按目标规律变化。从而，仅通过调节电机转速即可使活塞缸输出压力沿平稳的趋势进行变化，使得各时刻所输出的压力值的连线为一条平滑的曲线。
[0016]如此，本申请提供的液压控制系统，不需要设置复杂的阀组和复杂的管路，仅通过一个直连活塞缸的普通管路和一个带压差阻断的回流管路即可形成压力稳定的闭式管路环境，使得仅通过调控电机转速即可调控活塞缸的输出压力，以简单的结构达到输出压力按平滑曲线变化的目的，实现了采用简单可靠的控制模式就能达到现有技术中复杂结构才能达到的柔顺且精准的控制输出的技术效果，对于液压系统的使用具有显著的益处，不仅精简了液压组成结构，降低了制作成本，并降低了故障率，延长使用寿命，还缩小了液压系统所占用的空间体积，利于灵活布置。
附图说明
[0017]图1所示为本申请实施例中液压控制系统的组成示意图；图2所示为本申请实施例中换挡机构的组成示意图；图3所示为电机转速与活塞缸输出压力的关系图。
[0018]其中：1、电机；2、液压泵；3、第一管路；4、第二管路；5、活塞缸；6、节流孔；7、蓄能器；8、压滤器；9、单向阀；10、油箱；11、一挡多片式离合器；12、二挡多片式离合器；13、输入轴；14、中
间轴；15、输出轴；16、一挡输入齿轮；17、二挡输入齿轮；18、一挡输出齿轮；19、二挡输出齿轮。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]请参考附图1
‑
2，本申请的实施例提供了一种液压控制系统，该液压控制系统包括液压泵2、带动液压泵2运行的电机1以及用于输出压力的活塞缸5；液压泵2的进油口与油箱10相连，出油口通过第一管路3与活塞缸5的进油口相连，通过第二管路4与油箱10的回油口相连。第二管路4形成了回流管路，在液压泵2和油箱10之间形成了液压回路。且第一管路3和第二管路4的进油端相连通，第二管路4上设置有节流孔6。也就是说，液压泵2的出油口处分出了并联设置的第一管路3和第二管路4，两个分支，一个分支通向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压控制系统，其特征在于，包括液压泵、活塞缸以及带动所述液压泵运行的电机；所述液压泵的出油口通过第一管路与所述活塞缸的进油口相连，通过第二管路与油箱的回油口相连，所述第二管路的进油端与所述第一管路相连通，并设置有节流孔，使得控制器调节所述电机的转速而改变所述活塞缸的输出压力，并能使在各时刻所输出的压力值的连线呈平滑的曲线。2.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述控制器通过控制所述电机的转速值和所述节流孔的孔径值的配合关系，来调节所述活塞缸输出的压力值。3.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述活塞缸输出的压力值根据中间值的平方值获得，所述中间值根据所述第二管路的流量和所述节流孔截面面积的比值获得，所述第二管路的流量根据所述液压泵的总流量和两个管路压差的比例获得，所述液压泵的总流量根据所述电机的转速值获得。4.如权利要求1或2所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压泵的输出流量Q1与所述电机的转速n的关系为Q1=n
×
displ；所述第二管路的流量Q2与所述节流孔前端压力之间的关系为:Q2=Cq
×
A
×
sqrt（(P1
‑
P2)*2/ρ）；其中，displ为所述液压泵的排量，Cq为所述节流孔的流量系数；A为所述节流孔的截面面积；P1为所述节流孔前端的油路压力，P2为所述节流孔后端的压力，ρ为油液密度。5.如权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述第一管路上设置有蓄能器和用于检测管路压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷文海，葛敬广，白玉田，
申请(专利权)人：索特传动设备有限公司，
类型：发明
国别省市：