CN1011528B - 液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的液压系统具备以下装置：液压泵和液压马达接续成对的闭式主液压回路；把增压泵输出的压液供给主液压回路的低压侧的增压回路；从主液压回路的高压侧引出先导控制压，使辅助执行元件工作的先导控制回路；只有在两主液压回路间的压差低于设定值时才提高增压回路压力的增压调节装置。它可根据两主液压回路间的压差改变增压。

Description

本发明主要涉及可在静液压变速箱和液压自动变速箱（HST、HMT）等传动装置中使用的，也可以在各种液压机械领域中使用的液压系统。

上述HST、HMT等传动装置中采用的液压系统一般由输入侧的液压泵和输出侧的液压马达构成的成对主液压回路连成闭路系统。上述液压泵和液压马达都是变量型的，可以进行无级变速，而且，在这种液压系统中，液压泵或液压马达的变量的控制大都采用液压先导控制方式。这种控制方式用配备液压执行元件的伺服机构来改变液压泵或液压马达的斜盘角度和油缸筒的偏心量等等。作为它的液压源，需配备专门的辅助泵。

可是，设置了这样的辅助泵后，带来了部件数量增多，构造复杂等问题。因此，考虑在上述主液压回路中设置滑阀，由主液压回路的高压侧引出液压作为变量控制用的控制油压，从而省去上述辅助泵。但是，在传动装置中使用这种液压系统时，当处于空挡或其附近位置，上述两种液压回路中的压力都降到了充液用的增压，在通常的设定条件下，已不可能使控制变量的液压执行元件工作。在这种液压系统中，为了防止在液压泵的进油端产生气穴，把从增压泵输出的压力油通过增压回路供给主液压回路的低压侧。在仅以防止气穴为目的的情况下，这个增压通常设定在5公斤/厘米²以下。可是，液压泵和液压马达的变量控制却需要较高的压力，例如必须有20公斤/厘米²以上的压力。因此只有通过把增压设定到较高的值才能进行这样的控制。但，这样的话，在上述主液压回路中无论哪一方是在高压力下的普通运转条件下时，即处于不需要用增压来使变量控制元件工作的运转情况下，将使增压泵消耗过多的动力，造成能量的大量损失。

本发明的目的就是要解决这一问题。

设置辅助泵的原有技术的液压系统，由于部件数量增多，构造复杂，驱动辅助泵的电源是必要的，因此存在整体能量转换效率降低的问题。为了解决此问题，根据本发明，完全不使用辅助泵，仅利用系统压力，就能进行容量控制，能够提高整体能量转换效率。

本发明就是一种能实现上述目的的，根据两条主液压回路间的压差来改变增压的液压系统。本发明的液压系统的特征是具备下列液压回路和装置：液压泵和液压马达接续成闭路状态的成对的主液压回路;把增压泵输出的压力油供给主液压回路低压侧的增压回路;从主液压回路的高压侧引出先导控制压，使辅助执行元件工作的先导控制回路;只有在两条主液压回路间的压差低于设定值时才提高增压回路压力的增压调节装置。

借助于这种结构的液压系统，无论哪一侧的主液压回路的压力高，只要两主液压回路间的压差高于设定值，就可以从高压侧的主液压回路引出先导控制压，通过这个先导控制压使进行变量控制的辅助执行元件工作。同时，增压保持在规定的低压力值。

另一方面，当两主液压回路的压差低于设定值时，可借助于增压调节装置的作用来提高增压。因此，上述辅助执行元件就能以增压或维持在增压以上的系统压力作为先导控制压进行工作。

这样，既不需设置辅助泵，又不必过于提高增压泵的动力消耗就可以使辅助执行元件正常工作。

第1图是表示本发明的一个实施例的系统说明图。第2图是表示同一实施例中增压调节装置的剖面图。第3图是本发明另一实施例的系统说明图。

图中各标号代表：

1……液压系统

3……液压泵

5……液压马达

6、7……主液压回路

9、10……辅助执行元件

11……先导控制回路

13……增压泵

16……增压回路

17……增压调节装置

21……溢流阀

22……执行元件

23……高压选择阀

70……增压调节装置

以下，参照第1图和第2图，说明本发明的一个实施例。

第1图概略地表示了在HST、HMT等传动装置中所采用的液压系统1。

这个液压系统1是把由发动机2驱动的液压泵3和驱动行走单轮4用的液压马达5用成对的主液压回路6、7连接成闭路状态而成的。液压泵3和液压马达5的构造为变量式，借助于辅助执行元件9、10的推力，改变图中没有表示出来的液压缸缸筒等的偏心位置，可以使排量在正负两个方向无级变化。辅助执行元件9、10是以液压作为动力源而进行工作的。通过先导控制回路11与上述两条主液压回路6、7连接，即，先导控制回路11通过梭阀12与两主液压回路6、7连通，于是主液压回路6或7中高压侧的液压就通过这个先导控制回路11供给辅助执行元件9、10作为动力源。此外，为了防止在液压泵3的进油侧产生气穴，把增压泵13输出的压力油通过在分支后装有单向阀14，15的增压回路供给两主液压回路。

而且，通过增压调节装置17可以改变这个增压回路的压力。增压调节装置17仅在主液压回路6、7间的压差低于设定值（例如15公斤/厘米²）时，才把增压回路16的压力提高到所设定的值，它装有与增压回路16相连通的溢流阀21，使这个溢流阀21的溢流设定压在高、低两级变化的执行元件22，以及根据主液压回路6、7间压差控制执行元件22工作的高压选择阀23。

下面详细介绍增压调节装置的构造。第1阀体24密封连接在第2阀体25的侧面，在第1阀体24内装有溢流阀21和执行元件22，第2阀体25内装有高压选择阀23。第1阀体24的一端装有与增压回路16接通的回路接续油口26，它的内部有与回路连续油口26连通的小口径孔27，中口径孔28和大口径孔29，它的壁上开设有使大口径孔29与油箱30连通的油箱油口31。溢流阀21在上述小口径孔27的内侧端部形成阀座32，同时在中口径孔28内插入可沿轴线m方向滑动的提动阀33，通过装在大口径孔内的弹簧34的弹力，使这个提动阀33压在阀座32上。执行元件22的轴线与提动阀的轴线m一致，在用螺纹连接在第2阀体25上的固定管35的前端设置有固定活塞36，在固定活塞36的外周套有可以滑动的圆筒形的弹簧保持器37，弹簧保持器37的外周有定位阻挡凸缘37a，调压弹簧34就装在定位阻挡凸缘37a与提动阀33之间，而在定位阻挡凸缘37a和第2阀体25之间则装有执行元件弹簧38。此外在弹簧保持器37的内表面和固定活塞36的端面之间形成压力室39，通过固定管35内的流体通路41，使压力室39与高压选择阀23的出油口42连通。高压选择阀23在第2阀体25的两端分别设置有与各主液压回路6、7连接的压力油进油口43，44，而且其内部有圆柱孔45和大口径孔46，在圆柱孔45内装有能够在轴线n方向上滑动自如的滑阀47。滑阀47密封配合在圆柱孔45中，在它的外周有第1、第2环形槽48、49，它的一个端部47a位于大口径孔46内。而且，在端部47a有凸缘段51和螺纹段52，在螺纹段52上装有盖形螺母53，另外，在大口径孔46内设置了使滑阀47弹性地保持在第2图所表示的中立位置上的滑阀保持机构54。当作用在滑阀47两端的液压差，即连接在压力输入油口43、44上的主液压回路6、7的压差在设定范围内（例如15公斤/厘米²以内）时，滑阀保持机构54使滑阀47保持在中立位置上。此滑阀保持机构由以下要素构成：在阀体25中成对的定位阻挡面55，56;可以在两定位阻挡面55、56之间移动的，成对配置的可动部件57，58;压在可动部件57，58上使两者向相反的方向分开，并分别与相应的定位阻挡面55、56弹性接触的弹簧59;设置在滑阀47一端的，当滑阀47向某一个方向移动时，就把两个可动部件57、58中的某一个向离开对应的定位阻挡面55、56的方向推压的压力平面61、62。上述可动部件57、58呈杯状，套在滑阀47一端的外周上，可以滑动，在开口端部有凸缘57a和58a。凸缘57a、58a的外端面 压在定位阻挡面55、56上，内端面顶在弹簧59上。推压可动部件57的压力平面61由滑阀47的盖形螺母53的端面形成，推压可动部件58的压力平面62由凸缘部51形成。此外，第2阀体25中，还设置有：与滑阀47的第1环形槽48连通的出油口42;使第2环形槽49与上述油箱油口31连通的排油口63;仅在中立位置时使第1、2环形槽连通的凹槽64;当滑阀47向图中下方运动时，使第1压力油进油口43与第1环形槽48连通的第1换向油口65;当滑阀47向图中上方运动时，使第2压力油进油口44与第1环形槽连通的第2换向油口66。

以下说明这个实施例的工作情况，

首先，在使车辆前进的情况下，第1主液压回路6是高压，第2主液压回路7是低压。此时，通过压力油进油口43输入的，作用在滑阀47上端的液压，与通过压力油进油口44输入的，作用在滑阀47下端的液压之差超过滑阀保持机构54的设定压。结果，滑阀47克服滑阀保持机构54中弹簧59的弹力，使可动部件57离开定位阻挡面55，向图中的下方移动。因此切断了第1、2环形槽48、49，使第1压力油进油口43与第1换向油口65连通，第1主液压回路6的高压油通过第1压力油进油口43及第1换向油口65流入第1环形槽48中，然后，流入第1环形槽48的压力油从出油口42进入执行元件22的压力室39，执行元件22的弹簧保持器37克服执行元件弹簧38的弹力，后退并保持在与阀体25接触或接近的位置。因而，溢流阀21的调压弹簧34保持在伸长的状态，溢流阀21将根据低压侧的设定值（例如5公斤/厘米²）来开闭。因此，通过增压回路16供给低压侧主液压回路7的增压维持在低压设定值（5公斤/厘米²）以防止气穴产生。在这种情况下，由于主液压回路6高压侧的液压通过先导控制回路11供给变量控制辅助执行元件9、10，所以与增压无关，能够使辅助执行元件9、10工作。

如果把液压泵3和液压马达5的排量从车辆前进的情形调到空挡位置，那么第1主液压回路6的压力下降。而且当此液压下降到例如20公斤/厘米²时，主液压回路6、7间的压差就减少到15公斤/厘米²。因此，高压选择阀23的滑阀47由于滑阀保持机构54的作用，回复到中间位置。结果，两个换向油口65、66被滑阀47关闭，第1环形槽48和第2环形槽49通过凹槽64变成连通状态，执行元件22的压力室39通过出油口42，两个环形槽48、49及排油口63与油箱油口31接通。于是，弹簧止动器37前进到执行元件弹簧38和调压弹簧34的弹力相平衡的位置，即第2图中实线表示的位置。这样，调压弹簧34的长度缩短，溢流阀21的开启压力升高到高压侧设定值（例如20公斤/厘米²）。因此，当变速箱挂在空挡上或在其附近运转时，即两主液压回路6、7间的压差低于15公斤/厘米²的范围时，增压就提高到20公斤/厘米²，维持系统压力在20公斤/厘米²以上。从而使控制排量的辅助执行元件9、10在这种情况下也能正常工作。

当排量进一步从以上的空挡调到负的方向使车辆后退时，第2主液压回路7的压力上升。然后，当两主液压回路6、7间的压差超过15公斤/厘米²时，作用在滑阀47上端的液压和作用在滑阀47下端的液压的压差重新超过滑阀保证机构54的设定压。结果，滑阀47克服该滑阀保持机构54的弹簧59的弹力，使可动部件58离开定位阻挡面56，向图中上方移动，断开第1、2环形槽48、49，同时把第2压力油进油口44与第2换向油口66连通，第2主液压回路7中的高压油通过第2压力油进油口44和第2换向油口66输入到第1环形槽48。而且输入到第1环形槽48的压力油从出油口42进入到执行元件22的压力室，使这个执行元件的弹簧保持器37克服执行元件弹簧38的弹力，退到并保持在与阀体25接触或接近的位置，调节弹簧34再次伸长，使供给低压侧主液压回路6的增压降低到5公斤/厘米²。这时，由于处于高压下的主液压回路7的液压通过先导控制回路11供给控制变量的辅助执行元件9、10，使辅助执行元件9、10工作而与增压无关。

这样，完全不用设置任何辅助泵，就可以使控制排量辅助执行元件9、10正常工作。而且，只要两主液压回路6、7的压差处在高于15公斤/厘米²的范围下运转时，由于增压仍维持在必要的最低值（5公斤/厘米²），不会发生不必要地增大增压泵13的动力消耗的情况。而且，通过适当选择高压选择阀23的静区宽度、溢流阀21的调压弹簧34和执行元件弹簧38的弹力、或者执行元件22的压力室39的受压面积，就可以对增压和它的压力转变条件做各种设定，可适用于各种各样的液压回路。

本发明当然不限于上述的实施例，例如，第3图所表示的液压系统也能得到与上述情况同样的基 本效果。在第3图的增压调节装置70中，把开阀设定压设定在例如20公斤/厘米²的高压溢流阀71和开阀设定压设定在例如5公斤/厘米²的低压溢流阀72分别通过截止阀73、74接在增压回路16上，同时在主液压回路6、7间设置压差传感器75。把压差传感器75的信号输入到截止阀控制装置76，通过这个控制装置76，有选择地开闭截止阀73，74。即控制装置76在压差传感器75检测出的压差大于设定值时，仅打开截止阀74，把低压溢流阀72与增压回路16接通，当上述压差低于设定值时，仅打开另一截止阀73，把高压溢流阀71与增压回路接通。第3图中，与上述实施例相同的部件均标以相同的标号，不再说明了。

此外，以上实施例中列举的设定值仅仅是个例子，在不脱离本发明的设计思想范围内，可以有各种变化形式。

本发明能够提供具有以下优点的液压系统，即由于具有上述结构，完全不需要辅助泵，仅利用系统压力就可随时根据需要使控制液压泵和液压马达的排量变化的辅助执行元件工作，因此也不会给增压泵带来不必要的负荷，增大动力消耗。

Claims (2)

1、一种液压系统，包括：液压泵和马达连接成闭路状态的成对的主液压回路，在主液压回路之间的一对单向阀与增压回路相连，连接在主液压回路之间的一个梭阀，把增压泵输出的压力油供给主液压回路低压侧的增压回路，连在增压回路上的溢流阀和选择阀，其特征在于，系统还包括从主液压回路的高压侧引出先导控制压，使辅助执行元件工作的先导控制回路，只有在两条主液压回路间的压差低于设定值时才提高增压回路压力的增压调节装置。

2、如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述增压调节装置具有下列部件：接在增压回路上的溢流阀，使这个溢流阀的调压弹簧的保持位置能够在高压位置和低压位置两级内变化的执行元件，从主液压回路的高压侧引出压力油供给这个执行元件，使该执行元件预先保持在低压位置，当主液压回路间的压差低于设定值时，截断上述压力油的供给，使该执行元件在高压位置工作的高压选择阀。

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