雙動力驅(qū)動系統(tǒng)、工程機械車輛及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛驅(qū)動技術(shù)，尤其涉及一種雙動力驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工程機械車輛廣泛應(yīng)用于重載運輸、建筑施工、野外吊裝及公共服務(wù)等領(lǐng)域，其施工環(huán)境通常比較惡劣，行駛路面凹凸不平，路況較差，因此工程機械車輛的驅(qū)動性能日益受到關(guān)注。例如輪式起重機在施工作業(yè)時，經(jīng)常需要在各個施工現(xiàn)場之間來回轉(zhuǎn)移，而在移動過程中經(jīng)常需要攜帶大負(fù)載或者跋山涉水，因此對其對驅(qū)動性能的要求比較高。
[0003]現(xiàn)有的工程機械車輛多為單一動力系統(tǒng)驅(qū)動方式，如圖1所示的機械動力驅(qū)動系統(tǒng)，發(fā)動機al通過變速箱a2、分動箱a3以及傳動軸a4等為車橋提供動力，這種機械動力驅(qū)動系統(tǒng)主要應(yīng)用于在公路行駛的工程機械車輛，其傳動效率高、車速范圍大。而對于低速大扭矩，且往往在工地上行駛的非公路行駛的工程機械車輛來說，例如裝載機動力傳動系統(tǒng)、挖掘機行走系統(tǒng)、履帶式起重機行走系統(tǒng)等，也可以采用圖2所示的液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)，即發(fā)動機bl帶動栗b2向馬達(dá)b3供應(yīng)液壓油，而馬達(dá)b3與驅(qū)動橋b4連接，提供驅(qū)動動力，這種液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的無級調(diào)速性能和布局的靈活性，但其速度范圍較小，效率較低，因此在公路行駛中較少使用。
[0004]對于多級車橋的工程機械車輛來說，目前已出現(xiàn)了將機械動力驅(qū)動和液壓動力驅(qū)動結(jié)合起來的雙動力驅(qū)動系統(tǒng)，用來適用更為惡劣的路況或者爬坡需求，但此類雙動力驅(qū)動系統(tǒng)在使用時往往會面臨機械動力驅(qū)動的車輪轉(zhuǎn)速與液壓動力驅(qū)動的車輪轉(zhuǎn)速不一致的現(xiàn)象，而這種轉(zhuǎn)速不一致的現(xiàn)象會導(dǎo)致無法有效提高整機動力或者容易出現(xiàn)車輪磨損的問題，為了解決這一問題，目前通常采用的是將不同動力驅(qū)動所對應(yīng)的車橋通過傳動軸剛性連接，以使轉(zhuǎn)速強制相同，但這樣又會對車橋的傳動設(shè)計帶來限制，還會造成動力切換困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種雙動力驅(qū)動系統(tǒng)、工程機械車輛及控制方法，能夠在不同動力驅(qū)動系統(tǒng)所驅(qū)動的車橋間采用非剛性連接的情形下提供驅(qū)動動力。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種雙動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括分別用于驅(qū)動不同車橋的機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)和液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)，其中，在所述機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)和液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)均啟用時，控制機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)所驅(qū)動車橋的車輪離地轉(zhuǎn)速不高于所述液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)所驅(qū)動車橋的車輪離地轉(zhuǎn)速;所述液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)具體包括:
[0007]液壓馬達(dá)，用于對車橋提供驅(qū)動動力；
[0008]液壓栗機構(gòu)，用于向所述液壓馬達(dá)供應(yīng)驅(qū)動液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動的液壓油；
[0009]通斷機構(gòu)，設(shè)置于所述液壓栗機構(gòu)與所述液壓馬達(dá)之間的液壓油路上，用于接入或斷開所述液壓栗機構(gòu)對所述液壓馬達(dá)的液壓油供應(yīng)；
[0010]溢流機構(gòu)，設(shè)置在所述液壓馬達(dá)的進(jìn)口，用于實現(xiàn)所述液壓馬達(dá)的進(jìn)口位置的多余液壓油的溢流功能。
[0011]進(jìn)一步的，所述通斷機構(gòu)包括第一插裝閥，所述第一插裝閥的進(jìn)油口和出油口分別與所述液壓栗機構(gòu)的出口和所述液壓馬達(dá)的進(jìn)口連通，所述第一插裝閥的控制口接收壓力控制信號，并根據(jù)壓力控制信號開啟或關(guān)閉所述第一插裝閥的進(jìn)油口和出油口之間的內(nèi)部油道。
[0012]進(jìn)一步的，所述通斷系統(tǒng)還包括換向閥，所述換向閥的兩個工作油口分別連通所述第一插裝閥的控制口和回油油路，所述換向閥的進(jìn)油口和回油口分別與所述液壓栗機構(gòu)的出口和回油油路連通，在所述第一插裝閥的控制口上設(shè)有節(jié)流孔，通過換向閥的切換實現(xiàn)所述第一插裝閥的開啟或關(guān)閉。
[0013]進(jìn)一步的，所述溢流機構(gòu)包括第一溢流閥，所述第一溢流閥的進(jìn)口和出口分別與所述液壓馬達(dá)的進(jìn)口和回油油路連通，所述第一溢流閥的調(diào)定壓力高于所述液壓馬達(dá)在最大扭矩下的系統(tǒng)壓力。
[0014]進(jìn)一步的，所述溢流機構(gòu)包括第二溢流閥和第二插裝閥，所述第二插裝閥的進(jìn)口和出口分別與所述液壓馬達(dá)的進(jìn)口和回油油路連通，所述溢流閥的進(jìn)口和出口分別與所述第二插裝閥的控制口和回油油路連通，在所述第二插裝閥的閥芯內(nèi)設(shè)有連通進(jìn)口和控制口的節(jié)流孔，所述第二溢流閥的調(diào)定壓力高于所述液壓馬達(dá)在最大扭矩下的系統(tǒng)壓力。
[0015]進(jìn)一步的，在所述液壓栗機構(gòu)的出口設(shè)有防止液壓油倒流的單向閥。
[0016]進(jìn)一步的，所述液壓馬達(dá)為雙向液壓馬達(dá)，所述通斷機構(gòu)為電磁換向閥，所述電磁換向閥的兩個工作油口分別連接所述雙向液壓馬達(dá)的兩端油口，通過切換所述電磁換向閥能夠改變所述雙向液壓馬達(dá)的進(jìn)口，所述溢流機構(gòu)包括分別設(shè)置在所述雙向液壓馬達(dá)的兩端油口的第三溢流閥和第四溢流閥，用于實現(xiàn)所在雙向液壓馬達(dá)的油口分別作為進(jìn)口時的多余液壓油的溢流功能。
[0017]進(jìn)一步的，所述液壓栗機構(gòu)包括定量栗和第三溢流閥，所述定量栗輸出恒定流量的液壓油，并控制所述定量栗的輸出流量始終超過所述液壓馬達(dá)的所需流量，所述第三溢流閥的進(jìn)口和出口分別與所述定量栗的出口和回油油路連通，用于對所述定量栗的出口溢流，以使流向所述液壓馬達(dá)的液壓油符合所述液壓馬達(dá)的所需流量。
[0018]進(jìn)一步的，所述液壓栗機構(gòu)為恒壓變量栗，能夠自適應(yīng)調(diào)整輸出流量來匹配所述液壓馬達(dá)的所需流量。
[0019]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種工程機械車輛，包括前述的雙動力驅(qū)動系統(tǒng)。
[0020]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于前述雙動力驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，包括:
[0021]當(dāng)接收到雙動力驅(qū)動模式操作指令時，控制通斷機構(gòu)接入液壓栗機構(gòu)對液壓馬達(dá)的液壓油供應(yīng)，啟用液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)，以實現(xiàn)機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)和液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)均啟用的雙動力驅(qū)動模式，在該模式下，控制所述機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)所驅(qū)動車橋的車輪離地轉(zhuǎn)速不高于所述液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)所驅(qū)動車橋的車輪離地轉(zhuǎn)速；
[0022]當(dāng)接收到純機械動力驅(qū)動模式操作指令時，控制所述通斷機構(gòu)斷開所述液壓栗機構(gòu)對所述液壓馬達(dá)的液壓油供應(yīng)，停止啟用液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)，以實現(xiàn)純機械動力驅(qū)動模式。
[0023]進(jìn)一步的，在所述雙動力驅(qū)動模式下，還包括:根據(jù)所需車速調(diào)整所述液壓馬達(dá)提供給車橋的驅(qū)動動力的大小。
[0024]進(jìn)一步的，在所述純機械動力驅(qū)動模式下，還包括:根據(jù)所述液壓馬達(dá)的測速結(jié)果判斷所述液壓馬達(dá)是否與車橋相連接，如果是，則發(fā)出停機提示。
[0025]進(jìn)一步的，在所述液壓栗機構(gòu)的出口設(shè)有壓力傳感器，用于檢測所述液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)工作時的系統(tǒng)壓力，在所述雙動力驅(qū)動模式下，還包括:根據(jù)系統(tǒng)壓力的波動情況判斷所述液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)是否工作異常，如判斷異常，則減速停機。
[0026]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明在機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)和液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)同時啟用時，通過控制機械動力驅(qū)動子系統(tǒng)所驅(qū)動車橋的車輪離地轉(zhuǎn)速，使其不高于所述液壓動力驅(qū)動子系統(tǒng)所驅(qū)動車橋的車輪離地轉(zhuǎn)速，而由液壓動力驅(qū)動的車輪轉(zhuǎn)速由液壓系統(tǒng)流量決定，當(dāng)處于雙驅(qū)動的車橋接地行駛時，在不打滑的情況