專利名稱：可操縱的串聯(lián)雙速馬達結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可操縱的串聯(lián)雙速馬達結構，其中兩個馬達
可以串聯(lián)地操作，兩個馬達均以高速運轉，或者一個馬達以高速運轉且另 一個以低速運轉，以例如為車輛提供轉向能力。
發(fā)明內(nèi)容
在一種實施方式中，本發(fā)明提供了一種液壓系統(tǒng)，包括液壓 流體貯存器，以及從所述貯存器抽取液壓流體并向液壓系統(tǒng)提供液壓流體 的基本流量的第一液壓泵和第二液壓泵。該液壓系統(tǒng)還包括第一泵送管線
和第二泵送管線；第三泵送管線和第四泵送管線。該液壓系統(tǒng)還包括第
一換向閥，該第一換向閥可控制為使從第一泵送管線和第二泵送管線中選
出的一個與第一液壓泵連通，使第一泵送管線和第二泵送管線中的另一個
與所述貯存器連通；以及第二換向閥，該第二換向閥可控制為使從第三泵
送管線和第四泵送管線中選出的一個與第二液壓泵連通，使第三泵送管線
和第四泵送管線中的另一個與所述貯存器連通。該液壓系統(tǒng)還包括第一
液壓馬達和第二液壓馬達；以及與第一馬達連通的第一馬達管線和第二馬
達管線；以及與第二馬達連通的第三馬達管線和第四馬達管線。該系統(tǒng)還
包括第一閥，在該第一閥使第三泵送管線與第三馬達管線連通的第一位 置與該第一閥使第三泵送管線與第一馬達管線連通的第二位置之間是可
驅(qū)動的；第二閥，在該第二閥使第二泵送管線與第二馬達管線連通的第一 位置與該第二閥使第二泵送管線與第四馬達管線連通的第二位置之間是 可驅(qū)動的；和連結閥，在該連結閥切斷第二馬達管線與第三馬達管線之間 的連通的第一位置與該連結閥使第二馬達管線和第三馬達管線彼此連通 的第二位置之間是可驅(qū)動的。第一閥、第二閥和連結閥均驅(qū)動到它們各自 的第一位置上時使第一馬達和第二馬達在對應的第一液壓泵和第二液壓 泵的單獨作用下低速并聯(lián)運轉。第一閥、第二閥和連結閥均驅(qū)動到它們各自的第二位置上時使第一馬達和第二馬達在來自于第一液壓泵和第二液壓泵的液壓流體的混合流量的作用下高速串聯(lián)運轉。連結閥與第一閥和第二閥中的一個驅(qū)動到它們各自的第二位置上并且第一閥和第二閥中的另一個驅(qū)動到它的第一位置上時使所述馬達串聯(lián)操作，其中一個馬達接收來
自于兩個泵的液壓流體的混合流量，另一個馬達接收液壓流體的基本流里。 在另一種實施方式中，本發(fā)明提供了一種車輛，包括原動機；在所述原動機的作用下被驅(qū)動的第一液壓泵和第二液壓泵，以便于第一液壓泵和第二液壓泵中的每一個均以基本流量產(chǎn)生液壓流體流；響應于來自于第一液壓泵和第二液壓泵的液壓流體流而運轉的第一馬達和第二馬達；分別響應于第一馬達和第二馬達的運轉而被驅(qū)動的第一行駛機構和第二行駛機構。該車輛還包括有選擇地將第一馬達和第二馬達置于串聯(lián)和并聯(lián)關系的閥系統(tǒng)。所述閥系統(tǒng)有選擇地以基本流量和以二倍于基本流量的混合流量向第一馬達和第二馬達提供液壓流體。所述閥系統(tǒng)可配置成有選擇地都以所述混合流量向第一馬達和第二馬達提供液壓流體，以使所述馬達高速串聯(lián)運轉。所述閥系統(tǒng)還可以配置成以所述混合流量向第一馬達和第二馬達中的一個提供液壓流體，以使該馬達高速運轉，并以所述基本流量向第一馬達和第二馬達中的另一個提供液壓流體，以使該馬達低速運轉，從而在將第一馬達和第二馬達保持成串聯(lián)關系的同時實現(xiàn)車輛的轉向。 圖3是處于低速向前驅(qū)動配置的液壓驅(qū)動回路的示意圖。[0009圖4是處于高速向前驅(qū)動配置的液壓驅(qū)動回路的示意圖。[0010圖5是處于高速右轉向前驅(qū)動配置的液壓驅(qū)動回路的示意圖。 回填伊油缸110可樞轉地連接在回填伊30與車盤20之間。所述回填鏟油缸110接收來自于液壓系統(tǒng)55的液壓流體，并且進行伸縮，以關于車盤20升起和降下所述回填伊30。所述回填鏟30用于減小坡度、平整、回填、挖溝和一般的開槽推土工作。回填鏟30可以降下支撐到地面上以使挖掘機10的其他部分升起并且升高工作組25的傾倒高度。所述回填,產(chǎn)30還可以用于在挖掘操作期間穩(wěn)定所述挖掘機10。 左、右閥230、 240是三通兩位常開閥，連結閥250是兩通兩位常閉閥。在圖示的實施方式中，左、右行駛馬達260、 270是定量雙向馬達，并且驅(qū)動左、右鏈輪70的轉動。 所述三位換向閥190、 200包括中間位置，在該位置上來自于泵210、220的液壓流體不需要流過馬達260、270就可以流回貯存器180。當所述換向閥190、 200處于中間位置時，馬達260、 270不轉動，車輛10保持靜止。當所述換向閥190、 200切換到前進位置(即從圖3-5和7中看是向上切換)時，液壓流體從泵210、 220分別流入第一和第三泵送管線lv、 3V，這(正如下面要討論的)導致左/右馬達260、 270的向前轉動。還有，第二和第四泵送管線2v、 4v通過換向閥260、 270與貯存器180連通用于使液壓流體流返回。當所述換向閥190、 200切換到倒退位置(即
9從圖6和7中看是向下切換)時，液壓流體從泵210、 220分別流入第二和第四泵送管線2v、 4v以使左、右馬達260、 270倒轉，并且第一和第三泵送管線lv、 3v用作返回貯存器180的管線。 當所述連結閥250被驅(qū)動時，其使第二和第三馬達管線2m、3m彼此連通，從而將左、右側環(huán)路連接。當這與驅(qū)動左、右閥230、 240中的一個或兩個結合來完成時，來自于左、右泵210、 220的液壓流體在所述驅(qū)動回路73的至少一部分中被混合以形成具有二倍于基本速度的混 合速度的液壓流體流。在圖中以基本速度(即基本流量)流動的液壓流體 用細線示出，在圖中以混合速度(即混合流量)流動的液壓流體用粗線示
出。左、右馬達260、 270以與通過它們的液壓流體的體積流量成比例的 速度轉動。因此，馬達260、 270響應于基本流量以"低速"運轉，響應 于混合流量以二倍于低速的"高速"運轉。向兩個馬達均提供混合流量造 成高速直線行進，且向其中一個馬達提供混合流量，向另一馬達提供基本 流量允許高速轉向。 在圖5中，左閥230和連結閥250被驅(qū)動，但是右閥240處 于其靜止位置。還有，在圖5中，左、右換向閥190、 200處于前進位置。 與圖4的配置類似，來自于左、右泵210、 220的流量在第一馬達管線lm 中被混合，因此以高速驅(qū)動左馬達260前進。但是，因為連結閥250被驅(qū) 動而右閥240沒有被驅(qū)動，所以第二馬達管線2m與第三馬達管線3m (通 過連結闊250)和第二泵送管線2V (通過右閥240)連通。第二馬達管線 2m中的混合流量由此分開，以基本流量通過連結閥250進入第三馬達管線 3m，并以基本流量通過右閥240和第二泵送管線2v流回貯存器180。第三 馬達管線3m中的基本流量通過右馬達270進入第四馬達管線4m，通過第 四泵送管線4v流回貯存器180。因此，以低速向前驅(qū)動右馬達270和右鏈輪70。這種配置的結果是車輛左鏈輪70會比車輛右鏈輪70更快地向前轉 動，車輛10將會向前運動并右轉(即遵循非直線的路徑)。 圖6圖示了當閥230、 240、 250如圖5中被配置，而左、右 換向閥190、 200處于倒退位置(即將所有通路向下切換)時的車輛操作。 在該情況下，右泵220通過第四泵送管線4V向第四馬達管線4m提供液壓 流體，液壓流體從第四馬達管線4m到第三馬達管線3m流過右馬達270。 第三馬達管線3m由左閥230關閉或封閉，并且通過連結閥250與第二馬 達管統(tǒng)2m連通。左泵210通過第二泵送管線2￥和右閥240向第二馬達管
線2m提供液壓流體，這樣在第二馬達管線2m中產(chǎn)生混合流量?；旌狭髁?br>
從第二馬達管線2m到第一馬達管線U通過左馬達270。左閥230使第一
馬達管線lm與第三泵送管線3v連通，混合流量因此分成在第一和第三泵
送管線lv、 3v中的兩個基本流量，這兩個基本流量返回到貯存器180。因 此，車輛左鏈輪70比車輛右鏈輪70更快地倒轉，車輛10將會倒退并往 右轉。 圖8圖示了在閥230、 240、 250被如圖7中配置，而左、右 換向閥190、 200處于倒退位置時的車輛操作。右閥240使第二和第四泵 送管線2v、 4v中的來自于左、右泵210、 220的基本流量在第四馬達管線 4m中匯合成混合流量。該混合流量從第四馬達管線4m通過右馬達270進 入第三馬達管線3m。左閥230使第三馬達管線3m與第三泵送管線3v連通，連結閥250使第三馬達管線3m與第二馬達管線2m連通。所述混合流量分
開，以基本流量通過左閥230，進入第三泵送管線3v以返回貯存器180，
同時以基本流量通過連結閥250，進入第二馬達管線2m。第二馬達管線2m 中的基本流量通過左馬達260，進入第一馬達管線lm，并通過第一泵送管
線lv返回貯存器180。因此，車輛右鏈輪70比車輛左鏈輪70更快地倒轉， 車輛IO將會倒退并往左轉。
[0033因此，除了別的以外，本發(fā)明還提供了一種用于有選擇地向 串聯(lián)布置的第一和第二馬達提供混合流量和基本流量的系統(tǒng)和方法，以提 供易操縱的雙速串聯(lián)馬達操作。本發(fā)明的各個特征和優(yōu)點在隨后的權利要 求中闡述。
1權利要求
1.一種液壓系統(tǒng)，包括液壓流體貯存器；從所述貯存器抽取液壓流體并向液壓系統(tǒng)提供液壓流體的基本流量的第一液壓泵和第二液壓泵；第一泵送管線和第二泵送管線；第三泵送管線和第四泵送管線；第一換向閥，該第一換向閥可控制為使從第一泵送管線和第二泵送管線中選出的一個與第一液壓泵連通，使第一泵送管線和第二泵送管線中的另一個與所述貯存器連通；第二換向閥，該第二換向閥可控制為使從第三泵送管線和第四泵送管線中選出的一個與第二液壓泵連通，使第三泵送管線和第四泵送管線中的另一個與所述貯存器連通；第一液壓馬達和第二液壓馬達；與第一馬達連通的第一馬達管線和第二馬達管線；與第二馬達連通的第三馬達管線和第四馬達管線；第一閥，在該第一閥使第三泵送管線與第三馬達管線連通的第一位置與該第一閥使第三泵送管線與第一馬達管線連通的第二位置之間是可驅(qū)動的；第二閥，在該第二閥使第二泵送管線與第二馬達管線連通的第一位置與該第二閥使第二泵送管線與第四馬達管線連通的第二位置之間是可驅(qū)動的；和連結閥，在該連結閥切斷第二馬達管線與第三馬達管線之間的連通的第一位置與該連結閥使第二馬達管線和第三馬達管線彼此連通的第二位置之間是可驅(qū)動的；其中第一閥、第二閥和連結閥均驅(qū)動到它們各自的第一位置上時使第一馬達和第二馬達在對應的第一液壓泵和第二液壓泵的單獨作用下低速并聯(lián)運轉；其中第一閥、第二閥和連結閥均驅(qū)動到它們各自的第二位置上時使第一馬達和第二馬達在來自于第一液壓泵和第二液壓泵的液壓流體的混合流量的作用下高速串聯(lián)運轉；并且其中連結閥與第一閥和第二閥中的一個驅(qū)動到它們各自的第二位置上并且第一閥和第二閥中的另一個驅(qū)動到它的第一位置上時使所述馬達串聯(lián)操作，其中一個馬達接收來自于兩個泵的液壓流體的混合流量，另一個馬達接收液壓流體的基本流量。
2. —種車輛，包括 原動機；在所述原動機的作用下被驅(qū)動的第一液壓泵和第二液壓泵，以便于第一液壓泵和第二液壓泵中的每一個均以基本流量產(chǎn)生液壓流體流；響應于來自于第一液壓泵和第二液壓泵的液壓流體流而運轉的第一馬達和第二馬達；分別響應于第一馬達和第二馬達的運轉而被驅(qū)動的第一行駛機構和 第二行駛機構；和有選擇地將第一馬達和第二馬達置于串聯(lián)和并聯(lián)關系的閥系統(tǒng)；其中所述閥系統(tǒng)有選擇地以基本流量、以及以二倍于基本流量的混合 流量向第一馬達和第二馬達提供液壓流體；其中所述閥系統(tǒng)可配置成有選擇地都以所述混合流量向第一馬達和 第二馬達提供液壓流體，以使所述馬達高速串聯(lián)運轉；其中所述閥系統(tǒng)還可以配置成以所述混合流量向第一馬達和第二馬達中的一個提供液壓流體，以使該馬達高速運轉，并以所述基本流量向第一馬達和第二馬達中的另一個提供液壓流體，以使該馬達低速運轉，從而 在將第一馬達和第二馬達保持成串聯(lián)關系的同時實現(xiàn)車輛的轉向。
3. 根據(jù)權利要求2所述的車輛，其中所述閥系統(tǒng)包括有選擇地將流 向并流出第一液壓泵和第二液壓泵的液壓流體流混合和分開的第一閥和 第二閥，以及與第一閥和第二閥分開的用于有選擇地將所述馬達置于串聯(lián) 和并聯(lián)的關系的連接閥。
4. 一種操作車輛的方法，所述車輛具有原動機、第一液壓和第二液 壓泵、第一液壓馬達和第二液壓馬達以及第一行駛機構和第二行駛機構， 該方法包括下述步驟(a) 利用所述原動機驅(qū)動第一液壓泵和第二液壓泵；(b) 以基本流量形成來自于第一液壓泵和第二液壓泵中的每一個的 液壓流體流；(C)將第一液壓馬達和第二液壓馬達布置成串聯(lián)關系；(d) 將來自于第一液壓泵和第二液壓泵的液壓流體流以高于基本流 量的混合流量混合成混合的液壓流體流；(e) 使所述混合流量通過所述第一液壓馬達，以使所述第一液壓馬 達高速運轉；(f) 使液壓流體以基本流量通過所述第二液壓馬達，以使所述第二液 壓馬達低速運轉；(g) 響應于第一液壓馬達和第二液壓馬達的運轉而驅(qū)動第一行駛機 構和第二行駛機構的運轉；(h) 使所述車輛響應于串聯(lián)運轉的第一液壓馬達和第二液壓馬達而 非直線地運動，其中第一液壓馬達高速運轉，且第二液壓馬達低速運轉。
全文摘要
一種液壓系統(tǒng)，包括第一和第二泵(例如210；220)、第一和第二馬達(例如260；270)、以及用于有選擇地形成混合液壓流量和基本液壓流量的三個閥(例如230；240；250)。閥的布置使均和流量提供到串聯(lián)的兩個馬達(例如260；270)上，以使這些馬達高速運轉，并且允許將混合流量提供到一個馬達上，并將基本流量提供到另一個馬達上。當將這種布置應用到車輛(例如10)上時，其提供了車輛驅(qū)動馬達的可操縱的高速串聯(lián)布置。
文檔編號F15B11/17GK101680463SQ200880018847
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權日2007年6月4日
發(fā)明者丹尼爾·J·克雷格 申請人:克拉克設備公司