專利名稱：輪式工程機械液壓節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于輪式工程機械用的液壓節(jié)能系統(tǒng)。
在輪式工程機械工作中，需要頻繁地進退制動、起步和加速。以輪式裝載機的典型作業(yè)方式“V”型作業(yè)法為例每個工作循環(huán)中輪式裝載機需要制動3次，起步和加速各4次。每次起步、加速都要浪費大量燃料，而且降低了發(fā)動機、制動片壽命，增加了廢氣和噪聲污染。現(xiàn)有的文獻和技術中提出了對汽車等車輛制動節(jié)能的一系列解決方案如加拿大、瑞典的節(jié)能裝置和中國專利CN85200239U、CN86210778U等。但這些方案均沒有解決車輛倒退工況的儲能和放能，而輪式工程機械工作中的倒退工況(如倒退距離)占行走工況的30％以上，上述方案還存在需要單獨設置液壓油箱，操縱閥換向時換向沖擊大，制動蓄能工況的傳遞方式復雜和絕大部分輪式工程機械不設主離合器而不適用于輪式工程機械等問題。
本實用新型的目的是為了提供一種適用于輪式工程機械的液壓節(jié)能系統(tǒng)，可利用部分制動能量使輪式工程機械起步和加速行駛，并可延長發(fā)動機、制動片使用壽命，減少廢氣和噪聲污染，提高作業(yè)效率。
本實用新型的解決方案是由傳動件將軸向柱塞泵連接在輪式工程機械驅動橋(如前橋或后橋)上，用軸向柱塞泵將機械能轉化為液壓能或者相反，并用蓄能器儲存能量。使一個三位四通閥換向將制動能儲存或釋放，使一個二位四通閥換向實現(xiàn)前進和倒退的工況。制動時，軸向柱塞泵將制動時傳來的部分能量以壓力油形式儲存在蓄能器中；起步或加速時，壓力油驅動軸向柱塞泵對輪式工程機械作功，驅動輪式工程機械行駛。
下面結合實施例輪式裝載機液壓節(jié)能系統(tǒng)及其附圖對本實用新型作詳細說明。
圖1是該系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)原理圖。
圖2是該系統(tǒng)在輪式裝載機上的布置圖。
圖3、圖4是該系統(tǒng)傳動件的結構和安裝位置圖。
圖5是該系統(tǒng)的電路原理圖。
圖6是該系統(tǒng)起步、加速裝置的結構和安裝位置圖。
圖7是圖6的A向視圖。
傳動件將軸向柱塞泵(1)和輪式裝載機傳動軸聯(lián)系起來，傳動件與軸向柱塞泵(1)鍵聯(lián)結，鍵聯(lián)接使傳動軸和軸向柱塞泵(1)以同轉速旋轉。見圖3、圖4。軸向柱塞泵(1)的工作油口分別相連在二位四通閥(2)的兩個主閥油口上。見
圖1。二位四通閥(2)的另兩個主閥油口分別與三位四通閥(3)的兩個主閥油口相連，同時一路與補油閥(4)相連后通過濾油器(11)回油箱(13)。補油閥(4)在軸向柱塞泵(1)吸油不足時及時補油；另一路接單向閥(5)后通蓄能器(8)油口。單向閥(5)可防止壓力油倒灌。用電液的形式控制二位四通閥(2)和三位四通閥(3)可減少換向沖擊。
三位四通閥(3)的另兩個主閥油口一路接順序閥(7)后通蓄能器(8)油口；另一路接濾油器(12)后回油箱(13)。順序閥(7)使蓄能器(8)內保持較高的油壓(16～20MPa)。當輪式裝載機制動時，軸向柱塞泵(1)的出油口有較高的油壓才能打開單向閥(5)后儲油，幫助對輪式裝載機實行有效的制動，延長制動片壽命。另外，較低的油壓對輪式裝載機起步、加速的效果并不顯著。
蓄能器(8)油口處并聯(lián)接一個溢流閥(6)。當蓄能器(8)中的油壓超過溢流閥(6)的調定值時，溢流閥(6)打開，壓力油溢回油箱(13)，保護系統(tǒng)安全。
該系統(tǒng)中三位四通閥(3)和二位四通閥(2)的控制壓力油是由輪式裝載機轉向系統(tǒng)中轉向油泵(10)提供的。在轉向油泵(10)的出油口串接一個順序閥(9)。無論輪式裝載機是否轉向，順序閥(9)可以保證轉向油泵(10)出油口油壓即控制油路油壓不低于順序閥(9)的調定值，使二位四通閥(2)和三位四通閥(3)工作可靠。
為便于布置蓄能器(8)也可以由多個并聯(lián)。
二位四通閥(2)的電磁鐵線圈(40)并聯(lián)接在輪式裝載機倒退燈(或倒退蜂鳴器)(41)的開關(42)上。三位四通閥(3)的左電磁鐵線圈(43)接在輪式裝載機的制動燈開關(44)上。右電磁鐵線圈(45)接在起步、加速開關(46)上。見圖5。
二位四通閥(2)、三位四通閥(3)的電源由輪式裝載機的發(fā)動機啟動電瓶組(47)提供。由點火開關控制該系統(tǒng)電路的通斷電，圖5中未示出。
油箱(13)是輪式裝載機的工作裝置液壓油箱。
該系統(tǒng)工作原理如下輪式裝載機正常行駛時，三位四通閥(3)主閥芯在控制油壓力下保持中位狀態(tài)，二位四通閥(2)在左位或右位，即前進或倒退行駛的閥位狀態(tài)。見
圖1。輪式裝載機由發(fā)動機(14)傳來的動力一方面驅動車輪(15)使輪式裝載機行駛，另一方面也通過驅動橋上的傳動件驅動軸向柱塞泵(1)。這時軸向柱塞泵(1)從油箱(13)吸油，無壓力排油后返回油箱(13)。軸向柱塞泵(1)對外不作功。當軸向柱塞泵(1)吸油不足時，補油閥(4)自動開啟補油。
當輪式裝載機制動時，駕駛員踏下制動踏板，接通了輪式裝載機上的制動燈開關(44)，制動燈(48)亮，同時也接通了三位四通閥(3)的左電磁線圈(43)，三位四通閥(3)主閥芯左移，三位四通閥(3)成左位狀態(tài)。此時輪式裝載機的慣性使車輪(15)通過傳動件驅動軸向柱塞泵(1)，軸向柱塞泵(1)從油箱(13)吸油，泵出口的壓力油通過二位四通閥(2)，打開單向閥(5)，進入蓄能器(8)，以壓力油形式儲存能量。若壓力油壓力超過溢流閥(6)的調定值，溢流閥(6)打開，壓力油溢回油箱(13)。當輪式裝載機需倒退制動時，駕駛員操縱的換檔桿使輪式裝載機上的倒退燈開關(12)接通，倒退燈(41)亮，見圖5。同時也接通二位四通閥(2)的電磁鐵線圈(40)，二位四通閥(2)成右位狀態(tài)。駕駛員踏下制動踏板后，軸向柱塞泵(1)便可將部分倒退制動能量以壓力油形式儲存在蓄能器(8)中。
當輪式裝載機起步或加速時，駕駛員踏下可與油門踏板(53)聯(lián)動的起步，加速踏板(52)。見圖6。使起步、加速開關(46)閉合。接通了三位四通閥(3)右電磁鐵線圈(45)。主閥芯右移，三位四通閥(3)成右位狀態(tài)。此時蓄能器(8)中的壓力油通過順序閥(7)、三位四通閥(3)、二位四通閥(2)驅動軸向柱塞泵(1)，使該泵作為馬達對輪式裝載機車輪(15)作功，使輪式裝載機起步或加速行駛。當輪式裝載機需倒退起步或加速時，駕駛員操縱的換檔桿使輪式裝載機上的倒退燈開關(42)接通，倒退燈(41)亮。見圖5。同時也接通二位四通閥(2)的電磁鐵線圈(40)，二位四通閥(2)成右位狀態(tài)，駕駛員踏下起步、加速踏板(52)后，蓄能器(8)中的壓力油驅動軸向柱塞泵(1)，使該泵作為馬達驅動輪式裝載機倒退起步或加速行駛。達到利用部分制動能量節(jié)省燃料的目的。
輪式裝載機驅動橋與軸向柱塞泵(1)連接方式隨驅動橋型式不同而不同。
第一種型式見圖3。
傳動件即錐齒輪(27)與驅動橋上大錐齒輪(19)常嚙合。錐齒輪(27)安裝在托架(20)上。托架(20)上有止推螺柱(16)，用于限制大負荷下大錐齒輪(19)的變形，錐齒輪(27)由軸承(17)和二個滾柱軸承(25)支承，卡環(huán)(18)限制其軸向移動?？ōh(huán)(28)、套(26)、套(21)固定滾柱軸承(25)。軸向柱塞泵(1)的花鍵軸與帶內花鍵的錐齒輪(27)配合。用螺栓(24)、墊圈(23)將托架(20)固定在橋殼上，用螺栓(30)、墊圈(29)將軸向柱塞泵(1)固定在托架(20)上。
傳動軸(31)傳來的動力驅動大錐齒輪(19)而帶動錐齒輪(27)和軸向柱塞泵(1)旋轉。同時驅動半軸(22)旋轉帶動車輪(15)。傳動軸(31)的轉向與軸向柱塞泵(1)轉向相反。
第二種型式見圖4。
傳動件即連接套(39)將傳動軸(32)和軸向柱塞泵(1)的花鍵軸連接起來?？ōh(huán)(38)、套(34)、套(35)用以固定軸承(37)，軸向柱塞泵(1)由螺栓(30)、墊圈(29)固定在托架(33)上。套(36)用于頂緊套(35)。
傳動軸(32)將動力由連接套(39)傳給軸向柱塞泵(1)，同時驅動半軸(22)帶動車輪(15)旋轉。傳動軸(32)的轉向與軸向柱塞泵(1)轉向相同。
為實現(xiàn)利用制動能量驅動輪式工程機械行駛。本實用新型提供了一種起步、加速裝置。見圖6和圖6的A向視圖圖7。
該裝置由起步、加速踏板(52)、搖臂(51)、起步、加速開關(46)、銷軸(50)、開口銷(59)、彈簧(55)、螺釘(54)、銷軸(49)、開口銷(58)、螺栓(57)、墊圈(56)組成。
起步、加速開關(46)由螺栓(57)、墊圈(56)固定在油門踏板(53)下表面。搖臂(51)由銷軸(50)、開口銷(59)鉸裝在油門踏板(53)下的鉸座上，起步、加速踏板(52)由銷軸(49)、開口銷(58)鉸裝在駕駛室地板鉸座(60)上，起步、加速踏板(52)與油門踏板(53)在一條軸線上旋轉。起步、加速踏板(52)壓在搖臂(51)的一端，搖臂(51)另一端在彈簧(55)拉力下頂在起步、加速開關(46)的撞塊上。
起步、加速踏板(52)平面與油門踏板(53)平面平行，但比油門踏板(53)低一段距離S，S為20～40mm，可防止駕駛員誤踏。
工作原理如下當駕駛員需正常加速行駛或加快工作裝置動作時，可按常規(guī)操作踏下油門踏板(53)。
當利用制動能量單獨驅動輪式工程機械行駛時，踏下起步、加速踏板(52)，使搖臂(51)推動起步、加速開關(46)，起步、加速開關(46)接通，壓力油驅動軸向柱塞泵(1)帶動車輪(15)旋轉。此情況下可用于輪式工程機械的起步和加速。
油門踏板(53)上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的螺孔位置用于調整彈簧(55)的預緊力，使得起步、加速開關(46)接通后，油門踏板(53)保持原位不動。當駕駛員接著向下踏起步、加速踏板(52)時，銷軸(50)便拉著油門踏板(53)一起下移。
當利用制動能量輔助驅動輪式工程機械時，如上所述，需接著向下踏起步、加速踏板(52)，同時帶動油門踏板(53)下移，起步、加速踏板(52)和油門踏板(53)聯(lián)動，使制動能量和發(fā)動機動力一起驅動輪式工程機械。
本實用新型可應用于叉車、輪式裝載機、叉裝機等輪式工程機械。
權利要求1.一種液壓節(jié)能系統(tǒng)，包括軸向柱塞泵(1)、二位四通閥(2)、三位四通閥(3)、單向閥(5)、溢流閥(6)、蓄能器(8)、順序閥(7)、傳動件和起步、加速裝置及電路，其特征是軸向柱塞泵(1)的工作油口分別與二位四通閥(2)的兩個主閥油口相連，二位四通閥(2)的另兩個主閥油口分別與三位四通閥(3)的兩個主閥油口相連，同時其中一路接單向閥(5)后接溢流閥(6)和蓄能器(8)，三位四通閥(3)的另兩個主閥油口分別通蓄能器(8)和油箱(13)；二位四通閥(2)的電磁鐵線圈(40)并聯(lián)接在倒退燈(41)電路上，與倒退燈開關(42)串聯(lián)，左電磁鐵線圈(43)并聯(lián)接在制動燈(48)電路上，與制動燈開關(44)串聯(lián)，右電磁鐵線圈(45)與起步、加速開關(46)串聯(lián)后并聯(lián)接在電瓶組(47)上；起步、加速開關(46)固定在油門踏板(53)下面，搖臂(51)鉸裝在油門踏板(53)下面，起步、加速踏板(52)壓在搖臂(51)的一端，搖臂(51)另一端頂在起步、加速開關(46)的撞塊上；軸向柱塞泵(1)通過傳動件與驅動橋連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征是二位四通閥(2)和三位四通閥(3)是由電液形式控制。
3.根據(jù)權利要求1所述的液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征是錐齒輪(27)與大錐齒輪(19)常嚙合，同時與軸向柱塞泵(1)花鍵連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征是連接套(39)將傳動軸(32)和軸向柱塞泵(1)的花鍵軸連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征是起步、加速踏板(52)平面比油門踏板(53)平面低20～40mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征是螺釘(54)可安裝在油門踏板(53)上的不同螺釘孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置，用于調整彈簧(55)的預緊力。
專利摘要一種液壓節(jié)能系統(tǒng)?？蓛Υ孑喪焦こ虣C械的部分制動能量，并在輪式工程機械起步、加速時釋放，單獨或輔助驅動輪式工程機械行駛。系統(tǒng)主要包括軸向柱塞泵(1)、蓄能器(8)、二位四通閥(2)和三位四通閥(3)等。由制動踏板或可與油門踏板(53)聯(lián)動的起步，加速踏板(52)控制三位四通閥(3)換向實現(xiàn)制動能量的儲存和釋放。前進或倒退時的工況由換擋操縱桿控制的二位四通閥(2)換向來實現(xiàn)。
文檔編號F15B11/00GK2077499SQ9020365
公開日1991年5月22日 申請日期1990年3月27日 優(yōu)先權日1990年3月27日
發(fā)明者潘桂林 申請人:潘桂林