【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液压马达，特别是涉及具有多速度换挡功能的液压马达。本专利技术还涉及用于液压马达的液压控制回路。本专利技术还涉及适用于液压控制回路的控制单元。
技术介绍
1、液压马达，特别是径向马达，例如轨道马达或径向活塞液压马达，在本领域中被广泛使用，例如用于重型应用。例如，径向马达被用于建筑、农业或林业设备的领域。轨道马达的操作原理是基于内齿轮(例如，可移动的内齿轮)相对于(例如，固定的)外齿轮的相对运动。在这种情况下，分配器阀可以被内齿轮通过万向节轴(cardan shaft)同步地驱动，从而确保马达的各个室被填充和排出/排空。
2、径向活塞马达的特征在于，当被供应加压的液压流体时，该径向活塞马达的工作活塞相对于中心纵向/旋转轴线沿径向方向移动。一般地，径向活塞马达被用于不需要高的旋转速度但需要高扭矩的液压应用中。径向活塞单元显示出比减少轴向构造空间的轴向活塞单元的优势。
3、液压马达(特别地，凸轮凸角(cam lobe)构造类型的径向马达)的一个具体应用是推动工作车辆，例如推动履带装载机。通常提供控制回路以便使得能够对由(一个或多个)液压马达所提供的速度和扭矩进行受控变化。在用于改变现有技术的这些液压马达的旋转速度的一些控制回路中，可以借助于阀装置来改变马达的吸收体积，其中所选择的工作室的吸收体积被选择性地处于中性，例如，这一般是通过将所述马达工作室的入口和出口短路来完成，例如对于径向活塞马达，例如要被开启或关停的活塞组。
4、对于液压马达，特别是对于凸轮凸角径向活塞马达，通常提供速度控制
5、根据液压径向马达的许多设计变型，例如凸轮凸角设计或轨道设计，本领域技术人员已知的概念原因意味着液压马达的排量不能被连续地改变。因此，提供速度控制阀以便在预限定的排量值之间切换。速度控制阀的换挡导致液压马达在转换之后快速地减速或加速。这通常会形成被驾驶员可检测到的高冲击，并且可能导致车辆的扰动和失控，特别是在恶劣地形上。可能会要求操作员在切换排量之前停止车辆。
6、此外，由于液压流体的粘度是强烈地依赖于温度，因此在现有技术中所应用的系统容易由于液压流体和/或液压马达的温度变化的影响而发生故障。这可能导致液压部件的响应时间的增加。当驱动液压推动的车辆时，这种现象可能会引起像车辆自由转动的感觉。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是提供一种液压控制回路，该液压控制回路能够使液压马达的速度换档性能平滑，并且能够提供液压马达的可靠但也是快速的换档性能，从而尽可能地减少突然的负载变化。
2、通过根据独立权利要求的液压控制回路、控制单元、液压马达和方法来解决该目的。在从属权利要求中公开了优选的实施例。
3、根据本专利技术的液压控制回路适用于能够以至少两个排量操作的液压马达。所述液压控制回路包括带有控制阀阀芯的比例速度控制阀。所述控制阀阀芯借助于由先导压力产生的力能够连续地切换，所述先导压力由具有电执行器的连续电可调节的先导阀控制。
4、所述控制阀阀芯能够在全扭矩端位置、减小扭矩端位置、以及至少一个中间位置之间切换。所述中间位置可以位于所述全扭矩端位置与所述减小扭矩端位置之间。
5、优选地，在全扭矩端位置中，所有的工作室入口被供应处于高系统压力下的液压流体，并且所有的工作室出口连接到低系统压力。因此，在全扭矩位置中，所有的工作室被用于在液压马达的一个转动过程中在旋转动力输出轴或壳体上产生扭矩，即所有的工作室可以被供应处于高压力(例如，工作压力)下的流体。
6、例如，当考虑径向活塞马达，特别是通常内部致动的凸轮凸角马达时，这意味着在整个转动的过程中，每个工作室的入口被供应处于高压力下的液压流体，从而迫使布置在各自相应工作缸中的工作活塞径向向外移动。借助于活塞的向外移动，该活塞直接地或间接地作用于凸轮凸角表面，从而产生扭矩，该扭矩引起液压马达的驱动轴或旋转壳体旋转。当因为凸轮凸角表面的凸轮形状而对活塞施加力使得活塞径向向内移动时，对应的缸出口连接到低系统压力，并且从工作室/缸孔排出液压流体。
7、优选地，在减小扭矩端位置中，工作室入口的子集与对应的出口发生液压短路。因此，仅有不属于工作室的子集的工作室显示出与全扭矩端位置相同的工作性能。因此，仅有一部分的工作室可以被供应处于高压力下的液压流体。然而，另一部分，即工作室入口的子集，被供应处于减小压力(例如，加注压力)的液压流体，无论该工作室的体积是增大或是减小。因此，工作室的组可以在减小的液压压力下发生液压短路。
8、换句话说，在控制阀的全扭矩端位置中，液压马达(特别是凸轮凸角径向马达)的工作体积是被封围在工作室中的所有工作体积的总和。在减小扭矩端位置中，在液压马达的完全转动的过程中，仅有一部分的工作室被供应处于高系统压力的流体。因此，仅有这部分的工作室贡献于液压马达的工作体积。工作室剩余的子集可以被供应减小的压力，例如足以确保在凸轮凸角径向活塞马达的情况下活塞滚柱与凸轮凸角表面接触的压力。这些填充有减小压力的液压流体的工作室不参与液压马达的实际工作体积，这是因为对应的压力室没有供应处于高压力下的液压流体。通常，对于短路的工作室的子集，提供给工作室中的一个工作室的液压流体体积同时从另一工作室抽取。换句话说，用于保持活塞滚柱与凸轮凸角表面接触并且使一个活塞向外移动所必须的液压流体体积被由于凸轮凸角表面的引导而向内移动的另一活塞所取代。
9、在至少一个中间位置中，经由速度控制阀流向入口的子集的液压流体流可以被节流。只要控制阀阀芯处于至少一个中间位置，车辆就可以更平滑地加速，并因此可以减少或阻尼由于速度换档而产生的液压冲击。
10、速度控制阀的具体设计可能不同，例如取决于液压马达的操作类型，即取决于液压马达是单向操作的或是双向操作的。具有相关领域技术的人员知道速度控制阀的许多设计，这些设计全部旨在被包括在本申请的范围内。根据一个实施例，速度控制阀可以被设计为四通阀芯，例如pct/cn2020/141046中所公开的。如果液压马达能够在两个旋转方向上操作，则这是尤其优选的，这是因为阀芯的设计使得液压马达能够在两个旋转方向上以相当的效率工作。
11、速度控制也可以被设计为三通阀芯，例如，如果液压马达仅以一个旋转方向操作。由于3端口的设计，液压马达的效率在一个旋转方向上可能比另一个旋转方向上差。然而，其他要求可能促使三通阀芯的集成，例如设计的较低复杂性或较低的制造工作量。
12、独立于端口的数量，速度控制阀芯可以包括槽口，该槽口控制在阀芯的中间位置期间被引导到工作室的系统压力。因此，可以调节与速度控制阀的端口相连接的工作室出口和工作室入口之间的压力差。存在于入口处的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于液压马达(20)能够以至少两个排量操作的液压控制回路(10)，所述液压控制回路包括带有控制阀阀芯(38)的比例速度控制阀(30)，所述控制阀阀芯借助于由先导压力(52)产生的力能够连续地移动，所述先导压力由具有电执行器(54)的连续电可调节的先导阀(50)控制，其中，所述控制阀阀芯(38)能够在以下位置之间移动：
2.根据权利要求1所述的液压控制回路(10)，其中，在所述全扭矩端位置(32)中，所有的工作室入口(22、26)被供应处于高系统压力下的液压流体，并且所有的工作室出口(24、28)连接到低系统压力。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，在所述减小扭矩端位置(34)中，工作室入口的子集(26)与对应的出口(28)发生液压短路。
4.根据权利要求3所述的液压控制回路(10)，其中，在所述至少一个中间切换位置(36)中，经由所述速度控制阀(30)流向入口的子集(26)的液压流体流被节流。
5.根据权利要求4所述的液压控制回路(10)，其中，在所述速度控制阀(30)的所述中间切换位置(36)
6.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述电流斜坡部分(64)的梯度限定所述控制阀阀芯(38)的换挡速率，并且所述梯度能够依据所述液压流体和/或所述液压马达(20)的温度而变化。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述斜坡开始电流水平(Y1)不同于所述预电流水平(Y0)，并且电流(Y)在所述命令时间(Tc)时从所述预电流水平(Y0)突然地升高到所述斜坡开始电流水平(Y1)。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述控制电流函数(60)还包括在所述命令时间(Tc)时在所述预电流水平部分(62)结束时的提升部分(66)，在所述提升部分(66)中，短提升时间(Tb)的电流水平突然地：
9.根据权利要求8所述的液压控制回路(10)，其中，用于升档事件的所述斜坡部分(64)在所述提升时间(Tb)之后以高于所述预电流水平(Y0)的斜坡开始电流水平(Y1)开始，并且在预设切换时间(Ts)之后以低于所述切换电流水平(Y3)的中间电流水平(Y2)结束，其中，所述中间电流水平(Y2)在所述预设切换时间(Ts)结束时突然地升高到所述切换电流水平(Y3)。
10.根据权利要求8所述的液压控制回路(10)，其中，用于降档事件的所述斜坡部分(64)在所述提升时间(Tb)之后以低于所述预电流水平(Y0)的斜坡开始电流水平(Y1)开始，并且在预设切换时间(Ts)之后以高于所述切换电流水平(Y3)的中间电流水平(Y2)结束，其中，所述中间电流水平(Y2)在所述预设切换时间(Ts)结束时突然地降低到所述切换电流水平(Y3)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述控制电流函数(60)的正常操作时间(T0)、-如果存在的话-提升时间(Tb)、斜坡时间跨度(Tr)、预设切换时间(Ts)和/或命令时间(Tc)、预电流水平(Y0)、-如果存在的话-电流提升水平(Yb)、斜坡开始电流水平(Y1)、中间电流水平(Y2)和/或切换电流水平(Y3)能够依据所述液压流体和/或所述液压马达(20)的温度而变化。
12.根据权利要求11所述的液压控制回路(10)，其中，当所述液压流体和/或所述液压马达的温度降低时，所述预电流水平(Y0)与所述提升电流水平(Yb)之间的差值增大。
13.根据权利要求11或12所述的液压控制回路(10)，其中，当所述液压流体和/或所述液压马达的温度降低时，所述斜坡开始电流水平(Y1)与所述中间电流水平(Y2)之间的差值增大。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，包括控制单元(100)，所述控制单元基于存储在所述控制单元(100)的存储装置(110)中的所述控制电流函数(60)来控制到所述先导阀(50)的所述电执行器(54)的电流(Y)。
15.根据权利要求14所述的液压控制回路(10)，其中，所述控制单元(100)接收至少一个传感器(130)的反馈信号(120)并且基于所接收到的反馈信号(120)适配所述控制电流函数(60)，所述至少一个传感器适于测量所述液压控制回路(10)、所述液压马达(20)或安装有所述液压控制回路(10)的车辆(1)的操作参数。
16.一种控制单元(100)，所述控...
【技术特征摘要】
1.一种用于液压马达(20)能够以至少两个排量操作的液压控制回路(10)，所述液压控制回路包括带有控制阀阀芯(38)的比例速度控制阀(30)，所述控制阀阀芯借助于由先导压力(52)产生的力能够连续地移动，所述先导压力由具有电执行器(54)的连续电可调节的先导阀(50)控制，其中，所述控制阀阀芯(38)能够在以下位置之间移动：
2.根据权利要求1所述的液压控制回路(10)，其中，在所述全扭矩端位置(32)中，所有的工作室入口(22、26)被供应处于高系统压力下的液压流体，并且所有的工作室出口(24、28)连接到低系统压力。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，在所述减小扭矩端位置(34)中，工作室入口的子集(26)与对应的出口(28)发生液压短路。
4.根据权利要求3所述的液压控制回路(10)，其中，在所述至少一个中间切换位置(36)中，经由所述速度控制阀(30)流向入口的子集(26)的液压流体流被节流。
5.根据权利要求4所述的液压控制回路(10)，其中，在所述速度控制阀(30)的所述中间切换位置(36)期间，流向子集(26)的流体流借助于孔口装置(40)而被节流，所述孔口装置优选地是所述速度控制阀(30)的一体部分。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述电流斜坡部分(64)的梯度限定所述控制阀阀芯(38)的换挡速率，并且所述梯度能够依据所述液压流体和/或所述液压马达(20)的温度而变化。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述斜坡开始电流水平(y1)不同于所述预电流水平(y0)，并且电流(y)在所述命令时间(tc)时从所述预电流水平(y0)突然地升高到所述斜坡开始电流水平(y1)。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的液压控制回路(10)，其中，所述控制电流函数(60)还包括在所述命令时间(tc)时在所述预电流水平部分(62)结束时的提升部分(66)，在所述提升部分(66)中，短提升时间(tb)的电流水平突然地：
9.根据权利要求8所述的液压控制回路(10)，其中，用于升档事件的所述斜坡部分(64)在所述提升时间(tb)之后以高于所述预电流水平(y0)的斜坡开始电流水平(y1)开始，并且在预设切换时间(ts)之后以低于所述切换电流水平(y3)的中间电流水平(y2)结束，其中，所述中间电流水平(y2)在所述预设切换时间(ts)结束时突然地升高到所述切换电流水平(y3)。
10.根据权利要求8所述的液压控制回路(10)，其中，用于降档事件的所述斜坡部分(64)在所述提升时间(tb)之后以低于所述预电流水平(y0)的斜坡开始电流水平(y1)开始，并且在预设切换时间(ts)之后以高于所述切换电流水平(y3)的中间电流水平(y2)结束，其中，所述中间电流水平(y2)在所述预设切换时间(ts)结束时突然地降低到所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯·斯利夫，克里斯蒂安·费勒，马蒂亚斯·利尔曼，
申请(专利权)人：丹佛斯动力系统有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：
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