一种换挡控制系统、推土机及换挡控制方法与流程

1.本发明涉及推土机技术领域，尤其涉及一种换挡控制系统、推土机及换挡控制方法。


背景技术：

2.机械推土机传动效率高，长期以来在国内占有不小市场份额，但作业过程需要换挡时，必须踩下脚踏板，待离合器脱开后，通过制动带进行制动，再进行挂挡，最后松开脚踏板，动力恢复传动，这对操纵者操纵技巧要求高，作业强度较大。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的在于提供一种换挡控制系统，操作简单，保证换挡准确性。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种换挡控制系统，包括：
6.发动机和变速箱，所述发动机和所述变速箱之间设有离合器，所述离合器的踏板上设置有角度传感器，所述变速箱的换挡叉轴上设置有行程传感器；
7.液压泵和液压马达，所述液压泵能够驱动所述液压马达正转或反转以选择性地增大或减小所述变速箱的输入转速；
8.控制器，所述控制器与所述液压泵、所述液压马达、所述角度传感器和所述行程传感器电连接。
9.作为优选，换挡控制系统还包括显示器，所述显示器与所述控制器电连接，用于显示换挡状态。
10.作为优选，所述液压泵和所述液压马达组成闭式系统。
11.作为优选，换挡控制系统还包括控制旋钮，所述控制旋钮的旋度能够控制液压泵的排量。
12.本发明的另一个目的在于提供一种推土机，包括如上所述的换挡控制系统。
13.本发明的又一个目的在于提供一种换挡控制方法，应用于如上所述的换挡控制系统，包括如下步骤：
14.s1、踩下所述离合器的踏板，所述角度传感器给所述控制器发出信号；
15.s2、所述控制器接收到所述角度传感器的信号后，通过控制所述液压泵和所述液压马达，调整所述变速箱的输出转速至目标挡位的转速后；
16.s3、摘挡；
17.s4、所述控制器控制所述液压泵和所述液压马达，调整所述变速箱的传动比至目标挡位的传动比；
18.s5、换挡，松开所述离合器的踏板。
19.作为优选，步骤s2中，通过控制所述液压泵和所述液压马达，调整所述变速箱的输出转速至目标挡位的转速具体包括：
20.所述控制器控制液压马达的输出流量不变，不断增大所述液压泵对所述液压马达的输入流量，从而改变液压马达的输出转速以调节所述变速箱的输入转速。
21.作为优选，摘挡后，当换挡拨叉处于空挡位置时，所述行程传感器给所述控制器发出信号，所述控制器接收到所述行程传感器的信号后控制所述液压泵和所述液压马达，调整所述变速箱的传动比至目标挡位的传动比。
22.作为优选，步骤s5中，换挡，松开所述离合器的踏板具体包括，换挡后，当换挡拨叉处于目标挡位位置时，所述行程传感器给所述控制器发出信号，所述控制器接收到所述行程传感器的信号后，向所述液压泵和所述液压马达发送信号，使所述液压泵和所述液压马达零排量输出，松开所述离合器踏板。
23.作为优选，所述变速箱的输出转速至目标档位的转速时，所述控制器控制显示器显示摘挡提示；所述变速箱的传动比至目标档位的传动比时，所述控制器控制所述显示器显示换挡提示。
24.本发明的有益效果：
25.本发明提供了一种换挡控制系统，通过设置液压泵和液压马达，正常作业时，液压泵和液压马达零排量，离合器接合，发动机动力通过离合器后输入变速箱，经变速箱、终传动后输入驱动轮，驱动整机行走；需要换挡时，控制器能够通过调整液压泵和液压马达的排量，控制输入变速箱的转速。
26.本发明提供了一种推土机，采用上述的换挡控制系统，保证换挡的快速性和准确性。
27.本发明提供了一种换挡控制方法，通过角度传感器或行程传感器给控制器发送信号，控制器通过控制液压泵和液压马达的排量，控制变速箱的输出转速和传动比与目标档位吻合，保证换挡的准确性。
附图说明
28.图1是本发明所提供的换挡控制系统结构简图；
29.图2是本发明所提供的换挡控制方法流程图。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.如图1所示，本实施例提供了一种换挡控制系统，包括发动机和变速箱，发动机和变速箱之间设有离合器，离合器的踏板上设置有角度传感器，变速箱的换挡叉轴上设置有行程传感器，还包括液压泵和液压马达，其中液压马达与液压泵之间通过软管连接，液压泵能够驱动液压马达输入流量，液压泵能够驱动液压马达正转或反转以选择性地增大或减小变速箱的输入转速。本实施例所提供的换挡控制系统还包括控制器，控制器与液压泵、液压马达、角度传感器和行程传感器电连接。
34.具体地，液压泵为变量泵，液压马达为变量马达，液压泵和液压马达组成闭式系统，其中液压泵和液压马达均为现有技术，液压泵不仅可以双向输出，并且可以改变液压泵的输出流量，同样地液压马达的输出流量也可调。例如：液压泵具有第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀能控制液压泵正向输出，以使液压马达正转，第二电磁阀能够控制液压泵反向输出，以使液压马达反转，通过控制第一电磁阀和第二电磁阀的开度控制液压泵的输出流量，即液压马达的输入流量。液压马达具有马达电磁阀，通过控制马达电磁阀的开度，控制液压马达的输出流量。
35.本实施例提供的换挡控制系统，通过设置液压泵和液压马达，发动机转速通过液压泵和液压马达输入变速箱，正常作业时，液压泵和液压马达零排量，离合器接合，发动机动力通过离合器后输入变速箱，经变速箱、终传动后输入驱动轮，驱动整机行走；需要换挡时，控制器能够通过调整液压泵和液压马达的排量，控制输入变速箱的转速。
36.进一步地，本实施例提供的换挡控制系统还包括显示器，显示器与控制器电连接，能够显示换挡状态，具体地，能够摘挡时，显示器显示红灯，以提示操作人员可以摘挡，能够换挡时，显示器显示绿灯，以提示操作人员可以换挡。
37.进一步地，本实施例提供的换挡控制系统还包括控制旋钮，操作人员能够通过调节控制旋钮的旋度，控制液压泵的排量。
38.本实施例还提供了一种推土机，包括如上述的换挡控制系统，保证换挡的快速性和准确性。
39.本实施例还提供了一种换挡控制方法，如图2所示，应用如上述的推土机换挡控制系统，包括如下步骤：
40.s1、踩下离合器的踏板，角度传感器给控制器发出信号；
41.s2、控制器接收到角度传感器的信号后，通过控制液压泵和液压马达，调整变速箱的输出转速至目标挡位的转速后；
42.s3、摘挡；
43.s4、控制器控制液压泵和液压马达，调整变速箱的传动比至目标挡位的传动比；
44.s5、换挡，松开离合器的踏板。
45.本实施例提供的换挡控制方法，通过角度传感器或行程传感器给控制器发送信号，控制器通过控制液压泵和液压马达的排量，控制变速箱的输出转速和传动比与目标档位吻合，保证换挡的准确性。
46.下面分别介绍升档和降档的具体步骤：
47.升档过程(以1档升2档为例)：踩下离合器踏板，控制器接收到角度传感器信号后，控制器对马达电磁阀通最大电流，保证液压马达最大排量输出，然后控制器对液压泵的第一电磁阀通入的电流，控制液压马达正转，使该电流逐渐增大，从而使液压泵对液压马达的输入流量不断增大，在液压马达的输出流量一定时，液压泵提供给液压马达的输入流量越大，液压马达正转的输出转速就越高，从而增加了变速箱输入转速和输出转速，直至变速箱输出转速增加至2档相应转速时，显示器红灯提示可以“摘档”，手动将1档换至空挡，控制器接收行程传感器信号后，为液压泵和液压马达输入零信号，液压泵和液压马达零排量输出，变速箱输出转速下降，控制器检测变速箱的传动比，若变速箱传动比大于1档传动比，则控制器对马达电磁阀通最大电流，保证液压马达最大排量输出，然后控制器对液压泵的第二电磁阀通入的电流，控制液压马达反转，使该电流逐渐增大，从而使液压泵对液压马达的输入流量不断增大，同样地，在液压马达的输出流量一定时，液压泵提供给液压马达的输入流量越大，液压马达反转的输出转速就越高，从而降低变速箱的转速，至变速箱的传动比达到2档的传动比，此时，显示器绿灯提示，可以换挡，手动换至2档。控制器接收到行程传感器信号后，对变量泵和变量马达输出信号指令，使变量泵和马达零排量输出，松开离合器踏板，动力通过离合器恢复传动，整机以2档行驶。
48.降档过程(以2档降1档为例)：踩下离合器踏板，控制器接收到角度传感器信号后，控制器对马达电磁阀通最大电流，保证液压马达最大排量输出，然后控制器对液压泵的第二电磁阀通入的电流，控制液压马达反转，使该电流逐渐增大，从而使液压泵对液压马达的输入流量不断增大，在液压马达的输出流量一定时，液压泵提供给液压马达的输入流量越大，在发动机转速不变的情况下，液压马达反转的输出转速就越高，变速箱输入转速和输出转速越小，直至变速箱输出转速减小至1档相应转速时，显示器红灯提示可以“摘档”，手动将2档换至空挡，控制器接收行程传感器信号后，为液压泵和液压马达输入零信号，液压泵和液压马达零排量输出，变速箱输出转速下降，若变速箱传动比小于2档传动比，则控制器对马达电磁阀通最大电流，保证液压马达最大排量输出，然后控制器对液压泵的第一电磁阀通入的电流，控制液压马达正转，使该电流逐渐增大，从而使液压泵对液压马达的输入流量不断增大，在液压马达的输出流量一定时，液压泵提供给液压马达的输入流量越大，液压马达正转的输出转速就越高，从而增加了变速箱输入转速和输出转速，变速箱传动比增加，直至变速箱传动比达到1档传动比，此时，显示器绿灯提示，可以换挡。手动换至1档。控制器接收到行程传感器信号后，对变量泵和马达输出信号指令，使液压泵和液压马达零排量输出，松开离合器踏板，动力通过离合器恢复传动，整机以1档行驶。
49.需要说明的是，若整机需要低速行驶，按下控制旋钮，踩下离合器踏板，此时控制器控制液压马达最大排量，控制液压泵由零排量逐渐增至某一排量q，发动机转速通过液压泵和液压马达输入变速箱，此时变速箱输入转速低于发动机怠速，液压泵排量q大小与控制旋钮的旋转角度相关，控制旋钮最大旋转角度时，变速箱输入转速为发动机怠速转速。使机械推土机在低速行驶时可实现无极变速。
50.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求
的保护范围之内。