[发明专利]具有扭矩限制控制的无级变速器的作业机械

说明书

技术领域

本发明涉及作业机械，并且更具体地说涉及一种包括有与无级变速器(IVT) 连接的内燃机的作业机械。

背景技术

诸如建筑作业机械、农业作业机械或者林业作业机械的作业机械，典型地包 括内燃(IC)发动机形式的牵引车。所述内燃机可以是压缩点火发动机(即柴油 发动机)或者火花点火发动机(即汽油发动机)。对于大多数重型作业机械来说， 其牵引车为具有适用于相关作业操作的更好过载、下拉和扭矩特性的柴油机形式。

载荷冲击后瞬态内燃机的阶跃载荷响应是一最受发动机排量、发动机硬件(例 如，它是否有标准涡轮增压器、具有排废门或变几何涡轮增压器，等等)，及用于 驱动与排放法规(例如可见烟、氮氧化物(NO_x)等)、噪音或振动的要求相关的 空气和燃料驱动器(例如废气再循环、具有可变几何涡轮的涡轮增压器(VGT)、 燃料喷嘴形状等)的软件策略影响的特性。载荷冲击可能是由动力传动系统载荷 (例如作业机械后面拖带的工具)或外载荷(例如诸如前端装载机或反铲附件的 辅液压载荷等)的结果。

发动机系统作为一整体在瞬载应用过程中反应为线性方式。最初，所述载荷 被施加于所述内燃机的传动轴。当载荷增大时所述内燃机的转速降低。所述内燃 机的转速下降受所述调节器是否同步或具有一速度降的影响。通过改变所述空气 促动器增加气流以提供额外的空气给内燃机。为获得新的气流调整点，时延是必 需的。几乎瞬时的燃油喷射量相对于烟限量和最大允许燃油量增加。然后发动机 恢复至发动机转速调整点。载荷冲击之后，与内燃机瞬态阶跃载荷响应相关的参 数是速度降和恢复至发动机调整点的时间。

一内燃机可与一无级变速器(IVT)连接，所述无级变速器以无级形式提供速 度从0至最大的连续可变的输出。一个IVT典型地包括流体静压和机械传动组件。 所述流体静压组件将旋转轴动力转换为水压流，反之亦然。流动通过IVT的动力 可以只通过液体静压组件、只通过机械组件或通过根据设计和输出速度的二者的 结合。

一种用于作业机械的IVT实例为液压机械变速器，其包括与一行星齿轮组连 接的一液压组件。另外一种用于作业机械的IVT实例为流体静压变速器，其包含 与一齿轮组连接的一液压组件。

当IVT比率改变以与载荷状况相匹配时，包括IVT的作业机械容易造成牵引 控制失灵和车轮偏移。当发动机在负载下转速下降时，所述IVT控制器探测发动 机转速并且加深所述IVT比率。当处于低地速时，作业机械所需的动力值为发动 机能够产生的低百分率，因此当发动机的输出扭矩增大时，发动机可能无法加载 减速。则当车轮的扭矩增大时，操作员将无法得知。在这种情况下，由于注意不 到，驱动车轮可能失去牵引力并且旋出。这对于可靠的操作是不期望的。

现有技术所需要的是一种配置有IVT的作业机械，其在低地速状况时不易失 去牵引力。

发明内容

本发明一方面涉及一种作业机械，包括一具有一输出的内燃机和一与所述内 燃机输出连接的无级变速器(IVT)。所述IVT包括一液压组件和一机械传动组件。 一压力传感器与所述液压组件相关联并提供一表示所述液压组件内的一液压的输 出信号。至少一个电气处理电路被配置以用于根据来自所述压力传感器的所述输 出信号控制所述内燃机输出。

本发明的另一方面涉及一种操作一作业机械的方法，所述作业机械包括一具 有一输出的内燃机和一与所述内燃机输出连接的IVT，所述IVT包括一液压组件和 一机械传动组件。所述方法包括的步骤为：设定与所述IVT相关联的扭矩限值； 检测所述液压组件内的一液压；及根据所述检测的液压及所述扭矩限值控制所述 内燃机的一输出。

附图说明

图1是本发明作业机械的实施例的示意图；

图2是本发明作业机械的操作方法的实施例的流程图。

具体实施方案

现在参考图1，表明本发明的一实施例的作业机械10的示意图。作业机械10 可能是平路机，或诸如约翰迪尔(John Deere)前端装载机的建筑作业机械，或是诸 如农业、林业、矿业，或者工业作业机械的不同类型的作业机械。

作业机械10包括一内燃机12，其典型地通过来自内燃机12的输出机轴16 与一IVT14连接。内燃机12在示例实施例中假定为柴油发动机，但是也可以是汽 油发动机、丙烷发动机等等。内燃机12根据应用来确定尺寸和配置。