[发明专利]铰接作业机械中的差速器锁定控制

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于控制作业机械中差速器的锁定(锁止)状态的方 法和装置，且更具体地涉及一种控制还包括车轮转向的铰接作业机械的差 速器的锁定状态的方法。

背景技术

许多现代作业机械在难以保持牵引力的较恶劣的环境中运行。诸如机 动平地机的作业机械必须经常在松软的土地、砂砾等上工作，从而当作业 机械被驱动通过工作表面时，作业机械的一个或多个车轮趋于滑转。但是， 当作业机械转向时，需要允许车轮以不同的速度转动，或“差速(差动)”。 为此，大多数现代作业机械包括以熟知方式允许车轮以不同速度转动的差 速器。但是，当遇到低牵引力状况时，车轮的差速会具有不利影响，即， 将动力或“车轮回转力”主要或单独地提供给给定车轴上的旋转车轮，而 另一车轮不转动。

在过去，已经使用各种方法来处理车轮滑转问题。处理车轮滑转问题 的一种方法是选择性地实施制动以减慢滑转车轮，使得车轮回转力返还到 相对的车轮。在一种策略中，当检测到特定车轴上的一个轮子滑转时，操 作员或电子控制器能选择性地在目标车轮上实施制动以使它慢下来，从而 允许旋转车轮重新获得一定的牵引力并将动力返还给相对的车轮。虽然选 择性制动系统在特定环境中工作良好，但它们并非没有限制。一种这样的 限制涉及由车轮部件上的制动摩擦所产生的热量，最终该热量传递到车轴。 由于该现象，存在着为使温度不超过作业机械的容许温度而对车轮进行选 择性制动的程度限制。另外，选择性制动显然会导致对作业机械制动器的 额外磨损和破裂。

处理车轮滑转的另一种方法涉及选择性地锁定作业机械的一个或多个 车轴的差速器。如上所述，在正常运行过程中，差速器允许与车轴连接的 车轮以不同速度转动，进而在作业机械进行转向时允许车轮独立转动。操 作员控制和计算机控制系统是已知的，其中差速器离合器经致动器接合以 使车轴上车轮的转动联接在一起。将车轮转动地联接在一起能以公知的方 式减少车轮滑转和由此产生的牵引力损失。操作员控制的差速器锁和某些 计算机控制系统的固有问题在于可能过度使用和未充分利用差速器锁。特 别地，在操纵作业机械时，操作员经常忙于过多的关注和控制，且公知地 较少地注意差速器锁。结果，差速器经常在它们更应该解锁的情况下被锁 定，反之亦然。

例如，当具有被锁定的差速器的作业机械实施转向时，通常需要解锁 该差速器。如果差速器在转向过程中保持锁定，则包括轮胎在内的外侧车 轮部件和内侧车轮部件均会承受显著的应力，传动系的部件也如此。在某 些情况下，实际上会使某些变速器齿轮上的轮齿断裂。甚至更糟地，在作 业机械以全速实施转向的情况下，操作员没有解锁差速器甚至会引起作业 机械倾翻。尽管会在作业机械上产生过度磨损和破裂，但是许多操作员仍 选择不适当地保持差速器锁定而不冒损失牵引力和降低操作效率的风险。

另一方面，在具有被解锁的差速器的作业机械遇到不良地面条件的情 况下，各个被驱动车轴的车轮之一可能在操作员决定致动差速器锁之前显 著旋转，也导致车轮、轮胎和传动系部件的磨损。尽管过度使用和不充分 使用差速器锁会导致作业机械的磨损和破裂，但是操作员也显然不能仅仅 将他们的注意力集中到控制差速器上。虽然人们希望在一方面的磨损和破 裂与另一方面的操作效率之间实现完美平衡，但是即使是技术水平最高的 操作员也无法监测和控制实现该目标所必须的作业机械操作的所有方面。