[发明专利]用于回收能量的方法和液压系统

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的、用于在工程机械的液压系统中回收能量的方法，并且还涉及一种用于在工程机械中回收能量的液压系统。

本发明适用于工业建筑机械领域中的工程机械，特别是轮式装载机和铰接式运输车领域中的工程机械。虽然将针对轮式装载机来描述本发明，但本发明不限于这种特殊机械，而是也可用于具有液压功能的其它工程机械中，例如自卸车、挖掘机或其它建筑设备。

背景技术

工程机械设有铲斗、车斗或其它类型的器具，用于挖掘、提升、承载和/或运送负载。

例如，轮式装载机具有由液压驱动的作业功能，例如布置在负载臂单元上的器具的提升和倾斜。负载臂单元包括多个液压缸，用于移动负载臂以及附接至该负载臂的器具。能够布置有一对液压缸，用于提升负载臂，并且能够在负载臂上布置有另一液压缸，用于使器具倾斜。

轮式装载机(通常是车架转向式的)也具有一对液压缸，用于通过使轮式装载机的前部分和后部分相对彼此枢旋而使轮式装载机转弯/转向。

除了液压缸之外，轮式装载机的液压系统还包括一个或多个液压机械(泵)，用于将液压流体提供给负载臂单元和转向单元的液压缸。

转向系统可包括稳定系统，以便使转向稳定并获得无抽动的较刚性转向。

这种转向稳定系统通常包括压力阀，该压力阀在液压转向系统中产生反压力。压力阀可包含在从转向阀的返回管线中，且能够设置为例如10-40巴的压力值，使得产生用于转向缸的反压力。这意味着，必须使转向压力升高相同压力值，这继而导致较高的压降和增大的能量损失。当仅使用车辆的转向功能时，能够将主液压泵设置为转向压力。

当在转向的同时使用另一液压作业功能时，就将来自主液压泵的压力设置为要求最高压力的子系统的压力水平。例如，该子系统可能是提升系统，该提升系统可能需要高达200巴或更高的压力。如果转向同时要求50巴，就将在转向系统上发生150巴的压降，这也导致增大的能量损失。

该问题的一种解决方案是使用用于转向系统和提升系统的单独液压泵。然而，这种解决方案较昂贵且增加了车辆的重量。此外，这种解决方案需要较大的安装空间，对于这种解决方案来说，能量的损失较高。

已知的是，例如从具有高压力和大液压流体流的提升缸和倾斜缸中回收能量。这种能量回收系统可为液压马达提供动力，或者可对蓄能器充电。在这种系统中，能够回收来自高压力和/或大液压流的能量，但这些系统不适合于较低压力和/或较低的流体流。

US 6,151,894描述了一种能够回收从多个液压致动器返回的液压流体流的系统，该系统包括：多个流体回收回路，从这样的多个致动器返回的液压流体流被接纳到所述多个流体回收回路中；和主流体回收回路。提供一种选择器装置，用于允许所述多个流体回收回路中的至少一个与主流体回收回路选择性地连通。通过允许所述多个流体回收回路中的至少一个与主流体回收回路连通，该系统使得能够回收来自所述多个致动器中的至少一个的液压返回压力流体，因此可使该液压返回压力流体应用于包含多个液压致动器的工程机械。在一个实施例中，主流体回收回路可驱动冷却风扇马达。可在冷却风扇马达的流入侧设置有可变流速控制阀，可变流速控制阀可用于控制冷却风扇的转速。可将来自可变流速控制阀的过量压力(即过量流体)排出至流体贮存器。

在该解决方案中，仅能够回收流体系统中储存的能量的一部分。所回收的能量取决于冷却风扇的转速。在正常条件下，冷却风扇马达上的压降相对低，在可允许的最高转速下压降最大。此外，液压冷却风扇的流通过量相对低。这意味着，当使用适合于驱动冷却风扇的液压马达回收能量时，仅使用了液压流的一部分，因为过量的流被流速控制阀排出。因而，这种系统的效率取决于车辆中的使用压力。对于具有例如提升缸的车辆，提升缸可由200巴或更大的压力驱动，并且提升缸也具有相对大的流通过量，就将仅使用液压流体流的一部分来驱动冷却风扇。

因而，存在着改进的能量回收系统的需求。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的用于在车辆的液压系统中回收能量的方法。本发明的另一目的在于提供一种改进的用于在车辆中回收能量的布置结构。

在用于所述方法的权利要求1和用于所述布置结构的权利要求10的特征部分中描述了根据本发明的对上述问题的解决方案。其它权利要求包括本发明的所述方法和布置结构的有利的进一步扩展。