阅读说明：本技术 用于工程机械的液压系统 (Hydraulic system for construction machinery ) 是由 罗兰德·维克托 于 2017-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于工程机械(10)的液压系统(20)。液压系统(20)包括：-供给泵(22)；-多个可变排量液压机械(26,28,30,32),所述多个可变排量液压机械被并联连接到供给泵(22)；-可变排量液压机械(26,28,30,32)中的至少一个可变排量液压机械(26,28)、优选多个可变排量液压机械适于驱动工程机械(10)的地面接合元件(12,14)；以及-可变排量液压机械(26,28,30,32)中的至少一个可变排量液压机械适于驱动振动器(34,36),所述振动器用于使工程机械(10)的地面接合元件(12,14)振动。(The invention relates to a hydraulic system (20) for a work machine (10). The hydraulic system (20) comprises: -a feed pump (22); -a plurality of variable displacement hydraulic machines (26, 28, 30, 32) connected in parallel to a charge pump (22); -at least one (26, 28), preferably a plurality of, variable displacement hydraulic machines (26, 28) of the variable displacement hydraulic machines (26, 28, 30, 32) is adapted to drive a ground engaging element (12, 14) of the work machine (10); and-at least one of the variable displacement hydraulic machines (26, 28, 30, 32) is adapted to drive a vibrator (34, 36) for vibrating a ground engaging element (12, 14) of the work machine (10).)

用于工程机械的液压系统

技术领域

本发明涉及一种用于工程机械的液压系统。此外，本发明涉及一种动力系以及工程机械。进一步，本发明涉及一种用于操作工程机械的方法和用于操作工程机械的控制单元。

本发明能够应用在重型车辆中，例如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将针对土壤压实机来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可以用在其它车辆中，例如沥青压路机或道路压路机。

背景技术

用于将工程机械所行进的地面压实的工程机械可以称为压实机。通常，压实机包括适于推进压实机的一个或多个地面接合元件以及用于使至少一个地面接合元件振动的振动器。WO 2010/006759A1中给出了这种压实机的示例。

在压实机中，能量可以通过静液压传动系从动力源传递到地面接合元件，因为静液压传动系意味着对地面接合元件的通用动力分配。然而，用于压实机的静液压传动系通常可能与相对较大的能量损失有关，例如当一个或多个地面接合元件相对地面滑移时。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于工程机械的液压系统，该液压系统能够将能量从动力源分配到多个液压机械，这些液压机械能够用于工程机械的压实操作，该液压系统意味着适当低的动力损失。

根据本发明的第一方面，该目的通过根据权利要求1的装置来实现。

这样，本发明的第一方面涉及一种用于工程机械的液压系统。该液压系统包括：

-供给泵；

-多个可变排量液压机械，所述多个可变排量液压机械被并联连接到供给泵；

-所述可变排量液压机械中的至少一个可变排量液压机械、优选多个可变排量液压机械适于驱动工程机械的地面接合元件。

根据本发明的第一方面，所述可变排量液压机械中的至少一个可变排量液压机械适于驱动振动器，该振动器用于使工程机械的地面接合元件振动。

这样，本发明的第一方面提出了一种“动力网”，供给泵能够以一定的流速和一定的压力向该动力网供给流体。之后，并联连接到供给泵的每一个可变排量液压机械能够消耗由供给泵产生的液压动力中的所需部分。这又意味着对供给泵的适当控制，因为供给泵能够被控制成提供可变排量液压机械所需的液压动力，但不一定必需提供超过该所需的液压动力的液压动力。

可选地，所述多个可变排量液压机械通过回路管道组件、优选通过闭合式回路管道组件并联连接到供给泵。该回路管道组件、特别是闭合式回路管道组件意味着适当的能量使用。例如，该回路管道组件、特别是闭合式回路管道组件意味着可以以直接的方式回收能量。作为示例，在闭合式回路管道组件的情况下，由一个或多个可变排量液压机械产生的液压动力可以被一个或多个其它的可变排量液压机械消耗。

可选地，所述闭合式回路管道组件包括蓄积器。该蓄积器进一步增加了回收液压能量的可能性。例如，当适于驱动振动器的可变排量液压机械被关掉时，例如通过改变相关的可变排量液压机械的排量而将其关掉时，由该液压机械产生的液压能量可以存储在蓄积器中，之后在振动器再次启动时被重新使用。

可选地，所述可变排量液压机械中的适于驱动工程机械的地面接合元件的至少一个可变排量液压机械、优选每一个可变排量液压机械适于既作为液压泵又作为液压马达工作。这样，当工程机械的速度降低时，例如当工程机械被制动时，适于驱动地面接合元件的一个或多个可变排量液压机械可以被设定成具有负排量，使得相关的可变排量液压机械中的每一个可变排量液压机械充当将液压能量供给到液压系统的其它部分(例如上文提到的蓄积器)的泵。被供给到液压系统的能量(例如储存在蓄积器中的能量)之后可以在希望再次使工程机械移动时被使用。

可选地，所述液压系统包括一组速度传感器，每个速度传感器适于确定以下的值：该值指示了所述可变排量液压机械中的适于驱动工程机械的地面接合元件的一个可变排量液压机械的旋转速度。所述速度传感器可以用于多种目的。作为一个非限制性示例，所述速度传感器可以用于确定工程机械的速度。作为另一个非限制性示例，所述速度传感器可以用于检测一个或多个地面接合元件的滑移。这又意味着对所述地面接合元件的适当的运动控制。

可选地，所述液压系统包括一组排量控制装置，每个排量控制装置适于控制所述可变排量液压机械中的一个可变排量液压机械的排量。这又意味着每个可变排量液压机械能够被单独控制，从而能够增加控制工程机械的可能性。

可选地，所述液压系统包括主控制单元，该主控制单元适于向所述一组排量控制装置中的每一个排量控制装置发出信号。

可选地，所述至少一个地面接合元件是压实机滚筒。

可选地，所述供给泵具有可变排量。所述供给泵的可变排量意味着能够将流体以期望的压力供给到可变排量液压机械。作为非限制性示例，对于例如效率、噪声和/或耐用性来说，将由供给泵供给的压力保持在低水平的同时仍然满足可变排量液压机械的液压动力要求可能是有益的。

本发明的第二方面涉及一种动力系，该动力系包括动力源和根据前述权利要求中的任一项所述的液压系统。该动力源以可操作方式连接到液压系统的供给泵。

本发明的第三方面涉及一种工程机械，该工程机械优选是道路压实机，其包括根据本发明的第二方面的动力系和/或根据本发明的第一方面的液压系统。

可选地，该工程机械包括一组地面接合元件，所述一组地面接合元件包括车轮和压实机滚筒中的至少一个。

本发明的第四方面涉及一种用于操作工程机械的方法，该工程机械优选是道路压实机，该工程机械包括动力系，该动力系又包括动力源和液压系统。该液压系统包括：

-供给泵，该供给泵以可操作方式连接到动力源；

-多个可变排量液压机械，所述多个可变排量液压机械被并联连接到供给泵；

-所述可变排量液压机械中的至少一个可变排量液压机械、优选多个可变排量液压机械适于驱动工程机械的地面接合元件，以及

-所述可变排量液压机械中的至少一个可变排量液压机械适于驱动振动器，该振动器用于使工程机械的地面接合元件振动。

根据本发明的第四方面的方法进一步包括：

-确定工程机械的期望的驱动条件，以及

-至少操作所述动力源和所述可变排量液压机械中的适于驱动地面接合元件的每一个可变排量液压机械，以获得所述期望的驱动条件。

可选地，所述多个可变排量液压机械通过回路管道组件、优选通过闭合式回路管道组件并联连接到供给泵，并且其中，该闭合式回路管道组件包括蓄积器。该方法进一步包括：

-在确定了该工程机械的所述期望的驱动条件是制动该工程机械时，将所述可变排量液压机械中的适于驱动工程机械的地面接合元件的至少一个可变排量液压机械控制成作为液压泵工作，用于向蓄积器供给流体。

本发明的第五方面涉及一种用于操作工程机械的控制单元，该工程机械优选是道路压实机，该工程机械包括动力系，该动力系又包括动力源和液压系统。该液压系统包括：

-供给泵，该供给泵以可操作方式连接到动力源；

-多个可变排量液压机械，所述多个可变排量液压机械被并联连接到供给泵；

-所述可变排量液压机械中的至少一个可变排量液压机械、优选多个可变排量液压机械适于驱动工程机械的地面接合元件，以及

-所述可变排量液压机械中的至少一个可变排量液压机械适于驱动振动器，该振动器用于使工程机械的地面接合元件振动。

该控制单元适于：

-接收指示工程机械的期望的驱动条件的信息，并且

-至少向所述动力源和所述可变排量液压机械中的适于驱动地面接合元件的每一个可变排量液压机械发出信号，使得它们工作以获得所述期望的驱动条件。

在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。

在这些图中：

图1是工程机械的实施例的示意性侧视图；

图2示出了动力系和液压系统的一个实施例；

图3示出了液压系统的实施例的一部分，并且

图4示出了动力系和液压系统的另一个实施例。

具体实施方式

图1示出了工程机械10的示意性构造，其被例示为土壤压实机。此外，如图1中所示，工程机械10包括地面接合元件12、14。在图1的实施例中，地面接合元件12、14被例示为前压实机滚筒12和后压实机滚筒14。然而，也可以设想，代替图1的压实机滚筒或除了图1的压实机滚筒之外，工程机械的其它实施例可以包括其它类型的地面接合元件。作为非限制性示例，可以设想，作为地面接合元件，工程机械10的实施例可以包括一个或多个车轮(未示出)和/或一个或多个履带(未示出)。工程机械(例如图1的工程机械)优选包括动力系。

图2示出了动力系16的实施例。仅作为示例，图2的动力系16可用于推进图1的工程机械10。从图2可以看出，本文中公开的实施例包括动力源18和液压系统20。作为非限制性示例，动力源18可以包括内燃发动机(例如柴油发动机)或者由内燃发动机(例如柴油发动机)构成。然而，也可以设想，动力源18可以包括其它类型的动力产生装置(例如电动马达(未示出))或者由其它类型的动力产生装置(例如电动马达(未示出))构成。此外，如图2中所示，动力源18以可操作方式连接到液压系统20的供给泵22。仅作为示例，并且如图2的实施例中所例示的，动力源18可以例如通过轴24而机械连接到供给泵22。

液压系统20包括供给泵22。多个可变排量液压机械26、28、30、32被并联连接到供给泵22。

所述可变排量液压机械中的至少一个(优选多个)可变排量液压机械适于驱动该工程机械的地面接合元件。在图2的实施例中，液压系统20包括两个可变排量液压机械26、28，这两个可变排量液压机械26、28中的每一个可变排量液压机械适于驱动工程机械的相应的地面接合元件12、14。特别地，在图2的实施例中，第一可变排量液压机械26适于驱动第一地面接合元件12，例如图1的工程机械的前压实机滚筒12。此外，如图2中所例示的，第二可变排量液压机械28可适于驱动第二地面接合元件14，例如图1的工程机械的后压实机滚筒14。然而，也可以设想，液压系统20的实施例可以仅包括一个适于驱动地面接合元件的可变排量液压机械。作为另一个非限制性示例，液压系统20的实施例可以包括仅三个或更多个可变排量液压机械，其中这些可变排量液压机械中的每一个均适于驱动地面接合元件，例如相应的地面接合元件。

此外，如图2中所示，可变排量液压机械30、32中的至少一个适于驱动用于使工程机械的地面接合元件振动的振动器。特别地，在图2的实施例中，第三可变排量液压机械30适于驱动第一振动器34，例如用于图1的工程机械的前压实机滚筒12的振动器。此外，也如图2中所例示的，第四可变排量液压机械32可适于驱动第二振动器36，例如用于图1的工程机械的后压实机滚筒14的振动器。

作为非限制性示例，并且如图2中参考第一振动器34所示，振动器可以包括振动器轴38，该振动器轴38包括振动器偏心件40。这样，当振动器轴38旋转时，通过振动器偏心件40产生振动。然而，也可以设想，振动器的实施方式可以使用其它装置(未示出)来产生振动。

此外，如图2中所例示的，所述多个可变排量液压机械26、28、30、32可以通过回路管道组件42并联连接到供给泵24。优选地，如图2中所示，所述多个可变排量液压机械26、28、30、32可以通过闭合式回路管道组件42并联连接到供给泵24。

仅作为示例，供给泵24可以包括高压侧44和低压侧46。此外，回路管道组件42可以包括高压管线48，该高压管线48将供给泵22的高压侧44流体连接到所述多个可变排量液压机械26、28、30、32中的每一个。此外，回路管道组件42可以包括低压管线50，该低压管线50将所述多个可变排量液压机械26、28、30、32中的每一个可变排量液压机械流体连接到供给泵22的低压侧46。

仅作为示例，并且如图2的实施例中所示，该闭合式回路管道组件可以包括蓄积器52。蓄积器52可以用于回收液压能量，这将在下文中详细说明。作为非限制性示例，并且如图2的实施例中所示的，蓄积器52可以流体连接到回路管道组件42的高压管线48。

此外，所述可变排量液压机械中的适于驱动工程机械的地面接合元件的至少一个(优选每一个)可变排量液压机械可适合既作为液压泵又作为液压马达工作。在图2中所示的实施例中，第一可变排量液压机械26和第二可变排量液压机械28中的每一个都适合既作为液压泵又作为液压马达工作。

这样，当例如希望制动包含图2的动力系的工程机械时，第一可变排量液压机械26和第二可变排量液压机械28中的每一个可以被致动成作为液压泵工作，从而将流体从回路管道组件42的低压管线50泵送到高压管线48。如此泵送的流体可以用于对蓄积器52充注，使得能量由蓄积器52储存。

之后，储存在蓄积器52中的能量可以用于例如向一个或多个可变排量液压机械26、28供给流体、用于推进工程机械和/或用于向连接到振动器34、36的一个或多个可变排量液压机械30、32供给流体。

此外，液压系统20可以包括一组速度传感器。每个速度传感器适于确定以下的值：该值指示了所述可变排量液压机械中的适于驱动工程机械的地面接合元件的一个可变排量液压机械的旋转速度。图3示出了液压系统20的一部分，并且图3进一步示出了速度传感器53的示例。图3的速度传感器53适于确定适于驱动地面接合元件12的可变排量液压机械26的旋转速度。仅作为示例，图3的可变排量液压机械26和地面接合元件12可以是上文结合图2所讨论的具有相同附图标记的部件。

在图3的实施方式中，速度传感器53适于确定被旋转地连接到可变排量液压机械26的轴54的旋转速度。然而，也可以设想其它实施方式，例如以下实施方式：在该实施方式中，速度传感器53适于确定不与可变排量液压机械26的轴以相同旋转速度旋转的部件的旋转速度，但是其中该部件的旋转速度与可变排量液压机械26的旋转速度之间的比率是已知的或者至少能够确定的。作为非限制性示例，速度传感器53可以适于确定地面接合元件12的旋转速度。

作为非限制性示例，并且如图3中所示，指示了可变排量液压机械26的旋转速度的值可以被传送到可变排量液压机械控制单元56。

此外，该液压系统可以包括一组排量控制装置。每个排量控制装置适于控制所述可变排量液压机械中的一个可变排量液压机械的排量。

图3中例示了以上内容，示出了排量控制装置58，该排量控制装置58适于控制可变排量液压机械26的排量。此外，图3中所示的实施方式还包括排量传感器60，该排量传感器60适于确定可变排量液压机械26的实际排量的值。该实际排量的值可以用在用于控制排量控制装置58的反馈回路控制中。

可变排量液压机械26的排量以及被供给到可变排量液压机械26的流体的压力将导致由可变排量液压机械26产生的扭矩。这样，通过控制排量控制装置58从而控制可变排量液压机械26的排量，控制了由可变排量液压机械26产生的扭矩。

此外，如图3的实施方式中所示，可变排量液压机械控制单元56可适于从另一个控制单元(未示出)接收信号62。仅作为示例，信号62可以包括指示工程机械10的期望速度和/或实际速度的信息。作为另一个非限制性示例，信号62可以包括指示被供给到可变排量液压机械26的流体的压力的信息。

这样，尽管仅作为示例，但如果信号62包括指示工程机械10的期望速度的信息，则可变排量液压机械控制单元56可以控制排量控制装置58，使得可变排量液压机械26的旋转速度对应于由此期望的速度。例如，可以通过如下方式确定可变排量液压机械26的所需速度：确定地面接合元件12的地面接触部分(例如，圆周)的所需速度，以便获得工程机械10的期望速度，并且根据由此确定的所需速度来确定可变排量液压机械26的所需旋转速度(例如考虑地面接合元件12的半径以及可能考虑可变排量液压机械26和地面接合元件12之间的传动比)。

代替或除了控制排量控制装置58而使得可变排量液压机械26的旋转速度导致工程机械10的期望速度之外，排量控制装置58可适于控制排量控制装置58，以避免地面接合元件12的滑移。这样，尽管仅作为示例，但如果信号62包括指示工程机械10的实际速度的信息，则能够确定地面接合元件12的地面接触部分的速度与工程机械的速度之间的差值的绝对值是否在预定范围内。

如果上述差值的绝对值在上述范围之外，则这表明地面接合元件12的地面接触部分在地面上滑动。在这种情况下，优选控制排量控制装置58，以减轻这种滑动状况。

例如，如果地面接合元件12的地面接触部分的速度低于工程机械的速度，则这表明地面接触部分被在地面上拖动，并且这可以通过增加地面接触部分的速度、通过增加施加在地面接触部分上的扭矩、通过增加可变排量液压机械26的旋转速度(这又可以借助于通过致动排量控制装置58增加其排量实现)来避免。

作为另一个示例，如果地面接合元件12的地面接触部分的速度大于工程机械的速度，则这表明地面接合元件12的滑移，这可以通过降低地面接触部分的速度、通过降低施加在地面接触部分上的扭矩、通过降低可变排量液压机械26的旋转速度(这又可以借助于通过致动排量控制装置58降低其排量实现)来避免。

图4示出了一个实施例，在该实施例中，适于驱动地面接合元件12、14的可变排量液压机械26、28中的每一个以上文已经结合图3讨论过的方式连接到可变排量液压机械控制单元56、64、排量控制装置58'、58”、速度传感器53'、53”和排量传感器60'、60”。此外，如图4的实施例中所示，液压系统20可以包括主控制单元66，该主控制单元66适于向一组排量控制装置中的每个排量控制装置58'、58”发出信号。

在图4中所示的实施例中，主控制单元66适于通过相应的可变排量液压机械控制单元56、64向所述一组排量控制装置中的每个排量控制装置58'、58”发出信号。然而，也可以设想，在液压系统20的实施例中，主控制单元66可以直接向每一个相应的排量控制装置发出信号，可替代地，经由另一个控制单元(未示出)发出该信号。

此外，在图4中所示的实施例中，主控制单元66可适于发出信号以控制适于驱动振动器34、36的可变排量液压机械30、32中的每一个可变排量液压机械的排量。

此外，如图4中所示，液压系统20可以包括第一压力传感器68，该第一压力传感器68适于发出指示高压管线48中的流体压力的高压信号。例如，该高压信号可以被传输到主控制单元66。

另外，液压系统20可以包括第二压力传感器70，该第二压力传感器70适于发出指示低压管线50中的流体压力的低压信号。例如，该低压信号可以被传输到主控制单元66。

此外，如图2和图4的实施例中的每一个实施例中所示，供给泵22可以具有可变排量。例如，如图4中所示，液压系统20可以包括第二控制单元72，该第二控制单元72适于向控制供给泵22的排量的供给泵排量控制装置74发出控制信号。此处，应当注意，液压系统20还可以包括供给泵速度传感器76，该供给泵速度传感器76适于确定指示供给泵22的旋转速度的值。此外，液压系统20可以包括供给泵排量传感器78，该供给泵排量传感器78适于确定该供给泵的实际排量的值。也可以设想，液压系统20的实施例可以包括单个控制单元，该单个控制单元适于执行如上所述的能够由主控制单元66和第二控制单元72执行的操作。

第二控制单元72、供给泵排量控制装置74、供给泵速度传感器76和供给泵排量传感器78可适于以与如上所述的图3中的对应部件相互作用的方式相同的方式来相互作用。

此外，如图4中所示，第二控制单元72还可适于向动力源18发出控制信号。作为非限制性示例，可以操作供给泵22并且可能还操作动力源18，以在高压管线48中产生足以向与供给泵22并联连接的可变排量液压机械26、28、30、32中的每一个提供所需液压动力的压力和流量。此外，再次作为非限制性示例，可以控制供给泵22并且可能还控制动力源18，使得高压管线48中的流体压力不过度超过可变排量液压机械26、28、30、32所需的压力。作为非限制性示例，可以控制供给泵22并且可能还控制动力源18，使得高压管线48中最大的流体压力以预定压力容限(predetermined pressure tolerance)超过确定的所需压力。仅作为示例，这种压力容限可以是确定的所需压力的预定百分比，例如其10％或5％。

这样，尽管仅作为示例，但可以确定可变排量液压机械26、28、30、32中的每一个可变排量液压机械的当前所需扭矩，并且可以根据如此确定的扭矩值来确定高压管线48中所需的压力。之后可以操作供给泵22并且可能还操作动力源18，以产生压力，该压力的大小是所需压力加上压力容限。

应该注意的是，尽管上文给出的实施例公开了适于驱动地面接合构件或振动器的可变排量液压机械，但也可以设想，液压系统20的实施例可以包括被并联连接到供给泵22的多个可变排量液压机械，其中至少一个可变排量液压机械适于驱动工程机械10的另一个部件。这种部件的非限制性示例包括由可变排量液压机械驱动的风扇(未示出)、由可变排量液压机械驱动的转向组件(未示出)以及任何其它类型的液压动力致动器，例如适于使工程机械的工具(未示出)移动的致动器。

因此，应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。