[發(fā)明專利]具有能量回收的液壓風(fēng)扇回路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180056114.2
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN103228932A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·E·尼爾松;J·T·彼得森;J·L·庫恩
• 申請（專利權(quán)）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F15B13/044
• 分類號: F15B13/044;E02F9/22;F15B21/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及一種液壓風(fēng)扇回路，更特別地涉及具有能量回收的液壓風(fēng)扇回路。

背景技術(shù)

由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的機(jī)器，比如推土機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)、平路機(jī)以及其他類型的重型設(shè)備，一般包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)將相關(guān)聯(lián)的發(fā)動機(jī)以及其他機(jī)器元件冷卻到延長機(jī)器壽命的閾值以下。該冷卻系統(tǒng)由一個或多個空氣對空氣或液體對空氣熱交換器組成，所述熱交換器將循環(huán)過發(fā)動機(jī)的冷卻劑或被引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)中的燃燒空氣變冷。來自于冷卻劑或燃燒空氣的熱量從風(fēng)扇通到空氣，所述風(fēng)扇基于發(fā)動機(jī)和/或相關(guān)的液壓系統(tǒng)的溫度是速度受控的。

冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇一般是通過液壓提供動力的。即由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的泵抽入低壓流體并且將該流體以升高的壓力排到連接到風(fēng)扇的馬達(dá)。當(dāng)發(fā)動機(jī)的溫度高于所需的溫度時，所述泵和馬達(dá)一起工作來增加風(fēng)扇的速度。當(dāng)發(fā)動機(jī)的溫度低時，泵和馬達(dá)一起工作以降低風(fēng)扇的速度，在一些情況下，甚至完全使風(fēng)扇停止。在一些條件下，甚至可以使風(fēng)扇反轉(zhuǎn)使得通過熱交換器的空氣流也反向以有助于驅(qū)逐出聚集在熱交換器中的垃圾。

盡管在冷卻發(fā)動機(jī)方面是有效的，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)驅(qū)動上述冷卻風(fēng)扇的液壓回路有時可能具有沒被使用或者甚至被浪費(fèi)的過剩的容量。隨著對環(huán)境越來越關(guān)注，尤其是對機(jī)器燃料消耗的關(guān)注，充分使用所有的資源越來越重要。

在2010年2月9日授權(quán)給Smith等人的美國專利No.7,658,065（“’065專利”）中描述了一種改進(jìn)液壓回路效率的嘗試。具體地，’065專利描述了一種液壓回路，其具有液壓致動器、配置成從貯槽抽取低壓流體并且將增壓的流體排到所述致動器的主泵、以及配置成接收從所述致動器返回到貯槽的廢物流體的貯槽內(nèi)能量回收裝置。該能量回收裝置由返回的廢物流體驅(qū)動以將低壓裝載流體供應(yīng)到所述主泵，從而減少由所述主泵執(zhí)行的工作。飛輪連接到所述能量回收裝置以動力地存儲從返回的廢物流體獲得的能量并且選擇性地將存儲的能量供應(yīng)回能量回收裝置。

盡管’065專利的能量回收裝置可以改進(jìn)相關(guān)的液壓系統(tǒng)的效率，但是其可以增加系統(tǒng)的成本并且具有有限的實(shí)用性。即，該能量回收裝置是僅執(zhí)行能量回收功能的附加元件。象該能量回收裝置一樣的專用裝置增加了系統(tǒng)的成本。此外，該能量回收裝置是僅針對開路系統(tǒng)示出并描述的。

所公開的液壓風(fēng)扇回路旨在克服上面所述的一個或多個問題和/或現(xiàn)有技術(shù)的其他問題。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面中，本發(fā)明涉及一種液壓風(fēng)扇回路。該液壓風(fēng)扇回路可以包括主泵、馬達(dá)、連接到所述馬達(dá)并且由該馬達(dá)驅(qū)動的風(fēng)扇、以及連接到所述馬達(dá)和所述風(fēng)扇的其中一個并且由其驅(qū)動的飛輪。該液壓風(fēng)扇回路還可以包括從所述主泵延伸到所述馬達(dá)的供應(yīng)通道、從所述馬達(dá)延伸到所述主泵的返回通道、以及配置成選擇性地將所述供應(yīng)通道連接到低壓貯槽的換向閥。

在另一個方面中，本發(fā)明涉及另一種液壓風(fēng)扇回路。該液壓風(fēng)扇回路可以包括主泵、以閉路構(gòu)型連接到所述主泵并且由該主泵驅(qū)動的馬達(dá)、以及連接到所述馬達(dá)并且由該馬達(dá)驅(qū)動的風(fēng)扇。所述液壓風(fēng)扇回路還可以包括換向閥，該換向閥可移動以在所述馬達(dá)驅(qū)動所述主泵時選擇性地將所述馬達(dá)和主泵的連接構(gòu)型從閉路變化到開路。

在又一個方面中，本發(fā)明涉及一種從液壓風(fēng)扇回路回收能量的方法。該方法可以包括產(chǎn)生機(jī)械輸出以對流體增壓，以及引導(dǎo)增壓流體以產(chǎn)生空氣流。該方法還可以包括動力地存儲來自于增壓流體的過剩的能量，以及在對空氣流的需求減小時選擇性地釋放所存儲的能量以驅(qū)動所述機(jī)械輸出。

附圖說明

圖1是示例性公開的挖掘機(jī)的插圖；

圖2是可以與圖1的挖掘機(jī)一起使用的示例性公開的液壓風(fēng)扇回路的示意圖；以及

圖3是可以與圖1的挖掘機(jī)一起使用的另一示例性公開的液壓風(fēng)扇回路的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了在工地110實(shí)施特殊功能的示例性機(jī)器100。機(jī)器100可實(shí)施為固定的或者移動的機(jī)器，具有與諸如采礦、建筑、耕種、運(yùn)輸、發(fā)電、石油和天然氣之類的工業(yè)或者本領(lǐng)域中公知的任何其他工業(yè)相關(guān)的特殊功能。例如，機(jī)器100可以是土方機(jī)械，比如圖1中繪出的挖掘機(jī)，其中該特殊功能包括從工地110移除泥土材料，將工地110的幾何形狀變成期望的形式。機(jī)器100可以替代性地實(shí)施為不同的土方機(jī)械（比如平地機(jī)或者輪式裝載機(jī)）或者非土方機(jī)械（比如客車、固定式發(fā)電機(jī)組或者泵送機(jī)構(gòu)）。機(jī)器100可以實(shí)施為任何合適的操作執(zhí)行機(jī)器。