[發明專利]用于工程機械的液壓系統和用于控制液壓系統的方法

有效

• 申請號: 201380077144.0
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN105264149B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 羅伯特·莫雷柳斯;基姆·海布勒克
• 申請（專利權）人: 沃爾沃建筑設備公司
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22;F16H61/448
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 陸弋,金潔

技術領域

本發明涉及用于工程機械的液壓系統和包括此液壓系統的工程機械。

本發明可應用于工業建筑機械領域的工程機械，特別是輪式裝載機、鉸接式翻斗車和挖掘機。雖然下文中將參考輪式裝載機描述本發明，但本發明不限于此特定機械，而是也可用在其它重型工程機械中，例如自卸卡車，或用在其它建筑設備中。

背景技術

液壓系統使用在大范圍的應用中。例如，工程機械依賴于液壓系統來提供用于處理載荷的動力。用于工程機械的液壓系統可包括直線促動器，即液壓缸，和旋轉式液壓機械，例如液壓馬達。

隨著工程機械內的能量效率的需求的增加，變得越來越重要的是保證工程機械的所有部分盡可能能量有效。雖然一般的液壓系統內的單獨部件的能量效率已提高，但總系統效率卻趨于低效率，且可能甚至低于10％。液壓系統內的能量損失因此導致增加的燃料消耗，增加的排放，并且也導致對于另外的冷卻系統的需求。

液壓系統可用于驅動諸如液壓缸的直線促動器和諸如液壓馬達的旋轉促動器。液壓馬達例如可用于提供挖掘機的擺動功能、作為輪式裝載機的風扇馬達、作為車輪驅動器的輪轂單元或用于履帶挖掘機的履帶驅動。

旋轉式液壓馬達在給定一定的機械排量D和差壓ΔP的情況下產生了機械扭矩T。因此，可通過控制排量D或差壓ΔP而控制液壓馬達的輸出扭矩。此外，經常存在供給系統內的最大流量方面的限制，這又導致了液壓馬達的最大可實現轉速(rpm)。

在使用固定排量液壓馬達的應用中，通過控制壓力來控制扭矩，所述壓力控制通過使用比例閥或通過例如壓力調節泵的一些其它壓力調節裝置進行。

對于可變排量液壓馬達，也可通過改變排量來控制輸出扭矩。這使得可使用提供了恒定壓力的液壓供給系統，這可能是有利的，例如如果希望在液壓供給系統內包括液壓能量存儲器的話。

在許多應用中，希望使液壓系統可提供連續可變的動力輸出，以保證對于變化的載荷的平滑操作。連續可變的輸出例如可以通過使用如上所述的可變排量液壓機械來實現。然而，因為可變排量液壓機械比固定排量液壓機械更復雜且因此更昂貴，所以，對于一定的應用，使用固定排量液壓機械可能更有利，且其中通過控制壓力或通向液壓機械的流體的流量來控制動力輸出的變化。

為實現能量更有效的且靈活的液壓系統，可通過將比例伺服閥連接到固定排量液壓機械來控制固定壓力系統的輸出扭矩。然而，使用比例伺服閥的恒定壓力系統僅在使用在全載荷下即當閥全開時是完全能量有效的。對于部分載荷，在伺服閥內可能發生損失，載荷越低則損失越高。

因此，希望提供更能量有效的液壓系統。

發明內容

考慮到以上所述的用于工程機械的液壓系統的希望的特性以及現有技術的以上所述的和其它缺點，本發明的任務是提供用于工程機械的改進的液壓系統。

因此，根據本發明的第一方面，提供了液壓系統，所述液壓系統包括：第一旋轉式液壓機械和第二旋轉式液壓機械，所述第一和第二液壓機械被布置為通過公共的輸出軸提供扭矩；第一閥裝置，該第一閥裝置用于通過使用具有不同液壓壓力水平的兩個液壓流體源在第一液壓機械上提供液壓壓差水平；第二閥裝置，該第二閥裝置用于通過使用具有不同液壓壓力水平的兩個液壓流體源在第二液壓機械上提供液壓壓差水平；控制單元，該控制單元被構造為控制所述第一閥裝置和所述第二閥裝置，以便通過該液壓系統的輸出軸提供不同的離散的扭矩水平。

本發明基于如下認識，即：可通過在連接到同一輸出軸上的兩個分開的液壓機械上施加不同的壓力來提供多個不同的離散的扭矩水平。

根據本發明的一個實施例，第一和第二液壓機械中的至少一個可以是固定排量液壓機械。具有固定排量的液壓機械一般地與可變排量液壓機械相比更簡單且因此能以更低的成本制造。在固定排量液壓機械中，通過控制液壓機械上的差壓來控制輸出扭矩。

在本發明的一個實施例中，第一液壓機械可具有第一固定排量且第二液壓機械可具有第二固定排量，所述第二固定排量與第一固定排量相同。

此外，在本發明的一個實施例中，第二固定排量可以與第一固定排量不同。通過僅使用固定排量液壓機械，可實現能量有效的動力系統。此外，通過使用連接到公共的輸出軸的具有不同固定排量的液壓機械，增加了可提供的離散的扭矩水平的數量。

根據本發明的一個實施例，第一液壓機械可以是固定排量液壓機械且第二液壓機械可以是可變排量液壓機械。可能有利的是與一個或多個固定排量液壓機械組合使用可變排量液壓機械，以可提供連續可變的輸出扭矩。