具有混合能源获取及再利用的组合液压机具及推进回路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种用于机器的液压系统，更具体地涉及用于机器的集成机具致动及推进系统，甚至更具体地涉及建筑机械，如轮式装载机。
【背景技术】
[0002]具有静液压驱动系统的机器例如自推进施工机械一般承受关于待处理的负载和待实现的机器速度的极端波动。提供用于静液压驱动系统和其他液压动力消耗装置例如液压机具的必要驱动功率的内燃发动机通常以该内燃发动机最有效地运转的恒定发动机速度被驱动。仅在液压消耗装置的必要驱动功率和/或所需功率供给增加的情况下，才不得不提高内燃发动机的发动机速度。
[0003]具有静液压驱动系统的已知机器常常包括闭式回路行驶系统。这些闭式回路行驶系统需要大型行驶栗以在高速行驶期间产生充足的液压流体流。机器如轮式挖掘机或其他轮式施工机械(如轮式推土机、轮式装载机、轮式铲运机、地下开采机械、滑移装载机、集材机、路料复拌机、工业装载机、轮式压实机、伐木归堆机)可能通常以低速或中速行驶模式操作，而很少以高速行驶模式操作。因此，这些用于在大部分操作时间以低或中行驶速度模式行驶的机器的液压驱动装置包括用于行驶系统的超大尺寸液压栗，这会导致制造成本高，可能对机器内的必要空间产生负面影响，并且可对机器的性能有负面影响。
[0004]克服在闭式系统中使用超大液压栗的缺点的一种方法是创建结合了机器的不同的液压功能的单一开式液压回路。这种使用组合的开式液压回路的方法允许在机器中使用更小尺寸的液压栗。然而，组合的开式液压回路通常具有差的制动特性。此外，组合的开式液压回路在所述回路的某些点处损失动能。
[0005]已经采用不同的策略来使用于工作机械如轮式装载机的液压回路更有效。例如，发表于2013年3月14日的美国专利公开号N0.2013/0061588( “Jagoda”)旨在描述用于挖掘机的液压系统，该液压系统通过使用蓄能器来回收一些惯性能量损失。蓄能器储存在连接至马达的输入/输出轴的负载减速期间损失的能量，并在马达的输入/输出轴加速期间从蓄能器释放能量。然而，Jagoda并没有公开集成了机器的推进系统和机具系统的组合液压系统。
[0006]虽然用于机器的常规组合液压系统在一定程度上是有用的，但仍然需要提供一种成本低、更小、更有效的集成机具及推进液压回路，其对应发动机的尺寸和能力。因此，本发明公开的液压系统以及组装和操作用于机器的液压系统的方法旨在克服当前可用的具有液压系统的机器中的一个或多个缺点。
[0007]本发明至少部分地旨在改进或克服现有系统的一个或多个方面。
【发明内容】
[0008]根据本发明的一个方面，一种用于机器的液压系统包括:机具回路，其包括:配置成向机具回路提供液压流体的第一栗；和配置成通过液压流体操作的至少一个液压机具；以及推进回路，其包括:配置成向推进回路提供液压流体的第二栗；可操作地连接至第二栗的液压马达；可操作地连接至第二栗的制动阀，该制动阀配置成调节提供到液压马达的液压流体的量；可操作地连接至制动阀和液压马达的背压阀，该背压阀配置成在减速状态期间限制从液压马达流经背压阀的液压流体的量以增加背压阀入口处和液压马达出口处的压力；以及连接至机具回路和推进回路两者的组合阀，该组合阀配置成实现机具回路和推进回路之间的选择性的流体连通。
[0009]根据本发明的另一方面，提供了一种用于机器的液压系统。该系统可以包括:机具回路，其包括:配置成向机具回路提供液压流体的第一栗；和配置成通过液压流体操作的至少一个液压机具；推进回路，其包括:配置成向推进回路提供液压流体的第二栗；可操作地连接至第二栗的液压马达；可操作地连接至第二栗的制动阀，该制动阀配置成调节提供到液压马达的液压流体的量；可操作地连接至制动阀和液压马达的背压阀，该背压阀配置成在减速状态期间限制从液压马达流经背压阀的液压流体的量以增加背压阀入口处和液压马达出口处的压力；可操作地连接至机具回路和推进回路的蓄能器，该蓄能器配置成储存来自机具回路和推进回路中的至少一者的液压流体，其中蓄能器可操作地连接至发动机起动装置从而向发动机起动装置提供液压流体以使发动机起动装置旋转，从而使附接至第一栗和第二栗中的至少一者的驱动轴旋转，驱动轴的旋转将导致与机器关联的发动机起动；以及连接至机具回路和推进回路两者的组合阀，该组合阀配置成实现机具回路和推进回路之间的选择性流体连通。
[0010]根据本发明的另一个方面，提供了一种具有液压系统的机器。该系统可包括:机具回路，其包括:配置成向机具回路提供液压流体的第一栗；配置成通过流体操作的至少一个液压机具；推进回路，其包括:配置成向推进回路提供流体的第二栗；可操作地连接至第二栗的液压马达；可操作地连接到第二栗的制动阀，该制动阀配置成调节提供到液压马达的液压流体的量；可操作地连接至制动阀和液压马达的背压阀，该背压阀配置成在减速状态期间限制从液压马达流经背压阀的液压流体的量以增加背压阀入口处和液压马达出口处的压力；可操作地连接至机具回路和推进回路的蓄能器，该蓄能器配置成当至少一个液压机具被降低时储存从与该至少一个液压机具关联的缸流出的流体；以及连接至机具回路和推进回路两者的组合阀，该组合阀配置成实现机具回路和推进回路之间的选择性流体连通。
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明的教导构造的配置成借助于集成的机具致动及推进系统行驶的机器的侧视图。
[0012]图2是用于根据本发明的教导构造的机器的液压系统的示意图。
[0013]图3是用于根据本发明的教导构造的机器的集成的机具推进系统的示意图，该系统包括传动系能量储存装置。
[0014]图4是根据本发明的集成机具推进系统的示意图，该系统包括用于通过降低机具而填充能量储存设备的装置。
[0015]图5是根据本发明的集成机具推进系统的示意图，该系统包括配置成接收高压流体的栗。
【具体实施方式】
[0016]现在参照附图，并具体参照图1，根据本发明的教导构造的机器总体用附图标记10表示。尽管机器10在图1中被示出为轮式装载机，但是应当理解，本发明的教导的同等功效适用于许多其他机器或车辆，包括但不限于履带式装载机、挖掘机、平地机、滑移装载机、压实机、铲土机、铺管机、松土机等。
[0017]如图1中所示，装载机10可包括支承发动机22并被轮子14支承的底盘12。底盘12也可以支承操作员台15，以及机具16或多个机具16。机具16可以包括铰接到底盘12的升降臂17 (或一对升降臂17)。铲斗(或其他机具)19可以设置在升降臂17上。虽然未示出，但应理解的是，这种装载机10具有的一组机具16可包括但不限于铲刀、铲叉和多种铲斗，诸如有齿铲斗、喷射器铲斗、侧卸铲斗、拆除铲斗等。
[0018]为了升高和降低升降臂17，升降缸18(图1中隐藏在机器10的前轮后面但在图2-5中示出)可以使底盘12可操作地连接至升降臂17。通常，为每个升降臂17提供升降缸18。升降缸18是连接至装载机10的液压系统或回路30 (示于图2-5)的液压缸，如将在本文进一步详细描述的。同样，为了相对于升降臂17转动铲斗19，一个或多个倾斜缸20可以使铲斗19可操作地连接至底盘12。再次，升降缸18及倾斜缸20连接至装载机10的液压回路30，如将在本文进一步详细描述的。
[0019]图1所示的轮式装载机10可以配备有如图2所示的液压回路30。液压回路30可以可操作地连接至控制器84并由控制器84控制。在某些实施例中，控制器84可以是微控制器或至少包括微控制器。控制器84也可以包括可操作地连接至控制器的数据库，其可包括配置成由控制器84处理的计算机程序。控制器84还可以包括计算机或者可以是计算机的一部分。使控制器84连接至回路30的各部件的连接部86可包括有线连接和无线连接两者。根据本发明，可以使用任何能向控制器84传输和从控制器84传输数据的合适的连接部Ο