专利名称：静液压蓄能器的制作方法
静液压蓄能器本发明涉及一种按照权利要求I前序部分所述的具有静液压蓄能器的驱动装置、一种按照权利要求14前序部分所述的静液压蓄能器以及一种按照权利要求15所述的用于对静液压蓄能器预加载荷进行调整的方法。这类驱动装置特别是被规定作为车辆的行驶驱动装置或作为频繁制动和加速的机器的驱动装置。在合适的位置上与驱动装置联接的作为泵进行工作的液压机通过以下方式施加制动力矩以使机器或者车辆制动液压机克服在静液压蓄能器中存在的压力将压力介质输送到蓄能器的压力介质腔室中。这一方面减轻常规的例如为机械式的制动器的负担。另一方面储存的制动能量能够回收用于在以后的时刻使机器或车辆加速。在这里，根据所选取的蓄能器的加载类型，能量储存或者以质量块的势能的形式、以弹性的弹簧功的形式或者以可压缩的流体特别是气体的体积变化功的形式实现。蓄能器的一个特别重要的工作参数是对压力介质腔室施加的预加载荷。通过所选取的预加载荷的大小，能够设置在压力介质腔室中的最小压力，压力介质必须克服该最小 压力而被输送到蓄能器中。此外，能够在蓄能器中积蓄的能量的最大量决定性地取决于预加载荷的大小。DE 102006042390 Al示出了一种具有蓄能装置的驱动装置和一种用于储存动能的方法。该驱动装置与可调整的液压活塞发动机联接并且该驱动装置的静液压蓄能器在制动时通过活塞发动机进行增压。在此，在蓄能器中存在的压力决定了能够由活塞发动机产生的最大制动力矩。为了在需要时设定制动力矩或者更确切地说增大制动力矩，在活塞发动机和蓄能器之间提供可设定的节流位置。在这里，选取的节流作用越大，活塞发动机可提供的制动力矩越大。控制单元从所需要的制动力矩、在蓄能器中的压力及泵的摆动角确定所需的节流位置。不利的是，压力介质的能量在节流位置上被转化成损耗热。可能对于驱动装置来说可回收的能量的数量因此是有限的。此外还不利的是，蓄能器的预加载荷在工作中是不能改变的并且没有规定按照驱动装置或者更确切地说其制动器的需要对预加载荷进行优化。DE 102006019672 Al示出了一种静液压蓄能器和一种用于储存驱动装置的动能的方法，其中，蓄能器的预加载荷是可变的。这是通过控制单元根据压力介质的温度或者根据压力介质储备量的液位而进行的。目标是，防止超过蓄能器的最大临界工作压力。在此不利的是，控制单元只根据蓄能器与安全有关的状态量确定预加载荷并且没有规定按照驱动装置或者更确切地说其制动器的需要对预加载荷进行优化。根据本发明的驱动装置、静液压蓄能器以及用于调整预加载荷的方法的任务是，与由驱动装置驱动的设备的需要相适应地且高效地储存动能。该任务是通过一种具有权利要求I的特征的驱动装置、一种具有权利要求14的特征的静液压蓄能器以及一种具有权利要求15的特征的方法得以解决。根据本发明的驱动装置具有静液压蓄能器，该蓄能器能够通过液压机进行增压，以将动能转化成液压能。此外，该蓄能器还具有控制装置，该控制装置使得静液压蓄能器的预加载荷通过它能够根据由驱动装置驱动的设备的工作状态进行改变。在此，控制有利地根据对于设备来说重要的工作状态进而根据设备的需要而进行的。液压机与驱动装置联接并且可以在设备的推动式工作模式中作为液压泵进行工作，以通过液压压力介质将蓄能器增压至液压工作压力P。这同时使设备制动，由此在制动工作模式中减轻了设备的常规制动器的负担，这使常规制动器的磨损达到最小。一个大的优点是，在这里设备例如车辆的动能通过作为泵进行工作的液压机被转化成液压能并且可回收地储存在蓄能器中。特别优选地，根据本发明的驱动装置在需要频繁完成制动和起动过程的车辆中用作行驶驱动装置。这种车辆的例子是农用机械、商用车、集运车或者垃圾集运车。液压机优选地被设计成采用斜盘或者斜轴结构形式的轴向活塞机。所提到的结构形式通过斜盘或斜轴的摆动角实现了对在蓄能器中的压力介质的输送流量的简单调节并且由此对液压机的制动作用的简单控制。由于蓄能器的预加载荷的大小对能够聚集在蓄能器中的能量的量以及泵的最大制动作用具有重要的影响，所以非常有利的是，通过控制装置根据设备的需要对其进行影响。在车辆为垃圾集运车的情况下，例如“市内行驶”或“收集行驶”是特殊的工作状态并且因此是车辆的特殊需要。在质量为m和速度为V的情况下以液压行驶储存在蓄能器中的车辆动能的公式为
^I 2
馬 2 = ^ ;
其中，是蓄能器效率，例如大约为50%。与速度大约为15km/h的收集行驶的情况相反，在速度V最大为50km/h的市内行驶的情况下，如果要将车辆制动至V = Okm/h，车辆具有高约10倍的待储存的动能。制动力矩是相反情况。根据经验，所要求的制动力矩在收集行驶期间比在市内行驶的情况下大很多，因为需要工作高效地完成收集并且因此驾驶员除了有力的加速之外还实施有力的制动。也就是说，对于作为例子考虑的垃圾集运车来说，市内行驶这一工作状态的特征是大量的待储存的动能和适度的制动力矩。相反，收集行驶的特征是少量的待储存的动能和大的制动力矩。根据本发明，预加载荷可以在设备工作的任何时刻通过控制装置进行改变。同样地，预加载荷可以不仅与当前的工作状态相关地而且也可以针对未来的工作状态进行改变。当前或未来的工作状态在这里可以由设备的操作人员手动地确定，例如通过开关(垃圾集运车收集行驶〈=> 市内行驶的转换)，或者通过控制装置例如识别由操作人员激活的工作设备并且由此确定工作状态(垃圾集运车激活的结构液压系统= > 收集行驶)。同样可以通过以下方式不依赖操作人员自动地确定工作状态方式是控制装置例如对设备或者驱动装置的速度变化曲线或者加速度变化曲线进行分析。在车辆中，控制装置可以对导航系统的数据，比如当前或者计划的行驶路段的道路类型或者高度轮廓进行分析并且由此确定车辆的当前或者未来的工作状态。同样有利的是，控制装置确定车辆重量。控制装置可以由这样确定的设备或车辆的工作状态确定或算出蓄能器的最优预加载荷并且通过控制相应的装置来调节。本发明的有利改进方案是其他从属权利要求的内容。为了重新回收储存在蓄能器中的液压能，蓄能器可以通过液压机进行卸载。于是液压机作为液压马达工作。在此有利的是，通过将液压机与设备的驱动装置联接，在卸载时重新增加设备的动能，或者说使设备或者车辆加速。在此，控制单元能够在蓄能器的压力介质腔室中存在低工作压力P1时中断蓄能器的液压卸载。在此，优选地需要选择压力P1，使得能够为设备或者驱动装置的对于工作状态来说典型的随后的制动提供足够的制动力矩。在一种改进方案中，蓄能器的能量至少部分可供设备的其他负载，例如商用车的工作设备的液压驱动装置使用。特别有利的是，蓄能器的预加载荷通过设置在蓄能器的气室中且处于高压下的可压缩流体或者说气体施加，也就是说蓄能器被加载气体并且被设计成气液蓄能器。对于这种情况来说，预加载荷是在蓄能器的气室中的气体的预加压力Po。于是预加载荷的变化是通过改变可压缩的流体或者气体的压力P来实现。两个状态I和2之间能够储存在气液蓄能器中的最大能量大小E12的公式说明了气体的预加压力PO具有大的影响
权利要求
1.具有静液压蓄能器(2)的驱动装置，所述蓄能器能够通过液压机(10)进行增压，以将动能转化成液压能，其特征在于，设有控制装置(36)，从而所述静液压蓄能器(2)的预加载荷通过所述控制装置能够根据由所述驱动装置驱动的设备的工作状态进行改变。
2.如权利要求I所述的驱动装置，其特征在于，所述静液压蓄能器(2)能够通过所述液压机进行卸载。
3.如权利要求I所述的驱动装置，其特征在于，所述预加载荷能够通过改变设置在所述静液压蓄能器(2)的气室(4)中的可压缩的流体或气体的压力而进行改变。
4.如权利要求I所述的驱动装置，其特征在于，所述静液压蓄能器(2)通过液压高压管路(8 ;208)与所述驱动装置(I)的液压回路的工作管路连接；以及在所述液压高压管路(8 ；208)中设有截止阀(12)。
5.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述控制装置(36)与压力传感器(26)连接，所述流体或气体的压力能够通过所述压力传感器进行确定。
6.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述流体或气体的压力能够通过压缩单兀(24 ；270)进打提闻。
7.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述流体或气体的压力能够通过压力卸载单元(34)进行降低。
8.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述压缩单元具有泵(24)，所述泵通过气体低压管路(28)与气罐(30)以及通过气体高压管路(22)与所述静液压蓄能器(2)的气室(4)连接。
9.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述压力卸载单元具有截止阀(34)，所述截止阀通过气体低压管路(28)与气罐(30)以及通过气体高压管路(22 )与所述静液压蓄能器(2)的气室(4)连接。
10.如权利要求4或8或9中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述控制装置(36)与所述液压高压管路(8)的截止阀(12)或者与所述液压机(10)或者与所述泵(24)的驱动装置(32 ;152)或者与所述压力卸载单元的截止阀(34)连接。
11.如权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，所述泵(24)的驱动装置具有液压马达(152)，所述液压马达具有与所述液压高压管路(8)连接的高压接口。
12.如权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，在将所述液压马达(152)和所述液压高压管路(8)连接的管路(150)中设置能够由所述控制装置(36)控制的截止阀(154)。
13.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述压缩单元具有气液压力转换器(270)；以及所述压力转换器(270)的液压室(272)通过3/2换向阀(276)能够与油箱(280)或者与所述静液压蓄能器(2)的液压高压管路(208)连接；以及所述压力转换器(270)的气室(273)通过3/2换向阀(277)与气罐(281)或者与所述静液压蓄能器(2)的气体高压管路(222)连接。
14.用于设备的驱动装置，特别是用于车辆的行驶驱动装置的静液压蓄能器(2)，所述蓄能器具有液压机(10)，通过所述液压机，动能能够转化成液压能，并且通过所述液压机，所述静液压蓄能器(2)能够增压；以及所述蓄能器还具有控制装置(36)，其特征在于，所述静液压蓄能器(2)的预加载荷通过所述控制装置(36)能够根据所述设备的工作状态改变。
15.用于对设备的驱动装置，特别是车辆的行驶驱动装置的静液压蓄能器(2)的预加载荷进行调整的方法，包括以下步骤 一确定所述设备的工作状态； 一根据所述确定的工作状态来确定最优的预加载荷； 一调定预加载荷； 其特征在于，至少是调定预加载荷的步骤通过控制装置(36)被控制。
全文摘要
本发明涉及一种具有静液压蓄能器的驱动装置，所述蓄能器能够通过液压机进行增压，以将动能转化成液压能，其中，所述驱动装置具有控制装置，所述蓄能器的预加载荷通过该控制装置能够根据由所述驱动装置驱动的设备的工作状态进行控制。另外，本发明还涉及一种用于设备的驱动装置，特别是用于车辆的行驶驱动装置的静液压蓄能器，其中，所述蓄能器具有液压机，所述液压机将动能转化成液压能，且所述蓄能器能够通过所述液压机进行增压；以及所述蓄能器具有控制装置，所述蓄能器的预加载荷通过该控制装置能够根据所述设备的工作状态进行改变。另外，本发明还涉及一种用于对设备的驱动装置，特别是车辆的行驶驱动装置的静液压蓄能器的预加载荷进行调整的方法，该方法具有以下步骤确定设备的工作状态；根据所确定的工作状态来确定最优的预加载荷；设置预加载荷，其中，至少是设置步骤由控制装置控制。
文档编号F15B1/08GK102858574SQ201180022292
公开日2013年1月2日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年5月5日
发明者M.米勒, P.施姆特迈尔 申请人:罗伯特·博世有限公司