CN103038086A - 设备以及车辆或者做功机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆或者做功机械的设备(1；1’；1”)，所述设备具有：第一液压泵(2；2’；2”)，所述第一液压泵液压地驱动负载(3；3’；3”)；内燃机(5；5’；5”)，所述内燃机机械地驱动所述第一液压泵(2；2’；2”)；第二液压泵(7；7’；7”)，所述第二液压泵液压地与所述第一液压泵(2；2’；2”)耦合；装置(11；32’；32”)，所述装置利用所述内燃机(5；5’；5”)的废气流(15)中的能量驱动所述第二液压泵(7；7’；7”)，其中所述负载(3；3’；3”)在输出侧直接与储箱(4；4’；4”)连接。

Description

设备以及车辆或者做功机械

技术领域

本发明涉及一种用于车辆或者做功机械的设备以及一种车辆或者一种做功机械。

背景技术

例如由文献DE 42 12 984 C2已知一种根据权利要求1的前序部分所述的设备。

由文献DE 42 12 984 C2已知的设备具有第一液压泵，所述第一液压泵液压地驱动流体静力马达。所述流体静力马达又借助传动带驱动多个辅助机组。此外所述设备具有内燃机，所述内燃机借助动力传动系(Triebstrang)机械地驱动第一液压泵。此外设置第二液压泵，其与第一液压泵液压地耦合。所述第二液压泵由涡轮增压机以内燃机的废气流驱动。

发明内容

在权利要求1中限定的、根据本发明的设备以及在权利要求10中限定的、根据本发明的车辆或者在权利要求10中限定的、根据本发明的做功机械相对于传统的技术方案的优点在于：负载在输出侧直接与储箱连接，仅需要较小的调节消耗(Regelungaufwand)来调节第一液压泵。因为在根据本发明的技术方案中能够尽可能地取消在第一液压泵和第二液压泵之间关于由它们分别输送的液压液体体积的一致性(Abstimmung)。例如甚至所述第一液压泵能够设有恒定的吸收体积(Schluckvolumen)。

因此，“负载在输出侧直接与储箱连接”在本发明中是指：第一液压泵与负载在开环中(im offenen Kreis)运行。

在各个从属权利要求中提及的特征涉及本发明的主题的有利的扩展方案和改进方案。

按照根据本发明的设备的一种优选的扩展方案，在第一液压泵和第二液压泵之间布置有止回阀。一方面，第二液压泵由于内燃机的变化的废气流振动，这造成由第二液压泵输送的液压液体的相应的振动。另一方面，第一液压泵由于内燃机的转速变化而振动，这又造成由第一液压泵输送的液压液体的振动。借助止回阀有利地保证了第一液压泵与第二液压泵之间的振动脱耦(Schwingungsentkopplung)。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例并且在后面的说明中进行详细解释。附图示出：

图1是根据本发明的一个实施例的设备的示意图；

图2是根据图1的设备的一种变型方案；

图3是根据本发明的另一个实施例的设备。

只要不出现相反的情况，在附图中相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的设备1。

设备1例如可以集成在车辆、尤其是机动车中或者集成在例如是挖土机(Bagger)、拖拉机或者联合收割机的做功机械中。

设备1具有多个第一液压泵2。所述第一液压泵2优选具有恒定的吸收体积(Schluckvolumen)。所述第一液压泵2(其也称为辅助泵)分别借助液压管路9液压地驱动辅助负载3。

在图1至3中示出的实线表示液压管路。仅利用附图标记8以及9示例性地表示所述液压管路中的两条。

辅助负载3通常具有未示出的液压马达，该液压马达用于机械地驱动不同的辅助机组，例如像发电机、冷却剂泵、压缩空气压缩机(Druckkompressor)和/或空调压缩机。未示出的液压马达也能够驱动用于冷却马达冷却液体和液压油的鼓风机，以及一个或者多个例如用于触发做功液压系统的阀的供给泵。由液压马达驱动的部件在图1中也未表示。

此外，如从图1中所知，辅助负载3分别在输出侧直接与储箱4连接。这意味着，第一液压泵2在开环中为辅助负载3供给液压液体。

此外，设备1具有内燃机5。该内燃机5包括轴6，通过该轴所述内燃机尤其直接机械地驱动第一液压泵2。

此外，设备1具有第二液压泵7。所述第二液压泵7可以具有可调整的吸收体积。此外，第二液压泵7可以是压力调节的或者功率调节的泵。由于需要很小的调节消耗而优选不需要使用电动液压系统来控制第二液压泵7。

所述第二液压泵7由废气涡轮增压及冷却机组涡轮机(Turbocompoundturbine)11借助传动装置12驱动。这里所述废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11例如后置于涡轮增压机13，其为内燃机5供给吸入空气14并且由此使所述内燃机增压。涡轮增压机13自身又由内燃机5的废气流15驱动。所述废气流15首先流过涡轮增压机13，并且之后流过废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11。

替代后置地布置废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11，其也可以单独地、也就是说在没有涡轮增压机13的情况下使用。此外，所述废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11也可以与涡轮增压机13并联设置或者前置于所述涡轮增压机。

也就是说，废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11在本发明中构成一种装置，所述装置使用内燃机5的废气流15中的能量驱动第二液压泵7。因此第二液压泵7可以有效地运行。

第二液压泵7借助液压管路8从储箱16中泵吸液压液体，并且经由止回阀17泵送给第一液压泵2的抽吸侧。为在这里防止可能导致设备1损坏的过压，在止回阀17与第一液压泵2的抽吸侧之间连同储箱19一起设置限压阀18。

此外，第一液压泵2在抽吸侧借助止回阀23与储箱22连接。

此外，设备1具有主负载25。所述主负载25尤其是一种做功液压系统(Arbeitshydraulik)、尤其是做功机械的一个或者多个液压缸或者一个或者多个用于驱动车辆的液压马达。为了清楚起见，这里在图1和图2中既没有示出液压缸也没有示出液压马达。

此外，设备1具有第三液压泵26(它也称为主泵)，所述第三液压泵借助轴6由内燃机5机械地驱动。

第三液压泵26优选具有可调整的吸收体积。

第三液压泵26将液压液体由储箱27输送到主负载25，并且由此驱动所述主负载。所述主负载25在输出侧直接与储箱4连接。

下面详细解释设备1的工作原理。

所述第二液压泵7在第一液压泵2的抽吸侧上升高液压液体的压力，所述液压液体例如是液压油。由此减小由内燃机5借助轴6供给的机械功率，需要所述功率以便驱动第一液压泵2。因此卸载所述内燃机5。

如果通过向内燃机5供给更多的燃料而突然要求所述内燃机提供更大的功率，则废气流15内的能量显著升高，而不会因此立即导致轴6的更高的转速进而导致第一液压泵2的更高的泵功率。废气流15中的更高的能量会导致，第二液压泵7吸收更多的功率，并且由此在第一液压泵2的抽吸侧上提供更多的液体体积。在理想的情况下这能够导致，第一液压泵2的抽吸侧的压力相当于压力侧的压力、即相当于负载压力，从而第一液压泵2实际上绝不借助轴6由内燃机5减小功率。因为在这种情况下，在第一液压泵2上绝不出现任何泄漏损失，所以设备1的效率在该情况下特别高。第一液压泵2的抽吸侧的压力也可以大于负载压力，其中第一液压泵2转入到马达方式运行中并且所述内燃机卸载。

如果第一液压泵2的抽吸侧、也就是说在液压管路8中的压力过高，则第二液压泵7能够摆回和/或将体积流经由限压阀18排出到储箱19中，从而减小管路8中的压力。

在相反的情况下，即当突然要求由内燃机5提供更小的功率时，并且因此为所述内燃机供给较少的燃料时，废气流15中的能量突然减小，而内燃机5的、借助轴6输出到第一液压泵2的功率还基本上保持恒定。这导致了，借助第二液压泵7向第一液压泵2的抽吸侧提供的液压液体体积不足以覆盖由第一液压泵2吸取的液压液体体积。在这种情况下打开止回阀23，并且因此第一液压泵2能够从储箱22吸收额外的液压液体。

如果第二液压泵7构造为摆动泵、即具有可调整的吸收体积的泵，则存在调整废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11的转速的可能性，从而使得所述废气涡轮增压及冷却机组涡轮机能够在它的效率特征曲线的最佳点运行。废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11取决于废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11之前和之后的压力比并且取决于质量流和涡轮机转速。因为废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11力求达到功率平衡(Leistungsgleichgewicht)，所以所述废气涡轮增压及冷却机组涡轮机可以通过减小第二液压泵7的摆动角进而通过减小吸收体积使其加速，因为由此降低了对应转矩。

止回阀17有利地造成第一液压泵2与第二液压泵7之间的、已经在上面描述的振动技术的脱耦。

图2示出了设备1的一种可能的变型方案并且用1’表示。下面仅深入描述设备1’和设备1之间的区别。

替代根据图1的涡轮增压机13和废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11，设备1’具有热交换器31’和蒸汽涡轮机32’。在热交换器31’中借助包含在废气流15’中的能量产生用于驱动蒸汽涡轮机32’的蒸汽33’。所述蒸汽涡轮机32’又借助传动装置12’驱动第二液压泵7。

图3示意性地示出了根据本发明的另一个实施例的设备1”。

通常考虑在移动的做功机械、例如拖拉机中使用设备1”。

设备1”与图2所示的设备1’的区别如下：

设备1”仅具有第一液压泵2”。然而不言而喻地，也可以设置多个第一液压泵2”。

除了第一液压泵2”之外，设置第四液压泵41”。所述第四液压泵41”在抽吸侧借助管路8”和止回阀17”与第二液压泵7’连接。所述第四液压泵41”是供给泵，所述供给泵为封闭的液压回路42”提供液压液体。

在封闭的液压回路42”中液压液体借助第三液压泵26”通过构造为液压马达的主负载25”泵送。

所述主负载25”例如驱动拖拉机的轮子43”。为此封闭的液压回路42”具有将第三液压泵26”与主负载25”连接的液压管路44”和48”。

所述第四液压泵41”在压力侧借助液压管路45”和过滤器46”与液压管路47”连接。

与液压管路45”连接的限压阀51”限制液压管路45”中的压力。在液压管路45”中发生过压时借助限压阀51”将液压液体排出到储箱52”中。

液压管路47”在其两个端部上分别以止回阀53”和54”与液压回路42”的液压管路44”或者说48”连接。

液压管路44”根据主负载25”的转动方向表示液压液体的供给管路或者排出管路。例如如果液压管路44”作为供给管路起作用，那么液压管路48”则构成相应的排出管路，反之亦然。

在主负载25”运行时，在其例如由液压管路44”构成的排出侧，液压液体的一部分借助液压管路55”和液压开关56”通过冷却器57”排出到储箱58”中。在冷却器57”与液压开关56”之间可以布置另一个限压阀61”。

排出的液压液体借助由第四液压泵41”补充的液压液体进行替换。为此液压液体在当前情况下从液压管路47”通过止回阀53”流入到液压管路44”中。

因此能够保证在液压回路42中流动的液压液体的过滤和冷却。借助液压泵41”也补偿在液压泵26”和液压马达25”中产生的泄漏损失。

此外可以设置限压阀62”，其在过压时能够使液压液体从液压管路48”流到液压管路44”。此外可以设置另一个限压阀63”，其在过压时允许液压液体从液压管路44”流到液压管路48”。

替代热交换器31”和蒸汽涡轮机32”，在根据图3的设备1”中还可以使用图1所示的具有废气涡轮增压及冷却机组涡轮机11的涡轮增压机13.

虽然根据实施例当前具体地说明了本发明，但是本发明不限于这些实施例，而是可以以多种方式和方法进行修改。对于根据本发明的设备进行描述的扩展方案和实施例尤其也可以相应地应用到根据本发明的车辆上和根据本发明的做功机械上。此外指出，在本发明中“一个”不排除多个。

以上提到的具有恒定的吸收体积的液压泵优选是齿轮泵。调整泵优选是斜盘泵或者说斜轴泵。同样的内容适用于以上提到的液压马达。

所述第一液压泵2尤其也可以作为液压马达运行。尤其在借助第二液压泵7提供的液压压力超过第一液压泵2的压力侧的液压压力时是这种情况。

Claims (10)

1.一种用于车辆或者做功机械的设备(1；1’；1”)，所述设备具有：

第一液压泵(2；2’；2”)，所述第一液压泵液压地驱动负载(3；3’；3”)；

内燃机(5；5’；5”)，所述内燃机机械地驱动所述第一液压泵；

第二液压泵(7；7’；7”)，所述第二液压泵液压地与所述第一液压泵(2；2’；2”)耦合；

装置(11；32’；32”)，所述装置利用所述内燃机(5；5’；5”)的废气流(15；15’；15”)中的能量驱动所述第二液压泵(7；7’；7”)，

其特征在于，

所述负载(3；3’；3”)在输出侧直接与储箱(4；4’；4”)连接。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述第一液压泵和所述第二液压泵(2；2’；2”；7；7’；7”)之间布置有止回阀(17；17’；17”)。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述负载(3；3’；3”)是辅助负载并且具有液压马达，所述液压马达用于机械地驱动发电机的电池、冷却剂泵、压缩空气压缩机和/或空调压缩机。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，设置主负载(25；25’；25”)以及液压地驱动所述主负载(25；25’；25”)的第三液压泵(26；26’；26”)，并且所述内燃机(5；5’；5”)机械地驱动所述第三液压泵(26；26’；26”)。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述主负载(25；25’；25”)具有做功液压系统、尤其是做功机械的液压缸和/或用于驱动车辆的液压马达。

6.根据权利要求4或5所述的设备，其中所述第二液压泵(7”)还与第四液压泵(41”)耦合，所述第四液压泵供给将所述主负载(25”)与所述第三液压泵(26”)连接的液压回路(42”)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述装置具有废气涡轮增压及冷却机组涡轮机(11)，所述废气涡轮增压及冷却机组涡轮机为了驱动所述第二液压泵(7)而机械地与其耦合。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述装置具有蒸汽涡轮机(32’；32”)，所述蒸汽涡轮机为了驱动所述第二液压泵(7’；7”)而机械地与其耦合。

9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵和/或第四液压泵(2；2’；2”；7；7’；7”；26；26’；26”；41”)也能够作为液压马达运行。

10.一种车辆或者一种做功机械，所述车辆或者做功机械具有根据上述权利要求中任一项所述的设备(1；1’；1”)。

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