驅(qū)動系統(tǒng)及具有該驅(qū)動系統(tǒng)的移動工具、車輛、固定工作系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具有內(nèi)燃機（1）的驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液壓系統(tǒng)(5)和/或包括致動所述內(nèi)燃機(1)的控制器，這樣使得所述內(nèi)燃機通過瞬態(tài)負載力矩以恒定設(shè)置速度進行操作，其中所述驅(qū)動系統(tǒng)包括飛輪累積器(8)，所述飛輪累積器(8)經(jīng)由增速齒輪單元(7)與所述內(nèi)燃機(1)的輸出軸(2)連接。所述驅(qū)動系統(tǒng)包括飛輪累積器（8），其中所述飛輪累積器（8）經(jīng)由增速齒輪單元（7）與所述內(nèi)燃機（1）的輸出軸（2）連接。
【專利說明】驅(qū)動系統(tǒng)及具有該驅(qū)動系統(tǒng)的移動工具、車輛、固定工作系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)燃發(fā)動機的驅(qū)動系統(tǒng)，其驅(qū)動液壓系統(tǒng)，和/或包括致動所述內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，以通過瞬態(tài)負載力矩使內(nèi)燃發(fā)動機以恒定設(shè)置速度工作。

【背景技術(shù)】
[0002]具體來說，在用于驅(qū)動液壓系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)中，內(nèi)燃機通常以恒定設(shè)置速度工作，而對工具的控制則是通過所述液壓系統(tǒng)的致動來實現(xiàn)。這產(chǎn)生了內(nèi)燃發(fā)動機的瞬態(tài)負載力矩，其是通過轉(zhuǎn)矩的相應增大而提供的。
[0003]對于驅(qū)動系統(tǒng)的高系統(tǒng)效率來說，決定性的是內(nèi)燃機工作于能量上較佳的工作點上。然而，能量上最佳的速度通常低于可以涵蓋所需要的最大性能的最小速度。另外，內(nèi)燃機必須運行以使得可以涵蓋所需要的功率動態(tài)變化，即功率增長的高度和可以在其內(nèi)實現(xiàn)這個增長的時間間隔。為此目的所必需的運行速度又通常大于可以涵蓋所需要的最大性能的速度，并且因此明顯地高于能量上最佳的速度。
[0004]結(jié)果是:在高百分比的時間里，內(nèi)燃機不得不以較低效率運行，以使得動態(tài)儲備(dynamic reserve)在任何時候都足夠高。
[0005]當選擇的輸出速度太低時，會出現(xiàn)兩個對足夠高的輸出功率，即想要達到的性能起到減慢作用的結(jié)果。一方面，輸出轉(zhuǎn)矩的時間延遲增大，這樣使得負載力矩頻繁地上升，比可獲得的轉(zhuǎn)矩要快的多。這導致所不希望的速度減小。然而，因此必須給內(nèi)燃機施加更大的輸出功率以從再次小于起動速度的速度開始前進，這又再一次導致轉(zhuǎn)矩增大的延遲。
[0006]已知將飛輪累積器(flywheel accumulator)布置在內(nèi)燃機的輸出軸處,所述飛輪累積器的能含量導致部分地補償速度的下降。
[0007]然而當操作速度減小以提高能量效率時，取決于速度的平方的飛輪累積器的能含量也因此降低。因此，操作速度越低，經(jīng)由飛輪累積器通過瞬態(tài)負載力矩對速度下降的補償越差。
[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不受低操作速度影響而提供高轉(zhuǎn)矩動態(tài)變化的驅(qū)動系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明，這個目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動系統(tǒng)來解決。
[0010]本發(fā)明提供一種具有驅(qū)動液壓系統(tǒng)的內(nèi)燃機的驅(qū)動系統(tǒng)。替代地或另外，內(nèi)燃機可以包括致動內(nèi)燃機的控制器，這樣使得內(nèi)燃機通過瞬態(tài)負載力矩以恒定設(shè)置速度進行操作。此外，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)包括飛輪累積器。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置，飛輪累積器經(jīng)由增速齒輪單元與內(nèi)燃機的輸出軸連接。
[0011]由于根據(jù)本發(fā)明的快速運行的飛輪累積器，避免了常規(guī)飛輪累積器中關(guān)于操作速度的降低所出現(xiàn)的上述問題。具體來說，可以容易地降低(如通過增速比的對應選擇)操作速度，不過卻可以將相應地高的轉(zhuǎn)動能存儲在飛輪累積器中。與增大布置在傳動系中的飛輪累積器的質(zhì)量慣性矩的增大相比，這還具有以下優(yōu)點:可以顯著較小的安裝空間和較低的重量來實現(xiàn)相同的轉(zhuǎn)動能。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的內(nèi)燃機優(yōu)選地是內(nèi)燃發(fā)動機。具體來說，這可以是柴油發(fā)動機。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機的設(shè)置速度介于每分鐘1000與2000轉(zhuǎn)之間。具體地，設(shè)置速度可以介于每分鐘1300與1800轉(zhuǎn)之間。優(yōu)選地，使用根據(jù)本發(fā)明的快速運行的飛輪累積器提供與常規(guī)驅(qū)動器相比降低了每分鐘100至500轉(zhuǎn)、優(yōu)選地降低了每分鐘200至400轉(zhuǎn)的設(shè)置速度。特別優(yōu)選地，每分鐘1800轉(zhuǎn)的常規(guī)設(shè)置速度下降至介于每分鐘1300與1600轉(zhuǎn)之間的范圍，具體地，下降至介于每分鐘1400與1500轉(zhuǎn)之間的范圍是可能的。
[0014]優(yōu)選地，使用所具有的最大速度介于1800與2500轉(zhuǎn)之間、優(yōu)選地介于每分鐘1800與2200轉(zhuǎn)之間、特別優(yōu)選地介于每分鐘1800與2000轉(zhuǎn)之間的內(nèi)燃機。
[0015]在優(yōu)選示例性實施例中，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動軸的速度與飛輪累積器的速度之間的增速比可以介于5與15之間。特別優(yōu)選地，以介于6與12之間的增速比來操作飛輪累積器。
[0016]在一個示例性實施例中，飛輪的質(zhì)量可以介于5與50kg之間，優(yōu)選介于10與30kg之間。
[0017]此外，飛輪累積器的慣性矩可以介于0.05與0.5kg*m2之間，優(yōu)選介于0.1與0.2kg*m2 之間 ο
[0018]如以上已經(jīng)解釋，飛輪累積器具體地應當用于在負載力矩的增大期間防止實際速度的下降，或用于在低設(shè)置速度時也提供足夠的轉(zhuǎn)矩動態(tài)儲備。
[0019]在第一設(shè)計變體中，飛輪累積器恒定地與內(nèi)燃機的輸出軸連接。通過將飛輪累積器穩(wěn)固地聯(lián)接至輸出軸，確保當負載力矩突然上升時，飛輪累積器的能含量實際上也是可供使用的。
[0020]然而，替代地，飛輪累積器還可以經(jīng)由離合器(其在閉合時具有小于10ms的反應時間)與內(nèi)燃機的輸出軸連接。離合器可以被致動以使得在負載力矩上升時，所述離合器將飛輪累積器與輸出軸連接。由于快速的反應時間，確保飛輪累積器的能含量足夠快速地可供使用。優(yōu)選地，離合器具有小于50ms、進一步優(yōu)選地小于20ms的反應時間。
[0021]這樣的離合器允許更靈活地使用飛輪累積器，但也意味著增大費用。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，飛輪累積器可以經(jīng)由傳動裝置與內(nèi)燃機的輸出軸連接。具體來說，這可以是齒輪傳動裝置，具體是行星齒輪傳動裝置。作為傳動裝置，還可以使用具有對應增速比的皮帶或鏈傳動器。
[0023]內(nèi)燃機可以驅(qū)動一個或多個液壓傳動器。
[0024]此外，可以存在其他傳動器，例如像發(fā)電機、循環(huán)泵、風扇和/或壓縮機。
[0025]在傳動系處，還可以提供向驅(qū)動系統(tǒng)供應功率或從驅(qū)動系統(tǒng)收回功率的機電泵(e-machine)和/或液壓泵，以便向能量累積器供應功率或向其他功率消耗者提供功率。
[0026]傳動器可以直接與內(nèi)燃機的曲軸聯(lián)接或通過增速齒輪單元與所述曲軸聯(lián)接。具體來說，可以提供任意傳動裝置、轉(zhuǎn)矩變換器、離合器、環(huán)或鏈輸出。增速齒輪單元可以用于單個從動部件或也可用于若干從動部件。
[0027]一定數(shù)量的上述從動部件和現(xiàn)有增速齒輪單元的一次側(cè)可以直接沿內(nèi)燃機的曲軸布置。此外，可以將增速齒輪單元級聯(lián)到多級增速齒輪單元。
[0028]本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)還可以包括傳動齒輪，內(nèi)燃機經(jīng)由傳動齒輪與多個負載連接。
[0029]飛輪累積器可以在位于內(nèi)燃機與傳動齒輪之間的一點處與內(nèi)燃機的輸出軸連接，或與傳動齒輪的輸出端連接。
[0030]在另一實施例中，飛輪累積器可集成到內(nèi)燃機的傳動齒輪中。這樣，可以節(jié)省安裝空間。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，液壓系統(tǒng)還可以包括控制器，所述控制器致動所述液壓系統(tǒng)的功率消耗和/或功率輸出。具體來說，可以通過致動可變排量泵和/或可變排量馬達來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的致動。替代地或另外，也可以通過致動一個或多個閥來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的致動。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的液壓系統(tǒng)具體可以是工作液壓器和/或牽引液壓器。
[0033]如以上已經(jīng)解釋，內(nèi)燃機優(yōu)選地在操作速度n3下進行操作，這與根據(jù)本發(fā)明的飛輪累積器一起能夠涵蓋所需要的功率動態(tài)變化，即功率增大的高度和時間間隔(必須在所述時間間隔內(nèi)實現(xiàn)這個增大)。因為在較低和中等速度范圍中，內(nèi)燃機的功率動態(tài)變化隨起動速度的增大而上升，所以操作速度n3—般大于操作速度n2，該操作速度n2表示可以涵蓋所需最大性能的最小速度。當內(nèi)燃機的可供使用的功率至少大致在應用期間被利用時，這個速度π2大于能量上最佳的速度nl，在所述能量上最佳的速度nl處，內(nèi)燃機在其能量上最有利的操作點下進行操作。
[0034]由于根據(jù)本發(fā)明所提供的快速運行的飛輪累積器，因為飛輪累積器提供足夠高的動態(tài)儲備或補償動態(tài)儲備的減少，所以與已知驅(qū)動系統(tǒng)相比仍可以減小用作用于致動內(nèi)燃機的設(shè)置速度的操作速度n3。
[0035]有利的是，設(shè)置速度至少在其中負載力矩上升又下降的通常的操作周期內(nèi)是恒定的。因此，瞬態(tài)負載力矩不是通過改變設(shè)置速度、而是通過調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩來補償。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動系統(tǒng)的控制器優(yōu)選地裝備成使得設(shè)置速度可調(diào)整以用于調(diào)整動態(tài)儲備。因此，當操作者希望較高動態(tài)儲備時，可以增大設(shè)置速度(通過降低能量效率)。
[0037]由驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動的工具的致動優(yōu)選地并不是通過內(nèi)燃機的直接致動、而是通過下游液壓系統(tǒng)的致動來實現(xiàn)。具體來說，優(yōu)選地將操作者的控制信號轉(zhuǎn)換成用于致動液壓系統(tǒng)的控制信號。這可使得作用于內(nèi)燃機的負載力矩相應地增大，所述內(nèi)燃機在恒定設(shè)置速度下增大輸出轉(zhuǎn)矩，以便能夠提供所需要的輸出功率。
[0038]除了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)之外，本發(fā)明還包括一種用于操作驅(qū)動系統(tǒng)的方法，所述驅(qū)動系統(tǒng)具有內(nèi)燃機并且具有飛輪累積器，所述飛輪累積器經(jīng)由增速齒輪單元與所述內(nèi)燃機的輸出軸連接。根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)燃機被致動成使得所述內(nèi)燃機通過瞬態(tài)負載力矩以恒定設(shè)置速度進行操作。替代地或另外，內(nèi)燃機驅(qū)動液壓系統(tǒng)。
[0039]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法如以上已經(jīng)關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)所描述的來實現(xiàn)。
[0040]在優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法用于操作如以上已經(jīng)描述的驅(qū)動系統(tǒng)。
[0041]本發(fā)明還包括一種具有如以上已經(jīng)描述的驅(qū)動系統(tǒng)的移動工具和/或車輛。所述驅(qū)動系統(tǒng)例如可以用于驅(qū)動移動齒輪和/或用于驅(qū)動工作設(shè)備。
[0042]特別優(yōu)選地，驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液壓系統(tǒng)的至少一個液壓泵。優(yōu)選地，液壓系統(tǒng)用于驅(qū)動工作設(shè)備和/或用于驅(qū)動移動工具和/或車輛的移動齒輪。
[0043]優(yōu)選地，工作設(shè)備和/或移動齒輪由操作者通過致動液壓系統(tǒng)來致動。優(yōu)選地，驅(qū)動系統(tǒng)的致動如以上已經(jīng)描述的來實現(xiàn)。
[0044]而且優(yōu)選地，驅(qū)動系統(tǒng)如以上已經(jīng)描述的來構(gòu)造。
[0045]應用的一個優(yōu)選例子是具有底架和圍繞豎直轉(zhuǎn)動軸線布置在所述底架上的上架的移動工具和/或車輛。具體來說，這可以是掘土機和/或開料機，具體地是起重機或挖掘機。
[0046]當使用特別快速運行的飛輪累積器時，必須將在上架的轉(zhuǎn)動期間作用于飛輪累積器的旋進(precess1n)考慮在內(nèi)。所述旋進可能導致不想要的力作用于所涉及的部件。
[0047]在優(yōu)選實施例中，飛輪累積器的軸線因此被布置成平行于上架的轉(zhuǎn)動軸線。因此，上架的轉(zhuǎn)動不會導致飛輪累積器的軸線的轉(zhuǎn)動，這樣使得沒有旋進力起作用。
[0048]替代地或另外，還有可能提供具有相反轉(zhuǎn)動軸線的兩個飛輪累積器。具體來說，轉(zhuǎn)動軸線可以被布置成彼此平行并且飛輪累積器可在相反方向上轉(zhuǎn)動。結(jié)果，在上架的轉(zhuǎn)動期間，飛輪累積器上的旋進力至少部分地彼此抵消。優(yōu)選地，兩個轉(zhuǎn)動軸線被布置成離上架的轉(zhuǎn)動軸線具有大致相同的距離。
[0049]然而，本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)可以用于固定應用中。因此，本發(fā)明還包括具有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的固定工作系統(tǒng)。
[0050]在本發(fā)明的一個可能實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動發(fā)電機和/或液壓供應系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]現(xiàn)在將參照示例性實施例和附圖詳細地解釋本發(fā)明，在附圖中:
[0052]圖1:示出具有快速運行的飛輪累積器的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的示例性實施例，并且
[0053]圖2:示出具有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的移動工具的示例性實施例。

【具體實施方式】
[0054]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的示例性實施例。提供了驅(qū)動任意數(shù)量的輸出5a至5n的內(nèi)燃機I,所述內(nèi)燃機在示例性實施例中是柴油發(fā)動機。具體來說，輸出5a至5n中的一個或多個是液壓輸出。具體來說，這可以是液壓系統(tǒng)，其包括至少一個液壓泵和由該液壓泵驅(qū)動的至少一個液壓馬達或液壓致動器。
[0055]在示例性實施例中，液壓系統(tǒng)5a驅(qū)動工作設(shè)備6。除了液壓輸出之外，還可以存在其他輸出，例如像發(fā)電機、循環(huán)泵、風扇和/或壓縮機。在傳動系處，還可以存在可向驅(qū)動系統(tǒng)供應功率或從驅(qū)動系統(tǒng)收回功率的機電泵和/或液壓泵，以便向能量累積器供應功率或向其他功率消耗者提供功率。
[0056]上述輸出5a至5n可以與內(nèi)燃機的曲軸2直接聯(lián)接。然而，在示例性實施例中，提供將輸出5a至5n與內(nèi)燃機的曲軸2機械地聯(lián)接的傳動齒輪4。傳動齒輪4各自可以針對個別輸出端提供增速比或減速比。替代地或另外，可以提供一個或多個轉(zhuǎn)矩變換器、離合器和/或皮帶輸出端或鏈輸出端以用于將輸出聯(lián)接至曲軸。
[0057]增速齒輪單元可以用于單個從動部件或也用于若干從動部件。此外，一定數(shù)量的從動部件和現(xiàn)有增速齒輪單元的一次側(cè)可以直接沿內(nèi)燃機的曲軸布置。此外，可以將增速齒輪單元級聯(lián)到多級增速齒輪單元。
[0058]在示例性實施例中，還在內(nèi)燃機I與傳動齒輪4之間設(shè)置常規(guī)飛輪3，所述常規(guī)飛輪以曲軸2的轉(zhuǎn)動速度進行轉(zhuǎn)動。
[0059]在示例性實施例中，所述內(nèi)燃機是內(nèi)燃發(fā)動機，具體地是柴油發(fā)動機。在示例性實施例中，內(nèi)燃機所具有的最大工作速度介于每分鐘1800與2200轉(zhuǎn)之間。用于內(nèi)燃機的通常的操作速度將會是大約1800轉(zhuǎn)。
[0060]本發(fā)明的目的在于提供從1800這樣的操作速度到介于每分鐘1400與1500轉(zhuǎn)之間的操作速度的速度減小，而無動態(tài)損失。這樣，因為內(nèi)燃機可以在能量上更有利的操作點下進行操作，所以實現(xiàn)了驅(qū)動系統(tǒng)的更高系統(tǒng)效率。
[0061]驅(qū)動系統(tǒng)包括控制器，該控制器在應用期間將內(nèi)燃機I保持在恒定設(shè)置速度。另一方面，輸出5的負載力矩可以是瞬態(tài)的。如果這是工作液壓器或牽引液壓器，則通過致動該液壓器來實現(xiàn)工具或車輛的致動，這相應地要求來自內(nèi)燃機的交變負載力矩。
[0062]在負載力矩增大的情況下，在內(nèi)燃機能夠產(chǎn)生增大的設(shè)置轉(zhuǎn)矩并且因此提供所需要的性能之前，要經(jīng)過一定時間段。然而，負載力矩的增大又造成速度上的所不希望的下降，這再次增大所需要的性能與實際性能之間的性能差距。這將再次增長達到所需要的設(shè)置轉(zhuǎn)矩之前的時間段。
[0063]由于轉(zhuǎn)動的傳動系部件的質(zhì)量慣性矩，驅(qū)動系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動能量累積器，所述轉(zhuǎn)動能量累積器的能含量又使得部分地補償了速度的下降。具有質(zhì)量慣性矩Θ和角速度ω的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動能等同于:
[0064]Erot = 1/2 θ ω 2
[0065]所需要的操作速度的降低因此導致以下事實:轉(zhuǎn)動能量累積器的能含量也降低了。因此，在內(nèi)燃機的瞬態(tài)所需輸出功率的情況下，操作速度越低，關(guān)于速度的數(shù)值以及還關(guān)于再次達到設(shè)置速度所需要的時間段的速度上的下降就越顯著。
[0066]在常規(guī)方案中，這種效應可以通過增大飛輪3的質(zhì)量慣性矩Θ來抵消。然而，飛輪3的這樣的增大造成安裝空間長度的增大并且導致需要新的飛輪殼體。
[0067]另一方面，根據(jù)本發(fā)明，提供經(jīng)由增速齒輪單元7與內(nèi)燃機連接的另外的飛輪8。像飛輪3—樣，所述另外的飛輪可以經(jīng)由與曲軸2連接的增速齒輪單元7安裝在馬達側(cè)。替代地，所述另外的飛輪還可以提供為飛輪8’，以作為傳動齒輪4的另外的輸出端。因此這里提供的增速齒輪單元7’可以集成至傳動齒輪4中。此外，可設(shè)想到的是將所述另外的飛輪完全集成至傳動齒輪4中。
[0068]在增速比
[0069]a =飛輪累積器的速度/內(nèi)燃機的速度
[0070]基于曲軸速度ω VKM并且與沒有增速齒輪單元的飛輪累積器的轉(zhuǎn)動能Erot有關(guān)的情況下，
[0071]另外的飛輪的轉(zhuǎn)動能Erot, a等同于
[0072]Erot, a = 1/2 Θ a2 ω VKM2 = a2Erot。
[0073]通過對增速比的對應調(diào)整，因此可以保持存儲在飛輪累積器中的轉(zhuǎn)動能恒定或甚至增大，而與操作速度《VKM的減小無關(guān)。
[0074]可設(shè)想到的所用增速比的范圍可以介于5與15之間，優(yōu)選地介于6與12之間。飛輪的質(zhì)量例如可以介于5與50kg之間，優(yōu)選地介于10與30kg之間。慣性矩可以介于0.05與0.5kg*m2之間，優(yōu)選地介于0.1與0.2kg*m2之間。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的典型應用在于其中馬達驅(qū)動工作液壓器和/或牽引液壓器的移動工具的領(lǐng)域。負載的控制經(jīng)由液壓器的致動來實現(xiàn)，具體地是經(jīng)由致動可變排量泵、可變排量馬達和/或閥布置從而致動液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)。在此類布置中，通常在小于150ms內(nèi)發(fā)生從負載的15%至100%的負載猛增。
[0076]內(nèi)燃機在設(shè)置速度(所述設(shè)置速度在典型負載周期內(nèi)恒定)下進行操作。具體來說，因此設(shè)有對應的速度控制裝置。
[0077]為能夠利用存儲在根據(jù)本發(fā)明的飛輪累積器8、8’中的轉(zhuǎn)動能以至少部分地補償負載猛增，飛輪累積器優(yōu)選地穩(wěn)固地聯(lián)接至傳動系。然而，可能地，反應非?？焖俚碾x合器也可以用于飛輪累積器的連接，所述離合器優(yōu)選地是所具有的反應時間小于1ms的離合器。
[0078]可以進行如下設(shè)置:可以通過工作機器的操作者來調(diào)整操作速度，以便由此指定可供使用的動態(tài)變化。根據(jù)本發(fā)明的飛輪累積器允許減小操作速度，以便節(jié)省燃料但是卻具有足夠的動力。
[0079]圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的移動工具的典型示例性實施例。
[0080]移動工具包括具有移動齒輪13的底架，在所述底架上，設(shè)有可圍繞豎直轉(zhuǎn)動軸線10轉(zhuǎn)動的上架9。因此在底架與上架之間設(shè)置回轉(zhuǎn)環(huán)11。移動齒輪13可以是一個或多個輪軸和/或一履帶式齒輪。
[0081]在上架上設(shè)有內(nèi)燃機1，所述內(nèi)燃機根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)優(yōu)選地至少驅(qū)動工具的工作液壓器，該工作液壓器例如是一個或多個液壓缸和/或液壓馬達，所述工作液壓器用于驅(qū)動工作設(shè)備，所述工作設(shè)備例如是吊桿、臂桿和/或曲柄。此外，工作液壓器還可用于經(jīng)由液壓馬達使上架轉(zhuǎn)動。另外，液壓系統(tǒng)還可以用于驅(qū)動移動齒輪。
[0082]在上架上還設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的快速運行的飛輪累積器8，所述飛輪累積器經(jīng)由增速齒輪單元7與內(nèi)燃機I的曲軸連接。
[0083]在圖2中所示的示例性實施例中，飛輪累積器8的轉(zhuǎn)動軸線12位于垂直于上架的豎直轉(zhuǎn)動軸線10的平面中。這樣的布置允許特別容易地連接至內(nèi)燃機的曲軸，因為所述曲軸通常也在這個平面中延伸。
[0084]然而，在具有這樣的布置的情況下，必須將由于角動量在上架的轉(zhuǎn)動期間保存在飛輪累積器中所引起的旋進作用考慮在內(nèi)，所述旋進作用通過過度的轉(zhuǎn)動能，可能造成上架的不希望的傾斜運動。此外，這使得部件上、特別是樞軸承11上的負載增大。
[0085]在根據(jù)本發(fā)明的工具的典型操作周期中，上架圍繞其豎直軸線10在兩個方向上循環(huán)地轉(zhuǎn)動，以便例如在第一轉(zhuǎn)動位置中經(jīng)由抓具或鏟具拾取散裝材料，并且在另一點處再次存放散裝材料。
[0086]一方面，具有快速負載變化的這種循環(huán)負載要求驅(qū)動系統(tǒng)的高動力，所述高動力由根據(jù)本發(fā)明的相應尺寸的飛輪累積器8或增速齒輪單元7開提供。
[0087]為避免旋進力給上架帶來負載，飛輪累積器8的轉(zhuǎn)動軸線12除了圖2中所示的以夕卜，也可以被布置成使得保持旋進力盡可能低。例如，飛輪累積器的轉(zhuǎn)動軸線12可以被布置成平行于上架的轉(zhuǎn)動軸線10。由此可以完全避免旋進力。
[0088]此外，可設(shè)想到的是將能量存儲分配至各自具有反向角動量的兩個相同轉(zhuǎn)動累積器，例如分配至具有平行的關(guān)于轉(zhuǎn)動方向反向的轉(zhuǎn)動軸線的兩個轉(zhuǎn)動累積器。對于整個系統(tǒng)，因此兩個飛輪累積器的旋進彼此抵消。
【權(quán)利要求】
1.一種具有內(nèi)燃機(I)的驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液壓系統(tǒng)(5)和/或包括致動所述內(nèi)燃機(I)的控制器，這樣使得所述內(nèi)燃機通過瞬態(tài)負載力矩以恒定設(shè)置速度進行操作，其中所述驅(qū)動系統(tǒng)包括飛輪累積器(8)， 其特征在于: 所述飛輪累積器(8)經(jīng)由增速齒輪單元(7)與所述內(nèi)燃機(I)的輸出軸(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述內(nèi)燃機(I)是內(nèi)燃發(fā)動機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述內(nèi)燃機(I)是柴油發(fā)動機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述設(shè)置速度介于每分鐘1000與2000轉(zhuǎn)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述設(shè)置速度介于每分鐘1300與1800轉(zhuǎn)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中增速比介于5與15之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中增速比介于6與12之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪的質(zhì)量介于5kg與50kg之間；和/或其中所述飛輪累積器(8)的慣性矩介于0.05kg*m2與0.5kg*m2之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪的質(zhì)量介于1kg與30kg之間；和/或其中所述飛輪累積器(8)的慣性矩介于0.05kg*m2與0.5kg*m2之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪累積器(8)恒定地與所述內(nèi)燃機⑴的所述輸出軸⑵連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求中1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪累積器(8)經(jīng)由離合器與所述內(nèi)燃機的所述輸出軸連接，所述離合器在閉合時具有小于10ms的反應時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求中1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪累積器(8)經(jīng)由離合器與所述內(nèi)燃機的所述輸出軸連接，所述離合器在閉合時具有小于50ms的反應時間。
13.根據(jù)權(quán)利要求中1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪累積器(8)經(jīng)由離合器與所述內(nèi)燃機的所述輸出軸連接，所述離合器在閉合時具有小于20ms的反應時間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪累積器(8)經(jīng)由傳動裝置(7、7’)與所述內(nèi)燃機的所述輸出軸連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述飛輪累積器(8)集成至所述內(nèi)燃機的傳動齒輪(4)中。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其包括所述液壓系統(tǒng)的控制器，所述控制器致動所述液壓系統(tǒng)的功率消耗和/或輸出，具體地通過致動可變排量泵和/或可變排量馬達和/或閥控制器來進行。
17.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述液壓系統(tǒng)有利地是工作液壓器和/或牽引液壓器。
18.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述設(shè)置速度能經(jīng)由用于調(diào)整動態(tài)儲備的控制器調(diào)整。
19.一種具有根據(jù)以上權(quán)利要求1-18中任一項所述的驅(qū)動系統(tǒng)的移動工具，其中所述驅(qū)動系統(tǒng)有利地用于驅(qū)動移動齒輪和/或工作設(shè)備，和/或其中所述驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液壓系統(tǒng)的至少一個液壓泵，其中所述移動工具包括底架和圍繞豎直轉(zhuǎn)動軸線(10)布置在所述底架上的上架(9);其中所述飛輪累積器(8)的軸線(12)被布置成平行于所述上架的所述轉(zhuǎn)動軸線(10);和/或其中設(shè)置了具有相反轉(zhuǎn)動軸線(12)的兩個飛輪累積器(8)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的移動工具，其中所述工具是掘土機和/或材料處理機。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的移動工具，其中所述工具是起重機或挖掘機。
22.—種具有根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項所述的驅(qū)動系統(tǒng)的車輛，其中所述驅(qū)動系統(tǒng)有利地用于驅(qū)動移動齒輪和/或工作設(shè)備，和/或其中所述驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動液壓系統(tǒng)的至少一個液壓泵，其中所述車輛包括底架和圍繞豎直轉(zhuǎn)動軸線(10)布置在所述底架上的上架(9);其中所述飛輪累積器(8)的軸線(12)被布置成平行于所述上架的所述轉(zhuǎn)動軸線(10);和/或其中設(shè)置了具有相反轉(zhuǎn)動軸線(12)的兩個飛輪累積器(8)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的車輛，其中所述車輛是掘土機和/或材料處理機。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的車輛，其中所述車輛是起重機或挖掘機。
25.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1-18所述的驅(qū)動系統(tǒng)的固定工作系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動系統(tǒng)有利地用于驅(qū)動發(fā)電機和/或液壓供應系統(tǒng)。
【文檔編號】F02D29/02GK204163867SQ201420175677
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】伯努瓦·蓋伊, 邁克爾·迪肯, 馬庫斯·夸斯多夫, 波茲德·西巴, 達明安·杜強 申請人:利勃海爾機械比勒股份有限公司