專利名稱：混合式挖土機(jī)的制作方法
混合式挖土機(jī)相關(guān)申請的交叉參考本申請是于2006年2月22日提出申請的美國申請系列號11/359,728的部分 繼續(xù)申請，申請11/359,728要求獲得于2005年2月22日提出申請的臨時申請系列號 60/655，221的優(yōu)先權(quán)。申請系列號11/359，728是于2005年4月8日提出申請的美國申請 系列號11/101，837的部分繼續(xù)申請，現(xiàn)在美國專利號7，179，070要求獲得于2004年4月 9日提出申請的臨時申請系列號60/560，897的優(yōu)先權(quán)。本申請要求得到于2006年3月13日提出申請的美國臨時申請系列號60/787，944 的相關(guān)權(quán)益。
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體上涉及運載工具動力系統(tǒng)，具體而言，涉及液壓混合式動力系統(tǒng)。更進(jìn) 一步說，本發(fā)明直接針對挖土機(jī)的液壓混合式動力系統(tǒng)。眾所周知，在挖土機(jī)所使用的液壓系統(tǒng)中會配備一個變量泵。變量泵比齒輪泵更 有效率，因為它只抽取液壓系統(tǒng)所需的油液量。當(dāng)液壓缸都不工作時，泵就會停止抽取油 液。這樣就大大降低了反鏟挖土機(jī)的燃料消耗。這種系統(tǒng)的一個優(yōu)勢就是可使可變發(fā)動機(jī)功率得到最佳運用。多數(shù)反鏟挖土機(jī)都 具有若干不同的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速選項。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于最大轉(zhuǎn)速時，反鏟挖土機(jī)具有最大工作效 率。當(dāng)發(fā)動機(jī)減速時，反鏟挖土機(jī)獲取的功率會減小。這種系統(tǒng)的一個缺點就是當(dāng)泵試圖抽用比發(fā)動機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速下所能產(chǎn)生的 功率更多的功率時，發(fā)動機(jī)就會失速。為了避免這一點，系統(tǒng)會監(jiān)測全部液壓缸的壓力并控 制旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角以滿足具有最高壓力值的油缸的要求。如果不需要全壓力，那么變量泵 就會增大其排量，從而增大流體流速，并使鏟具運動更快。當(dāng)系統(tǒng)要求全壓力時，泵就會減 小其排量，從而在不超出發(fā)動機(jī)可用功率的范圍內(nèi)提供壓力。系統(tǒng)被限定在一個固定的發(fā) 動機(jī)功率值。所謂的混合式動力系，比如用于汽車的混合式動力系，一般指的是這樣一種動力 系其中內(nèi)燃機(jī)結(jié)合運用輔助馬達(dá)，如電動馬達(dá)或液壓馬達(dá)，用來驅(qū)動運載工具。混合式動 力系統(tǒng)如已知的并聯(lián)混合式包括一個普通機(jī)械傳動系(耦聯(lián)到內(nèi)燃機(jī)上)以及輔助傳動系 (耦聯(lián)到輔助馬達(dá)上)。但由于這些系統(tǒng)需要有雙重零部件，因此其重量較大就稱為其不利 之處?；旌鲜絺鲃酉到y(tǒng)如已知的串聯(lián)混合式就不需要機(jī)械傳動系，它只用一個液壓馬達(dá)或 多個馬達(dá)來驅(qū)動車輛，使用一個發(fā)動機(jī)為液壓馬達(dá)提供必要的液體壓力。由于這些系統(tǒng)可 減輕重量并增加總效率，因此更受人們歡迎。雖然人們已經(jīng)認(rèn)識到了這種液壓混合式動力 系的吸引力，但在發(fā)動機(jī)對液壓驅(qū)動馬達(dá)的操作與控制方面還存在許多效率方面的問題。因此，就需要提供一種整體效率都增加的液壓混合式動力系統(tǒng)。還需要將這種有 效的液壓混合式動力系統(tǒng)應(yīng)用于挖土機(jī)。發(fā)明概述最新式的挖土機(jī)促進(jìn)了道路、建筑及城市工程的快速發(fā)展，但由于工作需要，它們 會消耗大量的燃料。解決辦法就是使這些運載工具在保持當(dāng)前性能水平的條件下優(yōu)先可以更有效且污染更小。本發(fā)明提供了一種串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，它通過將動力系統(tǒng)劃分為三個不同部分 而取得所需的效率改善，其中第一部分提供一個由發(fā)動機(jī)和變量泵組成的動力裝置；第二 部分提供一個蓄能器來儲存此混合式系統(tǒng)所取得的能量；第三部分提供一個傳動系統(tǒng)，它 優(yōu)先包括兩個獨立的傳動系統(tǒng)，這樣就可在不改變車輪關(guān)系的情況下，單獨控制此優(yōu)選實 施例的每一側(cè)以便駕駛。在某一優(yōu)選實施例中，用于本發(fā)明中挖土機(jī)的液壓混合式動力系統(tǒng)包括一個動 力裝置，其包含有一個變量泵和自動節(jié)流控制件，可在出口處產(chǎn)生高壓流體；一個儲能系 統(tǒng)；一個傳動系統(tǒng)，其至少包含有一個傳動馬達(dá)，與高壓流體相對應(yīng)而在出口處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運 動；一個模式選擇器，其被連接到動力這種出口以及傳動馬達(dá)上以便從傳動馬達(dá)的多種操 作模式中選擇一種操作模式；一個控制器，其被連接到動力裝置及傳動馬達(dá)上以便以多種 操作模式來控制挖土機(jī)操作。動力裝置包含有一個用于驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)的發(fā)動機(jī)以便產(chǎn)生高壓流體。液壓泵 優(yōu)先為一個變量泵且系統(tǒng)包含有自動節(jié)流控制件。這些元部件共同作用以保持系統(tǒng)流體壓 力。在傳動系統(tǒng)內(nèi)裝有一個油缸來抑制變量泵的排量以保持系統(tǒng)壓力。儲能系統(tǒng)是一個蓄 能器。本發(fā)明中液壓混合式動力系統(tǒng)包括一個動力裝置，其在出口處產(chǎn)生高壓流體； 至少一個傳動馬達(dá)，其與高壓流體相對應(yīng)而在出口處產(chǎn)生選裝運動；以及一個模式選擇器， 其被連接到動力裝置出口以及至少一個傳動馬達(dá)上，以便從至少一個傳動馬達(dá)的多種操作 模式中選擇一種操作模式，其中該傳動馬達(dá)至少包含有傳動模式、空擋模式、換向模式以及 停止模式中的兩種模式。系統(tǒng)還包括一個連接到動力裝置上的控制器；至少一個傳動馬 達(dá)，用于以多種操作模式來控制至少一個傳動馬達(dá)的操作；一個可選作動式制動器，用以阻 斷高壓流體向至少一個傳動馬達(dá)的流動；以及一個單向閥橋路，當(dāng)制動器起動后，該單向閥 橋路用來把至少一個傳動馬達(dá)連接到低壓流體源。


本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員借助附圖就可從優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明中輕易地理解本 發(fā)明的上述各點及其它優(yōu)勢，在附圖中圖Ia為本發(fā)明中一種裝有模式選擇閥的液壓混合式動力系統(tǒng)的示意圖，其中模 式選擇閥處于“傳動”位置；圖Ib為圖Ia中裝有模式選擇閥的液壓混合式動力系統(tǒng)的視圖，其中模式選擇閥 處于“空擋”位置；圖Ic為圖Ia中裝有模式選擇閥的液壓混合式動力系統(tǒng)的視圖，其中模式選擇閥 處于“換向”位置；圖Id為圖Ia中裝有模式選擇閥的液壓混合式動力系統(tǒng)的視圖，其中模式選擇閥 處于“停止”位置；圖Ie為圖Ia中裝有過載制動器的液壓混合式動力系統(tǒng)的視圖，其中過載制動器 處于過載位置；圖2為圖Ia-Ie中所示的傳動馬達(dá)及排量控制器的放大圖3為圖Ia-Ie中所示的過載制動器及單向閥橋路的放大圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明的一種內(nèi)嚙合齒輪泵/馬達(dá)的分解圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明的一種外嚙合齒輪泵/馬達(dá)的局部分解圖；圖6為本發(fā)明中優(yōu)選混合式挖土機(jī)系統(tǒng)的示意圖。優(yōu)選實施例說明此處參考引用了以下專利申請美國臨時申請系列號60/560，897 ；美國專利申請 系列號11/101,837，現(xiàn)美國專利號7，179,070 ；美國臨時申請系列號60/655，221 ；美國申請 系列號11/359，728 ；以及美國臨時申請系列號60/787，944?，F(xiàn)參照圖la，依據(jù)本發(fā)明的液壓混合式動力系統(tǒng)一般被標(biāo)示為10。動力系統(tǒng)10可 用于各種設(shè)備中，比如說，但不限于，可為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的汽車、船只、潛艇、 直升機(jī)、挖土機(jī)等等，但為簡便起見，在對本發(fā)明的以下說明中會將其描述為如同安裝在汽 車中一樣。動力系統(tǒng)10包括一個動力裝置模塊11、一個模式選擇組件43、一個控制模塊59 以及一個動力傳送模塊76。動力系統(tǒng)10的動力裝置模塊11包括一個與燃料源14相連的發(fā)動機(jī)12。發(fā)動機(jī) 12可以是普通內(nèi)燃機(jī)、渦輪發(fā)動機(jī)、電池動力電動馬達(dá)、燃料電池或其它。發(fā)動機(jī)12優(yōu)先有 選擇地向變量液壓泵/馬達(dá)16提供扭矩，其中在變量液壓泵/馬達(dá)16的入口側(cè)裝有低壓 液壓流體源18，而在其出口側(cè)裝有高壓管20。液壓爐體可以是液體，比如，但不限于，水、液 壓油、傳動液或其它液體，也可以是處于本發(fā)明范圍之內(nèi)的任何壓縮氣體。之所以如此描述 泵/馬達(dá)16，是因為根據(jù)系統(tǒng)10的不同模式，裝置即可作為泵使用，也可以作為馬達(dá)使用， 下面將予以詳細(xì)討論。系統(tǒng)10的動力裝置模塊11包括多個副傳動，比如說，但不限于，電動發(fā)電機(jī)22、空 氣調(diào)節(jié)壓氣機(jī)24以及加熱泵26。電動發(fā)電機(jī)22被連接到動力保持模塊28上，而動力保持 模塊28又被連接到電池組30上。加熱泵26與加熱芯32相連通，而加熱泵26與加熱芯32 都與發(fā)動機(jī)12的冷卻水源34流體相通?？諝庹{(diào)節(jié)壓氣機(jī)24與換熱器36相連通。副傳動 22,24及26優(yōu)先由各自的電動馬達(dá)或液壓馬達(dá)帶動。也可有選擇地將副傳動22、24與26 機(jī)械接合到發(fā)動機(jī)12上。蓄能器38與泵/馬達(dá)16出口處的高壓管20流體連通。正如本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的那樣，蓄能器38可通過填充高壓氣體或其它(無圖)的方式 而作為高壓流體儲存器并保持系統(tǒng)10的壓力。節(jié)流控制模塊40通過線路24a的信號來接收空氣調(diào)節(jié)壓氣機(jī)24的輸入信號，通 過線路28a來接收動力保持模塊28的輸入信號，通過線路38a的信號來接收蓄能器38的 信號。根據(jù)線路24a、28a及38a的輸入信號，節(jié)流控制模塊40通過線路42給出輸出信號， 從而對發(fā)動機(jī)12或/與泵/馬達(dá)16進(jìn)行控制，下面將予以詳細(xì)討論。線路24a、28a、38a 及42的信號可以是各種零部件與節(jié)流控制模塊40之間的電信號，也可以是機(jī)械反饋。節(jié) 流控制模塊40可以是任意適當(dāng)?shù)目苫谝粋€或多個輸入來控制發(fā)動機(jī)12及泵/馬達(dá)16 操作的機(jī)械裝置或電裝置。模式選擇模塊43包含有一個模式選擇閥44，模式選擇閥44通過高壓進(jìn)口管46與 高壓管20流體連通。優(yōu)先將模式選擇閥44連接到傳導(dǎo)狀變位手柄(無圖)或其它上以便 有選擇地將閥44切換到“D”或傳動位置(見圖la)， “N”或空擋位置(見圖lb)， “R” 或換向位置(見圖Ic)與“P”或停止位置(見圖Id)其中一個位置。模式選擇閥44上連有一根低壓進(jìn)口管48，低壓進(jìn)口管48靠近高壓進(jìn)口管46。模式選擇閥44上還連有一根高 壓出口管50和一根低壓出口管52，它們位于模式選擇閥44相反側(cè)。模式選擇閥44的各個 位置P、R、N、D有選擇地對正導(dǎo)管46、48、50與52的位置內(nèi)部，并控制系統(tǒng)10中液壓流體 的流向，下面將予以詳細(xì)討論。雖然前面所述有“進(jìn)口”和“出口”，但根據(jù)系統(tǒng)的工況，導(dǎo)管 46、48、50與52在操作中都可作為進(jìn)口或出口，下面將予以詳細(xì)討論。導(dǎo)管50與52又依次被連接到過載制動器M上。過載制動器M的相反側(cè)還連接 有高壓進(jìn)口管56與低壓出口管58。過載制動器M具有第一或正常位置Ma以及第二或過 載位置Mb，下面將予以詳細(xì)討論?？刂颇K59包含有一個排量控制閥60，排量控制閥60通過高壓進(jìn)口管62與高壓 管20流體連通。排量控制閥60上連有一根低壓進(jìn)口管64，低壓進(jìn)口管64靠近高壓進(jìn)口 管62。排量控制閥60的相反側(cè)還連有一根高壓出口管66和一根低壓出口管68。排量控 制閥60是一個可變位置閥，它連接有一個加速器70和一個減速器72用以將液流從排量控 制閥60引向多個液壓缸74a、74b、7k和74d。優(yōu)先將加速器70和減速器72機(jī)械連接到各 自加速踏板和減速踏板(無圖)上。連接器73將減速器72連接到過載制動器M上。排 量控制閥60具有一個第一位置或加速位置60a、一個第二位置或保持位置60b以及一個第 三位置或減速位置60c。從圖2可清楚地看到，排量控制閥60的各個位置60a、60b、與60c 有選擇地使其內(nèi)部對正導(dǎo)管62、64、66與68，并控制液壓流體到液壓缸74a、74b、7k和74d 的流向。在運載工具的各個輪子處，連接件75a、75b、75c與75d將各個液壓缸74a、74b、74c 及74d機(jī)械連接到各自的驅(qū)動馬達(dá)或牽引馬達(dá)76a、76b、76c及76d(在動力傳送模塊76 內(nèi))上。馬達(dá)76a-76d優(yōu)先為變量馬達(dá)。正如那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的那樣，通 過連接到旋轉(zhuǎn)斜盤或其它上面，連接件75a-75d的位置就決定馬達(dá)76a-76d的排量。高壓 出口管66與各個液壓缸74a-74d內(nèi)活塞(無圖)的一側(cè)流體連通，低壓出口管68與液壓 缸74a-74d內(nèi)活塞的相反側(cè)流體連通。雖然文中所述系統(tǒng)10具有多個牽引馬達(dá)76a、76b、 76c和76d，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會明白，在本發(fā)明范圍內(nèi)，最少可以只用一個馬達(dá)。舉 例來說，在汽車的單馬達(dá)設(shè)備中，單馬達(dá)的輸出被連接到差動齒輪上，而差動齒輪又依次被 機(jī)械連接到一對驅(qū)動輪上。牽引馬達(dá)76a、76b、76c和76d各自具有上孔口 77a、77b、77c和 77d以及78a、78b、78c和78d。流經(jīng)上孔口 77a_77d與下孔口 78a_78d的流體方向決定馬 達(dá)76a-76d的方向。反饋連接器80在排量控制閥60與液壓缸74a_74d活塞之間延伸。從圖3可清楚地看到，單向閥橋路82包括多個單向閥84、86、88及90，并以類似全 波橋式整流器的方式布置。導(dǎo)管92與單向閥84的入口及單向閥86的出口流體連通。導(dǎo) 管94與單向閥86的入口及單向閥88的入口流體連通。導(dǎo)管94還與液壓流體18低壓源 流體連通。導(dǎo)管96與單向閥88的出口及單向閥90的入口流體連通。導(dǎo)管96還與低壓出 口管56流體連通。導(dǎo)管98與單向閥84的出口及單向閥90的出口流體連通。導(dǎo)管98還 與高壓管20流體連通。正如美國專利7，179，070所示，泵/馬達(dá)16與馬達(dá)76a_76d優(yōu)先為變量泵/馬 達(dá)，這里參考引用了美國專利7，179，070的公開本，如圖4與圖5所示。泵/馬達(dá)16及馬 達(dá)76a-76d也可以是葉片式或活塞式變量泵/馬達(dá)，還可以是定量泵/馬達(dá)。現(xiàn)參照圖4，依據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)一般被標(biāo)示為100。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的那樣，機(jī)構(gòu)100可被構(gòu)型為馬達(dá)或泵，但在本發(fā)明下述說明中將稱其為 馬達(dá)。內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)100包括有一個殼體102，殼體102具有一個本體部104和一個端蓋 106。本體部104內(nèi)限定了一個凹槽或一個空腔108，凹槽與空腔108的尺寸被限定為用來 容納一個第一心軸110及一個第一活塞構(gòu)件112。端蓋106至少包含有兩個孔口 107(圖中 只顯示出一個)，兩個孔口 107都貫穿端蓋106的內(nèi)外表面，并優(yōu)先位于端蓋106的相反兩 側(cè)。其中一個孔口 107被連接到流體系統(tǒng)的高壓段如圖Ia-Ie中的高壓管20上，另一個孔 口 107被連接到回流管線或流體源如圖Ia-Ie中的流體源18上。第一心軸110限定了一個貫穿本體部111的開孔114，第一心軸110包括有一個第 一外凸緣116和多個隔開的第二外凸緣118，它們從本體部111的上表面113處向上延伸。 內(nèi)凸緣120從第一心軸110的本體部111處向上延伸，且位于開孔114附近。第一外凸緣 116位于開孔114的附近。第二外凸緣118與開孔114及內(nèi)凸緣120都隔開。第一密封套 管122的尺寸被限定為可轉(zhuǎn)動安裝在開孔114內(nèi)，且其高度優(yōu)先與第一心軸110本體部111 的高度大致相等，這樣當(dāng)把套管122放入開孔114內(nèi)時，套管122的上表面就大致與本體部 111的上表面113齊平。截面大致為圓形的外嚙合齒輪IM適于安置在本體部111的上表面113上部，其 中齒輪124的外曲面靠近外凸緣116及118的各自內(nèi)曲面。外嚙合齒輪124包含有多個齒 126，齒1 成形于外嚙合齒輪124的內(nèi)表面上。當(dāng)被放于上表面113上時，齒輪IM就被 軸向固定于外凸緣118與內(nèi)凸緣120之間。截面大致為圓形的內(nèi)嚙合齒輪1 包含有多個齒130，齒130成形于內(nèi)嚙合齒輪 128的外表面，內(nèi)嚙合齒輪128限定了一個貫通的開孔132?？刹僮鼾X130使其與成形于外 嚙合齒輪124內(nèi)表面上的齒1 相互嚙合。齒輪128的下表面?zhèn)魅胩坠?22內(nèi)并與套管 122 —起轉(zhuǎn)動，其中當(dāng)組裝并操作馬達(dá)100后，齒130與套管122上相應(yīng)的齒相互配合，下面 將予以詳細(xì)討論。內(nèi)嚙合齒輪1 的齒130的各個外表面靠近內(nèi)凸緣120的內(nèi)表面。當(dāng)組 裝馬達(dá)100后，開孔132適于容納傳動軸或輸出軸134的自由端。內(nèi)嚙合齒輪1 可沿軸 Π4軸向移動。通過軸承135如球軸承、滾柱軸承等將傳動軸134轉(zhuǎn)動支撐于端蓋106內(nèi)。 傳動軸134的自由端伸出端蓋106外表面之外某一預(yù)定距離，并作為馬達(dá)100的輸出軸。第二活塞構(gòu)件136在其內(nèi)部限定了一個開孔138且其適于安置在第一心軸110外 凸緣116及118的各自上表面上。這樣當(dāng)?shù)诙钊?36與第一活塞112就分別被安裝在下 心軸110的上表面與下表面上。第二心軸140適于安置在第二活塞構(gòu)件136的開孔138內(nèi)，且第二心軸140在其內(nèi) 部限定了一個開孔142以容納傳動軸134。第二心軸140包含有一個向下延伸的凸緣144， 在組裝馬達(dá)100后，凸緣144與第一心軸110的向上延伸的內(nèi)凸緣120相互配合。上心軸 140包含有一對貫通的孔眼146用以在操作馬達(dá)100時與齒輪122與124流體連通。第二密封套管148包含有多個齒150，齒150成形于第二密封套管148的外表面 上，且第二密封套管148限定了一個貫通的開孔152。第二密封套管148適于將上心軸140 容納在開孔152內(nèi)，且其被容納在外嚙合齒輪124內(nèi)并與其一起轉(zhuǎn)動，其中當(dāng)組裝并操作馬 達(dá)100后，齒1 與套管148的齒150相互配合，正如下面將詳細(xì)討論的那樣。在組裝馬達(dá)100后，第一心軸110及第一活塞112就被放置在殼體102的本體部 104內(nèi)，第一密封套管122被放置在心軸110內(nèi)，外嚙合齒輪IM被放置在心軸110內(nèi)。內(nèi)嚙合齒輪132與第二心軸138被安裝在傳動軸134上并組裝起來，這樣齒輪132與IM各 自的齒126與130就轉(zhuǎn)動嚙合起來，并且內(nèi)嚙合齒輪132與第一密封套管122相接合。第 二活塞136被聯(lián)接到心軸110的上表面上，且第二密封套管148被放置在第二心軸138上 并與外嚙合齒輪124相接合。向下延伸的凸緣144與向上延伸的內(nèi)凸緣120相互配合，從 而將外嚙合齒輪的內(nèi)部劃分為馬達(dá)100的入口腔與排放腔，并且上端蓋106被聯(lián)接在本體 部104上以閉合殼體102。凸緣120與144徑向延伸于齒126與130之間以便在凸緣的一 側(cè)形成入口腔，在凸緣的另一側(cè)形成排放腔。在操作時，軸134被連接到負(fù)載(無圖)如運載工具的輪子或其它上面。從流體 系統(tǒng)如圖Ia-Ie中高壓管20處引出加壓流體，經(jīng)過一個孔口 107，然后通過孔眼146將其導(dǎo) 入齒輪IM與128的入口腔一側(cè)，使其作用于嚙合齒輪1 與130以使齒輪與軸轉(zhuǎn)動，并且 從齒間流到排放腔并通過孔眼146將其排放到另一孔口 107。第一密封套管122為內(nèi)嚙合 齒輪128與第一心軸110之間提供了轉(zhuǎn)動密封，第二密封套管148為外嚙合齒輪124與第 二心軸140之間提供了轉(zhuǎn)動密封，從而保證了入口腔與排放腔的完整性。依據(jù)本發(fā)明的馬 達(dá)100僅僅需要密封件122與148來保持流體密封并使馬達(dá)100有效運轉(zhuǎn)。齒輪124與128的齒126與130間的正?；蚰J(rèn)的空間關(guān)系應(yīng)當(dāng)是齒126與130 基本上在齒的全部軸向區(qū)域上接合。在這樣一種關(guān)系中，馬達(dá)100會產(chǎn)生其最大流量或最 大輸出。因為內(nèi)嚙合齒輪1 可沿軸134軸向移動，所以依據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)100可有利地 改變其最大排量。當(dāng)內(nèi)嚙合齒輪1 移向第一心軸110時，齒126與130的接合軸向區(qū)域 就會減少，從而降低了馬達(dá)100的流量或排量。當(dāng)裝置100被構(gòu)型為馬達(dá)時，來自外部液壓泵的液壓流體或來自壓氣機(jī)的壓縮空 氣等外部壓力源會向孔口 107提供流量用以轉(zhuǎn)動齒輪124與128，并在軸134上產(chǎn)生輸出 轉(zhuǎn)矩。當(dāng)壓力改變時，內(nèi)嚙合齒輪1 將沿軸134的軸線移動用以改變馬達(dá)100的輸出馬 力?？稍趯挿秶淖冚敵鲐?fù)載比如，但不限于，汽車、轉(zhuǎn)塔、大型機(jī)械、挖土機(jī)、大型鉆井機(jī)、 船舶、農(nóng)業(yè)裝備等的情況下，有利地使用馬達(dá)100來控制輸出轉(zhuǎn)速。當(dāng)泵被構(gòu)型為泵或原動機(jī)如圖Ia-Ie中發(fā)動機(jī)12時，以低轉(zhuǎn)速及低轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動軸 134，泵100將根據(jù)泵殼102內(nèi)部的壓力通過改變其輸出來作為降低的輸入轉(zhuǎn)速或輸入轉(zhuǎn)矩 的響應(yīng)。在這種情況下，輸出孔107將在排放腔內(nèi)形成高背壓，且內(nèi)嚙合齒輪1 將沿軸134 的軸線移動到軸線的某一點，在該點處齒輪1 處于平衡活接近平衡以繼續(xù)運轉(zhuǎn)。這樣，泵 100可從最大輸出或排量變化到最小排量，其中在最大輸出或排量時，內(nèi)嚙合齒輪1 大致 靠近上心軸140，在最小排量時，內(nèi)嚙合齒輪1 大致靠近下心軸110?，F(xiàn)參照圖5，依據(jù)本發(fā)明的外嚙合齒輪機(jī)構(gòu)一般被標(biāo)示為200。正如本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員將理解的那樣，機(jī)構(gòu)200可被構(gòu)型為泵或馬達(dá)，但為簡化本發(fā)明的說明起見而稱 之為泵。外嚙合齒輪泵200包含有一個殼體202，殼體202具有一個第一端蓋204和一個第 二端蓋206，第一端蓋204與第二端蓋206由本體部208連接起來。優(yōu)先由多個接合件210 如高強(qiáng)度螺栓等把第一端蓋204與第二端蓋206聯(lián)結(jié)到本體部208上。本體部208內(nèi)限定 有一個凹槽。外表面上形成有多個齒216的第一齒輪214及外表面上形成有多個齒220的第二 齒輪218適于被安置在殼體202的凹槽212內(nèi)。在泵200的運轉(zhuǎn)過程中，齒輪214與218 各自的齒216與220在凹槽或泵腔212內(nèi)轉(zhuǎn)動嚙合。第一齒輪214具有從其延伸的軸222，
9第二齒輪216具有從其延伸的梯形軸224。第一齒輪214被固定在軸222上，而第二齒輪 218可沿軸2M軸向移動。軸222與2M沿相反的軸向延伸且軸224比軸222要長。具有 內(nèi)齒的第一密封套2 容納第一齒輪214，而具有內(nèi)齒的第二密封套2 容納第二齒輪218 的端部。板配件230包含有一個從其處向下延伸的凸緣232，板配件230被聯(lián)結(jié)到其上表面 處的第一止推板234上。優(yōu)先用多個接合件236如高強(qiáng)度螺栓等將止推板聯(lián)結(jié)到配件230 上。軸222的自由端穿過配件230與止推板234上的孔。軸222的自由端由一對螺母238 轉(zhuǎn)動緊固在配件230與止推板234內(nèi)并由軸承240如球軸承、滾柱軸承等轉(zhuǎn)動支撐。第二 密封套2 可被操作而容納于配件230內(nèi)靠近凸緣232的凹槽內(nèi)。在將軸222安裝在配件 230與止推板234內(nèi)之后，齒輪214就被相對殼體202軸向固定。用多個接合件244如高強(qiáng)度螺栓等將第二止推板242聯(lián)結(jié)到第一端蓋204的上表 面205上。板242具有一個開孔用以容納軸224的自由端，還具有一個更大的開孔用以在 第一端蓋204上表面附近容納并定位第一密封套226。軸224的自由端穿過板M2的開孔 并在臺階處與一對螺母246螺紋接合，軸2M的自由端由軸承248如球軸承、滾柱軸承等轉(zhuǎn) 動支撐。優(yōu)先將軸承248放置在第一端蓋204上表面205的空腔250內(nèi)，而用螺母246將 軸2M聯(lián)結(jié)到與上表面205相反的下表面處的端蓋上。軸224的自由端延伸出端蓋204下 表面之外某一預(yù)定距離并作為泵200的傳動軸或輸出軸。本體部208限定了貫穿其內(nèi)外表面的第一孔口 252及第二孔口 254。孔口 252與 254中的其中一個孔口被連接到流體系統(tǒng)如圖Ia-Ie中液壓流體源18等的低壓段上，而孔 口 252與254中的另一個孔口被連接到流體系統(tǒng)如圖Ia-Ie中高壓管20的高壓段或加壓 段上。在操作中，軸2 被連接到一個原動機(jī)如圖Ia-Ie中發(fā)動機(jī)12等上面。當(dāng)原動機(jī) 轉(zhuǎn)動軸224時，齒輪218就會轉(zhuǎn)動并使齒輪214也轉(zhuǎn)動起來。來自流體系統(tǒng)的流體流經(jīng)孔 口 252或2M其中一個孔口，正如在技術(shù)方面為人們所熟知的那樣被封存在嚙合的齒216 與220之間，然后通過孔口 252或254中的另一個孔口排放出去。在殼體202內(nèi)加工有適 當(dāng)?shù)耐ǖ酪源_保在泵200運轉(zhuǎn)時可正確引導(dǎo)流體。第一密封套2 為第一齒輪214與上表 面205之間提供了轉(zhuǎn)動密封，第二密封套228為第二齒輪218與配件230之間提供了轉(zhuǎn)動 密封，這樣就確保了泵空腔212的完整性。依據(jù)本發(fā)明的泵200僅僅需要密封套2 與2 來保持密封并使泵200有效運轉(zhuǎn)。齒輪214與218的齒216與220間正常的或默認(rèn)的空間關(guān)系就是齒216與220基 本上在齒的全部軸向區(qū)域上接合。在這樣一種關(guān)系中，泵200產(chǎn)生其最大流量或最大排量。 由于第二齒輪218可沿軸2M軸向移動，所以依據(jù)本發(fā)明的泵200可有利地改變其最大排 量。當(dāng)?shù)诙X輪218移向下止推板242時，齒216與220接合的軸向區(qū)域就會減少，從而泵 200的流量或排量降低。這通常出現(xiàn)于以下情況當(dāng)原動機(jī)以低速及低轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動軸224時， 泵200就會根據(jù)泵殼202內(nèi)壓力通過改變其輸出來作為降低的輸入轉(zhuǎn)速或輸入轉(zhuǎn)矩的響 應(yīng)。在這種情況下，輸出孔252或邪4將在凹槽212內(nèi)形成高背壓，且第二齒輪218將沿軸 224的軸線移動到軸線的某一點，在該點處齒輪218處于平衡或接近平衡以繼續(xù)運轉(zhuǎn)。這 樣，泵200就可從最大輸出或排量變化到最小排量，其中，在最大輸出或排量時，齒輪218大 致靠近配件230，在最小排量時，齒輪218大致靠近下止推板M2。
當(dāng)機(jī)構(gòu)200被構(gòu)型為馬達(dá)時，來自外部液壓泵的液壓流體或來自壓氣機(jī)的壓縮空 氣等外部壓力源會向孔口 252或2M提供流量用以轉(zhuǎn)動齒輪214與218，并在軸2M上產(chǎn)生 輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)壓力改變時，第二齒輪218將沿軸224的軸線移動用以改變馬達(dá)200的輸出 馬力。可在寬范圍改變輸出負(fù)載如，但不限于，汽車、轉(zhuǎn)塔、大型機(jī)械、挖土機(jī)、大型鉆井機(jī)、 船舶、農(nóng)業(yè)裝備等的情況下，有利地使用馬達(dá)200來控制輸出轉(zhuǎn)速。在系統(tǒng)10的操作中，發(fā)動機(jī)12被啟動并向泵/馬達(dá)16提供轉(zhuǎn)矩，然后泵/馬達(dá) 16向高壓管20供應(yīng)加壓液壓流體。蓄能器38確保導(dǎo)管20內(nèi)的液壓壓力保持相對穩(wěn)定并 以本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的方式來儲存能量。導(dǎo)管20內(nèi)的壓力被傳遞到導(dǎo)管46、62 及98。參照圖la，當(dāng)模式選擇閥44處于D位置或傳動位置且過載制動器M處于5 位 置時，液壓流體將流經(jīng)導(dǎo)管46，通過模式選擇閥44并以D位置箭頭所示方向流出導(dǎo)管50， 再流經(jīng)過載制動器M并以5 位置箭頭所示方向從導(dǎo)管56流出，流到馬達(dá)76a-76d各自 上孔口 77a-77d，然后流經(jīng)馬達(dá)76a-76d并流到各個下孔口 78a_78d，壓力下降，并以本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員所知的方式在前向上為每個馬達(dá)76a-76d提供輸出轉(zhuǎn)矩。下孔口 78a-78d 內(nèi)的低壓液壓流體通過導(dǎo)管58，流過過載制動器并以5 位置箭頭所示方向從導(dǎo)管52流 出，然后流經(jīng)模式選擇閥44并以D位置箭頭所示方向從導(dǎo)管48流出到液壓流體源18。參照圖Ib，當(dāng)模式選擇閥44處于N位置或空擋位置且過載制動器M處于5 位置 時，液壓流體將流過導(dǎo)管46，但N位置上靠近導(dǎo)管46的蓋帽將阻止其流過模式選擇閥44。 出口管50及52與導(dǎo)管48內(nèi)的低壓液壓流體相通，因此，將不會有流體經(jīng)過過載制動器M 或流向馬達(dá)76a-76d，因為導(dǎo)管50與56內(nèi)的壓力將與導(dǎo)管52與58內(nèi)的壓力相平衡。在 N位置上，倘若馬達(dá)76a-76d中任一馬達(dá)需要液流，那么油箱18的油液就可用于流向馬達(dá) 76a_76d0參照圖Ic，當(dāng)模式選擇閥44處于R位置或換向位置且過載制動器M處于5 位置 時，液壓流體將流經(jīng)導(dǎo)管46，流過模式選擇閥44并以R位置箭頭所示方向從導(dǎo)管52流出， 然后流經(jīng)過載制動器M并以Ma位置箭頭所示方向從導(dǎo)管58流出，流向馬達(dá)76a-76d各自 的下孔口 78a-78d，再流經(jīng)馬達(dá)76a-76d并流向各個上孔口 77a_77d，壓力下降并以本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員所知的方式在反向上為每個馬達(dá)76a-76d提供輸出轉(zhuǎn)矩。下孔口 77a-77d 內(nèi)的低壓液壓流體通過導(dǎo)管56，流過過載制動器并以5 位置箭頭所示方向從導(dǎo)管50流 出，然后流經(jīng)模式選擇閥44并以D位置箭頭所示方向從導(dǎo)管48流出到液壓流體源18。參照圖ld，當(dāng)模式選擇閥44處于P位置或停止位置且過載制動器M處于5 位 置時，由于P位置上靠近每根導(dǎo)管46、48、50及52的蓋帽阻止任何流體流向馬達(dá)76a_76d， 因此液壓流體將不會流經(jīng)導(dǎo)管46、48、50及52中的任一根導(dǎo)管。如上概述，在第一位置5 上，過載制動器M允許液壓流體在導(dǎo)管50與56之間 以及導(dǎo)管52與58之間流動(根據(jù)模式選擇閥44的位置)。但從圖Ie可清楚地球看到，在 第二位置54b上，由于第二位置54b上靠近每根導(dǎo)管50、52、56及58的蓋帽阻止任何流體 流經(jīng)過載制動器54，因此液壓流體將不會流經(jīng)導(dǎo)管50、52、56與58中的任一根導(dǎo)管。通過 制動器72的作動以及信號沿連接器73的傳導(dǎo)將過載制動器M從其正常的第一位置5 移動到第二位置^b，并且阻止液壓流體從排量控制閥44流向馬達(dá)76a-76d。在操作中，當(dāng)模式選擇閥處于D位置或傳動位置時，如果制動器72接入且過載器討被移到第二位置討比那么馬達(dá)76a-76d的唯一液壓流體源就會流經(jīng)單向閥橋路82，從而 就引導(dǎo)所有流體流經(jīng)單向閥橋路82。在制動過程中，馬達(dá)76a-76d將開始作為泵使用，有利 地從制動過程中車輪的轉(zhuǎn)動中回收能量。當(dāng)在D位置上制動時，液壓流體將從液壓流體源 18處流過導(dǎo)管94，流經(jīng)單向閥86，流過導(dǎo)管92，流向上孔口 77_77d并流向馬達(dá)76a_76d，在 此處液壓流體壓力得以升高。然后高壓液壓流體將從馬達(dá)76a-76d處流經(jīng)下孔口 78a-78d， 流過導(dǎo)管96，并且，如果導(dǎo)管96內(nèi)的壓力大于導(dǎo)管98內(nèi)的壓力的話，就會流經(jīng)單向閥90并 流入導(dǎo)管98，在此處高壓液壓流體流向?qū)Ч?0并向蓄能器38充液。在模式選擇閥44處于R位置時制動的話，液壓流體將從液壓流體源18處流過導(dǎo) 管94，流經(jīng)單向閥88，流過導(dǎo)管96，流向下孔口 78a-78d并流向馬達(dá)76a_76d，在此處液壓 流體壓力得以升高。然后高壓液壓流體將從馬達(dá)76a-76d處流經(jīng)上孔口 77a-77d，流過導(dǎo)管 92，并且，如果導(dǎo)管92內(nèi)壓力大于導(dǎo)管98內(nèi)壓力的話，就會流經(jīng)單向閥84并流入導(dǎo)管98， 在此處高壓液壓流體流向?qū)Ч?0并向蓄能器38充液。一旦運載工具完全停止，那么單向閥橋路82就用于防止液壓流體反向流向馬達(dá) 76a-76d。在模式選擇閥44處于D位置且進(jìn)行制動時，過載制動器M移向位置54b并阻止 液流從模式選擇閥44流向馬達(dá)76a-76d。來自高壓管20的液流將試圖通過導(dǎo)管98流向 馬達(dá)76a-76d，但單向閥84與90會阻止其流向馬達(dá)。單向閥橋路82將只允許液流從導(dǎo)管 92經(jīng)過單向閥84流向?qū)Ч?8或者從導(dǎo)管96經(jīng)過單向閥90流向?qū)Ч?8，這只有在導(dǎo)管56 與90內(nèi)壓力或?qū)Ч?8與96內(nèi)壓力大于導(dǎo)管98內(nèi)壓力時才會發(fā)生。如果導(dǎo)管92內(nèi)壓力 小于導(dǎo)管98與導(dǎo)管94內(nèi)壓力，那么單向閥86將打開，但由于導(dǎo)管94處于低壓狀態(tài)，因此 不會有液流從油箱18流向?qū)Ч?2。同理，如果導(dǎo)管96內(nèi)壓力小于導(dǎo)管98與導(dǎo)管94內(nèi)壓 力，那么單向閥88將打開，但由于導(dǎo)管94處于低壓狀態(tài)，因此不會有液流從油箱18流向?qū)?管96，并且在運載已完全停止之后有利地阻止高壓流體反向啟動馬達(dá)76a-76d。在操作中，操作者通過連接到排量控制閥60上的加速器70及制動器72來控制流 經(jīng)系統(tǒng)10的液壓流體。通過適當(dāng)?shù)穆?lián)動機(jī)構(gòu)或其它方式將連接器80與連接件75a-75d連 接在一起，這使得馬達(dá)76a-76d通過連接件75a-75d向排量控制閥60提供反饋，其作用方 式與連接器80通過連接件75a-75d來控制馬達(dá)76a_76d的作用方式類似。舉例來說，如果運載工具使用者(無圖)壓下加速器70，那么反饋連接器80就會 在加速方向上移動，并且排量控制閥60會移向位置60a。導(dǎo)管62內(nèi)的高壓流體將流經(jīng)排量 控制閥60上的孔口，使導(dǎo)管66內(nèi)的壓力升高并流向液壓缸74a-74d。由于導(dǎo)管66內(nèi)的壓 力將大于導(dǎo)管68內(nèi)的壓力，因此連接件75a-75d將在加速方向上移動，增大馬達(dá)76a_76d 的排量及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。一旦已達(dá)到馬達(dá)76a_76d所需輸出轉(zhuǎn)矩，馬達(dá)76a_76d將反向節(jié)流，在減速方向上 移動75a-75d，降低導(dǎo)管66內(nèi)壓力并升高導(dǎo)管68內(nèi)壓力。反饋連接器80將這種運動傳回 到排量控制閥60，將排量控制閥推向位置60b。在位置60b處，沒有任何液流流經(jīng)排量控制 閥60，因此連接件75a-75d就保持靜止，并且馬達(dá)76a_76d的排量及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩保持恒定。如果使用者將他或她的腳移離加速器70，那么反饋連接器80會在減速方向上移 動，排量控制閥60會移向位置60c。導(dǎo)管62內(nèi)的高壓流體將流經(jīng)排量控制閥60上的孔口， 使導(dǎo)管68內(nèi)的壓力升高并流向液壓缸74a-74d。由于導(dǎo)管68內(nèi)的壓力將大于導(dǎo)管66內(nèi)的壓力，因此連接件75a-75d將在減速方向上移動，減低馬達(dá)76a-76d的排量及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。有利的是，加速器70與發(fā)動機(jī)12之間沒有直接連接。而是將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(基于 線路42的信號)、轉(zhuǎn)矩(基于排量控制閥60的位置，而這又受加速器70的影響)以及系 統(tǒng)壓力(基于線路38a的信號)相結(jié)合來操作并控制發(fā)動機(jī)12。這種輸入相互結(jié)合使得 系統(tǒng)10的節(jié)流控制組件40可根據(jù)已知的發(fā)動機(jī)有效參數(shù)對發(fā)動機(jī)12及系統(tǒng)10進(jìn)行比例 控制，從而使發(fā)動機(jī)12始終以其最高效率運作。在系統(tǒng)10全充壓時，可有利地關(guān)閉發(fā)動機(jī) 12，將瞬時燃料消耗降低為零。根據(jù)空氣調(diào)節(jié)壓氣機(jī)M、動力保持組件觀以及蓄能器38的條件或運作狀態(tài)(由 線路MaJSa及38a上它們各自信號來決定)，節(jié)流控制模塊40向線路42發(fā)送信號以啟動 或停用發(fā)動機(jī)12并/或改變泵/馬達(dá)16的排量。當(dāng)導(dǎo)管20內(nèi)的系統(tǒng)壓力增加時，蓄能器38充滿并且泵/馬達(dá)16的流速降低。泵 /馬達(dá)16的流速持續(xù)降低直到系統(tǒng)壓力下降到與馬達(dá)76a-76d的輸出相對應(yīng)為止。在任何 時候只要泵/馬達(dá)16的流量降為零，那么就可關(guān)閉發(fā)動機(jī)12直到再次需要液流為止。如 果某一附件需要動力來防止發(fā)動機(jī)12失速(假設(shè)發(fā)動機(jī)被接合在發(fā)動機(jī)12上)那么泵/ 馬達(dá)16的流速也會降低。動力系統(tǒng)10是通過均化動力消耗率的方式來獲取其效率的。短 暫脈動所需能量是由蓄能器38內(nèi)儲存的能量來供應(yīng)的。泵/馬達(dá)16提供的液流大于驅(qū)動 運載工具所需平均液流，泵16產(chǎn)生的額外液流被保存在蓄能器38內(nèi)。一旦馬達(dá)76a_76d的排量增大，其輸出轉(zhuǎn)矩就會快速響應(yīng)，正是基于這一特點，依 據(jù)本發(fā)明的液壓混合式動力系統(tǒng)10有利地具備了簡單且前向的控制策略以及高靈敏度控 制器件。參照圖6，其示意了上述用于挖土機(jī)的優(yōu)選串聯(lián)式混合液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)300可分為 三個不通過的流體連通的部分動力裝置310、儲能部312以及傳動系統(tǒng)314。動力裝置310基本上由發(fā)動機(jī)(無圖)、變量泵316、自動節(jié)流控制件318以及止 回閥320組成。系統(tǒng)300的這一模塊具有兩個主要功能。第一功能就是保持系統(tǒng)壓力。這 是由變量泵316及自動節(jié)流控制件318共同完成的。將這兩個控制部件結(jié)合應(yīng)用就可使發(fā) 動機(jī)始終高效運轉(zhuǎn)，而且，在某些操作模式下，可關(guān)閉發(fā)動機(jī)并利用儲存的能量使運載工具 繼續(xù)運行。儲能部312包括有一個蓄能器322。泵316的全部輸出經(jīng)過止回閥320到達(dá)傳動 系統(tǒng)314及附件324。瞬時不需的能量被儲存在蓄能器322中。當(dāng)運載工具所需油液超過 動力裝置容量時，蓄能器322會零時提供油液。傳動系統(tǒng)314是唯一一個由操作者控制的系統(tǒng)運動部分。各個馬達(dá)326、328的控 制件可以簡化為兩個手柄，每只手操縱一個。在相同方向上推動兩個控制件，馬達(dá)排量就會 增大，直到馬達(dá)326、328的轉(zhuǎn)矩超過保持運載工具靜止的摩擦力，從而可在所需方向上運 動。如果手柄被固持在動力裝置無法保持系統(tǒng)壓力的位置上，那么液壓缸330、332就開始 對操作者可獲取的排量進(jìn)行抑制，從而保持系統(tǒng)壓力。液壓缸330、332類似于馬達(dá)3沈、3觀 的調(diào)節(jié)器，其優(yōu)勢是自動調(diào)節(jié)，而不是借由調(diào)節(jié)指令手動調(diào)節(jié)。只需在相反方向上移動一個手柄或兩個手柄就可完成挖土機(jī)的轉(zhuǎn)向。也可優(yōu)先應(yīng) 用液壓能來操作吊斗與鏟斗3M或其它任何附接件。相比開式中央系統(tǒng)而言，閉式中央系統(tǒng)可使吊斗更高效運作。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會明白，依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10可用來向任意數(shù)量的系 統(tǒng)提供液壓動力，這些系統(tǒng)包括，但不限于，用于水上或水下船舶如艦船、小艇或潛艇的推 進(jìn)系統(tǒng)，用于直升機(jī)等的推進(jìn)系統(tǒng)。簡而言之，在本發(fā)明范圍內(nèi)，泵/馬達(dá)16可被用于動力 系統(tǒng)10來推動任意數(shù)量的液壓馬達(dá)，比如多用途馬達(dá)76a-76d。在本發(fā)明范圍內(nèi)，連接器73、7fe_75d與80、以及線路24aJ8a、38a與42可以是任 何類型的機(jī)械連接器，如液壓管線、電纜、金屬桿等，也可以是連通伺服閥等的電信號。根據(jù)專利法規(guī)定，現(xiàn)已接合本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明作了說明。但應(yīng)當(dāng)注意 的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，能以文中所述及所示方式之外的方式來施行本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于挖土機(jī)的液壓混合式動力系統(tǒng)(300)，其包括在出口(320)處產(chǎn)生高壓流體的動力裝置(310)，其包含有變量泵(316)及自動節(jié)流控 制件(318)；儲能系統(tǒng)(312)；傳動系統(tǒng)(314)，其包括至少一個在出口處產(chǎn)生與所述高壓流體相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動的 傳動馬達(dá)(76)；模式選擇機(jī)構(gòu)，其被連接到所述動力裝置出口及所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328) 上，用以從所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)的多種操作模式中選取一種操作模式(324)；控制機(jī)構(gòu)，其被連接到所述動力裝置(310)及所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)上，以 便以所述多種操作模式來控制挖土機(jī)操作。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中所述動力裝置(310)包含有驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)(316) 的發(fā)動機(jī)以生成所述高壓流體，所述變量泵(316)與自動節(jié)流控制件(318)保持系統(tǒng)流體 壓力。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其中所述傳動系統(tǒng)(314)包含有液壓缸(330)用以抑制 變量泵的排量，從而保持系統(tǒng)壓力。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中所述儲能系統(tǒng)(312)是蓄能器(322)。
5.依據(jù)權(quán)利要求3所述系統(tǒng)，其中所述儲能系統(tǒng)(312)是蓄能器(322)。
6.依據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)，其中當(dāng)所述模式選擇器(324)超出所述動力裝置(310) 容量時，所述蓄能器(322)會供應(yīng)加壓流體。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)是變量泵/馬達(dá)， 并且所述控制機(jī)構(gòu)有選擇地改變所述泵/馬達(dá)的排量。
8.一種用來操作建筑設(shè)備的液壓混合式動力系統(tǒng)(300)，其包括在出口處產(chǎn)生高壓流體的動力裝置(310)，其包含有閉式中央系統(tǒng)(316)，閉式中央系 統(tǒng)(316)中含有變量泵(316)及自動節(jié)流控制件(318)；儲能系統(tǒng)(312)；傳動系統(tǒng)(314)，其包括至少一個在出口處產(chǎn)生與所述高壓流體相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動的 傳動馬達(dá)(326,328)。
9.依據(jù)權(quán)利要求8所述液壓混合式動力系統(tǒng)(300)還包括聯(lián)結(jié)到所述動力系統(tǒng)上的閉 式中央輔助系統(tǒng)(324)。
10.依據(jù)權(quán)利要求8所述系統(tǒng)，其中所述動力裝置(310)包含有驅(qū)動液壓泵/馬達(dá) (316)的發(fā)動機(jī)以生成所述高壓流體，所述變量泵(316)與自動節(jié)流控制件(318)保持系統(tǒng) 流體壓力。
11.依據(jù)權(quán)利要求10所述系統(tǒng)，其中所述傳動系統(tǒng)(314)包含有液壓缸(330)用以抑 制變量泵的排量，從而保持系統(tǒng)壓力。
12.依據(jù)權(quán)利要求8所述系統(tǒng)，其中所述儲能系統(tǒng)(312)是蓄能器(322)。
13.依據(jù)權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中所述儲能系統(tǒng)(312)是蓄能器(322)。
14.依據(jù)權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其中當(dāng)所述模式選擇器(324)超出所述動力裝置 (310)容量時，所述蓄能器(322)會供應(yīng)加壓流體。
15.依據(jù)權(quán)利要求8所述系統(tǒng)，其中所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)是變量泵/馬達(dá)，并且所述控制機(jī)構(gòu)有選擇地改變所述泵/馬達(dá)的排量。
16.一種用于運載工具的液壓混合式動力系統(tǒng)(300)，其包括在出口處產(chǎn)生高壓流體的動力裝置(310)，其包含有變量泵(316)及自動節(jié)流控制件 (318)；儲能系統(tǒng)(312)；傳動系統(tǒng)(314)，其包括至少一個在出口處產(chǎn)生與所述高壓流體相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動的 傳動馬達(dá)(326,328)；模式選擇機(jī)構(gòu)，其被連接到所述動力裝置(310)出口及所述至少一個傳動馬達(dá)(326、 328)上，用以從所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)的多種操作模式中選取一種操作模式 (324)；控制機(jī)構(gòu)，其被連接到所述動力裝置(310)及所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)上，以 便以所述多種操作模式來控制挖土機(jī)(300)操作。機(jī)械機(jī)構(gòu)(33)，用以抑制所述傳動馬達(dá)(326、328)的排量。
17.依據(jù)權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其中所述動力裝置(310)包含有驅(qū)動液壓泵/馬達(dá) (316)的發(fā)動機(jī)以生成所述高壓流體，所述變量泵(316)與自動節(jié)流控制件(318)保持系統(tǒng) 流體壓力。
18.依據(jù)權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其中所述機(jī)械機(jī)構(gòu)包含有液壓缸(330)用以抑制變量 泵的排量，從而保持系統(tǒng)壓力。
19.依據(jù)權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其中所述儲能系統(tǒng)(312)是蓄能器(322)。
20.依據(jù)權(quán)利要求18所述系統(tǒng)，其中所述儲能系統(tǒng)(312)是蓄能器(322)。
21.依據(jù)權(quán)利要求19所述系統(tǒng)，其中當(dāng)所述模式選擇器(324)超出所述動力裝置 (310)容量時，所述蓄能器(322)會供應(yīng)加壓流體。
22.依據(jù)權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其中所述至少一個傳動馬達(dá)(326、328)是變量泵/馬 達(dá)，并且所述控制機(jī)構(gòu)有選擇地改變所述泵/馬達(dá)的排量。
全文摘要
依據(jù)本發(fā)明的一種用于挖土機(jī)的液壓混合式動力系統(tǒng)(300)包括一個在出口處產(chǎn)生高壓流體的動力裝置(310)，其包含有變量泵(316)及自動節(jié)流控制件(318)；一個儲能系統(tǒng)(322)；以及一個傳動系統(tǒng)(326，328)。動力裝置(310)包含有一個發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)(316)以產(chǎn)生高壓流體。液壓泵優(yōu)先是一臺變量泵(316)，而且系統(tǒng)(300)包含有一個自動節(jié)流控制件(318)。這些元部件共同作用來保持系統(tǒng)流體壓力。傳動系統(tǒng)(314)內(nèi)裝有液壓缸(330)用以抑制變量泵的排量，從而保持系統(tǒng)壓力。儲能系統(tǒng)(312)是一個蓄能器(322)。
文檔編號B60K6/12GK102112332SQ200780019096
公開日2011年6月29日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者J·A·奧布賴恩二世 申請人:利莫－里德公司