[发明专利]自驱动机械

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的自驱动机械。

背景技术

用于功能部件和作业部件的驱动原理对于所述机械尤其是铺路机和铺路供给车辆已经成为标准化。内燃机作为主驱动源，然而功能部件和作业部件排他或几乎排他地例如通过静压驱动单元进行液压操作。具有可变宽度的至少一个覆盖层通过将覆盖层变平和压实的铺路机铺设在平面上。铺路供给车辆存放足够多量的铺路材料，并在铺路供给车辆和被拖动的铺路机在平面上以低作业行进速度(例如以大约20m/min的速度)行进时，将铺路材料供给至铺路机，使得铺路机能够连续作业。在两种机械行进到另一建筑工地的运输过程中，常见的运输速度达到大约20km/h。由于要处理热沥青铺路材料或混凝土铺路材料，因此对液压系统和内燃机存在非常特殊的要求，这些要求例如由覆盖层形成过程中铺路材料的稠度、铺路材料在平面上的厚度、处理温度、牵引阻力或从铺路供给车辆向铺路机运输铺路材料时的输送阻力产生的。特殊要求还来自于随着建筑工地表面条件以及气候影响而改变的行进阻力。这意味着至少一些静压驱动单元必须具有极大功率、反应迅速以及在能够永久操作的同时能够被单独调控。这些要求需要强力的液压泵，在液压泵与静压驱动单元之间至少部分长的液压路径，以及考虑高度安全和环保标准。铺路机或具有总重量大约20吨的铺路供给车辆的液压回路中包含有大体积的工作液体，例如，可以达到400升甚至更多。用于这种机械的常规工作液体(例如如下规格：根据DIN51524的HLP46，第二部分)在温度下表现出运动粘度特性，当温度增大到大约60℃，粘度首先逐渐下降。在大约100℃左右粘度保持非常低。然而，大约100℃的温度尤其对于这种自驱动机械的液压回路中的密封件和软管是临界温度。在大约60℃，粘度仅是在40℃时的大约一半并仅是在大约0℃时的大约十分之一。在大约75℃-80℃之间，粘度甚至等于40℃时的大约五分之一。工作液体的粘度越低，泵损失越低并且静压操作单元和液压泵操作的响应越敏捷且效率越高。作为主驱动源的内燃机必须补偿泵送损失。例如在常规操作过程中以及大约160kW的额定功率下，内燃机的运行速率为2,000U/min。考虑到自驱动机械每年的平均操作时间，泵送损失明显减损了自驱动机械的能量效率或能量平衡，并提供了节约主要能量(如柴油燃料)的巨大潜能。

例如从德国曼海姆68146的JosephAG公司的印刷品“Super 1603-1”的第4，5页中已知，大型的复式塞孔盘冷却器(multiple field cooler)被用作内燃机的发动机冷却水、工作液体以及在此如增压柴油发动机的增压空气等的冷却装置。冷却装置甚至在全操作载荷下以及外部温度升高达到50℃时也确保永久最佳的发动机操作温度和100％发动机功率。冷却装置包括例如根据发动机速度进行操作的至少一个风扇。传统上，冷却装置是为内燃机而设计。由于冷却装置的工作液体冷却区域必须被设计成使得其即使在极端操作条件下也可以可靠地防止工作液体过热；另一方面，对冷却装置实施的冷却调节仅以内燃机的最佳操作温度为目的，因此例如在超过95％的操作时间里对工作液体实施冷却，以使工作液体的操作温度不超过大约40℃。工作液体随温度而变的粘度特性导致发动机额定功率的有效部分的浪费，所述额定功率本身是为加工铺路材料而产生，因此内燃机则必须补偿工作液体过高的泵送损失。

由于长期存在的过度安全定律，直到目前实践中一直未考虑用于加工沥青或混凝土铺路材料的所述自驱动机械的内燃机实现能量平衡或能量效率所用的工作液体的粘度特性的重要性。然而，另一方面，最近的研究存在操作所述机械时减轻环境污染的方案(针对全球变暖、CO₂和NO_X的减排以及不可再生能量载体的节约)。

EP 1 741 893 A公开了一种用于冷却水和液压油的常规冷却装置。由液压马达驱动的常用风扇在功能上与冷却装置相关联。冷却装置得到调节使得冷却水在预定内燃机速度下尽可能快地达到目标温度，所述目标温度则保持恒定，同时液压油的操作温度达到与冷却水的温度相一致的大约80℃的相同温度。在冷却水的冷却要求提高的情况下，在一些情况下液压油因此可以得到过多冷却。

在从US 6,076,488A已知的冷却系统中，用于工作液体的冷却区域和用于冷却水的冷却区域连续布置在通过液压马达驱动的常用风扇产生的气流流动方向上，使得工作液体永远比冷却水得到更强烈的冷却。对于相应的操作来说，温度目标值预先设定并得到保持，使得工作液体永远比冷却水略微更冷。因此对冷却水提高冷却要求意味着无论液压系统中的液压负载如何工作液体都要获得甚至更强的冷却。