[发明专利]用于例如轮式装载机的作业机械中的能量再生的液压系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请在2011年12月13日作为PCT国际专利申请提交，以美国公司伊顿公司的名义作为指定用于除美国以外的所有国家的申请人，并以美国公民Kyle William Schroeder和美国公民Wade Leo Gehlhoff的名义作为仅指定用于美国的申请人，而且要求2010年12月13日提交的申请号为61／422,338的美国专利申请、2010年12月13日提交的申请号为61／422,346的美国专利申请、2011年10月31日提交的申请号为61／553,704的美国专利申请以及2011年11月2日提交的申请号为61／554,772的美国专利申请的优先权，通过全文引用将上述文献公开内容并入本文。

技术领域

本公开涉及用于收集、存储和再生否则将会浪费的能量的系统和方法。更特别地，本公开涉及一种使用蓄能器和流体流量控制设备来收集、存储和再生能量的液压系统。另外，液压系统能够为连接至移动式作业机械的工作附件提供悬挂。

背景技术

作业机械可以被用于转移物料例如矿石、污物和／或垃圾。作业机械的示例包括轮式装载机、履带式装载机、挖掘机、锄耕机、平路机、伸缩式装卸机等。作业机械通常包括连接至作业机械的作业工具。连接至作业机械的作业工具通常由液压系统提供动力。液压系统可以包括由原动机例如柴油发动机提供动力的液压泵。液压泵可以通过阀组连接至液压致动器以控制加压的液压流体到液压致动器的流量。加压的液压流体促使液压致动器伸展、收缩或旋转并由此促使作业工具移动。

作业工具的移动可以被用于克服重力升高作业工具以及由作业工具携带的任何物料。在作业工具升高时，就向作业工具赋予势能。在作业工具下降时，势能通常是通过加压的液压流体在阀上被节流而损失为热量。在作业工具移动时，就向作业工具赋予动能。在作业工具减慢或停止时，动能通常是通过加压的液压流体在阀上被节流而损失为热量。

作业机械的液压系统还可以被用于为作业工具提供悬挂控制(也就是悬挂)。当驾驶作业机械经过不平坦的地面和／或障碍物时，作业工具可能会在作业机械上施加不合需要的动态负载。这些不合需要的动态负载可以通过流体连接至液压致动器的液压蓄能器来减小(也就是减弱)。

发明内容

本公开的一种应用涉及用于有效回收和利用作业机械内否则将会浪费的能量的系统和方法。系统可以是液压系统，并且能量可以从作业机械工作附件的势能和动能中回收。系统可以进一步为工作附件提供悬挂。

本公开的另一种应用涉及一种为连接至移动式作业机械的作业工具提供悬挂的液压悬挂系统。液压悬挂系统包括第一液压缸、液压蓄能器和第一流量控制阀。第一液压缸包括流体连接至第一液压缸头部腔室的第一端口。第一液压缸进一步包括流体连接至第一液压缸连杆腔室的第二端口。第一液压缸进一步包括位于头部腔室和连杆腔室之间的活塞并且进一步包括在第一端和第二端之间延伸和延伸穿过连杆腔室的连杆。连杆的第一端被连接至活塞并且连杆的第二端被连接至作业工具的负载。液压蓄能器包括输入／输出端口。第一流量控制阀包括第一端口和第二端口。第一流量控制阀的第一端口通过第一流体管线直接流体连接至第一液压缸的第一端口，并且第一流量控制阀的第二端口通过第二流体管线直接流体连接至液压蓄能器的输入／输出端口。液压悬挂系统适合用于从作业工具的负载收集能量并且在液压蓄能器内存储能量。液压悬挂系统适合用于通过借助第一液压缸的连杆提升作业工具来重新使用能量。

液压悬挂系统可以进一步包括第一流量控制设备、第二流量控制设备、第二流量控制阀、液压接头和第二液压缸，第二液压缸包括第一端口和第二端口。第一流量控制设备被流体连接在第一液压缸的第二端口和液压接头之间。第二流量控制设备被流体连接在第二液压缸的第一端口和液压接头之间。第二流量控制阀被流体连接在第一液压缸的第一端口和液压接头之间。而且，液压悬挂系统适合用于将来自作业工具的负载的能量转化为第二液压缸的致动能量。

在某些实施例中，第一液压缸是作业工具的动臂缸，并且第二液压缸是作业工具的铲斗缸。将来自作业工具的负载的能量转化为致动能量可以导致动臂缸和铲斗缸的同时移动。

在某些实施例中，第一流量控制设备和第二流量控制设备均为止回阀。