[发明专利]用于能量回收的系统和方法

说明书

技术领域

本发明整体涉及用于在机器内回收能量的系统和方法，更具体地涉及回收能量并在机器的系统之间分享此能量的系统和方法。

背景技术

机器通常使用一个或多个液压致动器来实现各种任务。这些致动器流体连接到机器上的泵，其将加压流体提供到致动器内的腔室。随着加压流体运动进入或经过腔室，流体的压力作用在腔室的液压表面上，以实现致动器和连接的作业工具或执行器的运动。当加压流体从腔室排放时，它返回到机器上的低压槽。可能需要很大量的能量来操作多个液压致动器。为了增加效率，一些机器使用再生系统来在这种液压系统的操作过程中回收能量。

移动机器还使用一些类型的推进系统来驱动诸如液压系统或静液压系统的机器。这些推进系统可包括再生系统以增加操作效率。

通过再生系统回收的能量可以储存在各种类型的能量存储装置或系统中。例如，在液压系统中回收的能量通常储存在液压蓄能器中，在电系统中回收的能量通常储存在电池或电容系统中。但是，在储存能量以及随后将其转换回可用功率时存在一些效率低下。因此，一些机器在系统之间分享能量。美国专利No.7,472,546公开一种将能量储存在液压蓄能器中的静液压再生制动系统。存储的能量可随后通过按照希望引导加压液压流体来推进机器或者驱动辅助转向系统得以使用。

发明内容

提供一种在机器的系统之间分享能量的能量传递系统。一方面，能量传递系统包括功率传递机构、第一系统、第二系统和能量存储系统。第一系统包括将第一系统操作地连接到功率传递机构的第一泵马达。第一泵马达选择性地通过功率传递机构驱动和为功率传递机构提供功率，并能够选择性地提供和接收第一加压流体。第一操作部件操作地连接到第一泵马达并可构造成执行机械作业。再生系统操作地连接到第一泵马达并能够从第一系统回收再生能量。第二系统包括将第二系统操作地连接到功率传递机构的第二联接部件。第二操作部件操作地连接到第二联接部件并可构造成执行机械作业。能量存储系统操作地连接到功率传递机构并能够存储包括通过再生系统回收的再生能量的能量。

在另一方面，提供一种用于操作具有功率传递机构、第一系统和第二系统的能量传递系统的方法。第一系统包括将第一系统操作地连接到功率传递机构以选择性地通过功率传递机构驱动和向功率传递机构提供功率的第一泵马达。该泵马达能够选择性地提供和接收第一加压流体，第一操作部件操作地连接到第一泵马达并可构造成执行机械作业。设置用于从第一系统回收再生能量的再生系统。第二系统操作地连接到功率传递机构。所述方法包括将转动输入从第一系统引导到功率传递机构以将再生能量从第一系统传递到功率传递机构以及将转动输出从功率传递机构引导到第二系统以将至少一些所述再生能量从第一系统传递到第二系统。

附图说明

图1是根据本发明构思的轮式装载机的侧视图；图2是本发明的能量传递系统的第一实施方式的示意图

图3是能量传递系统的第二实施方式的示意图，其中静液压驱动系统通过电驱动系统代替；

图4是根据本发明的能量传递系统的第三实施方式的示意图；

图5是示出以需要能量源的方式机械地运动系统部件的过程的流程图；以及

图6是以产生再生能量源的方式机械地运动系统部件的过程的流程图。

具体实施方式

参考图1，一种示例性的机器10、例如轮式装载机具有主体11、驾驶室12、一对前轮胎13和一对后轮胎14。例如铲斗的执行器15可通过安装在主体11上的桁架16支承。执行器15可通过例如倾斜缸的第一致动器17控制，桁架16可通过例如桁架缸的第二致动器18控制。桁架16可以是用第一致动器17和第二致动器18操作以控制执行器15的位置和取向的连杆机构的部件。虽然机器10被描绘成轮式装载机，但它可以是具有能够执行各种操作的多个系统和部件的任何种类的机器，例如挖掘机、推土机、反铲挖土机、机动平地机、拖曳卡车或者活动或固定的任何其他种类的机器。

如图2所示，机器10包括能量传递系统20，其具有相互协作以根据需要执行包括运动执行器15和推进或驱动机器10等的许多功能的多个系统。更具体地，原动机21可以操作地连接或联接到功率传递机构22，且原动机离合器定位在原动机21和功率传递机构22之间以控制从原动机到功率传递机构的输入。原动机21可被构造为柴油发动机、汽油发动机以及其他类型的发动机和功率产生机构以经原动机离合器23的接合选择性地提供原动机转动输入到功率传递机构。