[发明专利]闭合液压回路

说明书

本发明涉及闭合液压回路。

在闭合液压回路中，非常大的动力随着小容积的压力介质被传输。由此引起的损失使压力介质在很大程度上升温。因此，必需通过额外的措施来使循环的压力介质的运行温度保持在希望的范围之内。此外，泄漏损失出现在闭合液压回路中所使用的液压泵和液压马达中并且还出现在其他液压部件中，因此必须补偿这些损失。

现有技术是指通过附加的泵(冲洗泵)来对闭合液压回路进行冲洗。这个冲洗泵将压力介质传送到液压回路的低压侧。这个冲洗泵可以补偿这些泄漏损失。当适当地选择低压侧的压力水平时，同时使用这个冲洗泵来对液压设备提供控制油是可能的。

压力介质是通过在压力介质流中(优选是在低压区域中，例如在冲洗阀的下游)的冷却器的安排来冷却的，被引入该液压回路中的压力介质经过这个冷却器被再次排出。可替代的是，通过次级回路可以使压力介质在储槽中被冷却。

这个冲洗阀使该低压侧与压力介质从该回路中的排放相连。如果低压侧被固定用于特殊的驱动任务，则可以省略这个冲洗阀并且可以把这个出口连接件连接到低压侧上。在这种情况下，被引导离开的压力介质经由压力阀(例如，经由限压阀)被传送到该储槽。这个压力限制装置调节该低压侧中的压力水平。然而，对于交替的联合，即，当高压侧与低压侧交替时，冲洗阀是必不可少的。

在包含差动缸作为消耗装置的闭合回路(有时称为“半开放回路”)中，表面积的差异所导致的容积流量还必须通过该冲洗泵或通过这种排放来补偿。

常规的用于冷却操作和冲洗操作的容积流量是在循环的压力介质流量的10％至20％的区域内。在半开放回路中，这些容积流量也基本上是由这些差动缸的表面积的比率确定的。闭合液压回路的低压侧中的通常压力为20巴至30巴。在每分钟30升至60升的容积流量情况下，冲洗所需要的液压功率为1kW至3kW。这个功率还被转换成热量并且在对冷却装置进行配置时也是必须考虑的。该冲洗泵中的进一步的损失也是必须考虑的。

这意味着，该闭合液压回路的驱动马达所获得的功率高了该泵系数的倒数，但该动力通过不可用于输出，即，用于该闭合液压回路中的液压泵的运行。

DE 10 2010 006 464 A1是现有技术文件并且披露了在通过多条工作管线相互连接的液压泵与液压马达之间的闭合液压回路。提供了冲洗泵以用于将压力介质馈送到这些工作管线中。还提供了出口连接件以用于将过量的压力介质从这些工作管线中排出。至少一个液压消耗装置被连接到该出口连接件的下游，该消耗装置被提供用于将从该液压回路中排出的容积流量的至少一部分转换成机械动力。还在EP 2 341 190 A1中披露了此类型的闭合液压回路。

本发明的目的是提供可以减少这些损失的比例的闭合液压回路。

该目的通过一种闭合液压回路来实现，该闭合液压回路提供了通过多条工作管线而相互连接的液压泵和液压马达。压力介质通过额外提供的冲洗泵而被馈送到这些工作管线中。此外，提供了输出连接件来将过量的压力介质从这些工作管线中排出。

该液压泵以及液压马达能以可逆的方式运行，即它们可以释放驱动功率和消耗驱动功率。例如，在制动过程中，可以产生负的荷载从而该液压马达作为泵来工作而液压泵由此被驱动。在本发明的上下文中，因此液压泵指示了在液压马达主要被驱动时这个液压单元的优选运行状态，即泵的运行。然而，本发明并不排除在制动过程中在驱动器的区域中导致的负的荷载。该液压马达可以通过使用制动能量来节约能量。可以使得所节约的能量或额外回收的能量可用于另外的消耗装置。

根据本发明的闭合液压回路的具体特征在于，至少一个液压消耗装置被连接在用于冲洗油流动的该输出连接件的下游，该至少一个液压消耗装置被提供用于将从该液压回路中排放的容积流量的至少一部分转换成机械动力。液压消耗装置是直接地或间接地(即直接地或者通过与传动装置的互连)驱动另外多个部件的液压马达，即该液压消耗装置将液压动力转换成机械动力。特别优选的是，该机械动力被返回到该冲洗泵的驱动轴。当然，该机械动力还可以用来驱动多个辅助单元。

在本发明中，该冲洗流量被用于回收能量，从而在液压回路中的液压马达的相同动力的情况下，可以减少用于液压泵的驱动功率。如果用于液压泵的驱动器是内燃发动机，那么这意味着可以减少内燃发动机的燃料消耗。液压马达形式的液压消耗装置的成本是相对低的，而化石燃料的成本是相对高的。根据本发明所设计的闭合液压回路使得有可能在非常短的时间内回收该液压消耗装置的附加成本。这尤其适用于在具有高性能的可移动的应用中的闭合液压回路、并且尤其适用于可移动的机器(特别是挖掘机)的流体静力学驱动器。