CN103835855B - 用于启动内燃机的静液压驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静液压驱动机构（7），该静液压驱动机构构造为具有能无级调节的排挤量的调节机，能作为泵和马达运行并且与一内燃机（2）能驱动地连接，其中，驱动机构（7）在马达式运行中构造为用于启动内燃机（2）的液压启动器。根据本发明，驱动机构（7）设有一摆出弹簧（55），借助于所述摆出弹簧，一控制驱动机构（7）的排挤量的排挤量调节装置（50）在内燃机（2）关停的情况下加载到具有最大排挤量的位置中，从而使得在驱动机构（7）的抽吸侧以来自压力介质存储器（25）的压力介质加载时，没有驱动机构（7）的排挤量调节装置（50）的时间上的直接在前的调节地进行内燃机（2）通过驱动机构（7）的马达式运行的直接启动过程。

Description

用于启动内燃机的静液压驱动机构

技术领域

本发明涉及一种静液压驱动机构，所述静液压驱动机构构造为具有能无级调节的排挤量的调节机并且能作为泵和马达运行并且与一内燃机可驱动地连接，其中，所述驱动机构在泵式运行中以抽吸侧抽吸来自一容器的压力介质并且将所述压力介质输送到导向至少一个消耗装置的输送管道中，并且其中，所述驱动机构在马达式运行中构造为用于启动所述内燃机的液压启动器，其中，来自一压力介质存储器的压力介质能够在所述马达式运行中在所述抽吸侧上输送给所述驱动机构。

背景技术

这类静液压驱动机构在所述驱动机构由运转的内燃机所驱动的泵式运行中用于以压力介质供给至少一个消耗装置并且在马达式运行中用作用于启动关停的内燃机的液压启动器，所述静液压驱动机构在移动式工作机、尤其是地面输送机械、农用机械、林业机械和建筑机械中使用，例如是挖土机、轮式和伸缩式装载机、牵引机、联合收割机、草料收割机、甜菜或土豆收获机。

为了减少工作间歇或工作中断期间的燃料消耗而设置用于内燃机的启停功能，其中，在工作间歇或在工作中断时关掉未负载的内燃机并且在通过一工作功能或行驶驱动装置（Fahrantrieb）的转矩要求的情况下自动又启动。利用一液压启动器能够以耐用和可靠的方式获得所述内燃机的这类启停功能。

由EP2308795A1公知了一类属的静液压驱动机构，所述驱动机构在泵式运行中用于以压力介质供给所述工作液压装置的消耗装置，其中，由内燃机所驱动的驱动机构以抽吸侧抽吸来自一容器的压力介质，并且所述驱动机构在马达式运行中用作用于启动关停的内燃机的液压启动器，其中，来自一压力介质存储器的压力介质在所述抽吸侧上输送给所述驱动机构并且所述驱动机构由来自压力介质存储器所输送的压力介质来驱动。

如果所述驱动机构构造为具有能无级调节的排挤量的调节机，那么所述驱动机构能够为了所述马达式运行被调节到具有最大排挤量的位置上，以便能够实现用于启动内燃机的转矩输出。由EP2308795A1（图2）对此公知了将所述驱动机构的控制所述排挤量的调节装置与所述压力介质存储器连接，从而使得所述驱动机构的排挤量调节装置能够在关停的内燃机的情况下以来自压力介质存储器的压力介质来操纵。为此，所述压力介质存储器通过一减压阀与一馈给压力回路连接，该馈给压力回路在内燃机运转的情况下用于所述驱动机构的调节装置以压力介质的供给。所述调节装置以来自压力介质存储器的压力介质的这类供给但是导致高的结构耗费。一阀装置通过所述压力介质存储器与所述驱动机构的抽吸侧的连接来控制所述驱动机构的马达式运行，所述馈给压力回路在该阀装置的下游联接到所述压力介质存储器上，从而使得所述排挤量调节装置时间上就在所述内燃机的启动过程之前以来自压力介质存储器的压力介质被调节到具有最大排挤量的位置中。但是，由此通过在所述启动过程开始时的排挤量调节装置的调节获得了在内燃机启动过程中的时间延迟，该时间延迟在如下启停功能中导致不利，在该启停功能中应当在很短的时间段内进行所述内燃机的启动过程。

发明内容

本发明基于如下任务，即，提供开头提到的类属的静液压驱动机构，所述静液压驱动机构在小的结构耗费中能够在短的时间段内实现在所述驱动机构的马达式运行中的内燃机启动。

该任务根据本发明通过如下方式来解决，即，能作为马达和泵运行的驱动机构设有一摆出弹簧（Ausschwenkfeder），借助于所述摆出弹簧，一控制所述驱动机构的排挤量的排挤量调节装置在所述内燃机关停的情况下加载到具有最大排挤量的位置中，从而使得在所述驱动机构的抽吸侧被来自所述压力介质存储器的压力介质加载时，没有开始所述内燃机的启动过程时的所述驱动机构的所述排挤量调节装置的在时间上直接在前的调节地进行所述内燃机通过所述驱动机构的马达式运行的直接启动过程。利用这类摆出弹簧，以很小的结构耗费获得：所述驱动机构的排挤量调节装置在内燃机关停的情况下自动地加载到具有最大排挤量的位置中。在所述驱动机构的抽吸侧以来自压力介质存储器的压力介质加载用于启动所述内燃机时由此获得：所述驱动机构借助于所述摆出弹簧在开始所述内燃机的启动过程时已经处在所述具有最大排挤量的位置中，从而使得所述内燃机的启动过程能够直接进行并且不需要所述排挤量调节装置在开始启动过程时到所述最大排挤量上的调节。结合根据本发明的摆出弹簧能够由此以简单的方式并在小的结构耗费的情况下实现在短时间段内的关停的内燃机在所述驱动机构的马达式运行中的启动过程。

根据本发明的一有利的实施方式，所述驱动机构构造为能单侧地调节的驱动机构并且所述驱动机构的排挤量调节装置能够从具有最小排挤量的位置朝一调节方向调节。这类能单侧地调节的驱动机构在敞开回路中运行并且能够在小的结构耗费和泵式运行中的小的能量消耗的情况下实现所联接的消耗装置以压力介质的供给。利用所述摆出弹簧能够将这类构造为能单侧地调节的泵的驱动机构以简单的方式作为马达运行，该驱动机构在抽吸侧上以来自压力介质存储器的压力介质来驱动。

在简单的结构方面获得了优点，如果根据本发明的一优选的设计方案形式，所述摆出弹簧作用在所述驱动机构的一与所述排挤量调节装置处在作用连接中的调节活塞装置上时。构造为调节泵的静液压驱动机构通常地具有一调节活塞装置，所述排挤量调节装置能够利用该调节活塞装置调整并且由此所述排挤量是能改变的。根据本发明的摆出弹簧能够以简单的方式补充这类的调节活塞装置。

根据本发明的一适宜的设计方案形式，所述调节活塞装置能够借助于一调节阀被加载以一调节压力，其中，在内燃机关停的情况下，所述调节活塞装置由所述调节压力被卸载。在所述泵式运行中能够通过相应操纵所述调节阀来产生用于加载所述调节活塞装置和由此用于相应调整所述排挤量的相应调节压力。所述调节阀例如能够构造为负载感应调整阀（Load-Sensing-Regelventil），其由被操控的消耗装置的负载压力来操纵，或构造为能电操控的控制阀或调整阀。

获得了特别的优点，如果所述消耗装置构造为一工作机的工作液压系统并且所述驱动机构在泵式运行中以压力介质供给所述工作液压系统的话。为了供给所述工作液压系统而存在的调节泵由此能够以简单的方式被用作用于启动内燃机的液压启动器，以便能够实现所述内燃机的启停功能。

优选地，所述驱动机构构造为以斜盘结构方式的轴向柱塞机。

本发明此外涉及一种车辆的动力总成系统，尤其是移动式工作机的动力总成系统，其具有由内燃机驱动的根据本发明的静液压驱动机构，其中，所述驱动机构在所述马达式运行中形成所述内燃机的一液压启动器并且在泵式运行中以液压介质供给所述工作机的工作液压系统。利用根据本发明的静液压驱动机构能够在一车辆中以简单的方式形成启停功能，所述启停功能具有关停的内燃机的短的启动时间。

附图说明

本发明的其它优点和细节借助于在示意图中展示的实施例更加详细地阐释。

在图1中以一原理视图示出了没有详细示出的移动工作机、例如地面输送机械或建筑机械或农用机械的动力总成系统1，其具有一根据本发明的静液压驱动机构7。

具体实施方式

所述动力总成系统1包括：一内燃机2，例如一柴油马达；所述车辆的一由所述内燃机2驱动的行驶驱动装置3；一由所述内燃机2驱动的、作为液压消耗装置V的工作液压系统4。

所述行驶驱动装置3在所示出的实施例中构造为静液压行驶驱动装置，该静液压行驶驱动装置包括一能在输送量方面调整的行驶泵5，该行驶泵为了驱动而与所述内燃机2的一从动轴6处在驱动连接中。所述行驶泵5与在闭合回路中的一个或多个在每转进液量方面固定或能调整的、未详细示出的液压马达连接，所述液压马达以没有更多示出的方式与所述工作机的被驱动的车轮处在作用连接中。

所述行驶驱动装置3替换地可以形成为电的行驶驱动装置，具有一个由所述内燃机2所驱动的电发生器和一个或多个电的行驶马达。此外，一机械式行驶驱动装置可以设置为行驶驱动装置，所述机械式行驶驱动装置具有一机械变速器，例如一多级换档变速器或一功率分支变速器或一变矩器变速器。

所述工作液压系统4包括工作机的工作功能，例如在一地面输送机械中用于操纵在一起重装置上的负载接收器件的一工作液压装置，或在一例如构造为挖土机的建筑机械中由一铲子所构造的工作装备的工作功能。

为了以压力介质供应由所述工作液压系统4所形成的消耗装置V而设置有构造为具有能无级调节的排挤量的调节机的静液压驱动机构7，所述静液压驱动机构优选地构造为以斜盘结构方式的轴向柱塞机。所述驱动机构7在敞开回路中运行并且为了驱动而与所述内燃机2的从动轴6处在驱动连接中。

所述驱动机构7入口侧地以抽吸侧借助于一抽吸管道8与一容器9连接。在出口侧与所述驱动机构7的输送侧连接的输送管道10联接一未详细示出的控制阀装置，借助于所述控制阀装置能够控制所述工作液压系统4的未详细示出的液压消耗装置。所述控制阀装置优选地包括一个或多个路径阀，用于操纵所述消耗装置。在所示出的实施例中，此外示出了一优先阀12，利用该优先阀能够确保一由所述驱动机构7所供给的消耗装置、例如一液压转向装置的优选的供给。所述优先阀12在入口侧与所述驱动机构7的输送侧连接并且在出口侧与向所述工作液压系统4导向的输送管道10以及向所述转向装置导向的输送管道13连接。所述优先阀12由一弹簧14以及所述转向装置的处在一负载压力管道15中的负载压力来控制。

所述动力总成系统1此外包括一馈给泵20，其为了驱动而与所述从动轴6连接。所述馈给泵20在所示的实施例中构造为具有恒定的排挤量的恒流泵，所述恒流泵在所述敞开回路中运行。所述馈给泵20为此以抽吸侧通过一抽吸管道21与所述容器9连接并且到联接到所述输送侧上的馈给压力管道22中地输送，所述馈给压力回路23的相应的消耗装置联接到所述馈给压力管道上，例如用于调节行驶泵5和驱动机构7的排挤量的调节装置、静液压行驶驱动装置的馈入装置、车辆的制动设备和用于所述工作液压系统4的控制阀的先导阀。为了确保所述馈给压力回路23中的馈给压力，给所述馈给压力管道22配属有一限压装置24、例如一限压阀。

在根据本发明的动力总成系统1中，将所述工作液压系统4的驱动机构7构造为二象限驱动机构（Zweiquadrantentriebwerk），所述二象限驱动机构能够在相同转动方向和所述压力介质的相同通流方向的情况下作为泵和马达运行。

在泵式运行中，所述驱动机构7通过所述抽吸管道8由所述容器9抽吸压力介质并且将所述压力介质通过所述优先阀12输送到所述工作液压系统4的输送管道10中或所述转向装置的输送管道13中。在所述驱动机构7的马达运行中，所述驱动机构7构造为用于启动所述内燃机2的启停功能的液压启动器，在该马达运行中，所述驱动机构7在抽吸侧上以来自压力介质存储器25的压力介质来驱动。

所述压力介质存储器25为了装载压力介质而借助于一连接管道26联接到所述驱动机构7的向所述工作液压系统4导向的输送管道10上。

在所述输送管道10中布置有一能电操纵的增压阀（Ladeventil）27，所述增压阀能够在操控到一节流所述输送管道10的节流位置中时操纵用于积聚（Aufstauen）压力。所述增压阀27优选地实施为减速器阀28，该减速器阀在车辆的制动运行中被操纵到一节流位置中，以便通过在所述输送管道10中积聚压力来形成在由曲轴形成的从动轴6上的附加的、进行制动的转动力矩，该转动力矩相反作用于在行驶泵5上的马达式起作用的转动力矩并且因此制动所述车辆。在进行节流的减速器阀28的情况下的这类制动运行中此外能够以简单的方式进行能量回收并且装载所述压力介质存储器25，从而使得车辆的动能在制动过程期间用于装载所述压力介质存储器25。所述连接管道26在此情况下在所述增压阀27的上游并且由此在所述增压阀27和优先阀12之间联接到所述输送管道10上。

在所述连接管道26中布置有一截止阀30，所述截止阀优选地构造为朝压力介质存储器25方向打开的止回阀31。此外，给在所述截止阀30和所述压力介质存储器25之间的连接管道26配置有一限压阀32，用于确保压力介质存储器25中的压力。在所述连接管道26中此外为了限界所述压力介质存储器25的装载体积流而布置有一节流装置33，该节流装置能够实施为孔口或节流器。所述节流装置33在此情况下能够如所示那样布置在所述截止阀30的上游或替换地布置在所述截止阀30的下游。

所述截止阀30和所述压力介质存储器25之间的所述连接管道26此外配置有一压力传感器34。所述压力传感器34用于监控装载压力并且由此监控所述压力介质存储器25的装载状态。

所述压力介质存储器25与所述驱动机构7的抽吸侧的用于马达式运行所述驱动机构7的连接能够借助于一能电地操纵的控制阀35控制。所述控制阀35具有一截止位置35a和一通流位置35b，其中，所述截止位置35a优选地防漏地实施有一朝所述驱动机构7的方向截止的截止阀。

所述控制阀35布置在一分支管道36中，该分支管道从截止阀30和压力介质存储器25之间的连接管道26向导向所述驱动机构7的抽吸侧的抽吸管道8导向。

在所述驱动机构7的抽吸管道8中布置有朝容器9的方向截止的截止阀37，所述截止阀优选地构造为朝所述容器的方向截止的止回阀38。

电子控制装置40在入口侧与所述压力传感器34连接并且用于操控所述增压阀27以及所述控制阀35。

构造为具有能无级改变的排挤量的调节机的驱动机构7为了调整所述排挤量而具有一排挤量调节装置50，例如一以斜盘结构方式的轴向柱塞机的能在斜率上调节的斜盘。所述排挤量调节装置50能够借助于一调节活塞装置51操纵，该调节活塞装置与所述排挤量调节装置50处在作用连接中。根据本发明的驱动机构7构造为能单侧地调节的驱动机构，其中，所述排挤量调节装置50能够从具有最小排挤量的位置、优选具有零排挤量的位置出发朝一调整方向或摆动方向调节到具有最大排挤量的位置上。

所述调节活塞装置50具有在最大排挤量的方向上起作用的调节压力腔51a和在最小排挤量的方向上起作用的调节压力腔51b，它们以一调节压力的加载或它们向所述容器9的卸载能够借助于一调节阀52控制。所述调节阀52为了供给压力介质和为了产生所述调节压力腔51a或51b中的调节压力通过一分支管道53与所述馈给压力管道22和由此所述馈给压力回路23连接。此外，所述调节阀52具有一到导向所述容器的容器管道54上的接口。所述调节阀52优选地能够电地操控。在内燃机2关停的情况下，所述调节活塞装置50的调节压力腔50a、50b卸载。在所示的实施例中，所述调节阀52构造为调整阀，其中，设置有所述排挤量调节装置50的实际位置到所述调节阀52上的机械反馈和返回导向装置56。

为了在所述内燃机2关停的情况下，将所述驱动机构7为了所述马达式运行而加载到所述具有最大排挤量的位置中，根据本发明设置有一摆出弹簧55，所述摆出弹簧与所述调节活塞装置51处在作用连接中并且将所述排挤量调节装置50在内燃机2关停的情况下加载到用于马达式运行所述驱动机构7的具有最大排挤量的位置中。所述摆出弹簧55为此能够布置在所述调节活塞装置51的调节压力腔51a中。利用所述摆出弹簧55来获得：在所述马达式运行中作为所述内燃机2的液压启动器来运行的驱动机构7在内燃机7关停的情况下调节到具有最大排挤量的位置中。为了所述内燃机2的启动过程将所述控制阀35操纵到所述通流位置35b中，从而使得由装载压力介质的压力介质存储器25出来向所述驱动机构7的抽吸侧流动的压力介质基于已经处在具有最大排挤量的位置中的排挤量调节装置50直接导致作为马达运行的驱动机构7到动力总成系统1中的马达式运行和转矩输出。驱动机构7的所述排挤量调节装置50到最大排挤量上的在内燃机2的启动过程之前不久的调节或在开始所述内燃机7的启动过程时的驱动机构7的排挤量调节装置50到最大排挤量上的调节由此是不需要的，从而使得具有根据本发明的驱动机构7的所述内燃机2的启动过程在启停功能中的很短的时间段内进行。

Claims (6)

1.静液压驱动机构(7)，所述静液压驱动机构构造为具有能无级调节的排挤量的调节机并且能作为泵和马达运行并且与一内燃机(2)能驱动地连接，其中，所述驱动机构(7)在泵式运行中以抽吸侧吸取来自一容器(9)的压力介质并且将所述压力介质输送到导向至少一个消耗装置(V)的输送管道(10)中，并且其中，所述驱动机构(7)在马达式运行中构造为用于启动所述内燃机(2)的液压启动器，其中，来自一压力介质存储器(25)的压力介质能够在所述马达式运行中在所述抽吸侧上输送给所述驱动机构(7)，其特征在于，能作为马达和泵运行的所述驱动机构(7)设有一摆出弹簧(55)，借助于所述摆出弹簧，一控制所述驱动机构(7)的排挤量的排挤量调节装置(50)在内燃机(2)关停的情况下加载到具有最大排挤量的位置中，从而使得在所述驱动机构(7)的所述抽吸侧被来自所述压力介质存储器(25)的压力介质加载时，没有所述驱动机构(7)的所述排挤量调节装置(50)在时间上直接在前调节地进行所述内燃机(2)通过所述驱动机构(7)的所述马达式运行的直接启动过程；

其中所述摆出弹簧(55)作用在所述驱动机构(7)的一与所述排挤量调节装置(50)处在作用连接中的调节活塞装置(51)上，

所述调节活塞装置(51)能够借助于一调节阀(52)被加载以一调节压力，其中，在内燃机(2)关停的情况下，所述调节活塞装置(51)从所述调节压力被卸载。

2.根据权利要求1所述的静液压驱动机构，其特征在于，所述驱动机构(7)构造为能单侧地调节的驱动机构并且所述驱动机构(7)的所述排挤量调节装置(50)能够从具有最小排挤量的位置出发朝一调节方向调节。

3.根据权利要求1或2所述的静液压驱动机构，其特征在于，所述消耗装置(V)构造为一工作机的工作液压系统(4)并且所述驱动机构(7)在所述泵式运行中以压力介质供给所述工作液压系统(4)。

4.根据权利要求1或2所述的静液压驱动机构，其特征在于，所述驱动机构(7)构造为以斜盘结构方式的轴向柱塞机。

5.车辆的动力总成系统，所述动力总成系统具有由一内燃机(2)驱动的、根据前述权利要求之一所述的静液压驱动机构(7)，其中，所述驱动机构(7)在所述马达式运行中形成所述内燃机(2)的一液压启动器并且在所述泵式运行中以液压介质供给所述车辆的一工作液压系统(4)。

6.根据权利要求5所述的动力总成系统，其特征在于，所述车辆是移动式工作机。