用于机器的动能回收系统技术方案

一种用于具有回转马达和/或致动器的机器的动能回收系统包括液压马达/泵，该液压马达/泵可输出加压流体，用于操作回转马达和致动器中的至少一个。该液压马达/泵的第一轴可通过从回转马达和致动器中的至少一个流动至该液压马达/泵的流体流而旋转。另外，动能回收系统还包括飞轮，该飞轮在第一离合器的帮助下能够选择性地与第一轴耦接。当第一离合器将飞轮与液压马达/泵的第一轴耦接时，飞轮储存通过液压马达/泵从返回流体流生成的驱动功率。齿轮装置被耦接至飞轮，且在第二离合器的帮助下可选择性地接合和机器的原动机相关联的第二轴。

【技术实现步骤摘要】
用于机器的动能回收系统
本公开涉及一种用于机器的动能回收系统。更具体地，本公开涉及一种用于具有回转马达和致动器中的至少一个的机器的动能回收系统。
技术介绍
用于商业、作业或其它类似应用的机器的特征在于具有较大的重量和尺寸，尤其是与私人机器相比，且可在操作中致动相对大且重的部件。因此，在某些情况下，可能需要大量能量来操作这种机器，这因而涉及大量的燃料消耗。考虑到这种机器的操作所需的燃料量，能量的回收或保存可能是有利的。然而，考虑到这种机器的重量、尺寸和/或复杂性以及这种机器执行的各种操作的多样性和/或复杂性，能量的回收或保存可能是困难的。先前已知的用于捕获并再使用这种机器中的能量的系统设计已经典型地包括一个或多个流体蓄能器。例如，美国专利7,043,906公开了使用这种基于流体的蓄能器系统，用于捕获并再使用机器中的能量。然而，考虑到这种流体蓄能器中的一些的尺寸，它们的使用可能不适于特定应用。因此，此处的能量回收系统被配置成用于克服上述缺点。
技术实现思路
在本公开的一方面，机器包括框架、安装在该框架上并具有在其中设置的原动机的主体、配置成相对于该框架可操作地旋转主体的回转马达、在主体上枢转地安装的连杆，以及配置成用于相对于该主体可操作地枢转连杆的致动器。该机器还包括动能回收系统(KERS)，其可操作以选择性地从液压马达/泵接收驱动功率，并选择性地将储存的驱动功率传输至原动机，用于驱动回转马达和致动器，该液压马达/泵设置成与机器的回转马达和致动器流体连通。在本公开的一个方面，动能回收系统(KERS)包括液压马达/泵。液压马达/泵设置成经由流体源导管与流体源流体连通。液压马达/泵被配置成用于经由液压马达/泵导管输出加压流体，用于操作与机器相关联的回转马达和致动器中的至少一个。与液压马达/泵相关联的第一轴被配置成用于通过经由液压马达/泵从回转马达和致动器中的至少一个返回至流体源的流体流而操作性地旋转。另外，KERS还包括飞轮，其被配置成用于在第一离合器的帮助下与液压马达/泵的第一轴选择性地耦接。该飞轮被配置成当第一离合器将飞轮与液压马达/泵的第一轴耦接时，储存由液压马达/泵从返回的流体流生成的驱动功率。此外，KERS还包括耦接至飞轮的齿轮装置。齿轮装置还被配置成用于选择性地接合与机器的原动机相关联的第二轴。齿轮装置在第二离合器的帮助下可被选择性地接合至第二轴。第一离合器选择性地操作以促进将驱动功率从液压马达/泵的第一轴传输至飞轮，而第二离合器选择性地操作以将储存的驱动功率从飞轮传输至与原动机相关联的第二轴。在本公开的另一方面，KERS包括设置成经由流体源导管与流体源流体连通的液压马达/泵。液压马达/泵被配置成用于经由液压马达/泵导管输出加压流体，用于操作以下项中的至少一个：与机器相关联的回转马达和致动器。与液压马达/泵相关联的第一轴被配置成用于通过流体经由液压马达/泵从回转马达和致动器中的至少一个流动返回至流体源而操作性地旋转。另外，KERS还包括：齿轮装置，其被配置成用于在第一离合器的帮助下与液压马达/泵的第一轴选择性地耦接；以及飞轮，其被耦接至该齿轮装置。该飞轮被配置成当第一离合器将齿轮装置与液压马达/泵的第一轴耦接时，储存由液压马达/泵从返回的流体流生成的驱动功率。此外，KERS还包括设置在齿轮装置与和机器的原动机相关联的第二轴之间的第二离合器，用于选择性地耦接齿轮装置与第二轴。第一离合器选择性地操作以促进经由齿轮装置将驱动功率从液压马达/泵的第一轴传输至飞轮，而第二离合器选择性地操作以经由齿轮装置将储存的驱动功率从飞轮传输至与原动机相关联的第二轴。从以下说明以及附图，本公开的其它特征和方面将变得显而易见。附图说明图1是根据本公开的实施例的机器的侧视示意图，其示出了可由该机器采用的动能回收系统(KERS)；以及图2是根据本公开的实施例的机器的示意图，其示出了可由该机器采用的动能回收系统(KERS)的示意图。具体实施方式在多于一个附图中出现的附图标志指示它们的每个中的相同或相应的部件。在不将本公开的范围限定成这些元件的精确数目或类型的情况下，元件的单数形式的引用也解释为与复数形式有关，反之亦然，除非在所附权利要求中明确地阐述。本公开涉及一种用于在其中具有回转马达和/或致动器的机器的动能回收系统(KERS)。根据本公开的实施例，图1示出了机器100以及可由机器100采用的动能回收系统(KERS)102。参考图1，机器100实施为挖掘机的形式，其特别地由附图标记’104’标示。然而，可注意的是，在此公开的挖掘机104不限制本公开。将理解的是，本公开的实施例可同样地应用于具有回转马达和致动器中的至少一个的其它类型的机器。这种机器的一些实例包括反铲装载机、轮式装载机和铰接式卡车，以及本领域技术人员公知的其它类型的机器。如在图1中所示，机器100包括主体108，该主体108安装在用于机器100的移动的一个或多个地面接合牵引和/或推进构件109(和相关联的系统)上或由它们支撑。在如在图1中示出的示例性实施例中，机器100实施为挖掘机104。在该实施例中，挖掘机104的主体108在框架106上安装，该框架实施为履带底盘的形式。挖掘机104还具有示出为在主体108之内设置的原动机110，且该原动机另外地被描述为与由机器100实施的KERS102的示意图操作性地相关联并位于该KERS102的示意图内。在一个实施例中，原动机110可包括，或者可实施为内燃机，例如，柴油机。可选地，在另一实施例中，原动机110可实施为进而由内燃机驱动的液压泵。在其它实施例中，原动机110可实施为本领域技术人员已知的任何其它类型的原动机，包括，例如，电动机、或者由电动机驱动的液压泵。将理解的是，在此公开的原动机110的类型和配置不限制本公开。相反，在给定机器中使用的原动机110的类型和配置将取决于使用的机器的类型以及与应用相关联的各种其它需求。挖掘机104还包括回转马达112，该回转马达112被配置成用于操作性地相对于框架106旋转主体108。如所示，回转马达112可相对于框架106关于轴线AA’操作性地旋转主体108。在此公开的回转马达112可以为液压操作的马达。另外，如所示，挖掘机104还包括一对连杆113，其在该情况下包括臂114和杆116。臂114枢转地安装至主体108，并且可相对于主体108在方向BB’上枢转。杆116枢转地安装至臂114，并且可相对于主体114在方向CC’上枢转。如所示，挖掘机104还包括多个致动器-一对第一致动器118，第二致动器120和第三致动器122。尽管在图1中示出了一对致动器118中的仅仅一个，应理解的是，一对第一致动器118中的每个可设置并可延伸地/可缩回地安装在臂114的相对侧上，且可在臂和主体108的相对端处附接，以使得一对第一致动器118被配置成用于可操作地相对于主体108枢转地提升或降低臂114。第二致动器120被配置成用于操作地相对于臂114来枢转杆116。第三致动器122被配置成用于操作地相对于机器100的杆116来枢转作业工具124，例如，铲斗。可注意到的是，在此公开的第一、第二和第三致动器118-122中的每个实施为液压致动器的形式。另外，可能注意到的是，尽管在此三个致动器118-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器的动能回收系统(KERS)，所述机器具有原动机以及位于其中的回转马达和致动器中的至少一个，所述动能回收系统包括：设置成经由流体源导管与流体源流体连通的液压马达/泵，所述液压马达/泵被配置成用于经由液压马达/泵导管来输出加压流体，用于操作与所述机器相关联的所述回转马达和所述致动器中的至少一个，其中，与所述液压马达/泵相关联的第一轴被配置成用于通过经由所述液压马达/泵从所述回转马达和所述致动器中的至少一个返回至所述流体源的流体流而操作性地旋转；飞轮，所述飞轮被配置成用于在第一离合器的帮助下与所述液压马达/泵的所述第一轴选择性地耦接，所述飞轮被配置成用于当所述第一离合器将所述飞轮与所述液压马达/泵的所述第一轴耦接时，储存由所述液压马达/泵从返回流体流生成的驱动功率；以及齿轮装置，所述齿轮装置耦接至所述飞轮并被配置成用于选择性地与和所述机器的所述原动机相关联的第二轴相接合，所述齿轮装置在第二离合器的帮助下被选择性地接合至所述第二轴，其中，所述第一离合器选择性地操作以促进将驱动功率从所述液压马达/泵的所述第一轴传输至所述飞轮，且其中，所述第二离合器选择性地操作以用于将储存的驱动功率从所述飞轮传输至与所述原动机相关联的所述第二轴。...

【技术特征摘要】
2017.06.05 US 15/6139871.一种用于机器的动能回收系统(KERS)，所述机器具有原动机以及位于其中的回转马达和致动器中的至少一个，所述动能回收系统包括：设置成经由流体源导管与流体源流体连通的液压马达/泵，所述液压马达/泵被配置成用于经由液压马达/泵导管来输出加压流体，用于操作与所述机器相关联的所述回转马达和所述致动器中的至少一个，其中，与所述液压马达/泵相关联的第一轴被配置成用于通过经由所述液压马达/泵从所述回转马达和所述致动器中的至少一个返回至所述流体源的流体流而操作性地旋转；飞轮，所述飞轮被配置成用于在第一离合器的帮助下与所述液压马达/泵的所述第一轴选择性地耦接，所述飞轮被配置成用于当所述第一离合器将所述飞轮与所述液压马达/泵的所述第一轴耦接时，储存由所述液压马达/泵从返回流体流生成的驱动功率；以及齿轮装置，所述齿轮装置耦接至所述飞轮并被配置成用于选择性地与和所述机器的所述原动机相关联的第二轴相接合，所述齿轮装置在第二离合器的帮助下被选择性地接合至所述第二轴，其中，所述第一离合器选择性地操作以促进将驱动功率从所述液压马达/泵的所述第一轴传输至所述飞轮，且其中，所述第二离合器选择性地操作以用于将储存的驱动功率从所述飞轮传输至与所述原动机相关联的所述第二轴。2.根据权利要求1所述的KERS，其中，所述第一离合器和所述第二离合器彼此相互独立地操作。3.根据权利要求1所述的KERS，其中，所述飞轮安装在第一中间轴上，所述第一中间轴与所述第一轴位于同一位置且被配置成用于至少部分地在其上支撑所述第一离合器。4.根据权利要求3所述的KERS，其中，所述齿轮装置包括：刚性地安装至所述第一中间轴的端部的第一齿轮；和设置成与所述第一齿轮相旋转接合的第二齿轮，所述第二齿轮安装在第二中间轴上，所述第二中间轴与和所述原动机的所述第二轴位于同一位置。5.根据权利要求4所述的KERS，其中，所述第二轴的端部被配置成用于在其上至少部分地支撑所述第二离合器。6.根据权利要求5所述的KERS，其中，所述第二离合器选择性地可操作以将所述第二轴与所述第二中间轴耦接。7.根据权利要求1所述的KERS，其中，与所述液压马达/泵相关联的所述液压马达/泵导管被配置成用于允许所述流体从所述回转马达和所述致动器中的每个返回至所述液压马达/泵。8.一种用于机器的动能回收系统(KERS)，所述机器具有原动机以及位于其中的回转马达和致动器中的至少一个，所述动能回收系统包括：设置成经由流体源导管与流体源流体连通的液压马达/泵，所述液压马达/泵被配置成用于经由液压马达/泵导管来输出加压流体，用于操作与所述机器相关联的所述回转马达和所述致动器中的至少一个，其中，与所述液压马达/泵相关联的第一轴被配置成用于通过经由所述液压马达/泵从所述连杆和所述回转机构中的至少一个返回至所述流体源的流体流而操作性地旋转；齿轮装置，所述齿轮装置被配置成用于在第一离合器的帮助下与所述液压马达/泵的所述第一轴选择性地耦接，以及飞轮，所述飞轮被耦接至所述齿轮装置，所述飞轮被配置成用于当所述第一离合器将所述齿轮装置与所述液压马达/泵的所述第一轴耦接时，储存由所述液压马达/泵从返回流体流生成的驱动功率；以及在所述齿轮装置与和所述机器的所述原动机相关联的第二轴之间设置的第二离合器，所述第二离合器被配置成用于选择性地耦接所述齿轮装置和所述第二轴，其中，所述第一离合器选择性地操作以促进将驱动功率经由所述齿轮装置从所述液压马达/泵的所述第一轴传输至所述飞轮，且其中，所述第二离合器选择性地操作以用于将储存的驱动功率经由所述齿轮装置从所述飞轮传输至所述第二轴。...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·D·麦克尼利，C·L·戈尔曼，多田彰吾，R·G·梅茨格，中岛秀树，J·D·施派钦格，大村真也，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US