用于靜液壓傳動裝置的減速的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于被驅動馬達驅動的靜液壓傳動裝置的減速的一種方法和裝置。為此，液壓栗被驅動馬達驅動，并且以在高壓下供應液壓流體流的形式來提供具有液壓動力的液壓馬達，該驅動馬達例如為內燃機，特別是柴油機。液壓馬達將液壓栗所提供的液壓動力轉換成機械動力，用于消耗裝置的推進。在靜液壓傳動裝置的情況下，液壓馬達驅動工作機械或車輛的驅動輪。在滑行模式下，即當車輪驅動液壓馬達時，動力流從液壓馬達行進到液壓栗，然而旋轉方向和傳送方向以及液壓管線中的流動方向保持相同，并且僅高壓管線與低壓管線切換，反之亦然。
【背景技術】
[0002]在該靜液壓驅動中，閉式液壓回路被優(yōu)選地使用，借此靜液壓驅動機構，即液壓栗和液壓馬達，通過液壓管線連接，該液壓管線根據(jù)液壓栗的驅動方向是用于液壓流體的供應管線或返回管線。此外，根據(jù)操作模式，即加速模式或滑行模式，每個管線可以是低壓管線或高壓管線。因此，使得兩個靜液壓驅動機構彼此連接的液壓管線中的每一個可以是，i)具有在高壓下的液壓流體的供應管線或，ii)具有低壓下的液壓流體的返回管線，以及iii)用于低壓的流體的供應管線或，iv)具有在高壓下的液壓流體的返回管線(滑行模式)。
[0003]特別地，在滑行模式中，當設置用于推進的液壓馬達用作栗并且液壓栗不得不接收被液壓馬達傳送的液壓流體時，驅動馬達的制動轉矩、滑行轉矩或拖曳轉矩用于使得靜液壓驅動器減速。在例如通過車輛或工作機械的下坡驅動所進行的這種滑行模式中，液壓馬達驅動栗，該栗又驅動驅動馬達。由于在滑行模式中隨著液壓馬達以及驅動馬達一起工作的液壓栗僅承載有限的旋轉速度，所以為了避免損壞相應的驅動機構，必須提供速度限制。
[0004]因此，根據(jù)DE19930997B4，節(jié)流閥被提出引入返回管線中，并且如果從液壓馬達流到位移栗的液壓流體示出了增加的壓力，則該節(jié)流閥起作用。在工作機械或靜液壓驅動器的另一個滑行模式過程中，如果返回管線中的壓力超過給定的閾值，則節(jié)流閥起作用并且被返回管線傳送到液壓栗的壓力被限制成固定和不能改變的設置的承載壓力。根據(jù)DE19930997B4，按照根據(jù)現(xiàn)有技術的慣例，被液壓馬達引入返回管線中的過多的液壓動力被轉換成熱能。
[0005]在DE 10 2004 030 045 B3中，由壓力釋放閥控制的節(jié)流閥被預見用于避免驅動馬達的超速。用于控制節(jié)流閥的控制壓力由從返回管線獲取的先導壓力生成?？刂茐毫Φ淖畲笾涤上葘毫︶尫砰y固定地給定并且是不能改變的。先導壓力釋放閥通過超過先導管線中可允許的先導壓力而打開，借此先導管線與返回管線流體地連接。返回管線的壓力現(xiàn)在通過抵抗較低先導壓力來加壓節(jié)流閥芯以將節(jié)流閥移動到流量橫截面被降低的位置處。從而，返回管線中的壓力并且，因此，以及在先導管線中的壓力減小。如果先導管線中的壓力下降到先導壓力釋放閥的閾值壓力以下，則先導壓力釋放閥再次關閉并且返回管線中的壓力再次增加先導壓力，這又通過移動節(jié)流閥芯來增加流量橫截面。從而，在返回管線和先導管線中的壓力再次增加，直到先導壓力釋放閥再次打開，以移動節(jié)流閥芯并且降低流量橫截面，即節(jié)流橫截面。只要在節(jié)流閥上游的返回管線中的壓力比針對先導壓力釋放閥給定的最大壓力高，則該過程周期性地出現(xiàn)，在節(jié)流閥的下游應該不超過該最大壓力。在用于致動先導壓力釋放閥的先導壓力下的先導容積流量被引導到具有低壓的區(qū)域，例如被引導到槽并且使得液壓流體從DE 10 2004 03 045 B3中公開的靜液壓驅動器中收回。在反向的顛倒的流動方向上和相應地較高的先導壓力下，節(jié)流閥芯同樣地關閉并且并聯(lián)布置的止回閥被打開，使得液壓流體流量不被節(jié)流。然而，由于布置在先導管線中的先導壓力釋放閥通過連續(xù)超過給定的先導壓力而被打開，因而用于工作回路的液壓流體體積損失并且，以這種方式，去除工作回路的先導液壓流體流。缺少用于靜液壓驅動的這種液壓流體流，借此根據(jù)DE 10 2004 030 045 B3的靜液壓驅動器不能將被液壓栗生成的整個液壓動力轉換成機械動力。
[0006]在兩個系統(tǒng)中，由于與驅動馬達連接的其它消耗裝置關于其動力消耗不被考慮，因而在驅動馬達處可獲得的允許的最大制動動力/拖曳動力不被用作最優(yōu)的。類似地，在已知的減速方法中，驅動機械遭受的其它的動力損耗，如摩擦損耗、滾動阻力和空氣阻力不被考慮。在用于靜液壓驅動的靜液壓減速的已知系統(tǒng)和方法中，在節(jié)流閥的下游的返回管線中的壓力，下文中被指示為承載壓力，被先導壓力釋放閥固定地限制到一個值。在已知的現(xiàn)有技術中，這種最大承載壓力針對工作機械的驅動馬達而被具體地確定并且是不能改變的。為了在所有可能的操作狀態(tài)的考慮下保護工作機械和機械操作員，工作機械可以調整，并且如果沒有其它消耗裝置聯(lián)接到驅動馬達，使得在任何滑行操作狀態(tài)下沒有超速或對它自己的驅動馬達或工作機械的損害可以發(fā)生，特別地沒有發(fā)生，如果沒有(輔助)消耗裝置動力或動力損耗降低驅動馬達的轉數(shù)，則由于驅動馬達在滑行模式中可以被接收，因而出于安全原因承載壓力可以僅被選擇成較高，使得僅液壓動力的量被最大地饋送到液壓栗。因此，由于安全原因，在沒有考慮到其它消耗裝置或輔助驅動裝置的情況下，預定承載壓力已經(jīng)適于驅動馬達的可允許的最大制動動力/拖曳動力，該消耗裝置或輔助驅動裝置同樣可以在拖曳狀態(tài)下起作用。然而，通常地，驅動馬達推進工作機械的其它消耗裝置或輔助驅動裝置，該其它消耗裝置或輔助驅動裝置在滑行操作中也消耗動力。存在于靜液壓驅動的滑行操作中的這種動力消耗在已知的減速系統(tǒng)中另外不僅是沒有考慮，而且因為該動力消耗此外必須被轉換成熱動力以達到需要的減速，不能被機械地減速的超出的液壓動力也沒有考慮。同時，如果(輔助)消耗裝置所呈現(xiàn)的動力大于零并且(輔助)消耗裝置的所述動力正在降低驅動馬達的轉數(shù)，則根據(jù)從現(xiàn)有技術已知的方法的驅動馬達將在拖曳操作中不達到它們的可允許的最大拖曳轉數(shù)，因此已知的減速方法不最優(yōu)地利用可在驅動馬達處承載的液壓動力，特別地如果(輔助)消耗裝置的動力大于零時不最優(yōu)地利用。
[0007]在從根據(jù)DE 10 2004 030 045 B3的現(xiàn)有技術已知的解決方案中，另外可以看到，由于用于控制節(jié)流橫截面的先導壓力釋放閥在滑行操作過程中重復地打開和關閉，使得節(jié)流閥芯永久地改變其相對位置并且以振蕩方式來打開和關閉流量橫截面，因而這種系統(tǒng)產(chǎn)生振動。
[0008]此外，在根據(jù)DE 199 30 997 B4的現(xiàn)有技術中，提出通過用于反向模式的旁通管線來繞過節(jié)氣門/節(jié)流閥，即在液壓回路中的反向流動方向過程中，使得節(jié)流閥不形成用于反向模式的流動阻力。因此，止回閥設置在旁通管線中，只有在液壓管線形成用于液壓馬達的供應管線時打開。如DE 199 30 997 B4的圖1中示例性示出的這種設計是笨重的、復雜的，需要昂貴的結構空間并且導致較高成本。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種方法和用于該方法的裝置，可在驅動馬達處獲得的整個制動或拖曳動力通過該方法和裝置在工作機械的靜液壓驅動的滑行模式過程中被最優(yōu)使用，借此另一個被連接的消耗裝置的動力消耗以及工作機械所遭受的動力損耗在靜液壓驅動的滑行狀態(tài)中的減速過程中被使用。從而，驅動馬達或液壓栗的構造類型給定的公認的最大拖曳或承載旋轉速度應該不被超過。此外，發(fā)明方法應該在其應用和執(zhí)行方面簡單并且在操作中節(jié)省。此外，提供的用于執(zhí)行發(fā)明方法的裝置應該是便宜和結實的，并且同樣應該在驅動或滑行操作的所有操作狀態(tài)中提供最大程度的安全。所以，裝置應該以盡可能少的部件以及盡可能小的結構空間來管理，并且應該保證在改變操作參數(shù)時的敏感而快速的反應。發(fā)明方法和發(fā)明裝置應該能夠在驅動模式中將液壓栗產(chǎn)生的液壓動力完全地進送到液壓馬達，特別地，以及在靜液壓傳動裝置的反向流動情況下完全地進送。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權利要求1所述的方法而被解決，借此在平行的獨立權利要求中給出一種裝置，發(fā)明方法通過該裝置可以被執(zhí)行。從屬于平行的獨立權利要求的子權利要求涉及優(yōu)選的實施例。
[0011]如果液壓馬達的液壓動力高于在驅動馬達處可承載的最大拖曳動力，則用于使得由工作機械的驅動馬達驅動并且包括閉式液壓流體回路的傳動系統(tǒng)減速的發(fā)明方法在滑行操作過程中將驅動馬達的旋轉速度相應保持在其公認的最大拖曳旋轉速度或節(jié)流旋轉速度。因此，最大拖曳轉速通常例如根據(jù)構造的類型而由驅動馬達的制造商給定。在可以根據(jù)本發(fā)明減速的靜液壓傳動裝置中，布置有與驅動馬達和液壓馬達聯(lián)接的液壓栗以及連接兩個液壓驅動機構的兩根液壓管線，該兩根液壓管線根據(jù)推進方向，即液壓流體在靜液壓回路中的流動方向，可以是用于液壓馬達的供應管線或返回管線。
[0012]在對本發(fā)明的其它描述的過程中，布置在用于將液壓動力轉換成機械動力且反之亦然的液壓栗和液壓馬達中的每一個中的驅動機構為了簡單而被相應地指示為液壓栗或液壓馬達。然而，實際上，這些術語還包括連接到對應的驅動機構的其它機械或液壓裝置、管線、閥等，其相應地形成液壓栗或液壓馬達組件組，并且，特別地，經(jīng)常布置在共用的殼體中。
[0013]在連接液壓栗的機構與液壓馬達的驅動機構的兩個液壓管線中的至少一個中根據(jù)本發(fā)明布置在其節(jié)流橫截面中可調節(jié)的節(jié)流閥。從而，節(jié)流閥可以例如是液壓栗或液壓馬達組件組的一部分或連接該組件組的液壓管線的一部分，借此液壓管線可能至少部分地整體形成至組件組中或是該組件組的安裝部分。在其中布置節(jié)流閥的液壓管線的情況下，形成在高壓下朝液壓栗傳導液壓流體的返回管線，根據(jù)本發(fā)明節(jié)流閥在該滑行操作過程中可變化地和動態(tài)地調節(jié)其節(jié)流橫截面，使得出現(xiàn)在返回管線中的節(jié)流閥下游的液壓動力與可以被液壓栗或液壓栗的驅動機構作為最大機械動力發(fā)送到驅動馬達的動力對應，以在滑行模式過程中將驅動馬達保持在可容許的最大滑行轉速，驅動馬達在該可容許的最大滑行轉速處包括其最大滑行或拖曳動力或制動動力。同時，發(fā)明方法或發(fā)明裝置還保護超速的液壓栗以及推進馬達。
[0014]然而，用于節(jié)流橫截面的動力和旋轉速度適應性調節(jié)的發(fā)明方法僅用于液壓馬達生成的動力高于經(jīng)由液壓栗在驅動馬達處可承載的動力的情況下。在液壓馬達生成的動力小于在驅動馬達處可承載的動力的情況下，由于驅動馬達的超速危險未被給出，因而該動力不必被節(jié)流。在該情況下，節(jié)流將與用于實現(xiàn)減速的教導相反，在該教導下，可在驅動馬達處獲得的承載轉矩應該被最大程度地利用。
[0015]然而，可以用于減速靜液壓傳動裝置的最大拖曳動力在滑行模式中特別地僅部分地由驅動馬達的承載轉矩和最大旋轉速度給定。可以在驅動馬達處被減速的該最大機械動力在本領域通常被命名為拖曳動力、馬達制動動力或以及制動動力，并且經(jīng)常由驅動馬達的制造商預先限定，使得驅動馬達可以重復地和耐久地保證滑行模式，然而，整個工作機械或整個車輛的可以被相應地使用或利用以使得靜液壓傳動裝置變慢的最大靜液壓減速動力由多個成分組成。這些成分中的一個是驅動馬達的固有設計的可容許的最大馬達制動動力，該最大馬達制動動力在滑行模式中在用于驅動馬達的可容許的最大拖曳轉速處達到。該旋轉速度在滑行模式中不可以被從液壓栗發(fā)送到驅動馬達的機械動力超過，由于該機械動力可能損壞驅動馬達。然而，如果用于靜液壓傳動裝置中的液壓栗包括用于具體的滑行模式的固有設計的較低最大限制轉速并且如果在驅動馬達到達其限制轉速之前，液壓栗到達例如其限制轉速，則這是不正確的。在這種情況下，旋轉速度限制根據(jù)液壓栗的旋轉速度能力而被限定。
[0016]工作機械的可獲得的總靜液壓減速動力的另一成分是由驅動馬達驅動的額外消耗裝置和(輔助)驅動器。這可以例如是用于風扇、混合筒、工作驅動器的輔助驅動動力消耗，該工作驅動器例如為絞車驅動器和/或提升驅動器等?？稍隍寗玉R達處獲得的最大減速動力或總制動動力因此大于在滑行模式中單獨由驅動馬達提供的馬達制動動力。通常，在工作機械的滑行模式中，除了靜液壓傳動裝置，其它消耗裝置和輔助驅動器被使用，并且其動力消耗可以被用于使得靜液壓傳動裝置變慢/減速。然而，這些輔助動力消耗在每個滑行操作中不包括相同高度并且還可以在滑行操作過程中波動。因此，由于這些輔助動力消耗在單獨情況下可以是零，因而它們不被包括在常規(guī)的減速方法中。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法也利用這些消耗裝置動力，用于減速根據(jù)本發(fā)明的靜液壓傳動裝置。這被在以下方面完成，即引導到液壓栗的液壓動力被控制，使得液壓栗在驅動馬達上的機械承載正好那樣高，使得驅動馬達在滑行模式中被驅動到其可容許的最大拖曳旋轉速度或保持在那里。從而，由驅動馬達驅動的消耗裝置的改變旋轉速度的消耗裝置載荷被自動地考慮，并且用于在驅動馬達處使得靜液壓傳動裝置減速的可獲得的最大拖曳動力總可以被使用。
[0017]可以在滑行模式中用于減速的動力的另一個成分還形成了可以發(fā)生在工作機械上的所有動力損耗，并且該動力損耗對驅動馬達具有旋轉速度降低作用。這些的示例全部是機械的以及液壓的摩擦損耗和/或流動、空氣和/或滾動阻力等。
[0018]在從現(xiàn)有技術已知的之前的應用方法中，僅驅動馬達的最大減速動力用作用于所使用的用于節(jié)流閥的控制的(先導)壓力釋放閥的限制因素。由于在通常情況下，由驅動馬達驅動的其它消耗裝置和輔助驅動器不被永久地操作并且/不被以恒定動力進行操作，因而出于安全原因并且由于對工作機械的保護，該由驅動馬達驅動的其它消耗裝置和輔助驅動器的能量必須被忽略。如此，例如冷卻風扇的速度依賴于油溫度而非工作機械的需要的減速動力。發(fā)明方法在以下方面考慮這些波動的消耗裝置動力，即在節(jié)流閥下游的返回管線中出現(xiàn)的液壓動力在滑行模式中在任何時候都調整至這樣的動力值，該動力值可以作為機械動力被液壓栗發(fā)送到驅動馬達以及輔助消耗裝置加上動力損耗，以在滑行模式中將驅動馬達保持在對應于其可容許的最大馬達減速動力的轉速。如果，例如，用于冷卻驅動馬達的液壓流體或冷卻流體的需要動力增加，則消耗裝置消耗的增加可以通過增加用于靜液壓傳動裝置的減速動力而被發(fā)明方法考慮，由于在驅動馬達處的消耗裝置動力固有的旋轉速度減少可以通過增加液壓栗自身承載在驅動馬達上所用的液壓動力而被補償。
[0019]通過發(fā)明方法，確保在滑行操作中，所有的消耗裝置動力以及除了驅動馬達的可容許的最大馬達制動動力外的額外的摩擦損耗可以用于使得工作機械的靜液壓傳動裝置變慢，借此發(fā)明方法可以對于改變消耗裝置和(輔助)驅動動力以及動力損耗進行靈活地反應，由于在滑行操作中液壓栗到驅動馬達的發(fā)送的機械動力靈活地被調整，使得驅動馬達的旋轉速度保持在下述值，該驅動馬達在該值處呈現(xiàn)其可容許的最大馬達制動動力，并且使得該旋轉速度也不被超過。自然地，發(fā)明方法于是僅操作對節(jié)流閥的調整，如果在滑行模式中由液壓馬達生成的動力高于使得靜液壓傳動裝置減速的所有可獲得動力的總和，如減速和消耗裝置動力和在驅動馬達和/或在工作機械處靜液壓傳動裝置的任何最后存在的動力損耗。
[0020]通過將驅動馬達的最大拖曳旋轉速度或液壓栗的可容許的最大旋轉速度用作控制值，驅動馬達在該控制值處示出其最大馬達減速動力，