本发明专利技术涉及一种工程机械(1)，包括：原动机(11)，该原动机(11)用于向所述工程机械的驱动轮(12)提供扭矩；以及传动系(13)，该传动系(13)布置在原动机(11)和驱动轮(12)之间，用于将扭矩从所述原动机传递到所述驱动轮。传动系(13)包括布置在所述原动机和所述车轮之间的变速箱(14)，并且工程机械(1)还包括：液压系统中的至少一个液压机械(15)，该至少一个液压机械(15)用于使布置在所述工程机械上的器具(2)移动和/或用于使所述工程机械转向；以及电机(16)，该电机(16)用于驱动或制动所述驱动轮(12)和/或用于驱动或制动所述至少一个液压机械(15)。电机(16)与原动机(11)相对于传动系(13)并联布置，且电机(16)在原动机(11)和变速箱(14)之间机械连接到传动系(13)。变速箱(14)是具有变速单元(20)的无级变速器，且该变速箱具有如下运行模式：在扭矩能够从输入轴(23)传递到输出轴(22)的同时，不管所述变速箱的输入轴(23)的转速如何，所述变速箱的输出轴的转速均为零或接近于零。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的工程机械以及根据权利要求14所述的用于操作工程机械的方法。本专利技术适用于工业建筑机械领域中的工程机械，尤其是轮式装载机和铰接式翻斗车。尽管将针对轮式装载机来描述本专利技术，但本专利技术不限于这种特定机械，而是也可用于其他重型工程机械，例如自卸卡车、挖掘机或其他建筑设备。
技术介绍
工程机械设有铲斗、料斗或其他类型的器具，以举升、支撑和/或运送载荷。工程机械可以无道路的区域中处理大而重的载荷，例如在道路或隧道修建、沙坑、矿山和类似环境下运输。轮式装载机通常设有诸如内燃机的原动机；传动系和变速箱，以向轮式装载机的驱动轮提供扭矩。除了向驱动轮提供扭矩之外，该内燃机还必须向轮式装载机的液压系统的一个或多个液压泵提供能量。这种液压系统用于举升操作和/或用于使轮式装载机转向。布置有液压工作缸以举升或降低举升臂单元，在该举升臂单元上安装有铲斗或其他类型的附件或作业工具，例如货叉。通过使用另一个液压工作缸，铲斗也可倾翻或枢转。 被称为转向缸的、另外的液压缸布置成利用轮式装载机的前车身部分和后车身部分的相对运动来使该轮式装载机转弯。为了实现工程机械的更有效运行和更低的燃料消耗，在W02007/043924中已经提出了一种包括电机的工程机械，该电机布置在内燃机和变速箱之间。与仅使用内燃机来推进车辆并用于驱动动力获取单元(即液压系统)的常规非混合动力式工程机械相比， W02007/043924中公开的混合动力工程机械具有诸多优点。然而，在某些运行模式期间，不能以最佳方式利用其电机，而且其工程机械的性能也可能受到传动系的其他部件限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过前述介绍而限定的工程机械，该工程机械使得能以更有效的方式使用所述传动系的电机并使工程机械的性能得以提高。此目的通过根据权利要求1所述的工程机械来实现。通过提供设有如下变速箱的工程机械，能够在有利的转速区间内驱动所述电机， 所述变速箱是具有变速单元(variator unit)的无级变速器，其中，所述变速箱具有如下运行模式在扭矩能够从所述变速箱的输入轴传递到输出轴的同时，不管所述变速箱的输入轴的转速如何，所述变速箱的输出轴的转速均为零或接近于零。由于能够连续改变所述变速箱的传动比，所以，不管所述变速箱的输出轴的所需转速如何，基本上均能以期望的转速来驱动所述电机。因此，当所述电机用作发电机(例如在制动期间)和用作电动机时，均能够以最佳转速来驱动所述电机。所述电机与所述原动机(该原动机可以是内燃机)相对于所述传动系并联布置， 且所述电机在所述原动机和变速箱之间机械连接到所述传动系，这意味着并联式电动混合动力。(因此，这里的表述“与...并联”是一种功能性描述，决非描述所述原动机和所述电机的相对几何方向。)因此，所述电机也可用于该工程机械的动力获取单元(PTO)提供扭矩。这一点非常重要，因为该工程机械的液压系统经由PTO驱动，并且，所要求的总能量中的相当大的量用于驱动工程机械的液压系统。在变速箱可提供驱动轮所需的扭矩和转速的同时，所述原动机和/或所述电机能够以液压系统所要求的转速来驱动该液压系统。上述这种无级变速器(CVT)通常称为无限可变变速器(IVT)，并且，当前的“在扭矩能够从所述变速箱的输入轴传递到输出轴的同时，不管所述变速箱的输入轴的转速如何，所述变速箱的输出轴的转速均为零或接近于零”的模式通常称为“空档”。该表述“为零或接近于零”旨在涵盖如下情况即，输出轴的转速为零或者为每分钟几转。利用该空档功能，不管原动机还是电机作为动力源，液压系统的运行均能够与该工程机械的推进相分离。 推进力可与所述原动机和/或所述电机的转速无关地受到控制。此外，当该工程机械静止而不使用任何离合器将原动机和/或电机与传动系脱离时，液压系统可由原动机和/或电机驱动。另外，工程机械内通常使用的扭矩变换器可省去，因为利用变速箱能够将转速连续降到零。另外的优点是所述电机可用作原动机的起动电机。此外，当该工程机械静止时，电能储存装置可通过由内燃机驱动的电机来充电，并且，诸如铲斗或料斗等的器具的潜在能量能够转化为传动系上的扭矩或转化为储存在电能储存装置中的能量(也在工程机械静止时)。根据本专利技术的一个实施例，所述变速箱包括行星齿轮单元，从而，由所述变速箱传递的扭矩能够在所述变速单元和该行星齿轮单元之间分流。利用这种具有动力分流(PS) 的变速箱，在许多运行模式中，仅有很少的一部分动力必须由所述变速单元传递。其余的动力由行星齿轮单元传递。这意味着提高了总效率，因为与所述变速单元相比，行星齿轮单元的能量损失相当小。另外，可减小所述变速单元的尺寸。优选地，使用液压变速装置 (variator)。一般地，与电动变速装置或机械变速装置相比，液压变速装置具有提高的效率、减小的尺寸且符合成本效益。根据另一个实施例，该工程机械包括另外的电机，且所述至少一个液压机械被机械连接到所述另外的电机，从而，所述液压机械能够作为泵而由所述另外的电机驱动，并且 /或所述另外的电机能够作为发电机而由所述液压机械驱动，因为转速可随所述另外的电机变化且适合于液压系统内所需的动力，所以该液压机械不需要具有可变排量。可以消除与液压机械在非期望转速下的旋转有关的任何损失，因为所述液压机械的转速不取决于与传动系连接的所述原动机和/或所述电机的转速。本专利技术也涉及一种用于操作工程机械的方法，所述方法包括如下步骤控制所述变速箱的传动比，使得对于所述电机的功率水平的给定值来说，所述电机能够在所述变速箱的输出轴的预定的连续速度区间内、以大致恒定的转速工作。由此，当所述电机用作发电机(例如在制动期间)和用作电动机时，均能够以最佳转速来驱动所述电机，这又提高了所述电机的性能，且由此提高了该工程机械的性能。根据所述方法的另一实施例，通过利用所述电机制动液压机械来回收所述液压系统的能量，且优选控制所述电机的制动扭矩，以将所回收的能量分为第一部分和第二部分， 该第一部分储存在与所述电机连接的电能储存装置中，而该第二部分传递到所述传动系。 由此，能够根据电能储存装置的充电状态和所述变速器的动力需求来优化该回收过程。根据所述方法的另一实施例，将变速箱控制为如下运行模式在扭矩能够从变速箱的输入轴传递到输出轴的同时，不管变速箱的输入轴的转速如何，该变速箱的输出轴的转速均为零或接近于零。因此，不管原动机还是电机作为动力源，液压系统均能够与该工程机械的推进相分离。推进力可与所述原动机和/或所述电机的转速无关地受到控制。在以下描述和从属权利要求中公开了本专利技术的其他优点和有利特征。附图说明参考附图，下面将作为示例来给出本专利技术实施例的更详细描述。在这些图中图1是图示了轮式装载机的侧视图，该轮式装载机具有用于装载操作的铲斗以及用于操作该铲斗并使轮式装载机转向的液压系统，图2是根据本专利技术的工程机械的动力传动系的示意性图示，图3是根据本专利技术的工程机械的、一种变型的动力传动系的示意性图示，并且图4是变速箱的示意性图示，该变速箱是在根据本专利技术的工程机械中使用的、具有动力分流(power split)的无级变速器。具体实施例方式图1是轮式装载机形式的工程机械1的图示，该工程机械1具有器具2。该术语 “器具”旨在包括任何类型的利用液压动力的工具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔·马特松，安德利亚斯·诺德斯特兰德，里卡德·马基，
申请(专利权)人：沃尔沃建筑设备公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。