KR20160007685A - 작업 기계 및 작업 기계를 작동하기 위한 방법 - Google Patents

작업 기계 및 작업 기계를 작동하기 위한 방법 Download PDF

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KR20160007685A
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퍼 맷슨
안드레아스 노르드스트란드
리카드 뫼키
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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Abstract

작업 기계의 구동 휠(12)로 토크를 공급하기 위한 원동기(11), 및 원동기(11)로부터 구동 휠로 토크를 전달하기 위하여 원동기(11) 및 구동 휠(12) 사이에 배열되는 전송 선로(13)를 포함하며, 상기 전송 선로(13)는 원동기 및 휠 사이에 배열되는 기어박스(14)를 포함하며, 상기 작업 기계(1)는 작업 기계 상에 배열되는 기구(2)를 움직이거나 및/또는 작업 기계를 조향하기 위하여 유압 시스템 내의 적어도 하나의 유압 기계(15), 및 구동 휠(12)을 구동하거나 혹은 제동하기 위하거나 및/또는 상기 적어도 하나의 유압 기계(15)를 구동하거나 혹은 제동하기 위한 전기 기계(16)를 더 포함하며, 상기 전기 기계(16)는 전송 선로(13)와 관련하여 원동기와 평행하게 배열되며 원동기(11) 및 기어박스(14) 사이의 전송 선로(13)에 기계적으로 연결되는, 작업 기계(1)에 있어서,
상기 기어박스(14)는 가변기 유닛(20)을 갖는 무단 변속기이며, 기어박스(14)는 입력 샤프트(23)로부터 출력 샤프트(22)로 토크가 전달될 수 있는 것과 동시에 기어박스의 입력 샤프트의 회전 속도와 관계없이 기어박스의 출력 샤프트의 회전 속도가 0 혹은 0에 가까운 작동 모드를 갖는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.

Description

작업 기계 및 작업 기계를 작동하기 위한 방법{A WORKING MACHINE AND A METHOD FOR OPERATING A WORKING MACHINE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 작업 기계에 관한 것이다.
본 발명은 산업 건설 기계 분야 내의 작업 기계, 특히 휠 로더(wheel loader) 및 관절식 양승기(articulated hauler)에 적용된다. 비록 본 발명은 휠 로더에 대하여 설명될 것이나, 본 발명은 특정 기계에 한정하지 않으며, 또한 덤프 트럭, 굴삭기 혹은 다른 건설 장비와 같이, 다른 중장비 작업 기계에서 사용될 수 있다.
작업 기계는 혹은 화물을 들어올리고, 전달하며 및/또는 수송하기 위하여 버킷(bucket), 컨테이너 다른 형태의 기구(implement)가 제공된다. 작업 기계는 예를 들면 도로 혹은 터널 건설, 모래 채취장(sand pit), 광산 및 유사한 환경과 연결된 수송을 위한 도로가 없는 영역에서 크고 무거운 화물로 작동될 수 있다.
일반적으로 휠 로더는 휠 로더의 구동 휠로 토크를 공급하기 위하여 내연기관, 전송 선로(transmission line), 및 기어박스(gearbox)와 같은, 원동기가 제공된다. 구동 휠로 토크를 공급하는 것에 더하여, 내연기관은 휠 로더의 유압 시스템의 하나 혹은 그 이상의 유압 펌프에 에너지를 공급하여야만 한다. 그러한 유압 시스템은 리프팅 작동 및/또는 휠 로더의 조향(steering)을 위하여 사용된다.
그 위에 버킷 혹은 다른 형태의 부착장치 또는 작업 공구, 예를 들면 포크(fork)가 장착된 리프팅 암 유닛(lifting arm unit)을 들어올리거나 내리기 위하여 유압 작업 실린더가 배열된다. 또 다른 유압 작업 실린더의 사용에 의해, 버킷은 또한 틸트되거나(tilted) 혹은 선회될 수 있다. 게다가 휠 로더의 전방 차체 부(front body part) 및 후방 차체 부의 상대적 운동에 의해 휠 로더를 돌리기 위하여 조향 실린더(steering cylinder)로서 알려진 유압 실린더가 배열된다.
작업 기계의 더 효과적인 작동 및 낮은 연료 소비를 가능하게 하기 위하여, 내연기관 및 기어박스 사이에 배열되는 전기 기계를 포함하는 작업 기계가 국제특허 WO2007/043924에서 제안되었다. 국제특허 WO2007/043924에 개시된 하이브리드(hybrid) 작업 기계는 동력 인출 유닛(power take off unit), 예를 들면 유압 시스템의 추진(propulsion) 및 구동을 위하여 단지 내연기관을 사용하는 종래의 비-하이브리드 작업 기계와 비교하여 많은 장점을 갖는다. 그러나, 특정 작업 모드 동안 전기 기계는 최적화 방식으로 이용할 수 없으며, 작업 기계의 성능은 또한 전송 선로의 다른 부품에 의해 제한될 수 있다.
본 발명의 목적은 전송 선로의 전기 기계가 더 효율적인 방식으로 사용될 수 있도록 하며 작업 기계의 성능이 향상되도록 할 수 있는, 앞에서 정의된 작업 기계를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 작업 기계에 의해 달성될 수 있다.
가변기 유닛(variator unit)을 갖는 무단 변속기(continuously variable tranmission)인 기어박스가 제공되며, 상기 기어박스는 토크가 입력 샤프트(input shaft)로부터 출력 샤프트로 전달될 수 있는 것과 동시에 기어박스의 입력 샤프트의 회전 속도와 관계없이 기어박스의 출력 샤프트의 회전 속도가 0 혹은 0에 가까운 작동 모드를 갖는, 작업 기계를 제공함으로써, 전기 기계는 바람직한 회전 속도 간격 내에서 구동될 수 있다. 기어박스의 기어비가 계속해서 변경될 수 있기 때문에 전기 기계는 실제로 기어박스의 출력 샤프트의 필요한 회전 속도와 관계없이 원하는 회전 속도에서 구동될 수 있다. 따라서, 전기 기계는 전기 모터로서 그리고 예를 들면 제동 동안에 발전장치(electric generator)로서 모두 사용될 때 최적 회전 속도에서 구동될 수 있다.
전기 기계는 전송 선로와 관련하여, 내연기관일 수 있는 원동기와 평행하게 배열되며 원동기 및 기어박스 사이의 전송 선로에 기계적으로 연결되는데, 이는 병렬의 전기 혼성화(electric hybridization)를 의미한다(따라서, "평행하게"라는 표현은 여기서는 기능적 설명이며, 원동기 및 전기 기계의 상대적인 기하학적 방향의 설명이 아니다). 그것에 의해 전기 기계는 또한 토크를 작업 기계의 동력 인출 유닛(PTO)으로 제공하도록 사용될 수 있다. 이는 매우 중요한데 그 이유는 작업 기계의 유압 시스템이 동력 인출 유닛을 거쳐 작동되며 작업 기계의 유압 시스템을 구동하기 위하여 필요로 하는 전체 에너지의 상당량이 사용되기 때문이다.
유압 시스템은 기어박스가 필요한 토크 및 구동 휠을 위한 회전 속도를 제공할 수 있는 것과 동시에 유압 시스템에 의해 필요한 회전 속도를 갖는 원동기 및/또는 전기 기계에 의해 구동될 수 있다.
위에서 설명된 그러한 무단 변속기(CVT)는 일반적으로 무한 가변 변속기(infinitely variable transmission, IVT)로서 언급되며, 입력 샤프트로부터 출력 샤프트로 토크가 전달될 수 있는 것과 동시에 기어박스의 입력 샤프트의 회전 속도와 관계없이 기어박스의 출력 샤프트의 회전 속도가 0이거나 혹은 0에 가까운 현재 모드는 일반적으로 기어 중립(geared neutral)으로서 언급된다. "0 혹은 0에 가까운"이라는 표현은 0인 출력 샤프트의 회전 속도 혹은 분당 적은 회전 크기에서의 회전 속도를 포함하기 위한 것이다. 기어 중립 기능에 의해 유압 시스템의 작동은 동력원인 원동기 혹은 전기 기계의 회전 속도와 관계없이 작업 기계의 추진(propulsion)으로부터 분리될 수 있다. 추진력은 원동기 및/또는 전기 기계의 회전 속도와 관계없이 제어될 수 있다. 더욱이, 유압 기계는 작업 기계가 전송 선로와 관련하여 원동기 및/또는 전기 기계의 분리(disengagement)를 위하여 어떤 클러치도 사용하지 않고 정지해 있을 때 원동기에 의하거나 및/또는 전기 기계에 의해 구동될 수 있다. 게다가, 작업 기계에 일반적으로 사용되는 토크 변환기(torque converter)는 생략될 수 있는데, 그 이유는 회전 속도가 기어박스에 의해 0으로까지 계속해서 변경될 수 있기 때문이다. 또 다른 장점은 전기 기계가 원동기용 시동 모터로 사용될 수 있다는 것이다.
더욱이, 전기 에너지 저장 수단은 작업 기계가 정지해 있을 때 내연기관에 의해 구동되는 전기 기계에 의해 충전될 수 있으며, 버킷 혹은 컨테이너와 같은 기구의 위치 에너지는 전송 선로 상의 토크로 변환될 수 있거나 혹은 전기 에너지 저장 수단 내에 저장되는 에너지로 변환될 수 있다(또한 작업 기계가 정지해 있을 때).
본 발명의 일 실시 예에 따라, 기어박스는 기어박스에 의해 전달된 동력이 가변기 유닛 및 유성 기어 휠 유닛(planetary gear wheel unit) 사이에서 분할되는 것을 가능하게 하는 유성 기어 휠 유닛을 포함한다. 동력 분기(power split, PS)를 갖는 그러한 기어박스에 의해, 많은 작동 모드에서 동력의 단지 작은 부분만이 가변기 유닛에 의해 전달되어야만 한다. 나머지 동력은 유성 기어 휠 유닛에 의해 전달된다. 이는 향상된 전체 효율을 나타내는데 그 이유는 에너지 손실이 가변기 유닛과 비교하여 유성 기어 휠 유닛에 대하여 상당히 작아졌기 때문이다. 게다가, 가변기 유닛의 크기가 감소될 수 있다. 바람직하게는, 유압 가변기가 사용된다. 일반적으로, 유압 가변기는 향상된 효율, 감소된 크기를 가지며 전기 가변기 혹은 기계 가변기와 비교하여 비용 효율적이다.
작업 기계가 또 다른 전기 기계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 유압 기계는 유압 기계가 상기 또 다른 전기 기계에 의해 펌프로서 구동되는 것을 가능하게 하거나 및/또는 상기 또 다른 전기 기계가 유압 기계에 의해 발전기로서 구동되는 것을 가능하게 하기 위하여 또 다른 전기 기계에 기계적으로 연결되는 또 다른 실시 예에 따라, 유압 기계는 가변 변위(variable displacement)를 가질 필요가 없는데, 그 이유는 회전 속도가 또 다른 전기 기계에 의하여 변경될 수 있으며 유압 시스템에 필요한 동력으로 적용될 수 있기 때문이다. 바람직하지 않은 회전 속도에서 유압 기계의 속도와 관련된 어떤 손실이 제거될 수 있는데 그 이유는 유압 기계의 회전 속도는 전송 선로에 연결된 원동기 및/또는 전기 기계의 회전 속도에 의존하지 않기 때문이다.
본 발명은 또한 작업 기계가 전기 기계의 동력 레벨의 주어진 값에 대하여 기어박스의 출력 샤프트의 미리 결정된 연속적인 속도 간격을 통하여 실제로 일정한 회전 속도에서 작동하는 것을 가능하도록 하기 위하여 기어박스의 기어비를 제어하는 단계를 포함하는 작업 기계를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다. 이로써, 전기 기계는 전기 모터로서 그리고 예를 들면 제동 동안에 발전장치로서 사용될 때 모두, 최적 회전 속도에서 구동될 수 있으며, 이는 차례로 전기 기계의 성능을 향상시키며 그것에 의해 작업 기계의 성능을 향상시킨다.
방법의 또 다른 실시 예에 따라, 유압 시스템으로부터 에너지는 전기 기계로 유압 기계를 제동함으로써 회복되며, 전기 기계의 제동 토크는 바람직하게는 회복된 에너지를 전기 기계에 연결되는 전기 에너지 저장 수단 내에 저장되는 제 1부(a first portion) 및 전송 선로에 전달되는 제 2부로 분할하기 위하여 제어된다. 그것에 의해 전기 에너지 저장 수단의 충전 상태 및 트랜스미션을 위한 동력의 필요에 따라 회복 과정을 최적화하는 것이 가능하다.
방법의 또 다른 실시 예에 따라, 기어박스는 입력 샤프트로부터 출력 샤프트로 토크가 전달될 수 있는 것과 동시에 기어박스의 입력 샤프트의 회전 속도와 상관없이 기어박스의 출력 샤프트의 회전 속도가 0이거나 혹은 0에 가까운 작동 모드로 제어된다. 그것에 의해, 유압 시스템은 동력원인 원동기 혹은 전기 기계와 관계없이 작업 기계의 추진으로부터 분리될 수 있다. 추진력은 원동기 및/또는 전기 기계의 회전 속도와 관계없이 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 장점 및 바람직한 특징들이 다음의 설명들 및 종속항들에 의해 개시된다.
본 발명에 의해 전송 선로의 전기 기계가 더 효율적인 방식으로 사용될 수 있으며 작업 기계의 성능이 향상되도록 할 수 있다.
도 1은 작동을 로딩하기 위한 버킷, 및 버킷을 작동시키고 휠 로더를 조향하기 위한 유압 시스템을 갖는 휠 로더의 측면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 작업 기계의 구동 트레인의 개략도이며,
도 3은 본 발명에 따른 작업 기계의 변형된 구동 트레인의 개략도이며, 및
도 4는 본 발명에 따른 작업 기계에서 사용되도록 동력 분기를 갖는 무단 변속기인 기어박스의 개략도이다.
첨부된 도면을 참조하여, 예로서 인용된 본 발명의 실시 예들의 더 상세한 설명들이 아래에 설명된다.
도 1은 기구(2)를 갖는 휠 로더 형태의 작업 기계(1)의 개략도이다. 용어 "기구"는 휠 로더 상에 배열되는 버킷, 포크 혹은 붙잡음 공구(gripping tool)와 같은 유압식 기계, 혹은 관절식 양승기 상에 배열되는 컨테이너를 사용하는 모든 종류의 공구를 포함하도록 의도된다. 도시된 기구는 버킷(3)을 들어올리고 내리기 위한 암 유닛(4) 상에 배열되는 버킷(3)을 포함하며, 또한 버킷(3)은 암 유닛(4)에 관하여 틸트되거나 선회될 수 있다. 휠 로더(1)는 적어도 하나의 유압 기계(도 1에 도시되지 않음)를 포함하는 유압 시스템이 제공된다. 유압 기계는 유압 펌프일 수 있으나, 유압 기계가 유압 유체의 역 흐름을 갖는 유압 모터로서 뿐만 아니라 유압 펌프로서 작동할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 두 기능성을 갖는 그러한 유압 기계는 예를 들면 버킷을 들어올리고 틸트하기 위하여, 유압 시스템에 유압 흐름을 제공하기 위한 펌프로서, 그리고 예를 들면 기구(2)의 내림 작동 동안, 에너지의 회복을 위한 유압 모터로서 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 실시 예에서 유압 시스템은 암 유닛(4)의 작동을 위한 두 개의 유압 실린더(5a, 5b) 및 암 유닛(4)에 관하여 버킷을 틸트하기 위한 하나의 유압 실린더(6)를 포함한다. 더욱이, 유압 시스템은 전방 차체 부(8) 및 후방 차체 부(9)의 상대적 운동에 의해 휠 로더를 돌리기 위하여 휠 로더의 반대면 상에 배열되는 두 개의 유압 실린더(7a, 7b)를 포함한다. 바꾸어 말하면, 작업 기계는 조향 실린더(7a, 7b)에 의해 프레임이 조향된다.
도 2는 도 1에 도시된 작업 기계(1)의 구동 트레인(10)의 개략도이다. 작업 기계(1)는 작업 기계의 구동 휠(12)에 토크를 전달하기 위한 원동기(11), 및 원동기(11)로부터 구동 휠(12)로 토크를 공급하기 위하여 원동기(11) 및 구동 휠(12) 사이에 배열되는 전송 선로(13)를 포함한다. 구동 휠(12)이 도 2에 개략적으로 도시된다. 그러나, 휠 및 휠 액슬(wheel axle)도 몇 개든지 본 발명에 따른 작업 기계에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 것과 같이 하나의 전방 액슬 및 하나의 후방 액슬이 존재할 수 있으며 몇몇 혹은 모든 휠은 구동 휠일 수 있다. 비록 원동기(11)는 바람직하게는 내연기관(ICE), 예를 들면 디젤 엔진이나, 예를 들면 스털링 엔진(stirling engine)과 같은 다른 원동기도 또한 사용될 수 있다. 전송 선로(13)는 원동기(11) 및 구동 휠(12) 사이에 배열되는 기어박스(14)를 포함한다.
도 2에서 작업 기계(1) 상에 배열되는 기구(2)를 움직이거나 및/또는 작업 기계(1)를 조향하기 위한 상기 적어도 하나의 유압 기계(15)가 개략적으로 도시된다. 작업 기계는 필요한 유압 흐름을 제공하기 위하여 하나 혹은 그 이상의 유압 기계가 장착될 수 있다. 작업 기계(1)는 구동 휠(12)을 구동하거나 혹은 제동하기 위하거나 및/또는 상기 적어도 하나의 유압 기계(15)를 구동하거나 제동하기 위하여 전기 기계(16)를 더 포함한다. 용어 "전기 기계"는 병합 전기 모터 및 발전기를 의미한다. 전기 기계(16)는 샤프트 상에 출력 토크를 제공하기 위하여 전기에 의해 구동되거나 혹은 전기를 생산하기 위하여 전기 기계의 샤프트 상에 토크를 적용시킴으로써 기계적으로 구동될 수 있다. 따라서, 전기 기계(16)는 전송 선로(13)에 토크를 제공하기 위한 전기 모터로서, 그리고 발전장치로서 사용될 수 있다. 에너지는 전송 선로(13)를 제동하거나 및/또는 유압 시스템으로부터 전기 기계(16)에 의해 유압 기계(15)를 제동함으로써 회복될 수 있다.
전기 기계(16)는 전송 선로(13)와 관련하여 원동기(11)와 평행하게 배열되며, 원동기(11) 및 기어박스(14) 사이의 전송 선로(13)에 기계적으로 연결된다. 전기 기계(16)는 예를 들면 원동기(11)에 의해 제공되는 토크 및 작업 기계(1)의 작동자에 의해 요구되는 토크 사이의 차이(discrepancy)가 감지될 때 토크를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 전기 기계(16)는 또한 원동기(11)용 시동 모터로서 사용될 수 있다.
*도 2에 도시된 실시 예에서 유압 기계(15)는 또한 원동기(11) 및 기어박스(14) 사이의 전송 선로(13)에 기계적으로 연결된다. 전송 선로(13)는 또한 구동 휠(12)과 관련하여 원동기(11)의 맞물림 및 분리를 위하여 트랜스미션 부품(transmission component, 17)을 포함할 수 있다. 바람직하게는 기계적 클러치인, 트랜스미션 유닛(17)은 원동기가 연결되지 않도록 하며 여전히 전기 기계가 전송 선로(13) 및/또는 유압 기계(15)와 상호 작용하도록 허용하기 위하여 원동기(11) 및 전기 기계(16) 사이에 배열될 수 있다. 유압 기계(15)가 예를 들면 동력 인출 유닛(PTO)을 거쳐, 전송 선로(13)에 연결되는 경우에 있어서, 트랜스미션 부품(17)은 원동기가 유압 기계(15)를 분리하지 않고 연결이 끊기는 것을 가능하게 하기 위하여 바람직하게는 원동기(11) 및 유압 기계(15) 사이에 배열된다.
도 2에 도시된 실시 예에서, 두 전기 기계(16) 및 유압 기계(15)는 전기 기계가 전송 선로 및/또는 유압 기계(15)에 동력을 제공하는 것이 가능하도록 하는 방식으로 전송 선로(13)에 기계적으로 연결된다. 전기 기계(16)는 또한 전송 선로(13)으로부터 및/또는 유압 기계(15)를 거쳐 유압 시스템으로부터 에너지를 회복하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 회복된 에너지는 전기 에너지 저장 수단(18) 내에 저장될 수 있다. 게다가, 전기 기계(16)는 전기 에너지 저장 수단(18) 내에 에너지를 저장하기 위하여 원동기(11)에 의해 구동될 수 있다. 유사한 방식으로 유압 기계(15)는 유압 시스템과 관련된 에너지 회복 작동 동안에 전송 선로(13) 및/또는 전기 기계(16)에 동력을 제공할 수 있으며, 유압 기계(15)는 필요한 동력을 유압 시스템에 제공하기 위하여 전기 기계(16) 및/또는 원동기(11)에 의해 구동될 수 있다.
도 3에 도시된 실시 예에서, 유압 기계(151)는 전송 선로(13)에 기계적으로 연결되지 않고, 또 다른 전기 기계(19)로 연결되고 다른 전기 기계(19)에 의해 구동된다. 이러한 전기 기계(19)는 바람직하게는 전기 에너지 저장 수단(18) 혹은 또 다른 에너지 저장 수단에 전기적으로 연결된다. 전기 에너지 저장 수단(18)은 바람직하게는 이러한 전기 기계가 유압 기계(151)를 구동하기 위한 전기 모터로서 기능을 할 때 또 다른 전기 기계(19)에 에너지를 제공하기 위하여, 그리고 이러한 전기 기계(19)가 유압 기계(151)에 의해 구동되는 발전기로서 기능을 할 때 에너지를 저장하기 위하여 배열된다. 도 3에 도시된 구동 트레인(101)의 나머지 특징들과 관련하여 위의 도 2에 도시된 실시 예의 설명들이 참조된다.
도 4는 기어박스(14)의 개략도이다. 기어박스(14)는 도 2 및 도 3에 도시된 두 실시 예들과 함께 사용될 수 있다. 기어박스(14)는 기어 중립(GN) 및 동력 분기(PS)를 갖는 무단 변속기(CVT)이다. 기어 중립은 기어박스(14)의 입력 샤프트(23)로부터 출력 샤프트(22)로 토크가 전달될 수 있는 것과 동시에 기어박스(14)의 입력 샤프트(23)의 회전 속도와 관계없이 기어박스(14)의 출력 샤프트(22)의 회전 속도가 0 혹은 0에 가까운 기어박스의 작동 모드가 존재한다는 것을 의미한다. 따라서, 또한 도 2에 도시된 실시 예에서 기어박스의 출력 샤프트의 회전 속도가 기어 중립 기능에 의해 0이거나 혹은 0에 가까울 수 있기 때문에 작업 기계가 정지해 있을 때 유압 기계(15)는 구동될 수 있다.
기어박스(14)는 가변기 유닛(20) 및 유성 기어 휠 유닛(21)을 갖는다. 가변기 유닛(20)은 바람직하게는 유압 가변기이다. 비록 가변기 유닛이 서로 다른 방식으로 디자인될 수 있지만, 가변기 유닛은 바람직하게는 두 개의 유압 기계(30, 31, 도 2 및 3 참조)를 포함하며 이러한 유압 기계의 적어도 하나는 가변 변위를 갖는다. 기어박스(14)에 의해 전달된 동력이 화살표(24, 25, 26)에 의해 표시된다. 도시된 것과 같이 동력은 가변기 유닛(20) 및 유성 기어 휠 유닛(21) 사이에서 분할될 수 있다. 동력 입력 화살표(24)는 동력은 기어박스(14)에서의 손실에 의해 동력출력 화살표(25)보다 다소 크다. 에너지의 손실은 주로 가변기 유닛(20) 뒤의 화살표(27)보다 다소 큰 가변기 유닛 앞의 화살표(26)에 의해 또한 표시되는 가변기 유닛(20)에서 일어난다. 몇몇 작동 조건에서 모든 동력은 그러나 가변기 유닛(20)을 통하여 전달될 수 있다.
기어박스의 현재 디자인은 그러한 트랜스미션의 단지 하나의 예인 것이 강조되어야만 한다. 디자인은 서로 다른 많은 방식으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 트랜스미션은 입력 분기(input-split), 출력 분기, 혹은 복합 분기(compound-split), 혹은 그것들의 조합을 갖는다.
본 발명은 위에서 설명한 실시 예들 및 도시된 도면에 한정하여서는 안된다는 것을 이해하여야 한다; 오히려, 통상의 지식을 가진 자들은 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 변형 및 변경들이 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
1 : 작업 기계
2 : 기구
3 : 버킷
4 : 암 유닛
5a, 5b : 유압 실린더
6 : 유압 실린더
7a, 7b : 조향 실린더
8 : 전방 차체 부
9 : 후방 차체 부
10 : 구동 트레인
11 : 원동기
12 : 구동 휠
13 : 전송 선로
14 : 기어박스
15 : 유압 기계
19 : 전기 기계
17 : 트랜스미션 유닛
18 : 전기 에너지 저장 수단
19 : 전기 기계
20 : 가변기 유닛
21 : 유성 기어 휠 유닛
22 : 출력 샤프트
23 : 입력 샤프트
30, 31 : 유압 기계
101 : 구동 트레인
151 : 유압 기계

Claims (13)

  1. 작업 기계의 구동 휠(12)로 토크를 공급하기 위한 원동기(11), 및 원동기(11)로부터 구동 휠로 토크를 전달하기 위하여 원동기(11) 및 구동 휠(12) 사이에 배열되는 전송 선로(13)를 포함하며, 상기 전송 선로(13)는 원동기 및 휠 사이에 배열되는 기어박스(14)를 포함하며, 상기 작업 기계(1)는 작업 기계 상에 배열되는 기구(2)를 움직이거나 및/또는 작업 기계를 조향하기 위하여 유압 시스템 내의 적어도 하나의 유압 기계(15), 및 구동 휠(12)을 구동하거나 혹은 제동하기 위하거나 및/또는 상기 적어도 하나의 유압 기계(15)를 구동하거나 혹은 제동하기 위한 전기 기계(16)를 더 포함하며, 상기 전기 기계(16)는 전송 선로(13)와 관련하여 원동기와 평행하게 배열되며 원동기(11) 및 기어박스(14) 사이의 전송 선로(13)에 기계적으로 연결되는, 작업 기계(1)에 있어서,
    상기 기어박스(14)는 가변기 유닛(20)을 갖는 무단 변속기이며, 기어박스(14)는 입력 샤프트(23)로부터 출력 샤프트(22)로 토크가 전달될 수 있는 것과 동시에 기어박스의 입력 샤프트의 회전 속도와 관계없이 기어박스의 출력 샤프트의 회전 속도가 0 혹은 0에 가까운 작동 모드를 갖는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가변기 유닛(20)은 유압 가변기인 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기어박스(14)는 기어박스에 의해 전달된 동력이 가변기 유닛(20) 및 유성 기어 휠 유닛(21) 사이에서 분할되는 것을 가능하게 하는 유성 기어 휠 유닛(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전송 선로(13)는 구동 휠(12)과 관련된 원동기(11)의 맞물림 및 분리를 위한 트랜스미션 부품(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 트랜스미션 부품(17)은 원동기(11) 및 전기 기계(16) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 트랜스미션 부품(17)은 기계적 클러치인 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 작업 기계(1)는 전기 에너지 저장 수단(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 전기 에너지 저장 수단(18)은 전기 기계가 전기 모터로서 기능을 할 때 전기 기계(16)에 에너지를 제공하기 위하여 그리고 전기 기계가 발전기로서 기능을 할 때 전기 에너지를 저장하기 위하여 배열되는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  9. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유압 기계(15)는 유압 기계가 원동기(11)에 의해 펌프로서 구동되는 것을 가능하게 하거나 및/또는 유압 기계가 전송 선로(13)에 에너지를 전달하는 것을 가능하게 하기 위하여 전송 선로(13)에 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  10. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유압 기계(15)는 유압 기계가 전기 기계(16)에 의해 펌프로서 구동되는 것을 가능하게 하거나 및/또는 전기 기계가 유압 기계에 의해 발전기로서 구동되는 것을 가능하게 하기 위하여 전송 선로(13)에 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  11. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업 기계(1)는 또 다른 전기 기계(19)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 유압 기계(151)는 유압 기계가 상기 또 다른 전기 기계 의해 펌프로서 구동되는 것을 가능하게 하거나 및/또는 상기 또 다른 전기 기계가 유압 기계에 의해 발전기로서 구동되는 것을 가능하게 하기 위하여 또 다른 전기 기계(19)에 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 작업 기계(1)는 또 다른 전기 기계(19)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 유압 기계(151)는 유압 기계가 상기 또 다른 전기 기계 의해 펌프로서 구동되는 것을 가능하게 하거나 및/또는 상기 또 다른 전기 기계가 유압 기계에 의해 발전기로서 구동되는 것을 가능하게 하기 위하여 또 다른 전기 기계(19)에 기계적으로 연결되고,
    상기 전기 에너지 저장 수단(18)은 전기 기계가 전기 모터로서 기능을 할 때 상기 또 다른 전기 기계(19)에 에너지를 제공하기 위하여 그리고 상기 또 다른 전기 기계(19)가 발전기로서 기능을 할 때 전기 에너지를 저장하기 위하여 배열되는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
  13. 제 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업 기계는 휠 로더(1)인 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
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