具有可變排量泵的流體流量求和控制和流體流量的優(yōu)先權(quán)分配的液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種系統(tǒng)(20)，具有供給加壓流體以向多個(gè)液壓功能(31-36)提供動(dòng)力的可變排量泵(50)。每個(gè)液壓功能具有控制閥(51-56)，控制閥(51-56)具有可變流體源孔口(64)和可變計(jì)量孔口(75)，可變流體源孔口控制泵與流量求和節(jié)點(diǎn)之間的流體流量，可變計(jì)量孔口(75)控制流量求和節(jié)點(diǎn)與液壓致動(dòng)器(21-26)之間的流體流量?？刂崎y內(nèi)的可變旁通孔口(8a-8f)在流量求和節(jié)點(diǎn)與箱體(48)之間串聯(lián)連接。當(dāng)控制閥內(nèi)的計(jì)量孔口擴(kuò)大時(shí)，該流體源孔口擴(kuò)大，而旁通孔口收縮。這改變流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力，該壓力用于控制泵的輸出。設(shè)置部件以給予選定的液壓功能以關(guān)于消耗來(lái)自泵的流體流量的不同級(jí)別優(yōu)先權(quán)。
【專利說(shuō)明】具有可變排量栗的流體流量求和控制和流體流量的優(yōu)先權(quán)分配的液壓系統(tǒng)
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]不適用
[0003]聯(lián)邦政府
[0004]資助研究或開(kāi)發(fā)聲明
[0005]不適用
[0006]發(fā)明背景
[0007]1.發(fā)明領(lǐng)域
[0008]本發(fā)明涉及一種用于液壓動(dòng)力機(jī)械的閥組件；更具體的涉及可產(chǎn)生壓力信號(hào)的閥組件，壓力信號(hào)控制可變排量液壓泵并優(yōu)先使用來(lái)自泵的流體來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)所選的液壓制動(dòng)器。
[0009]2.相關(guān)技術(shù)說(shuō)明
[0010]一臺(tái)機(jī)器上的液壓驅(qū)動(dòng)作業(yè)構(gòu)件的速度取決于液壓系統(tǒng)的主窄面孔口的橫截面積，以及跨越這些孔口的壓降。為便于控制，壓力補(bǔ)償液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)成用于控制壓降。這些先前的控制系統(tǒng)包括負(fù)載傳感導(dǎo)管，該負(fù)載傳感導(dǎo)管可將閥作業(yè)端口處的壓力傳輸?shù)皆谙到y(tǒng)中供給增壓流體的可變排量液壓泵的輸入口。所得到泵輸出的自調(diào)節(jié)在提供跨越控制孔口的大致恒定的壓降，該控制孔口的橫截面積可由機(jī)器操作者控制。這便于控制的原因在于壓降保持恒定，作業(yè)構(gòu)件的移動(dòng)速度由孔口的橫截面積確定。
[0011]一種這樣的系統(tǒng)在美國(guó)專利第5715865號(hào)中公開(kāi)，題為《Pressure CompensatingHydraulic Control Valve System(壓力補(bǔ)償液壓閥系統(tǒng))》,其中單獨(dú)的閥部分控制從泵到驅(qū)動(dòng)作業(yè)構(gòu)件的每個(gè)液壓制動(dòng)器的液壓流體流量。這些閥部分是這樣的類型:感測(cè)作用于液壓致動(dòng)器的最大載荷壓力以提供傳遞到泵的控制輸入端口的載荷傳感壓力。最大載荷壓力根據(jù)接受來(lái)自所有閥部分的載荷壓力的一系列梭閥確定。
[0012]每個(gè)閥部分包括具有可變計(jì)量孔口的控制閥以及分開(kāi)的壓力補(bǔ)償閥。泵的輸出壓力響應(yīng)于載荷感測(cè)壓力施加到計(jì)量孔口的一側(cè)和計(jì)量孔口的另一側(cè)處的壓力補(bǔ)償閥，使得跨越計(jì)量孔口的壓降保持大致恒定。
[0013]盡管該系統(tǒng)是有效的，但除了具有計(jì)量孔口的控制閥之外，其還需要每個(gè)閥部分內(nèi)分開(kāi)的壓力補(bǔ)償閥和梭閥。這些附加部件增加了液壓系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，對(duì)于較廉價(jià)的機(jī)器來(lái)說(shuō)這會(huì)是重要的考慮。因此，需要用于執(zhí)行該功能的較為廉價(jià)且較不復(fù)雜的技術(shù)。
[0014]在某些機(jī)器上，所選的液壓功能具有優(yōu)于其它液壓功能的操作優(yōu)先權(quán)。因此，必須確保最大可能程度地滿足較高優(yōu)先權(quán)功能的供給流體需求，即使這樣會(huì)導(dǎo)致其它液壓功能的性能較低。先前的流量?jī)?yōu)先權(quán)技術(shù)通常具有效率損失，諸如熱損失。因此，仍然需要實(shí)施液壓功能優(yōu)先權(quán)的其它技術(shù)。此外，某些機(jī)器需要多于兩個(gè)的液壓功能優(yōu)先級(jí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]提供一種用于液壓系統(tǒng)的控制閥組件，其中可變排量泵將從箱體抽吸的流體送到供應(yīng)管道以運(yùn)行多個(gè)液壓功能。每個(gè)液壓功能具有液壓致動(dòng)器和控制閥，控制閥控制從供應(yīng)管道至液壓致動(dòng)器的流體流量。來(lái)自每個(gè)液壓功能內(nèi)液壓致動(dòng)器的流體經(jīng)由返回管道傳送到箱體。
[0016]在控制閥組件內(nèi)設(shè)置流量求和節(jié)點(diǎn)。第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接到第一液壓功能和流量求和節(jié)點(diǎn)。第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接到第二液壓功能。
[0017]所有控制閥都具有可變第一路徑和可變第二路徑，流體通過(guò)可變第一路徑從泵流到流量求和節(jié)點(diǎn)，流體通過(guò)可變第二路徑從與相應(yīng)液壓功能相關(guān)的第一或第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到相關(guān)聯(lián)的液壓致動(dòng)器。每個(gè)控制閥還包括可變第三路徑，其中所有這些第三路徑在流量求和節(jié)點(diǎn)與返回管道之間串聯(lián)連接，由此形成旁通通路。本文提到可變路徑是指液壓系統(tǒng)運(yùn)行期間通過(guò)該路徑的流體流量可以變化。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，每個(gè)控制閥包括(I)第一路徑內(nèi)的可變流體源孔口，⑵第二路徑內(nèi)的可變計(jì)量孔口，以及⑶第三路徑內(nèi)的可變旁通孔口。這些孔口尺寸變化以擴(kuò)大和收縮相應(yīng)的可變路徑，且因此增加和減小流過(guò)其中的流體流量。
[0018]每個(gè)控制閥構(gòu)造成使得當(dāng)?shù)诙窂絻?nèi)的可變計(jì)量孔口尺寸增加以運(yùn)行相關(guān)液壓致動(dòng)器時(shí)，第一路徑內(nèi)的可變流體源孔口尺寸也成比例增加以將更多流體從供應(yīng)管道傳送到流量求和節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，第三路徑內(nèi)的旁通孔口尺寸成比例減小以限制從流量求和節(jié)點(diǎn)到返回管道的流體流量?？刂崎y的該操作改變流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力，該壓力用于操作可變排量裕度控制的泵。該泵通過(guò)控制到供給管道的流體流量以滿足控制閥的需求來(lái)作出響應(yīng)。
[0019]控制閥組件還包括第一優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)該第一優(yōu)先權(quán)止回閥從旁通通路上在第一與第二液壓功能之間的點(diǎn)流入第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。流體還能夠通過(guò)固定第一供應(yīng)孔口從流量求和節(jié)點(diǎn)流到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
[0020]第一優(yōu)先權(quán)止回閥和固定第一供應(yīng)孔口用于給予第一液壓功能以消耗來(lái)自泵的輸出流量的優(yōu)先權(quán)。第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)較佳地直接連接到流量求和節(jié)點(diǎn)，使得流體基本上不受限制地供給到第一液壓功能。于是，第一液壓功能具有使用由泵供給的流體的最高優(yōu)先權(quán)。
[0021]當(dāng)僅第二液壓功能運(yùn)行時(shí)，來(lái)自泵的流體從流量求和節(jié)點(diǎn)通過(guò)第一液壓功能內(nèi)控制閥的第三路徑自由通向旁通通路。現(xiàn)在第二液壓功能內(nèi)控制閥的第三路徑尺寸減小，進(jìn)一步限制到返回管道的流量。于是，流體從旁通通路通過(guò)第一優(yōu)先權(quán)止回閥流到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，在該處流體相對(duì)不受限制地可用于向第二液壓功能內(nèi)的液壓致動(dòng)器提供動(dòng)力。
[0022]假設(shè)現(xiàn)在第一和第二液壓功能同時(shí)啟用。用于第一液壓功能的第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)從流量求和節(jié)點(diǎn)接收相對(duì)不受限制的流體流量。第一液壓功能內(nèi)控制閥的縮小的第三路徑通過(guò)旁通通路流到第二液壓功能。因此，流體主要通過(guò)固定第一供應(yīng)孔口從流量求和節(jié)點(diǎn)供給到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。由固定第一供應(yīng)孔口提供的限制妨礙到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)且因此到第二液壓功能的供應(yīng)流量。于是，關(guān)于使用流量求和節(jié)點(diǎn)處存在的泵輸出流量，第一液壓功能具有優(yōu)于第二液壓功能的優(yōu)先權(quán)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是包含液壓系統(tǒng)的挖掘機(jī)的示意圖；
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；
[0025]圖3是在圖2中的液壓系統(tǒng)的示意圖，某些內(nèi)部部件與控制閥分開(kāi)且為了它們的功能關(guān)系的更好理解而重新布置；
[0026]圖4是用于挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖；以及
[0027]圖5是液壓系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖。
[0028]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0029]這里所使用的術(shù)語(yǔ)“直接連接的”和“直接連接”是指相關(guān)聯(lián)的部件通過(guò)管路連接在一起而無(wú)需諸如閥、孔或其他器件之類的任何插入元件，該插入元件限制或控制流體的流量超出任何管路的固有限制。如果部件描述成“直接連接”在兩個(gè)點(diǎn)或液壓回路節(jié)點(diǎn)之間，即是部件直接地連接至每個(gè)這種的點(diǎn)或元件。
[0030]盡管本發(fā)明在上下文中描述為用在挖土機(jī)上的，本發(fā)明還可實(shí)施在其它液壓操作機(jī)器上。
[0031]首先參見(jiàn)圖1，挖掘機(jī)10包括駕駛室11，該駕駛室11可在由液壓馬達(dá)26驅(qū)動(dòng)時(shí)在履帶12上順時(shí)針和逆時(shí)針擺轉(zhuǎn)。履帶12由分別通過(guò)分開(kāi)的液壓馬達(dá)21和22驅(qū)動(dòng)的右軌道13和左軌道14推進(jìn)。
[0032]附連至駕駛室的懸臂組件15再分為彼此樞轉(zhuǎn)附連的懸臂16、臂17和鏟斗18。機(jī)械地和液壓地并聯(lián)連接的成對(duì)液壓活塞缸體組件23相對(duì)于駕駛室11升高或降低懸臂16。在典型的挖掘機(jī)中，這些組件23的缸體附連至駕駛室11，而活塞桿附接至懸臂16，這樣作用在懸臂上的重力趨于將活塞桿縮回缸體中。然而，活塞缸體組件23的連接可使重力趨于將活塞桿從缸體伸出。支承在懸臂16的遠(yuǎn)端處的臂17可響應(yīng)于另一液壓活塞缸體組件24的操作而向前和向后樞轉(zhuǎn)。鏟斗18在通過(guò)又一液壓活塞缸體組件25驅(qū)動(dòng)時(shí)在臂17的末端樞轉(zhuǎn)。鏟斗18可由其它作業(yè)頭代替。
[0033]液壓馬達(dá)21、22和26以及在懸臂組件15上的液壓活塞缸體組件23、24和25通常稱為“液壓致動(dòng)器”，“液壓致動(dòng)器”是將液壓流體流動(dòng)流轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一類裝置。具體的液壓系統(tǒng)可包括其它類型的液壓致動(dòng)器。為了簡(jiǎn)化本文的描述，一前一后升高和降低懸臂的成對(duì)活塞缸體組件23將考慮作為單個(gè)液壓致動(dòng)器。
[0034]具體參見(jiàn)圖2，用于挖掘機(jī)10的液壓系統(tǒng)20具有六個(gè)液壓功能31 — 36，但在采用本發(fā)明的其它液壓系統(tǒng)中可使用更多或更少數(shù)量的這些功能。具體來(lái)說(shuō)，它們是包括用于軌道的液壓馬達(dá)21和22的左行駛和右行駛液壓功能31和32、懸臂液壓功能33、臂液壓功能34、鏟斗液壓功能35以及駕駛室擺轉(zhuǎn)液壓功能36。左行駛和右行駛液壓功能31和32構(gòu)成第一優(yōu)先權(quán)部分37，而懸臂和臂液壓功能33和34構(gòu)成第二優(yōu)先權(quán)部分38。第三優(yōu)先權(quán)部分39包括鏟斗和擺轉(zhuǎn)液壓功能35和36。應(yīng)當(dāng)理解，六個(gè)液壓功能可以不同方式分組到各優(yōu)先權(quán)部分，且在特定機(jī)器上可設(shè)置更多或更少數(shù)量的優(yōu)先權(quán)部分。
[0035]每個(gè)液壓功能31、32、33、34、35和36分別包括液壓致動(dòng)器21、22、23、24、25和26中的一個(gè)以及包括閥單元41、42、43、44、45和46。六個(gè)閥單元組合形成控制閥組件40，該控制閥組件40具有并排附連的六個(gè)實(shí)體分開(kāi)部分或單個(gè)單體。第一閥單元41具有第一控制閥51，第二閥單元42具有第二控制閥52，而第三閥單元43具有第三控制閥53。第四閥單元44具有第四控制閥54，第五閥單元45具有第五控制閥55，而第六閥單元46具有第六控制閥56。每個(gè)控制閥51、52、53、54、55和56控制相應(yīng)的相關(guān)液壓致動(dòng)器21、22、23、24、25和26與可變排量泵50和箱體48之間的流體流量。
[0036]泵50將加壓流體供給到供應(yīng)管路58且是這樣的類型:使得輸出壓力等于施加到控制端口 49的壓力加上被稱為“泵裕度”的固定預(yù)定量。增加或減少泵50的排量以保持泵裕度。流體還通過(guò)返回管路60流到箱體48。供應(yīng)管路58和返回管路60延伸至閥單元41 — 46中的每個(gè)。
[0037]供應(yīng)管路58經(jīng)由相對(duì)小的固定入口孔口 65連接到由延伸穿過(guò)所有閥單元41-46的另一通路限定的流量求和節(jié)點(diǎn)74。流量求和節(jié)點(diǎn)74又連接到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91、第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92、第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93。包含到第一液壓系統(tǒng)20中的本發(fā)明的實(shí)施例中，三個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91、92和93串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91通過(guò)第一通路83直接連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74，并通過(guò)固定第一供應(yīng)孔口 94連接到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92，固定第一供應(yīng)孔口 94形成第二通路85。第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92通過(guò)固定第二供應(yīng)孔口 96連接到第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93，固定第二供應(yīng)孔口 96形成第三通路99。在第一液壓系統(tǒng)中，第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91位于第一優(yōu)先權(quán)部分37內(nèi)，第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92位于第二優(yōu)先權(quán)部分38內(nèi)，而第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93位于第三優(yōu)先權(quán)部分39內(nèi)。
[0038]控制閥51-56中的每個(gè)是正開(kāi)口式三位閥，且可以是例如滑閥式閥。雖然在示例性第一液壓系統(tǒng)20中，控制閥51 - 56示出為通過(guò)先導(dǎo)操作，但控制閥中的一個(gè)或多個(gè)可通過(guò)螺線管、機(jī)械連接件或其它類型操作件操作。
[0039]將詳細(xì)描述第一控制閥51,應(yīng)理解,該描述同樣適用于其它五個(gè)控制閥52-56。第一控制閥51具有直接連接到供應(yīng)管道58的供應(yīng)端口 62?？刂崎y內(nèi)的可變流體源孔口 64提供供應(yīng)端口 62與流量出口 66之間的可變流量流體連通，由此形成穿過(guò)控制閥的可變第一路徑。為了便于理解第一液壓系統(tǒng)20的隨后操作描述,用于每個(gè)控制閥51、52、53、54、55和56的可變流體源孔口 64分別標(biāo)記為孔口 64a、64b、64c、64d、64e和64f。第一控制閥51的流量出口 66直接地連接至流量求和節(jié)點(diǎn)74。因此，控制閥51-56內(nèi)的可變流體源孔口 64a-64f在供應(yīng)管道58與流量求和節(jié)點(diǎn)74之間并聯(lián)連接，并在其間提供分開(kāi)的可變第一路徑，如圖3中進(jìn)一步圖不的。
[0040]返回圖2，第一控制閥51具有由常規(guī)載荷止回閥68聯(lián)接到與相應(yīng)閥單元相關(guān)的供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的計(jì)量孔口入口 70。用于第一和第二閥51和52的計(jì)量孔口入口 70聯(lián)接到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91，用于第三和第四閥53和55的計(jì)量孔口入口聯(lián)接到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92，而用于第五和第六閥55和56的計(jì)量孔口入口 70聯(lián)接到第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93。當(dāng)大負(fù)載作用在連接到該閥的液壓致動(dòng)器上時(shí)，負(fù)載止回閥68防止流體從計(jì)量孔口入口 70流回到相關(guān)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。第一控制閥51內(nèi)的可變計(jì)量孔口 75根據(jù)第一控制閥遠(yuǎn)離中心、中性位置移動(dòng)的方向，將計(jì)量孔口入口 70連接到兩個(gè)作業(yè)端口 76和78之一?？勺冇?jì)量孔口 75限定穿過(guò)控制閥的可變第二路徑。兩個(gè)作業(yè)端口 76和78連接到第一液壓致動(dòng)器21上的不同端口。第一控制閥51通常偏置到中心位置，在該中心位置中兩個(gè)作業(yè)端口 76和78都關(guān)閉。
[0041]第一控制閥51還具有直接連接在該控制閥的旁通入口 81和旁通出口 82之間的旁通孔口 80a，由此形成穿過(guò)該控制閥的第三可變路徑。用于其它控制閥52、53、54、55和56的旁通孔口分別標(biāo)以80b、80c、80d、80e和80f。旁通孔口 80a_80f串聯(lián)連接以形成旁通通路84，該旁通通路84提供流量求和節(jié)點(diǎn)74與返回管路60之間的流體路徑，如圖3進(jìn)一步圖示的。在該系列中，流量求和節(jié)點(diǎn)74直接連接到第一控制閥51的旁通入口 81，而第六控制閥56的旁通出口 82直接連接到返回管路60。
[0042]圖3是第一液壓系統(tǒng)20的示意圖，其中可變流體源孔口 64a_64f和旁通孔口80a-80f更加按照功能的方式成組布置，這些相應(yīng)的孔口示出在相應(yīng)控制閥51-56外，實(shí)際上這些孔口在控制閥內(nèi)。該功能示意圖示出六個(gè)可變流體源孔口 64a-64f和相對(duì)小的固定入口孔口 65在供應(yīng)管道58與流量求和節(jié)點(diǎn)74之間直接并聯(lián)連接。該并聯(lián)連接形成可變流量部分86。六個(gè)旁通孔口 80a-80f在流量求和節(jié)點(diǎn)74與到箱體48的返回管道60之間串聯(lián)連接，并形成第一液壓系統(tǒng)20內(nèi)的旁通部分88。
[0043]泵排量控制
[0044]首先假設(shè)所有控制閥51 - 56在中心位置中，在該中心位置中控制閥的作業(yè)端口76和78都關(guān)閉。在該狀態(tài)下，施加到供應(yīng)管道58的來(lái)自泵50的輸出僅通過(guò)相對(duì)小的固定入口孔口 65通向流量求和節(jié)點(diǎn)74，因?yàn)樗械牧黧w源孔口 64a-64f關(guān)閉。因此，僅相對(duì)少量的流體從泵50流到流量求和節(jié)點(diǎn)74。在控制閥51-56的該狀態(tài)下，旁通部分88內(nèi)的所有旁通孔口 80a-80f打開(kāi)到其最大量以提供相對(duì)大的流動(dòng)面積。這允許進(jìn)入流量求和節(jié)點(diǎn)74的流體方便地穿過(guò)旁通部分88進(jìn)入返回管道60。于是，流量求和節(jié)點(diǎn)74處的壓力處于相對(duì)低的水平，且該壓力通過(guò)固定控制孔口 98和泵控制管道90傳遞到可變排量泵50的控制端口 49。
[0045]現(xiàn)在假設(shè)使用挖掘機(jī)10的人員命令操作第一優(yōu)先權(quán)部分37內(nèi)的左行駛液壓功能31。第一控制閥51從中心位置沿任一方向位移，根據(jù)該運(yùn)動(dòng)的方向，該位移將計(jì)量孔口入口 70通過(guò)可變計(jì)量孔口 75連接至作業(yè)端口 76或78中的一個(gè)。隨著閥進(jìn)一步遠(yuǎn)離計(jì)量孔口位移，且因此其提供的流動(dòng)路徑擴(kuò)大。使第一控制閥51位移還將另一作業(yè)端口 78或76連接至通向返回管路60的出口端口 72。同時(shí)，可變流體源孔口 64a還擴(kuò)大與控制閥移動(dòng)的距離相關(guān)的量，由此增加從泵50到流量求和節(jié)點(diǎn)74的流體流量。同時(shí)，閥位移使得旁通孔口 80a的尺寸收縮，致使流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力增加。擴(kuò)大孔口，且因此擴(kuò)大其所提供的流體路徑會(huì)減小對(duì)該路徑內(nèi)流體流量的限制。相反，使孔口收縮，且因此相關(guān)流體路徑收縮會(huì)增加對(duì)該路徑內(nèi)流體流量的限制。總之，當(dāng)?shù)谝豢刂崎y51打開(kāi)將流體傳送到第一液壓致動(dòng)器21的其第二路徑時(shí)，通過(guò)第一路徑進(jìn)入流量求和節(jié)點(diǎn)74的泵輸出流量增加，且該流量通過(guò)旁通通路84通入箱體。該組合作用增加流量求和節(jié)點(diǎn)74處的壓力。該壓力增加通過(guò)泵控制管道90連通到泵50的控制端口 49，由此增加泵輸出壓力。當(dāng)流體求和節(jié)點(diǎn)壓力足夠大以克服作用在第一致動(dòng)器21上的負(fù)載力時(shí)，流體開(kāi)始流過(guò)在第一控制閥51中的計(jì)量孔口 75以驅(qū)動(dòng)第一致動(dòng)器。當(dāng)流體流量開(kāi)始流向液壓致動(dòng)器時(shí)，作為從流量求和節(jié)點(diǎn)到箱體的旁通通路80的一部分的、第一控制閥的第三路徑內(nèi)的流量減小。
[0046]當(dāng)?shù)谝灰簤褐聞?dòng)器21達(dá)到所需位置時(shí)，第一控制閥51通過(guò)控制該閥的任何機(jī)構(gòu)返回到中心位置。在中心位置中，兩個(gè)作業(yè)端口 76和78再次關(guān)閉，切斷從流體求和節(jié)點(diǎn)74流向第一液壓致動(dòng)器21的流體流量。此外，可變流體源孔64a縮小至相對(duì)小的尺寸，該相對(duì)小的尺寸減少了從供應(yīng)管路58流向流量求和節(jié)點(diǎn)74的流量。將第一控制閥51復(fù)位至中心位置還擴(kuò)大了旁通孔口 80a的尺寸?，F(xiàn)在，如果其它控制閥52 - 56也在中心位置中，則所有其旁通孔口 80a-c相對(duì)大，因此將流量求和節(jié)點(diǎn)壓力釋放到返回管路60中。
[0047]第一控制閥51從中心移位的同時(shí),也可使一個(gè)或多個(gè)其它控制閥52-58移位。其相應(yīng)可變流體源孔口 64b - 64f還將附加流體從供應(yīng)管路58傳輸入到流量求和節(jié)點(diǎn)74。因?yàn)樗械牧黧w源孔口 64a-64f和固定入口孔口 65并聯(lián)連接，所以跨越這些孔口的每個(gè)有相同壓差。由于該壓差由泵50控制為固定裕度，所以每個(gè)流體源孔口的橫截面面積決定通過(guò)該孔口的流量。流入流量求和節(jié)點(diǎn)的總流量是流經(jīng)所有可變流體源孔64a - 64f的各個(gè)流量的總和。結(jié)果，每個(gè)可變流體源孔口打開(kāi)的面積之和決定流入流量求和節(jié)點(diǎn)74的總和流量，并且這樣決定來(lái)自可變排量泵50的輸出流量。每個(gè)控制閥51 - 56中的計(jì)量孔口 75的相應(yīng)流動(dòng)面積和在致動(dòng)器21-26上相應(yīng)的負(fù)載力決定每個(gè)致動(dòng)器所接收的、來(lái)自流量求和節(jié)點(diǎn)74的流量。當(dāng)多個(gè)液壓功能31-36同時(shí)啟用時(shí)，其組合操作決定流量求和節(jié)點(diǎn)74處的壓力且因此決定泵的輸出。
[0048]液壓功能流體流量?jī)?yōu)先權(quán)
[0049]第一優(yōu)先權(quán)部分37內(nèi)的兩個(gè)行駛液壓功能31和32消耗來(lái)自第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91的流體來(lái)操作相應(yīng)的液壓致動(dòng)器21和22。因?yàn)榈谝还?yīng)節(jié)點(diǎn)91通過(guò)第一通路85直接連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74，所以這些液壓功能無(wú)限制地供應(yīng)有來(lái)自第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的流體，無(wú)論其它液壓功能33-36是否也在運(yùn)行。于是，行駛液壓功能31和32通?？山邮账璧牧黧w流量?；蛘呖蓪⒅T如孔口的固定或可變限制放入第一通路85內(nèi)。
[0050]當(dāng)?shù)诙?yōu)先權(quán)部分38內(nèi)的懸臂和臂液壓功能33和34中的僅一個(gè)或兩個(gè)運(yùn)行時(shí)，來(lái)自泵50的流體穿過(guò)為該液壓功能當(dāng)前打開(kāi)的流體源孔口 64c或64d，并進(jìn)入流量求和節(jié)點(diǎn)74。操作液壓功能的旁通孔口 80c或80d關(guān)閉，由此增加流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力，如前所述。流體從流量求和節(jié)點(diǎn)74通過(guò)第一和第二液壓閥51和52內(nèi)完全打開(kāi)的旁通孔口 80a和80b流入現(xiàn)在未運(yùn)行的行駛液壓功能31和32。這通過(guò)旁通通路84將流體傳送到右行駛功能32與懸臂液壓功能33之間的位置87，即第一和第二優(yōu)先權(quán)部分37與38之間。從該位置87，流體通過(guò)第一優(yōu)先權(quán)止回閥95流到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92。某些流體還流過(guò)第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91和第一供應(yīng)孔口 94流到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92。從第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92，流體通過(guò)用于現(xiàn)在操作的液壓功能33或34的控制閥53或54的計(jì)量孔口傳送。
[0051]因此，當(dāng)?shù)谝粌?yōu)先權(quán)部分37內(nèi)的行駛液壓功能31和33都不啟用時(shí)，且第二優(yōu)先權(quán)部分38內(nèi)的懸臂或臂液壓功能33或34運(yùn)行時(shí)，流體通過(guò)旁通通路84基本上不受限制地供應(yīng)到位置87并然后通過(guò)第一優(yōu)先權(quán)止回閥95到達(dá)第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92。
[0052]現(xiàn)在假設(shè)第一和第二優(yōu)先權(quán)部分37和38內(nèi)所有的液壓功能31_34都不啟用且第三優(yōu)先權(quán)部分38內(nèi)的鏟斗或擺轉(zhuǎn)液壓功能35和36中的一個(gè)或兩個(gè)啟用。流體從流量求和節(jié)點(diǎn)74通過(guò)未啟用液壓功能31-34內(nèi)的旁通孔口 80a、80b、80c和80d傳送到旁通通路84內(nèi)臂和鏟斗液壓功能34和35之間的位置89，即第二和第三優(yōu)先權(quán)部分38和39之間的位置。在運(yùn)行的鏟斗或擺轉(zhuǎn)液壓功能中的旁通孔口 80e或80f關(guān)閉，即尺寸縮小，縮小的量與該夠功能打開(kāi)計(jì)量孔口的量成比例，由此限制控制閥55或56處通過(guò)旁通通路84的流量。旁通通路84內(nèi)位置89處的流體繼續(xù)流過(guò)第二優(yōu)先權(quán)止回閥97到達(dá)第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93。某些流體還順次流過(guò)第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91、第一供應(yīng)孔口 94、第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92以及第二供應(yīng)孔口96到達(dá)第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93。第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93處的流體然后通過(guò)啟用鏟斗或擺轉(zhuǎn)液壓功能35或36內(nèi)的計(jì)量孔口傳送到相應(yīng)液壓致動(dòng)器25或26。
[0053]總之，當(dāng)?shù)谝缓偷诙?yōu)先權(quán)部分37和38內(nèi)的液壓功能31_34都不啟用且第三優(yōu)先權(quán)部分39內(nèi)的液壓功能35和36運(yùn)行時(shí)，流體基本上通過(guò)旁通通路84不受限制地供應(yīng)到位置89并然后通過(guò)第二優(yōu)先權(quán)止回閥97到達(dá)第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93。
[0054]現(xiàn)在考慮多于一個(gè)優(yōu)先權(quán)部分37、38和39中的液壓功能同時(shí)運(yùn)行的情況。在該情況下，第一液壓系統(tǒng)20基于預(yù)定序列的優(yōu)先權(quán)方案將來(lái)自泵50的可用液壓流體分配到這些液壓功能中的不同液壓功能。流體從流量求和節(jié)點(diǎn)74順次通過(guò)由固定供應(yīng)孔口 94和96串聯(lián)連接的供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91、92和93供應(yīng)。這些孔口限制該序列內(nèi)從一個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)到另一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的流量，由此基于流體必須流過(guò)的孔口的數(shù)量(如果有的話)給予更高的流量使用優(yōu)先權(quán)，以到達(dá)給定液壓功能。孔口越多，優(yōu)先權(quán)越低。
[0055]例如，假設(shè)左行駛液壓功能31在命令懸臂液壓功能33運(yùn)行的同時(shí)運(yùn)行。用于驅(qū)動(dòng)左行駛液壓致動(dòng)器21的供應(yīng)流體從流量求和節(jié)點(diǎn)74不受限制地傳送到第一優(yōu)先權(quán)部分37內(nèi)的第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91。因?yàn)橛糜谧笮旭傄簤汗δ?1的第一控制閥51從中心位置移動(dòng)，通過(guò)旁通通路84的流體流量受到第一旁通孔口 80a的尺寸縮小的限制，該尺寸縮小的量與該功能的相關(guān)計(jì)量孔口 75打開(kāi)的量成比例。因此，有限量的流體從旁通通路84通過(guò)第一優(yōu)先權(quán)止回閥95流到第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92，該第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92供給第二優(yōu)先權(quán)部分38內(nèi)的懸臂液壓功能33。而是，流體可主要通過(guò)連接到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91的固定第一供應(yīng)孔口 94流入第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92。由固定第一供應(yīng)孔口 94提供的限制控制左行駛液壓功能31與懸臂液壓功能33之間的流體流量的比例，左行駛液壓功能31具有使用泵輸出流量的更高優(yōu)先權(quán)，懸臂液壓功能33具有較低的流量使用優(yōu)先權(quán)。因此，左行駛液壓功能能夠消耗其所需量的流量，而懸臂液壓功能33的操作現(xiàn)在限于可穿過(guò)固定第一供應(yīng)孔口 94的其余流量。
[0056]例如，當(dāng)僅左行駛液壓功能31和第三優(yōu)先權(quán)部分39中的液壓功能同時(shí)運(yùn)行時(shí)，發(fā)生類似的情況。在該情況下，左行駛液壓功能31仍具有使用泵輸出流量的第一優(yōu)先權(quán)，而旁路通路84在第一控制閥51中的旁通孔口 80a處關(guān)閉。流體主要通過(guò)第一和第二供應(yīng)孔口 94和96供應(yīng)到第三優(yōu)先權(quán)部分39，如擺轉(zhuǎn)液壓功能36。相比流入第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91的限制，這些通孔對(duì)到第三供給節(jié)點(diǎn)的流量提供了更大的限制。于是，第三優(yōu)先權(quán)部分39內(nèi)的液壓功能比左行駛液壓功能具有使用泵輸出流量的較低優(yōu)先級(jí)。
[0057]假設(shè)發(fā)生另一種情況，其中行駛液壓功能31和32都未啟用，而第二和第三優(yōu)先權(quán)部分38和39中各有一功能啟用。例如，考慮臂液壓功能34和鏟斗液壓功能35都運(yùn)行?，F(xiàn)在第四控制閥54的操作，具體是旁通孔口 80d尺寸的成比例減小，限制了通過(guò)該閥處的旁通通路84的流量。但，來(lái)自流量求和節(jié)點(diǎn)74的流量在旁通通路84中傳送到位置87，流量從該位置87相對(duì)不受限制地繼續(xù)穿過(guò)第一優(yōu)先權(quán)止回閥95到達(dá)第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92。某些附加流體通過(guò)第一供應(yīng)孔口 94到達(dá)第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93。該組合流體流量可供臂液壓功能34使用。
[0058]因?yàn)榕酝ㄍ?4在第二優(yōu)先權(quán)部分38受限制，所以鏟斗液壓功能35主要通過(guò)第一和第二供應(yīng)孔口 94和96接收來(lái)自流量求和節(jié)點(diǎn)74的流體。相比對(duì)到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92的流量限制，這些通孔對(duì)到第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93的流量提供了更大的限制。于是，與臂液壓功能相比，鏟斗液壓功能具有使用來(lái)自泵的輸出流量的較低優(yōu)先權(quán)。
[0059]在另一種情況下，當(dāng)所有三個(gè)優(yōu)先權(quán)部分37-39中的液壓功能都同時(shí)啟用時(shí)，行駛液壓功能31和32具有使用泵輸出流量的第一優(yōu)先權(quán)。這是因?yàn)檫@些功能連接到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91，該第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91基本不受限制地從流量求和節(jié)點(diǎn)74接收流體?，F(xiàn)在旁通通路84通過(guò)第一優(yōu)先權(quán)部分37中控制閥51或52中的旁通孔口 80a或80b的尺寸成比例減小而受限制。下一個(gè)優(yōu)先權(quán)是懸臂和臂液壓功能33和34，它們主要通過(guò)第一供應(yīng)孔口 94接收來(lái)自流量求和節(jié)點(diǎn)74的流體。該供應(yīng)孔口對(duì)流入第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92的流量提供單一限制，而對(duì)流入第一優(yōu)先權(quán)部分37內(nèi)的第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)91的供應(yīng)流量基本沒(méi)有限制。第三優(yōu)先權(quán)部分38中的鏟斗和擺轉(zhuǎn)液壓功能35和36通過(guò)第一和第二供應(yīng)孔口 94和96兩者供應(yīng)有流體。因此，對(duì)進(jìn)入第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92的流量有兩個(gè)限制，連接到該第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的鏟斗和擺轉(zhuǎn)液壓功能35和36具有最低流體使用優(yōu)先權(quán)。
[0060]總之，第一液壓系統(tǒng)20具有不同的液壓功能31-36，分組為三個(gè)優(yōu)先權(quán)級(jí)別。因?yàn)榈谝还?yīng)節(jié)點(diǎn)91直接連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74，第一優(yōu)先權(quán)部分37中的行駛液壓功能31和32具有最高優(yōu)先權(quán)級(jí)別。第二優(yōu)先權(quán)部分38中的懸臂和臂液壓功能33和34具有中間優(yōu)先權(quán)級(jí)別，因?yàn)樵谀承┣闆r下，供應(yīng)流體可僅通過(guò)流量限制到達(dá)第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)92。最后，因?yàn)樵谔囟ㄇ闆r下，供應(yīng)流體只能順次通過(guò)多個(gè)流量限制到達(dá)第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)93，所以第三優(yōu)先權(quán)部分39中的鏟斗和擺轉(zhuǎn)液壓功能35和36具有最低優(yōu)先權(quán)級(jí)別。
[0061]參照?qǐng)D4，包含本發(fā)明概念的第二液壓系統(tǒng)100具有與第一液壓系統(tǒng)20相似的部件，且這些部件被分配以相同的附圖標(biāo)記。這些系統(tǒng)之間的區(qū)別在于流體如何從流量求和節(jié)點(diǎn)74流到用于六個(gè)液壓功能31-36的三個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)101、102和103。而在第一液壓系統(tǒng)20中，三個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)90-93通過(guò)固定供應(yīng)孔口 94和96串聯(lián)連接，而在第二液壓系統(tǒng)100中，三個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)101、102和103分別通過(guò)第一、第二和第三通路108、109和110并聯(lián)連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74。
[0062]具體來(lái)說(shuō)，第一優(yōu)先權(quán)部分111中的第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)101經(jīng)由第一通路108連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74，從而行駛液壓功能31和32基本不受限制地供給有流體。第二優(yōu)先權(quán)部分112的第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)102通過(guò)第二通路109中的固定第一供應(yīng)孔口 104連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74，該固定第一供應(yīng)孔口 104對(duì)來(lái)自流量求和節(jié)點(diǎn)流出的流體提供第一流量限制。第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)102還通過(guò)第一優(yōu)先權(quán)止回閥105在第一與第二優(yōu)先權(quán)部分111和112之間位置87處，即右行駛和懸臂液壓功能32與33之間的位置連接到旁通通路84。類似地，第三優(yōu)先權(quán)部分113的第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)103通過(guò)第三通路110中的固定第二供應(yīng)孔口 106連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74。第二供應(yīng)孔口 106對(duì)從流量求和節(jié)點(diǎn)流出的流體提供第二流量限制。第二優(yōu)先權(quán)止回閥107將第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)103連接到位于第二與第三優(yōu)先權(quán)部分112和113之間旁通通路84上的位置89，即臂與鏟斗液壓功能34與35之間的位置。這兩個(gè)優(yōu)先權(quán)止回閥105和107允許流體僅沿從旁通通路84流到相應(yīng)的供應(yīng)節(jié)點(diǎn)102和103的方向流動(dòng)。應(yīng)理解，可將更多或更少數(shù)量的液壓功能連接到三個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)101、102和103中的每個(gè)上。此外，液壓功能可分成多于三個(gè)優(yōu)先權(quán)部分。
[0063]當(dāng)來(lái)自第一通道位置87的流量可用時(shí)，可從旁通通路84經(jīng)由第一優(yōu)先權(quán)止回閥105將流體供應(yīng)到第二優(yōu)先權(quán)部分112內(nèi)的懸臂和臂液壓功能33-34。另外，如果行駛液壓功能31或32中的任一個(gè)啟用，且其旁通孔口 80a或80b至少部分關(guān)閉，則流體主要通過(guò)第一供應(yīng)孔口 104供應(yīng)到懸臂和臂液壓功能33-34。類似地，當(dāng)來(lái)自第二通道位置89的流量可用時(shí)，可從旁通通路84經(jīng)由第二優(yōu)先權(quán)止回閥107將流體供應(yīng)到第三優(yōu)先權(quán)部分113內(nèi)的鏟斗和擺轉(zhuǎn)壓功能35-36。另外，如果行駛液壓功能31和32、懸臂液壓功能33或臂液壓功能34中的任一個(gè)啟用，這會(huì)導(dǎo)致旁通孔口 80a-80d限制通過(guò)旁通通路84的流量，則流體主要通過(guò)第二供應(yīng)孔口 106供應(yīng)到鏟斗和擺轉(zhuǎn)液壓功能35和36。
[0064]第一和第二供應(yīng)孔口 104和106尺寸具體設(shè)置成提供所需量的流量限制，使三個(gè)優(yōu)先權(quán)部分111-113有使用泵輸出流量的不同優(yōu)先權(quán)級(jí)別。例如，連接到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)101的兩個(gè)行駛液壓功能31和32具有最高流量使用優(yōu)先權(quán)，因?yàn)橄嚓P(guān)的供應(yīng)節(jié)點(diǎn)101以不受限的方式直接連接到流量求和節(jié)點(diǎn)74。如果第二優(yōu)先權(quán)部分112具有次高流量使用優(yōu)先權(quán)，則與第一供應(yīng)孔口 104的流量面積和限制相比，第二供應(yīng)孔口 106具有更小的流量面積，即更大的限制，使得相比第三優(yōu)先權(quán)部分113，流體流量會(huì)優(yōu)先供應(yīng)第二優(yōu)先權(quán)部分112。因此，當(dāng)行駛功能31或32啟用時(shí)，固定第一和第二供應(yīng)孔口 104和106的相對(duì)尺寸決定連接到第一和第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)102和103的不同液壓功能之間的優(yōu)先權(quán)關(guān)系。
[0065]參照?qǐng)D5，流量求和泵排量控制技術(shù)可應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中，其中每個(gè)分開(kāi)的功能被分配以消耗泵所產(chǎn)生的流體流量的自身的優(yōu)先權(quán)級(jí)別。在第三液壓系統(tǒng)200中示出具有三個(gè)液壓功能201、202和203。第一液壓功能201包括連接到第一控制閥單元204內(nèi)第一控制閥207的第一液壓致動(dòng)器211。第二液壓功能202包括帶有第二控制閥208的第二閥單元205，其控制流入和流出第二液壓致動(dòng)器212的流體流量。最后，第三液壓功能203具有第三液壓致動(dòng)器213，其從第三閥單元206內(nèi)的第三控制閥209接收流體。
[0066]第三液壓系統(tǒng)200具有可變排量泵214，該可變排量泵214從箱體216抽取流體并在壓力下將該流體供給到供應(yīng)管道218。供應(yīng)管道通過(guò)主固定孔口 222連接到流量求和節(jié)點(diǎn)220。流量求和節(jié)點(diǎn)220處的壓力通過(guò)固定控制孔口傳送到負(fù)載感測(cè)管道252內(nèi)，該負(fù)載感測(cè)管道252連接到可變排量泵214的控制端口 254。該壓力的大小以與第一液壓系統(tǒng)20相同的前述方式來(lái)改變泵214的輸出。
[0067]三個(gè)控制閥207、208和209是正開(kāi)口式三位閥，且可以是例如滑閥式閥。雖然控制閥207-209顯示為先導(dǎo)操作，但其中一個(gè)或多個(gè)可由螺線管、機(jī)械連接件或其它類型操作件操作。
[0068]將對(duì)第一控制閥207進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)理解為該描述也適用于其它兩個(gè)控制閥208和209。第一控制閥207具有可變流體源孔口 224，在該閥為打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，其提供從供應(yīng)管道218到流量求和節(jié)點(diǎn)220的第一流體路徑?？勺兞黧w源孔口 224根據(jù)控制閥打開(kāi)量按比例打開(kāi)，以向第一液壓致動(dòng)器211提供加壓流體，并在閥從所示中立中心位置移開(kāi)時(shí)，發(fā)生動(dòng)作。因此，第一路徑傳送到流量求和節(jié)點(diǎn)220的流體量與相應(yīng)控制閥的打開(kāi)量成比例。第一控制閥207還具有計(jì)量孔口 226，該計(jì)量孔口 226在計(jì)量孔口入口 210和聯(lián)接到第一液壓致動(dòng)器211上的兩個(gè)作業(yè)端口之一之間提供可變第二路徑。哪個(gè)作業(yè)端口與第二路徑連接由第一控制閥207從中心位置移開(kāi)的方向決定。
[0069]可變旁通孔口 232a設(shè)置在中心位置，且在閥從中心位置移開(kāi)時(shí)關(guān)閉。第二和第三控制閥208和209分別具有相似的旁通孔口 232b和232c。旁通孔口 232a、232b和232c串聯(lián)連接以在流量求和節(jié)點(diǎn)220與通向箱體216的返回管道219之間形成旁通通路235。具體來(lái)說(shuō)，第一控制閥207的旁通孔口 232a直接連接到流量求和節(jié)點(diǎn)220，由第三控制閥209的旁通孔口 232c提供的串聯(lián)連接的相反端連接到返回管道219。當(dāng)所有控制閥207-209都在中心位置時(shí)時(shí)，旁通通路235為從流量求和節(jié)點(diǎn)220到返回管道219流動(dòng)的流體提供相對(duì)不受限的路徑。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)旁通孔口 232隨其相應(yīng)控制閥從中心位置移出而按比例減小尺寸時(shí)該路徑受到更大限制。
[0070]這三個(gè)控制閥的207、208、209的區(qū)別在于流體供應(yīng)到其計(jì)量孔口入口 210的方式。對(duì)于第一控制閥207，計(jì)量孔口入口 210連接到第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)228，該第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)228通過(guò)第一止回閥230直接聯(lián)接到流量求和節(jié)點(diǎn)220。第一止回閥230允許流體僅沿從流量求和節(jié)點(diǎn)向供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)。[0071]第二控制閥208的計(jì)量孔口入口 210具有相似的第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)234，該第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)234通過(guò)串聯(lián)連接的第二止回閥236和固定第一供應(yīng)孔口 240聯(lián)接到流量求和節(jié)點(diǎn)220。第一供應(yīng)孔口 240限制通過(guò)該連接的流量。第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)234也在第二控制閥208處通過(guò)第三止回閥238聯(lián)接到旁通通路235，從而允許旁通通路中的流體流入第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
[0072]位于第三控制閥209的計(jì)量孔口入口 210處的第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)242通過(guò)串聯(lián)連接的第四止回閥244和固定第二供應(yīng)孔口 248聯(lián)接到流量求和節(jié)點(diǎn)220。第二供應(yīng)孔口 248限制通過(guò)該連接的流量。第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)242也通過(guò)第四止回閥244聯(lián)接到旁通通道235在第三控制閥209處的部分。
[0073]第三液壓系統(tǒng)200與第二液壓系統(tǒng)100以類似方式操作。但，在第三液壓系統(tǒng)200中，每個(gè)液壓功能201-203在第一液壓功能201具有最高優(yōu)先權(quán)的情況下直接或經(jīng)由分開(kāi)的固定供應(yīng)孔口 240或248分別連接到流量求和節(jié)點(diǎn)220。第一和第二供應(yīng)孔口 240和248的尺寸不同，其中當(dāng)?shù)谝灰簤汗δ?01啟用且其控制閥207從中心部分位移時(shí)，具有較小供應(yīng)孔口的相關(guān)液壓功能具有低于其它液壓功能的流量消耗優(yōu)先權(quán)。應(yīng)理解為可提供附加液壓功能，每個(gè)液壓功能都具有分開(kāi)的固定供應(yīng)孔口用于將相關(guān)控制閥的計(jì)量孔口入口連接到流量求和節(jié)點(diǎn)220，從而提供消耗來(lái)自泵214輸出流量的附加優(yōu)先權(quán)級(jí)別。
[0074]對(duì)于第三液壓系統(tǒng)200，第一液壓功能201接收來(lái)自流量求和節(jié)點(diǎn)220的流體以通過(guò)載荷保持止回閥230和第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)228來(lái)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器211。無(wú)論是否有任何其它液壓功能202或203也在啟用，第一液壓功能201都接收流體。如果第二或第三液壓功能202或203是僅啟用的一個(gè)液壓功能，則流體將經(jīng)由相關(guān)止回閥238或234從旁通通路235到達(dá)其功能的供應(yīng)節(jié)點(diǎn)234或242。
[0075]但如果，第二或第三液壓功能202或203在第一液壓功能201啟用的同時(shí)啟用，則此時(shí)第一控制閥207中至少部分關(guān)閉的旁通孔口 232a限制進(jìn)入旁通通路235的流量。于是，第二或第三液壓功能202或203分別主要通過(guò)固定供應(yīng)孔口 240或248在其相應(yīng)的第二或第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)234或242處接收流體。該供應(yīng)孔口限制流體從流量求和節(jié)點(diǎn)220至相關(guān)功能的流量，給予第一液壓功能201以使用泵輸出流量的較高優(yōu)先權(quán)。
[0076]在另一種情況下，假設(shè)第一液壓功能201未啟用，則當(dāng)?shù)诙偷谌簤汗δ?02和203同時(shí)運(yùn)行時(shí)，第二液壓功能202在其供應(yīng)節(jié)點(diǎn)234處從旁通通路235接收流體。第二控制閥208內(nèi)按比例減小的旁通孔口 232b限制大量流體通過(guò)旁通通路235傳輸?shù)降谌簤汗δ?03。于是，第三液壓功能203中的第三控制閥209主要通過(guò)固定第三供應(yīng)孔口 248在其供應(yīng)節(jié)點(diǎn)242處接收流體。因此，在這種情況下，第二液壓功能202通過(guò)旁通通路235得到相對(duì)不受限制的流量，而第三液壓功能203接收受限的流體流量，且因此具有使用泵214所提供流體的較低的優(yōu)先權(quán)。
[0077]前面的描述主要涉及本發(fā)明的較佳實(shí)施例。盡管關(guān)注的是各種替代方式，但是應(yīng)該預(yù)料到，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到現(xiàn)在從這些實(shí)施例的說(shuō)明中而變得顯而易見(jiàn)的其他替代方式。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由下面的權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定，而不應(yīng)由上面的說(shuō)明書(shū)來(lái)限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于液壓系統(tǒng)的控制閥組件，其中可變排量泵將從箱體抽吸的流體送到供應(yīng)管道內(nèi)，且其中所述液壓系統(tǒng)具有多個(gè)液壓致動(dòng)器，所述控制閥組件包括: 流量求和節(jié)點(diǎn)； 第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)第一通路連接到所述流量求和節(jié)點(diǎn)； 第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)； 第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件限定所述流量求和節(jié)點(diǎn)與所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的第二通路并比通過(guò)所述第一通路的流體流量限制更大程度地限制流體流量； 第一控制閥和第二控制閥，每個(gè)控制閥具有可變第一路徑、可變第二路徑、以及可變第三路徑； 其中所述第一和第二控制閥的所述可變第一路徑并聯(lián)連接以形成可變流動(dòng)部分，流體通過(guò)所述可變流動(dòng)部分在所述可變排量泵與所述流量求和節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)，流體選擇性地流過(guò)所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)與第一液壓致動(dòng)器之間所述第一控制閥的所述可變第二路徑，流體選擇性地流過(guò)所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)與第二液壓致動(dòng)器之間所述第二控制閥的所述可變第二路徑，且所述第一和第二控制閥的所述可變第三路徑串聯(lián)連接以形成旁通通路，流體通過(guò)所述旁通通路在所述流量求和節(jié)點(diǎn)與所述箱體之間流動(dòng)；以及 第一優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)所述第一優(yōu)先權(quán)止回閥僅沿從所述旁通通路上第一與第二控制閥之間的點(diǎn)到所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述第一通路將所述流量求和節(jié)點(diǎn)直接連接到所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述第一構(gòu)件是第一供應(yīng)孔口。
4.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，還包括:固定入口孔口，所述固定入口孔口提供所述可變排量泵的出口與所述流量求和節(jié)點(diǎn)之間的流體路徑。
5.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，還包括:負(fù)載感測(cè)管道，所述流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力通過(guò)所述負(fù)載感測(cè)管道連通到所述可變排量泵的控制端口。
6.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，在所述第一和第二控制閥中的每個(gè)中，所述可變第一路徑隨著所述可變第二路徑的擴(kuò)大而擴(kuò)大，且所述可變第一路徑隨著所述可變第二路徑的收縮而收縮。
7.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，在所述第一和第二控制閥中的每個(gè)中，所述可變第三路徑隨著所述可變第二路徑的擴(kuò)大而收縮，且所述可變第三路徑隨著所述可變第二路徑的收縮而擴(kuò)大。
8.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，在所述第一和第二控制閥中的每個(gè)中，所述可變第一路徑隨著所述可變第二路徑的擴(kuò)大和收縮而分別擴(kuò)大和收縮，且所述可變第三路徑隨著所述可變第二路徑的擴(kuò)大和收縮而分別收縮和擴(kuò)大。
9.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，在所述第一和第二控制閥中的每個(gè)中，所述可變第一路徑包括可變流體源孔口 ；所述可變第一路徑包括可變計(jì)量孔口 ；且所述可變第三路徑包括可變旁通孔口。
10.如權(quán)利要求9所述的控制閥組件，其特征在于，所述第一和第二控制閥中的每個(gè)還包括第一作業(yè)端口，所述多個(gè)液壓致動(dòng)器中的一個(gè)連接到所述第一作業(yè)端口；且其中每個(gè)控制閥具有:a)第一位置，在所述第一位置所述第一作業(yè)端口關(guān)閉，所述可變流體源孔口具有第一尺寸，且所述可變旁通孔口具有第二尺寸，以及 b)第二位置，所述第一作業(yè)端口通過(guò)所述第二路徑聯(lián)接到所述相應(yīng)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述可變流體源孔口具有大于所述第一尺寸的第三尺寸，且所述可變旁通孔口具有小于所述第二尺寸的第四尺寸。
11.如權(quán)利要求10所述的控制閥組件，其特征在于，所述第一和第二控制閥中的每個(gè)還包括第二作業(yè)端口，所述多個(gè)液壓致動(dòng)器中的一個(gè)連接到所述第二作業(yè)端口 ；且每個(gè)控制閥具有:b)第三位置，在所述第三位置所述第二作業(yè)端口通過(guò)所述計(jì)量孔口聯(lián)接到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，所述可變流體源孔口具有大于所述第一尺寸的第五尺寸，且所述可變旁通孔口具有小于所述第二尺寸的第六尺寸。
12.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，第一供應(yīng)孔口連接成提供流體在所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)與所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)的路徑。
13.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，第一供應(yīng)孔口直接連接到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，并提供流體在所述流量求和節(jié)點(diǎn)與所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)的路徑。
14.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，還包括:第三控制閥，所述第三控制閥連接到第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，其中所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)第二優(yōu)先權(quán)止回閥從所述旁通通路接收流體并通過(guò)第二供應(yīng)孔口從所述流量求和節(jié)點(diǎn)接收流體。
15.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，所述多個(gè)液壓功能中的每個(gè)還包括優(yōu)先權(quán)止回閥，所述優(yōu) 先權(quán)止回閥防止流體沿通過(guò)所述第二路徑進(jìn)入所述相應(yīng)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于，還包括: 第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)； 第三控制閥，所述第三控制閥包括可變第一路徑、可變第二路徑、以及可變第三路徑，流體通過(guò)所述可變第一路徑從所述供應(yīng)管道流到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，流體通過(guò)所述可變第二路徑從所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到第三液壓致動(dòng)器，所述第三可變路徑在所述旁通通路內(nèi)與所述第一和第二控制閥中每個(gè)的所述可變第三路徑串聯(lián)連接； 第二優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)所述第二優(yōu)先權(quán)止回閥僅沿從所述旁通通路上第二與第三控制閥之間的點(diǎn)到所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)；以及 第二供應(yīng)孔口，流體通過(guò)所述第二供應(yīng)孔口從所述流量求和節(jié)點(diǎn)流到所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
17.一種用于液壓系統(tǒng)的控制閥組件，其中可變流量泵將從箱體抽吸的流體送到供應(yīng)管道，多個(gè)液壓功能連接到所述供應(yīng)管道和連接到箱體的返回管道，且每個(gè)液壓功能具有液壓致動(dòng)器和控制閥，所述控制閥控制從所述供應(yīng)管道到所述液壓致動(dòng)器的流體流量，所述控制閥組件包括: 流量求和節(jié)點(diǎn)； 第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接到第一液壓功能并連接到所述流量求和節(jié)點(diǎn)； 第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接到第二液壓功能； 每個(gè)控制閥具有可變流體源孔口、可變計(jì)量孔口和可變旁通孔口，流體通過(guò)所述可變流體源孔口從所述供應(yīng)管道流到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，流體通過(guò)所述可變計(jì)量孔口從與相應(yīng)液壓功能關(guān)聯(lián)的所述第一或第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到所述多個(gè)液壓致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)，其中各所述控制閥的各所述可變旁通孔口在所述流量求和節(jié)點(diǎn)與所述返回管道之間串聯(lián)連接，由此形成旁通通路； 第一優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)所述第一優(yōu)先權(quán)止回閥僅沿從所述旁通通路上在第一與第二液壓功能之間的點(diǎn)到所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)；以及 第一供應(yīng)孔口，流體通過(guò)所述第一供應(yīng)孔口從所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的控制閥組件，其特征在于，還包括:負(fù)載感測(cè)管道，所述流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力通過(guò)所述負(fù)載感測(cè)管道連通到所述可變排量泵的控制端口。
19.如權(quán)利要求17所述的控制閥組件，其特征在于，在每個(gè)控制閥中，所述可變流體源孔口隨著所述可變計(jì)量孔口的擴(kuò)大和收縮而分別擴(kuò)大和收縮；以及 所述可變旁通孔口隨著所述可變計(jì)量孔口的擴(kuò)大和收縮而分別收縮和擴(kuò)大。
20.如權(quán)利要求17所述的控制閥組件，其特征在于，還包括: 第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)； 所述多個(gè)控制閥中的另一個(gè)控制閥，所述另一個(gè)控制閥包括可變流體源孔口、可變計(jì)量孔口和可變旁通孔口，流體通過(guò)所述可變流體源孔口從所述供應(yīng)管道流到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，流體通過(guò)所述可變計(jì)量孔口從所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到所述多個(gè)液壓致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)，其中所述可變旁通孔口在所述旁通通路內(nèi)與所述其它控制閥的所述可變旁通孔口串聯(lián)連接； 第二優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)所述第二優(yōu)先權(quán)止回閥僅沿從所述旁通通路上第二與第三液壓功能之間的點(diǎn)到所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)；以及 第二供應(yīng)孔口，流體通過(guò)所述第二供應(yīng)孔口從所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
21.一種用于液壓系統(tǒng)的控制閥組件，其中可變流量泵將從箱體抽吸的流體送到供應(yīng)管道，多個(gè)液壓功能連接到所述供應(yīng)管道和連接到箱體的返回管道，且每個(gè)液壓功能具有液壓致動(dòng)器和控制閥，所述控制閥控制從所述供應(yīng)管道到所述液壓致動(dòng)器的流體流量，所述控制閥組件包括: 流量求和節(jié)點(diǎn)； 第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述第一供應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接到第一液壓功能并連接到所述流量求和節(jié)點(diǎn)； 第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接到第二液壓功能； 每個(gè)控制閥具有可變流體源孔口、可變計(jì)量孔口和可變旁通孔口，流體通過(guò)所述可變流體源孔口從所述供應(yīng)管道流到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，流體通過(guò)所述可變計(jì)量孔口從與相應(yīng)液壓功能關(guān)聯(lián)的所述第一或第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到所述多個(gè)液壓致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)，其中各所述控制閥的各所述可變旁通孔口在所述流量求和節(jié)點(diǎn)與所述返回管道之間串聯(lián)連接，由此形成旁通通路； 第一優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)所述第一優(yōu)先權(quán)止回閥僅沿從所述旁通通路上所述第一與第二液壓功能之間的點(diǎn)到所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)；以及 第一供應(yīng)孔口，所述第一供應(yīng)孔口連接到第一供應(yīng)路徑，所述第一供應(yīng)路徑一端直接連接到所述流量求和節(jié)點(diǎn)且另一端直接連接到所述第二供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
22.如權(quán)利要求21所述的控制閥組件，其特征在于，還包括:負(fù)載感測(cè)管道，所述流量求和節(jié)點(diǎn)處的壓力通過(guò)所述負(fù)載感測(cè)管道連通到所述可變排量泵的控制端口。
23.如權(quán)利要求21所述的控制閥組件，其特征在于，在每個(gè)控制閥中，所述可變流體源孔口隨著所述可變計(jì)量孔口的擴(kuò)大和收縮而分別擴(kuò)大和收縮；且所述可變旁通孔口隨著所述可變計(jì)量孔口的擴(kuò)大和收縮而分別收縮和擴(kuò)大。
24.如權(quán)利要求21所述的控制閥組件，其特征在于，還包括: 第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)； 所述多個(gè)控制閥中的另一個(gè)控制閥，所述另一個(gè)控制閥包括可變流體源孔口、可變計(jì)量孔口和可變旁通孔口，流體通過(guò)所述可變流體源孔口從所述供應(yīng)管道流到所述流量求和節(jié)點(diǎn)，流體通過(guò)所述可變計(jì)量孔口從第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)流到所述多個(gè)液壓致動(dòng)器中的相應(yīng)一個(gè)，其中所述可變旁通孔口在所述旁通通路內(nèi)與所述其它控制閥的所述可變旁通孔口串聯(lián)連接； 第二優(yōu)先權(quán)止回閥，流體通過(guò)所述第二優(yōu)先權(quán)止回閥僅沿從所述旁通通路上第二與第三液壓功能之間的點(diǎn)到所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的方向流動(dòng)；以及 第二供應(yīng)孔口，所述第二供應(yīng)孔口連接到第二供應(yīng)路徑，所述第二供應(yīng)路徑一端直接連接到所述流 量求和節(jié)點(diǎn)且另一端直接連接到所述第三供應(yīng)節(jié)點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】F15B11/16GK104024656SQ201280063943
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】J·M·斯塔基, C·K·奎內(nèi)爾, G·J·皮泊, J·保爾維格, E·P·哈姆金斯 申請(qǐng)人:胡斯可國(guó)際股份有限公司