具有力調(diào)制的無計(jì)量液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種液壓系統(tǒng)(56)。該液壓系統(tǒng)可具有泵(66)和致動(dòng)器(26)，所述泵(66)被配置成從第一通道(68)和第二通道(70)中的一個(gè)引出低壓流體且將流體排出到所述第一通道和第二通道中的另一個(gè)中，所述致動(dòng)器(26)經(jīng)由第一通道和第二通道聯(lián)接到所述泵。該液壓系統(tǒng)也可具有至少一個(gè)第一控制閥(86)，所述至少一個(gè)第一控制閥(86)流體連接在第一通道和第二通道之間，以選擇性地從第一通道和第二通道中的一個(gè)引導(dǎo)流體繞過所述泵并流入第一通道和第二通道中的另一個(gè)中。該液壓系統(tǒng)還可具有至少一個(gè)第二控制閥(78)，所述至少一個(gè)第二控制閥(78)與至少一個(gè)第一控制閥平行地流體連接，以選擇性地從第一通道和第二通道中的一個(gè)引導(dǎo)流體繞過所述致動(dòng)器并流入第一通道和第二通道中的另一個(gè)中。
【專利說明】具有力調(diào)制的無計(jì)量液壓系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種液壓系統(tǒng)，且更具體地涉及一種具有力調(diào)制的無計(jì)量液壓系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的液壓系統(tǒng)包括將低壓流體從箱中引出，增壓流體且使增壓流體可用于多個(gè)不同致動(dòng)器的在移動(dòng)致動(dòng)器中使用的泵。在這個(gè)布置中，每個(gè)致動(dòng)器的速度和/或力可以通過選擇性地節(jié)流(即限制)增壓流體從所述泵流入和/或流出每個(gè)致動(dòng)器的流來單獨(dú)控制。例如，為了以較高的速度和/或用較大的力移動(dòng)特定的致動(dòng)器，從泵到致動(dòng)器中的流體流未被限制或僅少量被限制。相比之下，為了以較低的速度和/或用較小的力移動(dòng)同一致動(dòng)器或另一個(gè)致動(dòng)器，增加對(duì)流體流的限制。雖然適合于許多應(yīng)用，但是使用流體限制來控制致動(dòng)器速度或力可以導(dǎo)致降低液壓系統(tǒng)的整體效率的流損失。
[0003]另一種類型的液壓系統(tǒng)被稱為無計(jì)量液壓系統(tǒng)。無計(jì)量液壓系統(tǒng)通常包括以閉環(huán)方式連接到單個(gè)致動(dòng)器或一對(duì)串聯(lián)操作的致動(dòng)器的泵。在操作期間，泵從致動(dòng)器的一個(gè)腔室引出流體且將增壓流體排出到同一致動(dòng)器的相對(duì)腔室。為了以較高的速度移動(dòng)致動(dòng)器，泵以較快的速率排出流體。為了以較低的速度移動(dòng)致動(dòng)器，泵以較慢的速率排出流體。無計(jì)量液壓系統(tǒng)通常比常規(guī)的液壓系統(tǒng)更有效，因?yàn)橹聞?dòng)器的速度通過泵操作控制，與流體限制相反。也就是說，泵被控制以期望的速度僅排出與移動(dòng)致動(dòng)器所必要的流體一樣多的流體，并且需要很少或不需要所述流體流的節(jié)流。
[0004]在2008年10月16日公布的Griswold的美國專利公開2008/0250783 (’ 783公開)中公開一種示例性無計(jì)量液壓系統(tǒng)。在’783公開中，描述多致動(dòng)器閉環(huán)液壓系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)包括具有第一致動(dòng)器的第一回路和具有第二致動(dòng)器的第二回路，所述第一致動(dòng)器以閉環(huán)的方式連接到第一泵，所述第二致動(dòng)器以閉環(huán)的方式連接到第二泵。該液壓系統(tǒng)也包括第三泵，所述第三泵以開環(huán)的方式連接到第一回路和第二回路，以提供額外流至第一回路和第二回路。
[0005]上述’ 783公開的閉環(huán)液壓系統(tǒng)可能不是最佳的。特別地，該系統(tǒng)沒有公開一種調(diào)制致動(dòng)器的力的方式。
[0006]本發(fā)明的液壓系統(tǒng)旨在解決上述問題中的一個(gè)或多個(gè)和/或現(xiàn)有技術(shù)的其他問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]一方面，本發(fā)明涉及一種液壓系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)可包括泵和致動(dòng)器，所述泵被配置成從第一通道和第二通道中的一個(gè)引出低壓流體且將流體排出到所述第一通道和第二通道中的另一個(gè)中，所述致動(dòng)器經(jīng)由第一通道和第二通道聯(lián)接到泵。該液壓系統(tǒng)也可具有至少一個(gè)第一控制閥，所述至少一個(gè)第一控制閥流體連接在第一通道和第二通道之間且被配置成選擇性地從第一通道和第二通道中的一個(gè)引導(dǎo)流體繞過泵并流入第一通道和第二通道中的另一個(gè)中。該液壓系統(tǒng)還可具有至少一個(gè)第二控制閥，所述至少一個(gè)第二控制閥與至少一個(gè)第一控制閥并聯(lián)地流體連接且被配置成選擇性地從第一通道和第二通道中的一個(gè)引導(dǎo)流體繞過所述致動(dòng)器并流入第一通道和第二通道中的另一個(gè)中。
[0008]另一方面，本發(fā)明涉及一種操作液壓系統(tǒng)的方法。該方法可包括:從致動(dòng)器的第一腔室和第二腔室中的一個(gè)引出流體；用泵增壓流體；以及引導(dǎo)增壓流體到致動(dòng)器的第一腔室和第二腔室中的另一個(gè)中來移動(dòng)致動(dòng)器。該方法也可包括從致動(dòng)器選擇性地引導(dǎo)第一流體流，以繞過泵并從第一流體流回收能量。該方法還可包括從泵選擇性地引導(dǎo)第二流體流，以并行于第一流體流繞過致動(dòng)器來選擇性地減小致動(dòng)器的力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是示例性公開的機(jī)器的圖示說明；以及
[0010]圖2是可結(jié)合圖1的機(jī)器使用的示例性公開的液壓系統(tǒng)的圖示說明。

【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1示出具有多個(gè)協(xié)作完成任務(wù)的系統(tǒng)和部件的示例性機(jī)器10。機(jī)器10可包含固定或移動(dòng)機(jī)器，該固定或移動(dòng)機(jī)器執(zhí)行與諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)或本領(lǐng)域中公知的另一個(gè)行業(yè)相關(guān)聯(lián)的某種類型的操作。例如，機(jī)器10可以是運(yùn)土機(jī)器，如圖1中所示的挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)、反鏟挖土機(jī)、機(jī)動(dòng)平地機(jī)、自動(dòng)傾卸卡車或任何其他運(yùn)土機(jī)器。機(jī)器10可包括配置成移動(dòng)作業(yè)工具14的實(shí)施系統(tǒng)12、用于推進(jìn)機(jī)器10的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16、提供動(dòng)力給實(shí)施系統(tǒng)12和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16的動(dòng)力源18和為實(shí)施系統(tǒng)12、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16和/或動(dòng)力源18的手動(dòng)控制而設(shè)置的操作員站20。
[0012]實(shí)施系統(tǒng)12可包括由流體致動(dòng)器作用來移動(dòng)作業(yè)工具14的聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)。在所公開的示例性實(shí)施例中，實(shí)施系統(tǒng)12包括由一對(duì)鄰近的雙作用液壓缸26(圖1中僅示出一個(gè)液壓缸)相對(duì)于作業(yè)表面24繞水平軸線(未示出)垂直樞轉(zhuǎn)的吊桿22。實(shí)施系統(tǒng)12也包括桿28，所述桿28由單個(gè)雙作用液壓缸32和單個(gè)雙作用液壓缸34繞水平軸30垂直樞轉(zhuǎn)，所述單個(gè)雙作用液壓缸34操作地連接在桿28和作業(yè)工具14之間，以繞水平樞轉(zhuǎn)軸36垂直地樞轉(zhuǎn)作業(yè)工具14。在所公開的實(shí)施例中，液壓缸34經(jīng)由動(dòng)力鏈路37連接到作業(yè)工具14，盡管其他連接也可以是可能的。吊桿22可以樞轉(zhuǎn)地連接到機(jī)器10的主體38，并且主體38可以樞轉(zhuǎn)地連接到底架39并能夠由液壓擺動(dòng)馬達(dá)43繞垂直軸線41移動(dòng)。桿28可以經(jīng)由軸30和36將吊桿22樞轉(zhuǎn)地連接到作業(yè)工具14。可以想到的是，如果需要的話，實(shí)施系統(tǒng)12可以被不同地布置。
[0013]許多不同的作業(yè)工具14可附接到單個(gè)機(jī)器10且可由操作員控制。作業(yè)工具14可包括用于執(zhí)行特定任務(wù)的任何裝置諸如，例如桶(圖1中示出)、叉形裝置、刮板、鏟、耙路機(jī)、傾倒床、掃帚、除雪機(jī)、推進(jìn)裝置、切割裝置、抓握裝置或本領(lǐng)域中公知的任何其他任務(wù)執(zhí)行裝置。雖然在圖1的實(shí)施例中連接為相對(duì)于機(jī)器10的主體38在垂直方向上樞轉(zhuǎn)且在水平方向上擺動(dòng)，但是作業(yè)工具14可以替代地或附加地以本領(lǐng)域中公知的任何其他方式旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)、打開和關(guān)閉或移動(dòng)。
[0014]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16可包括一個(gè)或多個(gè)被提供動(dòng)力來推進(jìn)機(jī)器10的牽引裝置。在所公開的示例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16包括位于機(jī)器10的一側(cè)處的左履帶40L和位于機(jī)器10的相對(duì)側(cè)處的右履帶40R。左履帶40L可由左行進(jìn)馬達(dá)42L驅(qū)動(dòng)，而右履帶40R可由右行進(jìn)馬達(dá)42R驅(qū)動(dòng)?？梢韵氲降氖牵?qū)動(dòng)系統(tǒng)16可以替代地包括除履帶以外的牽引裝置，如車輪、傳送帶或其他公知的牽引裝置。機(jī)器10可通過在左行進(jìn)馬達(dá)42L和右行進(jìn)馬達(dá)42R之間產(chǎn)生速度和/或旋轉(zhuǎn)方向差來操縱，而直行進(jìn)可通過從左行進(jìn)馬達(dá)42L和右行進(jìn)馬達(dá)42R產(chǎn)生大體相等的輸出速度和旋轉(zhuǎn)方向來促進(jìn)。
[0015]動(dòng)力源18可包含發(fā)動(dòng)機(jī)諸如，例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、以氣體燃料為動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)或本領(lǐng)域中公知的任何其他類型的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢韵氲降氖?，在一些應(yīng)用中，動(dòng)力源18可以替代地包含非燃燒動(dòng)力源，如燃料電池、動(dòng)力存儲(chǔ)裝置或本領(lǐng)域中公知的另一個(gè)源。動(dòng)力源18可產(chǎn)生機(jī)械或電力輸出，然后所述機(jī)械或電力輸出可轉(zhuǎn)化成液壓動(dòng)力，用于移動(dòng)液壓缸26、32、34、左右行進(jìn)馬達(dá)42L、42R和擺動(dòng)馬達(dá)43。
[0016]操作員站20可包括從指示所期望的機(jī)器操縱的機(jī)器操作員接收輸入的裝置。具體地，操作員站20可包括靠近操作員座位(未示出)安置的一個(gè)或多個(gè)操作員接口裝置46，例如操縱桿、方向盤和/或踏板。操作員接口裝置46可通過產(chǎn)生指示所期望的機(jī)器操縱的位移信號(hào)來啟動(dòng)機(jī)器10的移動(dòng)，例如行進(jìn)和/或工具移動(dòng)。隨著操作員移動(dòng)接口裝置46，操作員可用所期望的速度和/或用所期望的力影響在所期望的方向上的相應(yīng)的機(jī)器移動(dòng)。
[0017]圖2的示意圖中示出兩個(gè)示例性線性致動(dòng)器(液壓缸26和34)和一個(gè)示例性旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器(擺動(dòng)馬達(dá)43)。應(yīng)該注意的是，雖然示出具體的線性致動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，但是所示的致動(dòng)器可表示機(jī)器10的線性致動(dòng)器(例如，液壓缸26、32、34)或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器(左行進(jìn)馬達(dá)42L、右行進(jìn)馬達(dá)42R或擺動(dòng)馬達(dá)43)中的任何一個(gè)或多個(gè)。
[0018]如圖2中示意性地所示，液壓缸26和34可包括本領(lǐng)域中公知的任何類型的線性致動(dòng)器。每個(gè)液壓缸26和34可包括管48和活塞組件50，所述活塞組件50布置在管48內(nèi)，以形成第一腔室52和相對(duì)的第二腔室54。在一個(gè)示例中，活塞組件50的桿部分50A可延伸穿過第二腔室54的端部。因此，第二腔室54可被視為液壓缸26和34的桿端腔室，而第一腔室52可被視為頭端腔室。
[0019]第一腔室52和第二腔室54每個(gè)都可選擇性地設(shè)置有增壓流體并排出增壓流體以引起活塞組件50在管48內(nèi)移動(dòng)，從而改變液壓缸26和34的有效長度并移動(dòng)作業(yè)工具14(參照?qǐng)D1)。流體流入和流出第一腔室52和第二腔室54的流率可與液壓缸26和34的平移速度相關(guān)，而第一腔室52和第二腔室54之間的壓差可與由液壓缸26、34在實(shí)施系統(tǒng)12的相關(guān)聯(lián)的聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)上施加的力相關(guān)。應(yīng)該注意的是，雖然圖2中未示出液壓缸32，但是其結(jié)構(gòu)和操作可與相對(duì)于液壓缸26、34在上面描述的類似。
[0020]擺動(dòng)馬達(dá)43，像液壓缸26和34，可由流體壓差驅(qū)動(dòng)。具體地，擺動(dòng)馬達(dá)43可包括位于泵送機(jī)構(gòu)如葉輪、柱塞或一系列活塞(未不出)的任一側(cè)的第一腔室和第二腔室(未示出)。當(dāng)?shù)谝磺皇姨畛溆性鰤毫黧w且第二腔室排出流體時(shí)，泵送機(jī)構(gòu)可被推動(dòng)在第一方向上移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。相反地，當(dāng)?shù)谝磺皇遗懦隽黧w且第二腔室填充有增壓流體時(shí)，泵送機(jī)構(gòu)可被推動(dòng)在相反方向上移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。流體流入和流出第一腔室和第二腔室的流率可確定擺動(dòng)馬達(dá)43的輸出速度，而跨越泵送機(jī)構(gòu)的壓差可確定輸出轉(zhuǎn)矩?？梢韵氲降氖?，如果需要，擺動(dòng)馬達(dá)43的排量可以是變化的，使得對(duì)于供給流體的給定流率和/或壓力，可以調(diào)節(jié)擺動(dòng)馬達(dá)43的速度和/或轉(zhuǎn)矩輸出。應(yīng)該注意的是，雖然圖2中未示出行進(jìn)馬達(dá)42L、42R，但是其結(jié)構(gòu)和操作可與相對(duì)于擺動(dòng)馬達(dá)43在上面描述的類似。
[0021]如圖2中所示，機(jī)器10可包括具有多個(gè)流體部件的液壓系統(tǒng)56，所述多個(gè)流體部件協(xié)作移動(dòng)作業(yè)工具14和機(jī)器10。特別是，液壓系統(tǒng)56可包括尤其第一液壓回路58、第二液壓回路60和供給回路62。第一液壓回路58可以是與液壓缸34和擺動(dòng)馬達(dá)43相關(guān)聯(lián)的鏟斗回路，而第二液壓回路60可以是與液壓缸26相關(guān)聯(lián)的吊桿回路。供給回路62可以選擇性地與第一液壓回路58和第二液壓回路60中的每個(gè)流體連接，以從所述回路接收多余流體，或者如果必要向所述回路提供補(bǔ)給流體?？梢韵氲降氖牵绻枰?，液壓系統(tǒng)56內(nèi)可包括回路的附加和/或不同配置諸如，例如與液壓缸32、左行進(jìn)馬達(dá)42L和右行進(jìn)馬達(dá)42R相關(guān)聯(lián)的桿回路(未示出)或與每個(gè)單獨(dú)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的(例如，與每個(gè)液壓缸32、34、26、左行進(jìn)馬達(dá)42L、右行進(jìn)馬達(dá)42R和/或擺動(dòng)馬達(dá)43相關(guān)聯(lián)的)獨(dú)立回路。另外，在示例性實(shí)施例中，液壓系統(tǒng)56的回路中的一個(gè)或多個(gè)可以是無計(jì)量回路。
[0022]在所公開的實(shí)施例中，第一液壓回路58和第二液壓回路60中的每個(gè)包括多個(gè)促進(jìn)相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器的同時(shí)和獨(dú)立的使用與控制的相互連接和協(xié)作的流體部件。例如，第一液壓回路58和第二液壓回路60中的每個(gè)可包括泵66，所述泵66經(jīng)由由第一泵通道68和第二泵通道70形成的閉環(huán)并行地流體連接到其相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)和/或線性致動(dòng)器。具體地，第一液壓回路58中的泵66可經(jīng)由第一泵通道68和第二泵通道70直接連接到擺動(dòng)馬達(dá)43，且經(jīng)由第一泵通道68和第二泵通道70、桿端通道72和頭端通道74并行地連接到液壓缸34。同樣地，第二液壓回路60中的泵66可經(jīng)由第一泵通道68和第二泵通道70、桿端通道72和頭端通道74連接到液壓缸26。
[0023]為了引起擺動(dòng)馬達(dá)43在第一方向上旋轉(zhuǎn)，第一泵通道68可填充有由泵66增壓的流體，而第二泵通道70可填充有流出擺動(dòng)馬達(dá)43的流體。為了反轉(zhuǎn)擺動(dòng)馬達(dá)43的方向，第二泵通道70可填充有由泵66增壓的流體，而第一泵通道68可填充有流出擺動(dòng)馬達(dá)43的流體。在特定線性致動(dòng)器(例如，液壓缸26和/或34)的延伸操作期間，頭端通道74可填充有由泵66增壓的流體，而桿端通道72可填充有從線性致動(dòng)器返回的流體。相比之下，在縮回操作期間，桿端通道72可填充有由泵66增壓的流體，而頭端通道74可填充有從線性致動(dòng)器返回的流體。
[0024]每個(gè)泵66可以是可變排量、過中心型泵。也就是說，泵66可被控制從其相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器引出流體，且通過一范圍的流率在指定的升高壓力下排出流體在兩個(gè)不同方向上回到致動(dòng)器。為了此目的，泵66可包括排量控制器，如旋轉(zhuǎn)斜盤和/或其他類似的沖程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。排量控制器的各種部件的位置可基于尤其致動(dòng)器中的一個(gè)或多個(gè)的需求、所期望的速度、所期望的轉(zhuǎn)矩和/或負(fù)載以電動(dòng)液壓和/或水力機(jī)械方式調(diào)節(jié)，從而改變泵66的排量(例如，排出速率)。在示例性實(shí)施例中，排量控制器可響應(yīng)左行進(jìn)馬達(dá)42L、右行進(jìn)馬達(dá)42R、擺動(dòng)馬達(dá)43和液壓缸26、32、34中的一個(gè)或多個(gè)的組合需求來改變泵66的排量。泵66的排量可從其中大體上無流體從泵66排出的零排量位置到在其中流體以最大速率從泵66排出到第一泵通道68中的第一方向上的最大排量位置進(jìn)行變化。同樣地，泵66的排量可從零排量位置到在其中流體以最大速率從泵66排出到第二泵通道70中的第二方向上的最大排量位置進(jìn)行變化。泵66可以由例如副軸、傳送帶或者以另一種合適的方式可驅(qū)動(dòng)地連接到機(jī)器10的動(dòng)力源18。作為另外的選擇，泵66可經(jīng)由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器、齒輪箱、電路或者以本領(lǐng)域中公知的任何其他方式間接地連接到動(dòng)力源18?？梢韵氲降氖?，不同回路的泵66可按照需要(例如，經(jīng)由同一軸)串聯(lián)地或(經(jīng)由齒輪系)并聯(lián)地連接到動(dòng)力源18。也可以想到的是，如果需要，泵66中的任何一個(gè)或多個(gè)可以替代地為非過中心的(S卩，單向的)。
[0025]泵66也可作為馬達(dá)被選擇性地操作。更具體地，當(dāng)相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器正在過速條件下操作時(shí)，從致動(dòng)器排出的流體可具有比泵66的輸出壓力更高的升高壓力。在這種情況下，通過泵66引導(dǎo)回來的致動(dòng)器流體的升高壓力可用來驅(qū)動(dòng)泵66，以在動(dòng)力源18的幫助下或在無動(dòng)力源18的幫助下旋轉(zhuǎn)。在一些情況下，泵66可能甚至能夠?qū)⒛芰總鬟f給動(dòng)力源18，從而提高動(dòng)力源18的效率和/或容量。
[0026]在一些操作期間，引起線性致動(dòng)器和/或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器移動(dòng)而不引起同一回路內(nèi)的其他致動(dòng)器移動(dòng)，可能是可取的。選擇性地切換穿過線性致動(dòng)器和/或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的流體流動(dòng)方向而不切換穿過同一回路內(nèi)的其他致動(dòng)器的流體流動(dòng)方向且不切換泵的旋轉(zhuǎn)方向，也可能是可取的。為了這些目的，第一回路58和第二回路60每個(gè)都可設(shè)置有切換閥76，所述切換閥76能夠大體將相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)或線性致動(dòng)器從其相應(yīng)的泵66和/或其他液壓回路部件分離。切換閥76也可被配置成選擇性地切換穿過相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)或線性致動(dòng)器的流體流動(dòng)方向。在示例性實(shí)施例中，切換閥76可被配置成獨(dú)立地切換特定回路內(nèi)每個(gè)致動(dòng)器的流動(dòng)方向。
[0027]切換閥76可以是任何類型的非可變、開/關(guān)類型的閥。此類閥可以是例如在一個(gè)或多個(gè)通流位置之間通過螺線管致動(dòng)且朝向一個(gè)阻流位置通過彈簧偏置的兩位置或三位置、四通滑閥。此類通流位置可包括例如，直流位置和橫流位置，其中橫流位置可在與直流位置相反或顛倒的方向上引導(dǎo)流體。當(dāng)切換閥76處于通流位置中的一個(gè)位置時(shí)，流體可大體不受限制地通過第一泵通道68和第二泵通道70流入和流出旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器或線性致動(dòng)器。當(dāng)切換閥76處于阻流位置時(shí)，第一泵通道68和第二泵通道70內(nèi)流體流不能流入、流出或穿過旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器或線性致動(dòng)器，以顯著影響旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器或線性致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。
[0028]可以想到的是，切換閥76也可用作負(fù)載保持閥，液壓地鎖定旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和/或線性致動(dòng)器的移動(dòng)。當(dāng)例如相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器具有非零位移且切換閥76處于其阻流位置時(shí)，此類液壓鎖定可能發(fā)生。類似的功能也可由與圖2中所示的各種線性致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的專用關(guān)閉閥120和負(fù)載保持閥114提供。應(yīng)當(dāng)理解的是，由于此類閥的構(gòu)造，專用提升閥式負(fù)載保持閥114等可具有比例如滑閥式切換閥76更好的泄漏和漂移特性。
[0029]可以想到的是，如果需要，切換閥76中的一個(gè)或多個(gè)可以替代地為可變位置閥。例如，在其中阻止所述旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器中的一個(gè)或多個(gè)達(dá)到零位移的實(shí)施例中，相關(guān)聯(lián)的切換閥76可以是可變位置閥。此類可變位置切換閥76可以是例如四通滑閥和/或被配置具有通流、阻流、限流、流切換和/或本文所述的其他功能的任何其他類似閥或一組閥。在進(jìn)一步的示例性實(shí)施例中，切換閥76中的一個(gè)或多個(gè)可包括四個(gè)獨(dú)立的二位二通提升閥。
[0030]可變位置切換閥76可被配置成可控制地變化穿過其中的流體量，并且示例性可變切換閥76A在圖2中示出與第一液壓回路58相關(guān)聯(lián)?？勺兾恢们袚Q閥76A可允許任何所期望流率的流體通過。此類所期望的流率可在完全打開的通流位置處的大體不受限制的流和在完全關(guān)閉的阻流位置處的完全限制的流(即，無流)之間變化。在此類示例性實(shí)施例中，切換閥76可被配置成除促進(jìn)相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器的分離和/或選擇性流動(dòng)方向切換以外，可控制地變化、增加、減少和/或以其他方式改變相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器的線性或旋轉(zhuǎn)速度。此類切換閥76可被配置成通過限制流穿過相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器來獨(dú)立地改變相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器的相應(yīng)速度。
[0031]例如，可能有時(shí)候泵66之一同時(shí)提供流體至一個(gè)以上的致動(dòng)器。在此類應(yīng)用中，改變所述致動(dòng)器之一的速度而不改變從泵66接收流體的剩余致動(dòng)器的速度可能是可取的，并且可變位置切換閥76可被配置成通過可變地限制流體流穿過致動(dòng)器來獨(dú)立地改變其相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器的速度。在第一液壓回路58的泵66正在同時(shí)提供流體至這些致動(dòng)器中的每個(gè)致動(dòng)器時(shí)，當(dāng)例如獨(dú)立地改變擺動(dòng)馬達(dá)43和/或液壓缸34的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，此類流和/或速度控制可能是有用的。應(yīng)當(dāng)理解的是，穿過第一液壓回路58和第二液壓回路60中的每個(gè)的流體流可由相關(guān)聯(lián)泵66控制，并且隨著此流穿過相應(yīng)的切換閥76，改變切換閥76在此流上施加的流導(dǎo)可具有改變穿過切換閥76的壓差的影響。因此，對(duì)于給定的穿過切換閥76到相應(yīng)的致動(dòng)器的流，如果壓力使施加到致動(dòng)器的負(fù)載平衡，則此類流導(dǎo)變化可指示致動(dòng)器的速度。雖然相對(duì)于第一液壓回路58的示例性致動(dòng)器在上面進(jìn)行了描述，但是當(dāng)與液壓系統(tǒng)56的任何回路的致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)時(shí)可變位置切換閥76可具有類似的功能。
[0032]也如圖2中所示，第一液壓回路58和第二液壓回路60可經(jīng)由組合閥107流體連接到彼此。組合閥107可包括一個(gè)或多個(gè)流控制部件，其被配置成促進(jìn)引導(dǎo)流體在第一液壓回路58和第二液壓回路60之間和/或從兩個(gè)或更多源組合流體。在示例性實(shí)施例中，組合閥107可包括多個(gè)兩位置或三位置、可變(比例型)閥元件。在進(jìn)一步的示例性實(shí)施例中，組合閥107可包括多個(gè)非可變位置開/關(guān)閥元件。在任一配置中，閥元件可被控制允許和/或限制流體在第一液壓回路58和第二液壓回路60之間穿過。例如，組合閥107可經(jīng)由通道132、134選擇性地流體連接到第一和第二液壓回路58、60的第一泵通道68和/或第二泵通道70。通過組合閥107的各種流體連接，可從一個(gè)或多個(gè)泵66同時(shí)提供流體至液壓系統(tǒng)56的致動(dòng)器中的任一個(gè)致動(dòng)器。組合閥107也可被配置成分離第一液壓回路58和第二液壓回路60中的一個(gè)或多個(gè)和/或其部件。
[0033]例如，在一些操作中，用來自第二液壓回路60的泵66的流體流補(bǔ)充由第一液壓回路58的泵66提供給特定致動(dòng)器的流體流(或反之亦然)可能是可取的。為了這些目的，組合閥107可用于同時(shí)將流體從第一液壓回路58和第二液壓回路60中的任一個(gè)的泵66引導(dǎo)到致動(dòng)器，從而引導(dǎo)流體的“組合流”到致動(dòng)器。關(guān)于例如第一液壓回路58，當(dāng)液壓缸34與擺動(dòng)馬達(dá)43同時(shí)操作時(shí)，可能需要此類流體的組合流。在此類操作中，液壓缸34和擺動(dòng)馬達(dá)43的組合需求可超過第一液壓回路58的泵66的最大排量。因此，組合閥107可被控制來組合由第二液壓回路60的泵66提供的流體與由第一液壓回路58的泵66提供的流體，并且引導(dǎo)流體的組合流到液壓缸34和擺動(dòng)馬達(dá)43。當(dāng)此類流體的組合流從泵66經(jīng)由組合閥107引導(dǎo)至液壓缸34和擺動(dòng)馬達(dá)43時(shí)，如果組合閥107不是比例閥，則與液壓缸34相關(guān)聯(lián)的切換閥76可用于可變地限制流穿過液壓缸34。作為另外的選擇，如果組合閥107是比例閥，組合閥107可用于可變地限制流穿過液壓缸34，并且切換閥76可被簡單地用作開/關(guān)閥。另外或在替代方案中，與擺動(dòng)馬達(dá)43相關(guān)聯(lián)的切換閥76可用于可變地限制流穿過擺動(dòng)馬達(dá)43。在提供組合流到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的同時(shí)用切換閥76限制流可幫助控制所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的速度。
[0034]在進(jìn)一步的示例性實(shí)施例中，組合閥107和切換閥76可用于促進(jìn)相關(guān)聯(lián)的線性致動(dòng)器的流體再生。例如，高壓流體可經(jīng)由切換閥76和組合閥107從一個(gè)腔室傳送到所述線性致動(dòng)器中的另一個(gè)，而無流體穿過泵66。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在液壓缸34的延伸期間再生時(shí)，第一液壓回路58的泵66可以以在流入第一腔室52的流和流出第二腔室54的流之間的差的量提供流體至液壓缸34。同樣地，當(dāng)在液壓缸34的縮回期間再生時(shí)，第一液壓回路58的泵66可以以在流入第二腔室54的流和流出第一腔室52的流之間的差的量從液壓缸34接收多余流體。
[0035]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在延伸和縮回期間流入和流出液壓缸26和34的第一腔室52和第二腔室54的液壓流體流的相應(yīng)速率可以不相等。也就是說，由于第二腔室54內(nèi)的桿部分50A的位置，與第一腔室52內(nèi)的壓力區(qū)相比，活塞組件50可在第二腔室54內(nèi)具有減壓區(qū)。因此，在液壓缸26和34的縮回期間，與可以被第二腔室54消耗的液壓流體相比，更多的液壓流體可被迫使離開第一腔室52，并且在延伸期間，與被迫使離開第二腔室54的液壓流體相比，更多的液壓流體可被第一腔室52消耗。為了容納在縮回期間的多余流體排出和在延伸期間所期望的額外流體，每個(gè)液壓缸26、34可設(shè)置有兩個(gè)補(bǔ)給閥89和兩個(gè)減壓閥88，所述兩個(gè)減壓閥88經(jīng)由相應(yīng)連接件140、142與供給回路62的連接件136流體聯(lián)接。當(dāng)切換閥76關(guān)閉時(shí)，減壓閥88和/或補(bǔ)給閥89也可或替代地用于保護(hù)液壓回路58的通道免受由液壓缸26和34的負(fù)載引起的壓力沖擊。第一液壓回路58和第二液壓回路60每個(gè)都可包括經(jīng)由共同通道90流體連接到供給回路62的類似補(bǔ)給閥86和減壓閥88布置。應(yīng)當(dāng)理解的是，為了避免對(duì)液壓缸26和34的損害并且/或者為了消散來自離開液壓缸26和34的增壓流體的能量，與每個(gè)液壓缸26、34相關(guān)聯(lián)的切換閥76可被配置成可變地限制流穿過相應(yīng)液壓缸26、34且/或即使在再生期間減小相應(yīng)液壓缸26、34的速度。
[0036]與液壓缸26、34相關(guān)聯(lián)的補(bǔ)給閥89每個(gè)都可以是止回閥或另一種類型的閥，其配置成阻擋在第一方向上的流且允許僅在第二方向上的流。例如，補(bǔ)給閥89可被配置成選擇性地允許增壓流體從供給回路62經(jīng)由相應(yīng)連接件140、142進(jìn)入桿端通道72和/或頭端通道74。然而，此類閥可抑制流體在相反方向上穿過。
[0037]另一方面，與第一液壓回路58和第二液壓回路60相關(guān)聯(lián)的補(bǔ)給閥86每個(gè)都可以是設(shè)置在共同通道90和第一和第二泵通道68、70中的一個(gè)之間的可變位置閥，并且每個(gè)都可被配置成選擇性地允許增壓流體從供給回路62進(jìn)入第一泵通道68和第二泵通道70。特別是，當(dāng)共同通道90的壓力超過第一和第二泵通道68、70的壓力一閾值量時(shí)，補(bǔ)給閥86中的每個(gè)都可以是從其中流體在共同通道90和相應(yīng)第一和第二泵通道68、70之間自由流動(dòng)的第一位置朝向其中來自共同通道90的流體可僅流入第一和第二泵通道68、70中的第二位置通過螺線管致動(dòng)。補(bǔ)給閥86可以朝向其第二位置(即補(bǔ)給閥86通?？商幱谄涞诙恢?通過彈簧偏壓，且在已知需要正補(bǔ)給流體(從供給回路62到第一或第二泵通道68、70中的流)或負(fù)補(bǔ)給流體(從第一或第二泵通道68、70到供給回路62中的流)的操作期間僅朝向其第一位置移動(dòng)。
[0038]補(bǔ)給閥86可提供額外功能。特別是，補(bǔ)給閥86也可用于通過同時(shí)一起移動(dòng)至少部分到其第一位置促進(jìn)在特定回路內(nèi)在第一泵通道68和第二泵通道70之間的流體再生。在這種情況下，來自第一泵通道68和第二泵通道70中的一個(gè)的高壓流體(即由對(duì)應(yīng)致動(dòng)器排出的流體)可被引導(dǎo)至第一泵通道68和第二泵通道70中的另一個(gè)，用于在同一致動(dòng)器內(nèi)再使用(即無流體穿過泵66)。在示例性實(shí)施例中，補(bǔ)給閥86也可幫助創(chuàng)建旁通流用于“開芯式感覺”。特別是，來自第一泵通道68和第二泵通道70中的一個(gè)的高壓流體(即由泵66排出的流體)可被引導(dǎo)至第一泵通道68和第二泵通道70中的另一個(gè)，而無流體穿過對(duì)應(yīng)致動(dòng)器。當(dāng)致動(dòng)器上的負(fù)載在經(jīng)由接口裝置46從操作員接收的恒定運(yùn)動(dòng)命令期間增加時(shí)，此功能可引起相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器停止。在此類示例性實(shí)施例中，來自泵66的流可經(jīng)由共同通道90轉(zhuǎn)向供給回路62，以便減少傳給致動(dòng)器的能量且從而減小致動(dòng)器的速度和/或力。此類功能可使操作員能夠完成專門的位置控制任務(wù)，如用作業(yè)工具14清潔臟的壁，而不破壞所述臟的壁。
[0039]當(dāng)流體的壓力超過減壓閥88的設(shè)定閾值時(shí)，減壓閥88可被提供來允許流體從液壓缸26和34以及從第一液壓回路58和第二液壓回路60中的每一個(gè)減壓到供給回路62中。減壓閥88可被設(shè)置成在相對(duì)高的壓力水平下操作，以便例如在僅當(dāng)液壓缸26或34達(dá)到?jīng)_程結(jié)束位置且來自相關(guān)聯(lián)泵66的流是非零時(shí)可達(dá)到的水平下或者在液壓系統(tǒng)56的故障條件下防止對(duì)液壓系統(tǒng)56的破壞。
[0040]供給回路62可包括流體連接到上述共同通道90的至少一個(gè)液壓源。在所公開的實(shí)施例中，供給回路62具有兩個(gè)源，包括供給泵94和蓄能器96，其并聯(lián)地流體連接到共同通道90，以提供補(bǔ)給流體至第一液壓回路58和第二液壓回路60。供給泵94可包含例如發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的、固定或可變排量泵，其被配置成從箱98引出流體，增壓流體且將流體排出到共同通道90中。蓄能器96可包含例如壓縮氣體、膜/彈簧或囊式蓄能器，其被配置成從共同通道90累積增壓流體且將增壓流體排出到共同通道90中。來自供給泵94或來自第一液壓回路58和第二液壓回路60 (即來自泵66和/或旋轉(zhuǎn)和線性致動(dòng)器的操作)的多余液壓流體可用設(shè)置在回流通道102中的供給減壓閥100被引導(dǎo)至蓄能器96中或至箱98中。由于共同通道90和回流通道102內(nèi)升高流體壓力的結(jié)果，供給減壓閥100可以從阻流位置朝向通流位置移動(dòng)。手動(dòng)檢修閥104可以與蓄能器96相關(guān)聯(lián)，以促進(jìn)在供給回路62的檢修期間蓄能器96至箱98的排出。
[0041]一個(gè)或多個(gè)力調(diào)制控制閥78、80可以與液壓系統(tǒng)56相關(guān)聯(lián)，以幫助調(diào)節(jié)作業(yè)工具14在特定情況期間的速度和/或力。在示例性實(shí)施例中，僅第二液壓回路60設(shè)置有力調(diào)制控制閥78、80，這些閥被聯(lián)接來調(diào)節(jié)由液壓缸26施加在作業(yè)工具14上的力。然而，可以想到的是，如果需要，力調(diào)制控制閥78、80可以替代地或另外地與液壓系統(tǒng)56的液壓缸34、擺動(dòng)馬達(dá)43和/或其他致動(dòng)器(例如，左行進(jìn)馬達(dá)42L和/或右行進(jìn)馬達(dá)42R)和回路相關(guān)聯(lián)。
[0042]力調(diào)制控制閥78、80可分別設(shè)置在連接第一泵通道68和第二泵通道70與共同通道90的第一旁通通道82和第二旁通通道84內(nèi)。力調(diào)制控制閥78、80可并聯(lián)于補(bǔ)給閥86布置且以某種程度上類似的方式起作用。特別是，力調(diào)制控制閥78、80可以是可操作移動(dòng)到第一位置或閉合位置和第二位置或完全打開位置(圖2中所示的正常位置)之間的任何位置的螺線管。當(dāng)力調(diào)制控制閥78、80處于第一位置時(shí)，可經(jīng)由力調(diào)制控制閥78、80抑制第一和第二泵通道68、70和共同通道90之間的流。然而，當(dāng)力調(diào)制控制閥78、80處于第二位置時(shí)，可允許來自泵66的增壓流體繞過液壓缸26且從第一和第二泵通道68、70中的較高壓通道流動(dòng)到第一和第二泵通道68、70中的較低壓通道(且/或流入共同通道90中)。
[0043]繞過液壓缸26的來自泵66的增壓流體量可以與液壓缸26的速度和/或力的減小相關(guān)。特別是，因?yàn)楫?dāng)力調(diào)制控制閥78、80完全處于第二位置時(shí)，可能對(duì)繞過液壓缸26的流體流有很小的阻力，第二液壓回路60內(nèi)流體的壓力可保持為低壓。此低壓流體可導(dǎo)致液壓缸26的速度和/或力容量減小以及導(dǎo)致通過作業(yè)工具14的移動(dòng)的可控性相應(yīng)增加。隨著力調(diào)制控制閥78、80朝向其阻流位置移動(dòng)，較大阻力可施加于繞過第二液壓回路60內(nèi)的流體的流上，從而引起第二液壓回路60內(nèi)所有流體的壓力相應(yīng)上升且引起所得的液壓缸26的速度和/或力容量相應(yīng)上升。因此，隨著機(jī)器10的操作員請(qǐng)求來自液壓缸26的更大力(例如，隨著操作員轉(zhuǎn)移接口裝置46—較大距離)，可引起力調(diào)制控制閥78、80朝向其阻流位置移動(dòng)一較大量。當(dāng)力調(diào)制控制閥78、80完全移動(dòng)到阻流位置時(shí)，大體上無流體可以經(jīng)由力調(diào)制控制閥78、80繞過液壓缸26，使得液壓缸26的全速和/或力可提供給操作員。
[0044]應(yīng)該注意的是，當(dāng)力調(diào)制控制閥78、80完全處于阻流位置時(shí)，力調(diào)制控制閥78、80可能不再限制穿過第二液壓回路60的任何流體的流。因此，當(dāng)力調(diào)制控制閥78、80正在計(jì)量(即處于除第一位置或第二位置以外的位置)時(shí)，可能僅經(jīng)歷與力調(diào)制控制閥78、80相關(guān)聯(lián)的任何計(jì)量損失。如上所述，由力調(diào)制控制閥78、80提供的功能可導(dǎo)致對(duì)液壓缸26的更大控制且當(dāng)作業(yè)工具14上的負(fù)載增加超過特定水平時(shí)允許液壓缸26停止，從而使操作員能夠完成精細(xì)的位置控制任務(wù)。
[0045]在所公開的實(shí)施例中，與補(bǔ)給閥86相比，力調(diào)制控制閥78、80可提供對(duì)液壓缸26的更精密控制。特別是，對(duì)于來自操作員的給定命令，補(bǔ)給閥86可被配置成穿過較高速率的流體，而力調(diào)制控制閥78、80可被配置成穿過較低速率的流體。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于給定操作員輸入，補(bǔ)給閥86的開口面積和/或通流容量可以約為力調(diào)制控制閥78、80的開口面積和/或通流容量的兩倍。此差異可允許補(bǔ)給閥86更快地響應(yīng)相應(yīng)系統(tǒng)的補(bǔ)給和/或再生需求，且對(duì)于力調(diào)制控制閥78、80，對(duì)于來自操作員的給定輸入，提供對(duì)液壓缸26的速度和/或力的更精密控制?？梢韵氲降氖?，在一些實(shí)施例中，如果需要，力調(diào)制控制閥78、80可與補(bǔ)給閥86 —起使用，以提供液壓缸26的同時(shí)高速補(bǔ)給/再生和精密控制。
[0046]在機(jī)器10的操作期間，機(jī)器10的操作員可利用接口裝置46，以將識(shí)別各種線性和/或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的所期望的移動(dòng)的信號(hào)提供至控制器124?；谝粋€(gè)或多個(gè)信號(hào)，包括來自接口裝置46的信號(hào)和例如來自位于整個(gè)液壓系統(tǒng)56的各種壓力傳感器126和/或位置傳感器(未示出)的信號(hào)，控制器124可命令不同閥的移動(dòng)和/或不同泵和馬達(dá)的排量變化來以所期望的方式(即以所期望的速度和/或用所期望的力)將特定的一個(gè)或多個(gè)線性和/或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器推進(jìn)到所期望的位置。
[0047]控制器124可包含單個(gè)微處理器或多個(gè)微處理器，所述多個(gè)微處理器包括用于基于來自機(jī)器10的操作員的輸入和基于感測的或其他已知操作參數(shù)控制液壓系統(tǒng)56的操作的部件。許多可商購的微處理器可以被配置成執(zhí)行控制器124的功能。應(yīng)該理解的是，控制器124可容易實(shí)施在能夠控制許多機(jī)器功能的一般機(jī)器微處理器中?？刂破?24可包括存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)裝置、處理器和用于運(yùn)行應(yīng)用程序的任何其他部件。各種其他回路可以與控制器124相關(guān)聯(lián)，如動(dòng)力供應(yīng)回路、信號(hào)調(diào)節(jié)回路、螺線管驅(qū)動(dòng)器回路和其他類型的回路。
[0048]工業(yè)實(shí)用性
[0049]所公開的液壓系統(tǒng)可適用于要求具有改進(jìn)的液壓效率和控制的任何機(jī)器。所公開的液壓系統(tǒng)可通過無計(jì)量技術(shù)、流共享和流組合的使用提供改進(jìn)的效率。所公開的液壓系統(tǒng)可通過力調(diào)制的使用提供改進(jìn)的控制?，F(xiàn)在將描述液壓系統(tǒng)56的操作。
[0050]在機(jī)器10的操作期間，位于站20內(nèi)的操作員可在特定的方向上通過特定量和/或用特定的速度傾斜接口裝置46，以命令作業(yè)工具14在所期望的方向上、以所期望的速度和/或用所期望的力運(yùn)動(dòng)?？蓪⒂山涌谘b置46產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)信號(hào)提供至控制器124，指示所期望的運(yùn)動(dòng)，連同機(jī)器性能信息，例如傳感器數(shù)據(jù)，如壓力數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、泵或馬達(dá)排量數(shù)據(jù)和本領(lǐng)域中已知的其他數(shù)據(jù)。
[0051]例如，響應(yīng)指示期望用增加的速度提升作業(yè)工具14的來自接口裝置46的信號(hào)，且基于機(jī)器性能信息，控制器124可產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)被引導(dǎo)至第二液壓回路60內(nèi)泵66的沖程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、切換閥76和/或力調(diào)制控制閥78、80。這些控制信號(hào)可包括第一控制信號(hào)和同時(shí)發(fā)生的第二控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)引起泵66增加其排量并以較大的速率將增壓流體排出到第一泵通道68中，所述同時(shí)發(fā)生的第二控制信號(hào)引起切換閥76移動(dòng)到其直流位置中(如果尚未在直流位置中)。如上所述，當(dāng)切換閥76處于其直流位置時(shí)，第一泵通道68可與頭端通道74流體連通，并且桿端通道72可與第二泵通道70流體連通。當(dāng)來自泵66的流體經(jīng)由第一泵和頭端通道68、74被引導(dǎo)至第一腔室52中時(shí)，來自液壓缸26的第二腔室54的返回流體可以以閉環(huán)的方式經(jīng)由桿端通道72和第二泵通道70流回到泵66。
[0052]在大約同一時(shí)間，可將控制信號(hào)發(fā)送到與第一泵通道68相關(guān)聯(lián)的力調(diào)制控制閥78，引起力調(diào)制控制閥78移動(dòng)到與接口裝置46的位移對(duì)應(yīng)的位置。例如，如果接口裝置46被位移僅一小量，則力調(diào)制控制閥78可移動(dòng)到相對(duì)高流量位置，在所述相對(duì)高流量位置處來自第一泵通道68的大量流體可繞過液壓缸26并直接流入第二泵通道70中。在這種情況下，液壓缸26可能正在相對(duì)緩慢和/或用相對(duì)小的力延伸。所述延伸可繼續(xù)直到作業(yè)工具14的負(fù)載變得更重或接合不可移動(dòng)的塊，在該時(shí)間作業(yè)工具14可停止移動(dòng)并且來自第一泵通道68的所有流體可被迫使繞過液壓缸26并經(jīng)由力調(diào)制控制閥78直接流入第二泵通道68中。
[0053]然而，如果接口裝置46被位移一較大量(例如，在作業(yè)工具移動(dòng)停止時(shí)被進(jìn)一步移動(dòng))，則控制器124可引起力調(diào)制控制閥78移動(dòng)到更限流的位置，在該限流位置處來自第一泵通道68的較少量流體可繞過液壓缸26并直接流入第二泵通道70中。在這種情況下，隨著更多流體將被引導(dǎo)至液壓缸26中，液壓缸26可更快地和/或用較大的力延伸。隨著操作員繼續(xù)位移接口裝置46 —較大量，力調(diào)制控制閥78將最終完全關(guān)閉，并且液壓缸26將用最大力和/或以最大速度移動(dòng)。以這種方式，操作員可被提供有對(duì)液壓缸26的力控制。液壓系統(tǒng)56內(nèi)的其他致動(dòng)器的力調(diào)制可以以類似的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0054]為了在縮回方向上以增加的速度驅(qū)動(dòng)液壓缸26 (例如，以降低作業(yè)工具14)，控制器124可產(chǎn)生引起第二液壓回路60的泵66在倒流方向上增加其排量并以較大的速率將增壓流體排出到第二泵通道70中的第一控制信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生引起切換閥76移動(dòng)到其直流位置中(如果尚未在直流位置中)的第二控制信號(hào)。作為另外的選擇，控制器124可引起泵66保持原來的流動(dòng)方向并將流體排出到第一泵通道68中，同時(shí)引起切換閥76移動(dòng)到其橫流位置中。任何一個(gè)策略可導(dǎo)致增壓流體進(jìn)入液壓缸26的第二腔室54和流出第一腔室52。
[0055]關(guān)于上述的第一種策略，可將控制信號(hào)發(fā)送至與第二泵通道70相關(guān)聯(lián)的力調(diào)制控制閥80，引起力調(diào)制控制閥80移動(dòng)到與接口裝置46的位移對(duì)應(yīng)的位置。當(dāng)接口裝置46被位移僅一小量時(shí)，力調(diào)制控制閥78可移動(dòng)到相對(duì)高流量位置，并且當(dāng)接口裝置46被位移一較大量時(shí)，力調(diào)制控制閥78可移動(dòng)到更限制的位置。與更限制的位置相比，高流量位置可導(dǎo)致液壓缸26的相對(duì)較低的延伸速度和/或力。如上所述，當(dāng)來自泵66的流體被引導(dǎo)至液壓缸26的第二腔室54中時(shí)，來自第一腔室52的返回流體可以以閉環(huán)的方式流回到泵66中，從而允許液壓缸以與泵66的排量和力調(diào)制控制閥70的位置相關(guān)的速度和/或力縮回。
[0056]如上所述，流體流入和流出液壓缸26 (和液壓缸32和34)的速率在正常延伸和縮回操作期間可不相等。為了容納在延伸期間需要的額外流體，泵66的多余輸出可被選擇性地引導(dǎo)至第一液壓回路58和/或供給回路62中，或者補(bǔ)充流體可從這些其他回路被引導(dǎo)至第一液壓回路58中。
[0057]例如，在液壓缸26的延伸期間，控制器124可產(chǎn)生引起第一液壓回路58的泵66增加其排量并以較大的速率排出增壓流體的控制信號(hào)和引起組合閥107傳送來自第一液壓回路58的額外流體來與進(jìn)入第一腔室52的來自第二液壓回路60的流組合的控制信號(hào)。作為另外的選擇，來自供給回路62的補(bǔ)給流體可經(jīng)由補(bǔ)給閥86和/或88進(jìn)入第二液壓回路60與進(jìn)入第一腔室52的流組合。
[0058]相比之下，在液壓缸26的縮回期間，控制器124可產(chǎn)生引起組合閥107傳送來自第二液壓回路60的多余流(即流出第一腔室52的一些流體)到第一液壓回路58中的控制信號(hào)。作為另外的選擇，來自第一腔室52的多余流體可經(jīng)由減壓閥88和/或補(bǔ)給閥86被引導(dǎo)至供給回路62中。
[0059]在所公開的液壓系統(tǒng)中，由不同泵提供的流可在相關(guān)聯(lián)的液壓致動(dòng)器的調(diào)制期間大體不受限制，使得顯著的能量不會(huì)在致動(dòng)過程中被不必要地浪費(fèi)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例課提供改進(jìn)的能量使用和節(jié)約。另外，液壓系統(tǒng)56的閉環(huán)操作可在一些應(yīng)用中允許用于控制與線性致動(dòng)器和旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的流體流的計(jì)量閥的減少或甚至完全消除。此減少可導(dǎo)致不太復(fù)雜和/或更便宜的系統(tǒng)。
[0060]所公開的液壓系統(tǒng)也可提供不同致動(dòng)器的力調(diào)制。特別是，通過由力調(diào)制控制閥78、80促進(jìn)的壓力控制，機(jī)器10的操作員可被提供有額外的且更受控制的方式，作業(yè)工具14的移動(dòng)可以以所述額外的且更受控制的方式進(jìn)行操縱。此控制可提供機(jī)器10的增強(qiáng)的性能。
[0061]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可以對(duì)所公開的液壓系統(tǒng)作出各種修改和變化。從所公開的液壓系統(tǒng)的說明書和實(shí)踐考慮，其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。意圖在于說明書和示例被視為僅僅是示例性的，其真實(shí)的保護(hù)范圍由隨附權(quán)利要求及其等同物指出。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓系統(tǒng)(56)，包括: 泵(66)，其被配置成從第一通道(68)和第二通道(70)中的一個(gè)引出低壓流體，且在升高壓力下將流體排出到所述第一通道和所述第二通道中的另一個(gè)中； 致動(dòng)器(26)，其經(jīng)由所述第一通道和所述第二通道聯(lián)接到所述泵； 至少一個(gè)第一控制閥(86)，其流體連接在所述第一通道和所述第二通道之間且被配置成選擇性地從所述第一通道和所述第二通道中的一個(gè)引導(dǎo)流體繞過所述泵并流入所述第一通道和所述第二通道中的另一個(gè)中；和 至少一個(gè)第二控制閥(78)，其與所述至少一個(gè)第一控制閥并聯(lián)地流體連接且被配置成選擇性地從所述第一通道和所述第二通道中的一個(gè)引導(dǎo)流體繞過所述致動(dòng)器并流入所述第一通道和所述第二通道中的另一個(gè)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)第一控制閥具有比所述至少一個(gè)第二控制閥更大的通流容量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)第一控制閥的通流容量約為所述至少一個(gè)第二控制閥的通流容量的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓系統(tǒng)，還包括補(bǔ)給回路(62)，其中: 所述至少一個(gè)第一控制閥是在第一位置和第二位置之間可操作的螺線管，在所述第一位置允許流體繞過所述泵，并且在所述第二位置基于所述補(bǔ)給回路和所述第一通道和所述第二通道之間的壓差允許來自補(bǔ)給回路的流體流入所述第一通道和所述第二通道中；當(dāng)所述至少一個(gè)第一控制閥處于所述第一位置時(shí)，也可允許繞過所述致動(dòng)器的流體流入所述補(bǔ)給回路中； 所述至少一個(gè)第一控制閥通常處于第二位置；并且 所述至少一個(gè)第一控制閥包括: 與所述第一通道相關(guān)聯(lián)的第一控制閥(86);和 與所述第二通道相關(guān)聯(lián)的第二控制閥(86)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)第二控制閥包括: 與所述第一通道相關(guān)聯(lián)的第三控制閥(78);和 與所述第二通道相關(guān)聯(lián)的第四控制閥(78)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其中: 所述至少一個(gè)第二控制閥是在第一位置和第二位置之間可操作的螺線管，在所述第一位置允許流體繞過所述致動(dòng)器，并且在所述第二位置阻斷穿過所述至少一個(gè)第二控制閥的流體流；并且 所述至少一個(gè)第二控制閥通常處于所述第一位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其中，所述補(bǔ)給回路包括: 供給泵(94);和 蓄能器(96)，其流體連接到所述供給泵且流體連接到所述至少一個(gè)第一控制閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其中: 所述泵是過中心可變排量泵；并且 所述液壓系統(tǒng)還包括流體連接到所述第一通道、所述第二通道和所述致動(dòng)器的方向控制閥(76)，所述方向控制閥能夠移動(dòng)來控制穿過所述致動(dòng)器的流體流的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液壓系統(tǒng)，其中: 所述泵是第一泵；并且 所述液壓系統(tǒng)還包括: 第二泵(66);和 組合閥(107)，其被配置成選擇性地將所述第一通道和所述第二通道與所述第二泵連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液壓系統(tǒng)，其中: 所述致動(dòng)器是第一致動(dòng)器； 所述方向控制閥是第一方向控制閥；并且 所述液壓系統(tǒng)還包括: 第二致動(dòng)器(34);和 第二方向控制閥(76A)，其流體聯(lián)接在所述第二泵和所述組合閥之間。
【文檔編號(hào)】F15B19/00GK104520594SQ201380041129
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】P·奧普登博施 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司