可變負(fù)載感測開放式中心混合系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】可變負(fù)載感測開放式中心混合系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求2013年6月12日提交的美國臨時申請N0.61/834，186以及2013年2月15日提交的美國臨時申請N0.61/765，231的權(quán)益，其中每個申請的公開內(nèi)容通過援引并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及例如用于越野運土、構(gòu)造和林業(yè)設(shè)備(如反鏟裝載機、原木裝載機、伐木歸堆機、輪式裝載機等)的液壓閥系統(tǒng)。液壓閥系統(tǒng)被用來例如引起缸來移動反鏟裝載機中的動臂或鏟斗裝載器。本發(fā)明涉及一種對于這樣的液壓閥系統(tǒng)的改進設(shè)計，更具體地涉及一種具有反饋的有效的開放式中心液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]開放式中心液壓回路使用供應(yīng)連續(xù)流動的栗。這個流動通過控制閥的開放式中心回到儲罐；即，當(dāng)控制閥的閥芯位于中間位置時，提供了一種回到儲罐的開放式返回路徑且流體未被栗送到高壓。否則，如果控制閥被致動，其使流體按路線流入致動器和儲罐，或從致動器和儲罐流出。流體的壓力將上升以滿足任何阻力，因為栗具有恒定輸出。如果壓力上升到太高，流體通過泄壓閥返回儲罐。多個控制閥可連續(xù)堆疊。這種類型的回路通常使用廉價的定量栗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]恒流開放式中心系統(tǒng)的主要缺點是能效。因為栗是固定的，所以全部栗流動一直被加壓在最高功能壓力。閥中的節(jié)流損失，尤其是在低流量需求時(即，在緩慢運動期間)的節(jié)流損失，可能是巨大的。競爭性負(fù)載感測技術(shù)使用變量栗(variable pump)，用以根據(jù)功能需要調(diào)整栗流動，但是失去了運動速度的壓力依賴性；因此操作員在受支配實施時得不到任何力的反饋。
[0006]本發(fā)明利用并結(jié)合了兩種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方案，開放式中心液壓系統(tǒng)包括:一個或多個恒流開放式中心閥；平行動力芯，可操作地聯(lián)接到一個或多個恒流開放式中心閥；可變?nèi)萘坷?variablecapacity pump)，流體地連接到一個或多個恒流開放式中心閥，并被構(gòu)造成提供加壓流體到一個或多個恒流開放式中心閥，并直接流體地連接到平行動力芯；以及流量限制器，流體地連接在可變?nèi)萘坷鹾鸵粋€或多個恒流開放式中心閥之間。
[0008]可選地，可變?nèi)萘坷踔苯恿黧w地連接到平行動力芯。
[0009]可選地，流量限制器是流體地連接在可變?nèi)萘坷鹾鸵粋€或多個恒流開放式中心閥之間的壓力補償流量控制器。
[0010]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥包括多個串聯(lián)的恒流開放式中心閥。
[0011]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥未流體地聯(lián)接到固定容量栗。
[0012]可選地，栗是負(fù)載感測栗。
[0013]可選地，栗被設(shè)置為遠(yuǎn)程壓力控制栗。
[0014]可選地，流量限制器是固定計量裝置。
[0015]可選地，流量限制器是變量計量裝置。
[0016]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥中的至少一個包括閥芯，該閥芯具有凹口，凹口被構(gòu)造成在該處形成流量限制，使得開放式中心通道中的壓力隨著閥芯沖程增加。
[0017]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥中的至少一個包括閥芯，閥芯具有與其相關(guān)的:(A)第一液壓端口和第二液壓端口 ；(B)第一閥芯通道，在平行動力芯與第一液壓端口之間，該第一液壓端口與閥芯相關(guān)，第一閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(C)第二閥芯通道，在平行動力芯與第二液壓端口之間，該第二液壓端口與閥芯相關(guān)，第二閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(D)第三閥芯通道，在儲罐運送通道與第一液壓端口之間，該第一液壓端口與閥芯相關(guān)，第三閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(E)第四閥芯通道，在儲罐運送通道與第二液壓端口之間，該第二液壓端口與閥芯相關(guān)，第四閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(F)第五閥芯通道，其中開放式中心芯通過第五閥芯通道，且其中，根據(jù)閥芯的位置，閥芯可允許液壓流體以不受限的方式流過第五閥芯通道和開放式中心芯，或閥芯可局部地限制液壓流體流過第五閥芯通道和開放式中心芯。
[0018]可選地，閥芯至少具有中間位置、第一非中間位置和第二非中間位置，其中:(A)在中間位置，閥芯允許液壓流體以不受限的方式通過第五閥芯通道和經(jīng)過第五閥芯通道的開放式中心芯，閥芯阻斷液壓流體通過第一閥芯通道、第二閥芯通道、第三閥芯通道和第四閥芯通道的流動；(B)在第一非中間位置，閥芯局部地限制液壓流體通過第五閥芯通道和經(jīng)過第五閥芯通道的開放式中心芯的流動，閥芯打開動力芯與第一液壓端口之間的第一閥芯通道，該第一液壓端口與閥芯相關(guān)允許液壓流體從動力芯流到第一液壓端口，閥芯打開儲罐運送通道與第二液壓端口之間的第四閥芯通道，該第二液壓端口與閥芯相關(guān)允許液壓流體從第二液壓端口流到儲罐運送通道，閥芯關(guān)閉動力芯和與閥芯相關(guān)的第二液壓端口之間的第二閥芯通道，并且閥芯關(guān)閉儲罐運送通道和與閥芯相關(guān)的第一液壓端口之間的第三閥芯通道；以及(C)在第二非中間位置，閥芯局部地限制液壓流體通過第五閥芯通道和經(jīng)過第五閥芯通道的開放式中心芯的流動，閥芯打開動力芯與第二液壓端口之間的第二閥芯通道，該第二液壓端口與閥芯相關(guān)允許液壓流體從動力芯流到第二液壓端口，閥芯打開儲罐運送通道與第一液壓端口之間的第三閥芯通道，該第一液壓端口與閥芯相關(guān)允許液壓流體從第一液壓端口流到儲罐運送通道，閥芯關(guān)閉動力芯和與閥芯相關(guān)的第一液壓端口之間的第一閥芯通道，閥芯關(guān)閉儲罐運送通道和與閥芯相關(guān)的第二液壓端口之間的第四閥芯通道。
[0019]可選地，一個或多個閥中每個閥的每個閥芯具有與其相關(guān)的閥芯致動器，其中每個所述閥芯致動器能夠引起與閥芯致動器相關(guān)的閥芯向中間位置、第一非中間位置或第二非中間位置運動。
[0020]可選地，液壓系統(tǒng)還包括:信號端口，與變量栗相關(guān)，其中信號端口接收的液壓流體壓力的增加引起變量栗以增加的壓力速率栗送液壓流體，且其中信號端口接收的液壓流體壓力的降低引起變量栗以減小的壓力速率栗送液壓流體；感測信號通道，液壓地連接開放式中心芯與信號端口，其中感測信號通道與開放式中心芯之間的液壓連接位于栗與開放式中心芯中的栗的下游的一個或多個閥的第一個閥的閥芯之間；其中，當(dāng)一個或多個閥的一個或多個閥芯的致動以引起一個或多個被致動的閥芯處于第一非中間位置或第二非中間位置的方式發(fā)生時，開放式中心芯中增加的液壓流體壓力通過感測信號通道被液壓地連通到信號端口。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，一種閥組件包括:一個或多個恒流開放式中心閥；開放式中心閥輸入端口 ；平行動力芯，可操作地聯(lián)接到一個或多個恒流開放式中心閥；以及動力芯輸入端口，與開放式中心閥輸入端口分開，其中，平行動力芯未流體地連接到輸入端口的下游的多個開放式中心閥的一開放式中心芯。
[0022]可選地，閥組件包括可變?nèi)萘坷?，該可變?nèi)萘坷趿黧w地連接到平行動力芯輸入端口和開放式中心閥輸入端口。
[0023]可選地，可變?nèi)萘坷踔苯恿黧w地連接到平行動力芯輸入端口。
[0024]可選地，閥組件包括流量限制器，該流量限制器流體地連接在可變?nèi)萘坷鹾鸵粋€或多個恒流開放式中心閥之間。
[0025]可選地，流量限制器是流體地連接在可變?nèi)萘坷鹾鸵粋€或多個恒流開放式中心閥之間的壓力補償流量控制器。
[0026]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥包括多個串聯(lián)的恒流開放式中心閥。
[0027]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥未流體地聯(lián)接到固定容量栗。
[0028]可選地，栗是負(fù)載感測栗。
[0029]可選地，栗被設(shè)置為遠(yuǎn)程壓力控制栗。
[0030]可選地，流量限制器是固定計量裝置。
[0031 ] 可選地，流量限制器是變量計量裝置。
[0032]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥中的至少一個包括閥芯，該閥芯具有凹口，該凹口被構(gòu)造成在該處形成流量限制，使得開放式中心通道中的壓力隨著閥芯沖程增加。
[0033]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥中的至少一個包括閥芯，該閥芯具有大體上小于動力芯凹口的開放式中心凹口。
[0034]可選地，一個或多個恒流開放式中心閥中的至少一個包括閥芯，閥芯具有與其相關(guān)的:(A)第一液壓端口和第二液壓端口 ；(B)第一閥芯通道，在平行動力芯與第一液壓端口之間，該第一液壓端口與閥芯相關(guān)，第一閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(C)第二閥芯通道，在平行動力芯與第二液壓端口之間，該第二液壓端口與閥芯相關(guān)，第二閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(D)第三閥芯通道，在儲罐運送通道與第一液壓端口之間，該第一液壓端口與閥芯相關(guān)，第三閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(E)第四閥芯通道，在儲罐運送通道與第二液壓端口之間，該第二液壓端口與閥芯相關(guān)，第四閥芯通道能夠根據(jù)閥芯的位置被打開或關(guān)閉；(F)第五閥芯通道，其中開放式中心芯經(jīng)過第五閥芯通道，且其中，根據(jù)閥芯的位置，閥芯可允許液壓流體以不受限的方式流過第五閥芯通道和開放式中心芯，或閥芯可局部地限制液壓流體流過第五閥芯通道和開放式中心芯。
[0035]可選地，閥芯至少具有中間位置、第一非中間位置和第二非中間位置，其中:(A)在中間位置，閥芯允許液壓流體以不受限的方式通過第五閥芯通道和經(jīng)過第五閥芯通道的開放式中心芯的流動，閥芯阻斷液壓流體通過第一閥芯通道、第二閥芯通道、第三閥芯