專利名稱：用于工作機(jī)械的液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種用于工作機(jī)械的液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工作機(jī)械通常用于搬運(yùn)較重的負(fù)載，比如土、建筑材料和/或碎片。這些可為例如輪式裝載機(jī)、挖掘機(jī)、正鏟挖掘機(jī)、自行式平地機(jī)、推土機(jī)、反鏟挖掘機(jī)和履帶式裝載機(jī)的工作機(jī)械通常包括至少兩種類型的動(dòng)力系統(tǒng)一推進(jìn)系統(tǒng)和一工作執(zhí)行系統(tǒng)。推進(jìn)系統(tǒng)可用于例如在工作地點(diǎn)周圍或之間移動(dòng)工作機(jī)械，工作執(zhí)行系統(tǒng)可用于例如在工作現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)一工作執(zhí)行部件通過一個(gè)工作周期。
這些工作機(jī)械通常包括向推進(jìn)系統(tǒng)和工作執(zhí)行系統(tǒng)提供動(dòng)力的一液壓系統(tǒng)。這些類型的液壓系統(tǒng)通常包括操縱推進(jìn)系統(tǒng)和工作執(zhí)行系統(tǒng)的一系列液壓致動(dòng)器。例如，一個(gè)或多個(gè)液壓缸和/或液壓馬達(dá)可用于操縱工作執(zhí)行系統(tǒng)，一個(gè)或多個(gè)液壓馬達(dá)可用于操縱推進(jìn)系統(tǒng)。
如果液壓致動(dòng)器經(jīng)歷氣穴現(xiàn)象，那么液壓系統(tǒng)中的液壓致動(dòng)器會(huì)受損。舉例來說，當(dāng)流向液壓馬達(dá)的供應(yīng)流體少于來自液壓馬達(dá)的回流流體，一液壓馬達(dá)就會(huì)經(jīng)歷氣穴現(xiàn)象。當(dāng)流向液壓馬達(dá)的供應(yīng)流體流停止、由此停止液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)發(fā)生這一現(xiàn)象。液壓馬達(dá)中的慣性會(huì)使液壓馬達(dá)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)入液壓馬達(dá)進(jìn)口側(cè)的補(bǔ)充流體流空缺的情況下，液壓馬達(dá)會(huì)經(jīng)歷氣穴現(xiàn)象。任何這樣的氣穴現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的損壞，尤其會(huì)導(dǎo)致經(jīng)歷氣穴現(xiàn)象的液壓致動(dòng)器的損壞。此外，氣穴現(xiàn)象的發(fā)生還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生難聽的噪聲。
如美國(guó)專利5673605中所示出的，在一液壓系統(tǒng)中減少氣穴現(xiàn)象的一個(gè)方法包括在來自液壓馬達(dá)的流體回流管中放置一背壓閥。該背壓閥在回流管中背壓閥和液壓馬達(dá)之間保持一定量的流體壓力。這一流體壓力用來與液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)相抗。這樣，當(dāng)對(duì)馬達(dá)的流體停止供應(yīng)時(shí)，回流管中的流體壓力可作用用來阻止馬達(dá)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而防止在液壓馬達(dá)的供應(yīng)側(cè)發(fā)生氣穴現(xiàn)象。
然而，在回流管中保持背壓會(huì)降低液壓馬達(dá)的效率。由液壓馬達(dá)所產(chǎn)生的動(dòng)力是液壓馬達(dá)兩端的壓差的函數(shù)。增加對(duì)液壓馬達(dá)的背壓將減少液壓馬達(dá)所產(chǎn)生的動(dòng)力。在液壓馬達(dá)工作較長(zhǎng)時(shí)間的情況下動(dòng)力的減少尤其明顯，例如當(dāng)工作機(jī)械要走過相當(dāng)長(zhǎng)的距離的時(shí)候。
本發(fā)明的液壓系統(tǒng)可解決以上的一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種液壓系統(tǒng)，它包括一流體儲(chǔ)箱，該流體儲(chǔ)箱適用于儲(chǔ)存一流體供應(yīng)源；以及一加壓流體源，該加壓流體源與流體儲(chǔ)箱流體連通。一第一液壓致動(dòng)器和一第二液壓致動(dòng)器與加壓流體源流體連通。一第一流體回流管適用于將來自第一液壓致動(dòng)器的流體回流引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱，一第二流體回流管適用于將來自第二液壓致動(dòng)器的流體回流引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱。在第二流體回流管中放置有一壓力控制裝置，且可操縱該裝置以選擇性地調(diào)節(jié)第二流體回流管中流體壓力的大小。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種控制一工作機(jī)械上的一液壓系統(tǒng)的方法。向一第一液壓致動(dòng)器和一第二液壓致動(dòng)器供應(yīng)加壓流體。將來自第一液壓致動(dòng)器的一流體回流通過一第一回流管引導(dǎo)至一流體儲(chǔ)箱。將來自第二液壓致動(dòng)器的一流體回流通過一第二回流管引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱。調(diào)節(jié)放置在第二回流管中的一壓力控制裝置以選擇性地調(diào)節(jié)第二回流管中的壓力。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液壓回路的示意圖；以及圖2是表示一工作機(jī)械的示例性實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
用于一工作機(jī)械的液壓系統(tǒng)100的示意性實(shí)施例在圖1中示出。液壓系統(tǒng)100可包括流體儲(chǔ)箱114。流體儲(chǔ)箱114構(gòu)造成容納一工作流體源。工作流體可為通常用于一液壓系統(tǒng)中的任意類型的流體。
液壓系統(tǒng)100還可包括多個(gè)液壓致動(dòng)器。這些液壓致動(dòng)器可為例如一系列液壓缸、一系列液壓馬達(dá)、或者液壓缸和液壓馬達(dá)的結(jié)合。在圖1中的實(shí)施例中，液壓系統(tǒng)100包括一系列液壓缸128、138、150和一系列液壓馬達(dá)160、162和164?？梢詷?gòu)想，液壓系統(tǒng)100可包括液壓致動(dòng)器的各種其它組合，如在本領(lǐng)域中所知的。
液壓缸128、138和150每個(gè)各自包括一外殼131、139和152，這些外殼各自安裝有一活塞桿133、141和154。活塞桿組件和液壓缸128的外殼限定出缸蓋端腔127和活塞桿端腔129。類似地，液壓缸138和150也包括缸蓋端腔和活塞桿端腔。
可將一股加壓流體引導(dǎo)至每個(gè)液壓缸128、138和150，以使各個(gè)活塞組件在各個(gè)外殼中運(yùn)動(dòng)。例如，可以將一股加壓流體導(dǎo)入液壓缸128的缸蓋端127，使活塞桿組件133向活塞桿端腔129運(yùn)動(dòng)。留在活塞桿端腔129中的流體隨著活塞133的運(yùn)動(dòng)使活塞桿端腔129的容積減小而從活塞桿端腔129流出?？蓪木唧w的液壓缸中放出的流體導(dǎo)入通向流體儲(chǔ)箱114的流體回流管158。
液壓系統(tǒng)100可包括多個(gè)流量控制閥裝置，以控制流向和流出各個(gè)液壓缸128、138和150的流體流量。例如，液壓系統(tǒng)100可包括一系列獨(dú)立的計(jì)量閥裝置102、104和106。計(jì)量閥裝置102可適用于控制流向和流出液壓缸128的流體流量。計(jì)量閥裝置104可適用于控制流向和流出液壓缸138的流體流量。計(jì)量閥裝置106可適用于控制流向和流出液壓缸150的流體流量。
每個(gè)獨(dú)立的計(jì)量閥裝置102、104和106可包括多個(gè)獨(dú)立工作、電子控制的計(jì)量閥。例如每個(gè)獨(dú)立的計(jì)量閥裝置102、104和106可包括多個(gè)計(jì)量閥120、122、124、126。計(jì)量閥120控制從缸蓋端腔127流向流體回流管158的流體流量。計(jì)量閥122控制從流體管155流向缸蓋端腔127的加壓流體流量。計(jì)量閥124控制從流體管155流向活塞桿端腔129的加壓流體流量。計(jì)量閥126控制從活塞桿端腔129流向流體儲(chǔ)箱114的流體流量。諸計(jì)量閥可為滑閥、提升閥或任何其它傳統(tǒng)類型的可用于控制流過流體管的流體流量的計(jì)量閥。
每個(gè)液壓馬達(dá)160、162和164可為可逆轉(zhuǎn)的流體驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。可將加壓流體引入各個(gè)液壓馬達(dá)160、162和164的一側(cè)，以使各個(gè)液壓馬達(dá)沿第一方向旋轉(zhuǎn)。可將加壓液體引入液壓馬達(dá)160、162和164的第二側(cè)，以使各個(gè)液壓馬達(dá)沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。各個(gè)液壓馬達(dá)160、162和164可選擇性地將流體釋放到流體回流管130。
液壓系統(tǒng)100還可包括多個(gè)流量控制閥裝置以控制流向和流出各個(gè)液壓馬達(dá)160、162和164的流體流量。例如，液壓系統(tǒng)100可包括一系列獨(dú)立的計(jì)量閥裝置108、110和111。計(jì)量閥裝置108可適用于控制流向和流出液壓馬達(dá)160的流體流量。計(jì)量閥裝置110可適用于控制流向和流出液壓馬達(dá)162的流體流量。計(jì)量閥裝置111可適用于控制流向和流出液壓馬達(dá)164的流體流量。
每個(gè)獨(dú)立的計(jì)量閥裝置108、110和111可包括多個(gè)獨(dú)立工作、電子控制的計(jì)量閥。例如每個(gè)獨(dú)立的計(jì)量閥裝置108、110和111可包括多個(gè)計(jì)量閥140、142、144和146。計(jì)量閥140控制流向各個(gè)液壓馬達(dá)的第一側(cè)的液壓流體流量，而計(jì)量閥142控制流向各個(gè)液壓馬達(dá)的第二側(cè)的液壓流體流量。因此可將計(jì)量閥140和142稱為“計(jì)入”閥。計(jì)量閥144控制從各個(gè)液壓馬達(dá)的第二側(cè)流向流體回流管130的流體流量，而計(jì)量閥146控制從各個(gè)液壓馬達(dá)的第一側(cè)流向流體回流管130的流體流量。因此可將計(jì)量閥144和144稱為“計(jì)出”閥。諸計(jì)量閥可為滑閥、提升閥或任何其它傳統(tǒng)類型的可用于控制流過流體管的流體流量的計(jì)量閥。
液壓系統(tǒng)100還可包括向各個(gè)液壓致動(dòng)器提供加壓流體的加壓流體源112。加壓流體源112可包括第一泵116和第二泵118。第一和第二泵116和118每個(gè)都可為例如一變排量高壓泵或一定排量高壓泵?？梢栽O(shè)置一發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)或其它原動(dòng)力，從而提供驅(qū)動(dòng)力以向第一和第二泵116和118提供動(dòng)力。第一和第二泵116和118每個(gè)都可獨(dú)立工作，以將流體從流體儲(chǔ)箱114中抽出并增加流體的壓力。
第一和第二泵116和118可以許多不同的方式連接于一系列液壓致動(dòng)器中。如以下更詳細(xì)地描述的，液壓系統(tǒng)100可與一工作機(jī)械(圖2示出了其一個(gè)示例性的實(shí)施例)一起使用。在圖1所示的液壓系統(tǒng)100的實(shí)施例中，第一和第二泵116和118與一系列的液壓致動(dòng)器相連接，以保證可根據(jù)液壓系統(tǒng)100的工作情況向各個(gè)液壓致動(dòng)器提供加壓流體?？梢詷?gòu)想，對(duì)加壓流體源112和液壓致動(dòng)器之間的流體連接可進(jìn)行各種修改，以使液壓系統(tǒng)100可適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，比如另一種類型的工作機(jī)械。
第一泵116可通過流體管155與液壓缸128和138連接。可操作計(jì)量閥裝置102來控制從流體管155流到液壓缸128的加壓流體?？刹僮饔?jì)量閥裝置104來控制從流體管155流到液壓缸138的加壓流體。可將從液壓缸128和138的每一個(gè)流出的回流通過流體回流管158導(dǎo)入流體儲(chǔ)箱114中。
第二泵118可通過流體管156與液壓缸150連接?？刹僮饔?jì)量閥裝置106來控制從流體管156流到液壓缸150的加壓流體。可將從液壓缸150流出的回流引導(dǎo)至流體回流管158以與來自液壓缸128和138的回流匯合，并回到流體儲(chǔ)箱114中。
液壓系統(tǒng)100還可包括一對(duì)安全和旁路組合閥190。可操作組合閥190將來自流體管155和156的壓力釋放到流體管192。此外，可操作組合閥190將來自第一和第二泵116和118的流體旁路到流體管192。流體管192可與流體回流管130連接，從而使減壓和旁路流與來自液壓馬達(dá)160、162和164的回流匯合。
第一和第二泵116和118的每一個(gè)還可向液壓馬達(dá)160、162和164提供加壓流體。流體管155中來自第一泵116的加壓流體流可與從第二泵118流入流體管159的加壓流體流匯合。在流體管155和156以及流體管159之間可放置一對(duì)匯流器(flow combiner)148?？刹僮鲄R流器148來控制從各個(gè)流體管155和156流到流體管159的加壓流體流量。
流體管159通過閥門裝置108、110和111將加壓流體流引導(dǎo)到液壓馬達(dá)160、162和164。可操作閥門裝置108來控制流向液壓馬達(dá)160的加壓流體流量?？刹僮鏖y門裝置110來控制流向液壓馬達(dá)162的加壓流體流量。可操作閥門裝置111來控制流向液壓馬達(dá)164的加壓流體流量。可將來自各個(gè)液壓馬達(dá)160、162和164的回流引導(dǎo)到通向流體儲(chǔ)箱114的流體回流管130。
在流體回流管130中可放置壓力控制裝置170。壓力控制裝置170適用于在流體回流管130中保持一定大小的壓力。壓力控制裝置170可為任何類型的適用于根據(jù)液壓系統(tǒng)100的工作情況改變流體回流管130中的壓力大小的裝置。
例如，壓力控制裝置170可包括流體偏置止回閥172。止回閥172可暴露于來自加壓流體源176經(jīng)過流體管178的加壓流體中。流體管178中的壓力大小將決定止回閥172打開以使流體經(jīng)流體回流管130流入流體儲(chǔ)箱114的壓力。這樣，增加流體管178中的液壓大小將增加流體回流管130中的液壓大小。相反，減小流體管178中的液壓大小將減小流體回流管130中的液壓大小。
壓力控制裝置170可包括比例減壓閥174，以控制流體管178中的壓力大小，從而控制流體回流管130中的壓力大小。比例減壓閥174可包括閥件179?？烧{(diào)整閥件179的位置以控制比例減壓閥174中的開口尺寸，從而控制流體管178中的壓力大小。在加壓流體源和流體管178之間的比例減壓閥174中較大的開口可使流體管178中的流體壓力較高。在加壓流體源和流體管178之間的比例減壓閥174中較小的開口可使流體管178中的流體壓力較低。
比例減壓閥174還可包括適用于作用在閥件179上并控制比例減壓閥174中的開口尺寸的螺線管175和彈簧177。彈簧177可以動(dòng)作以將閥件179移動(dòng)到一位置處，從而使流體管178向流體儲(chǔ)箱114完全打開?？梢韵蚵菥€管175施加電流，從而在閥件179上施加力，將閥件179向一位置移動(dòng)，在該位置處流體儲(chǔ)箱的開口關(guān)閉，加壓流體源和流體管178之間的連接逐漸打開。施加于螺線管175上電流的增加使作用在閥件179上的力增加，并使閥件179運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)使流體管178中的壓力與所施加的電流的增加成正比地增加。當(dāng)施加于螺線管175的電流降低時(shí)，比例減壓閥174中開口尺寸使流體管178中的壓力與所施加的電流的減小成正比地減小。這樣，通過調(diào)節(jié)施加在螺線管175上的電流，可調(diào)節(jié)比例減壓閥174，從而控制流體管178和回流管130中壓力的大小。
應(yīng)該注意到的是，壓力控制裝置170可包括適用于控制流體管178中流體壓力大小的任意類型的閥門或其它機(jī)構(gòu)。例如，壓力控制裝置170可包括用來偏置止回閥172的可變彈力彈簧或另一類型的機(jī)構(gòu)。
可設(shè)置控制器180以控制壓力控制裝置170。控制器180可包括一計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有元件，比如存儲(chǔ)器、二級(jí)存儲(chǔ)裝置和諸如中央處理單元之類的處理器。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員會(huì)知道這一計(jì)算機(jī)可包括附加的或不同的元件。另外，雖然將本發(fā)明的各個(gè)方面描述為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員會(huì)知道這些方面也可存儲(chǔ)在其它類型的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或從其上讀取，比如計(jì)算機(jī)芯片和二級(jí)存儲(chǔ)裝置，包括硬盤、軟盤、CD-ROM或其它類型的RAM或ROM?？刂破?80還可包括各種其它已知的電路，例如特別是電源電路、信號(hào)檢驗(yàn)電路和螺線管驅(qū)動(dòng)電路。
控制器180可適用于根據(jù)液壓馬達(dá)160、162和164的工作來控制施加在比例減壓閥174的螺線管175上的電流。在一定的工作狀態(tài)下，比如在馬達(dá)氣穴現(xiàn)象的可能性相對(duì)較低時(shí)，控制器180可降低施加于螺線管175的電流，從而減低流體回流管130中的壓力大小。在其它工作狀態(tài)下，比如在馬達(dá)氣穴現(xiàn)象的可能性相對(duì)較高時(shí)，控制器180可增加施加于螺線管175的電流，從而增加流體回流管130中的壓力大小。
如前所述，所述的液壓系統(tǒng)100可結(jié)合在一工作機(jī)械中。工作機(jī)械200的一個(gè)示例性實(shí)施例在圖2中示出。工作機(jī)械200包括可包括一操作人員就坐區(qū)域的外殼202。
外殼202可安裝在被構(gòu)造成可繞垂直軸線206使外殼202旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)組件204上?；剞D(zhuǎn)組件204可由諸如液壓馬達(dá)164(參見圖1)的液壓致動(dòng)器提供動(dòng)力。閥門裝置111可控制流向液壓馬達(dá)164的加壓流體，從而控制回轉(zhuǎn)組件204的運(yùn)動(dòng)方向和速度。
外殼202和回轉(zhuǎn)組件204可由一牽引裝置208支承。牽引裝置208可為任意類型的適于提供工作機(jī)械200在一工作地點(diǎn)周圍和/或諸工作地點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)的裝置。例如，牽引裝置208可包括一對(duì)履帶210(在圖2中只示出了一根)。每根履帶210可由諸如液壓馬達(dá)160和162(參見圖1)中的一個(gè)的液壓致動(dòng)器提供動(dòng)力。閥門裝置108可控制流向液壓馬達(dá)160的加壓流體流，從而控制一根履帶的運(yùn)動(dòng)方向和速度。閥門裝置110可控制流向液壓馬達(dá)162的加壓流體流，從而控制第二根履帶的運(yùn)動(dòng)方向和速度。
工作機(jī)械200還可包括工作執(zhí)行聯(lián)動(dòng)裝置212，它工作連接有與地面接合的工具224。工作執(zhí)行聯(lián)動(dòng)裝置212可包括懸臂220。懸臂220可樞轉(zhuǎn)地安裝在外殼202上，以沿箭頭221所指的方向運(yùn)動(dòng)。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，懸臂220可直接安裝在回轉(zhuǎn)組件204上，而外殼202可相對(duì)于牽引裝置208固定。在這個(gè)替代實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)組件204將使懸臂相對(duì)于外殼202繞一垂直軸線樞轉(zhuǎn)。
可在懸臂220上可樞轉(zhuǎn)地安裝桿子222，用于沿箭頭223所指的方向運(yùn)動(dòng)?？稍跅U子222上可樞轉(zhuǎn)地安裝與地面接合的工具224，以用于沿箭頭225所指的方向運(yùn)動(dòng)。與地面接合的工具224可為通常用于工作機(jī)械上以運(yùn)送土、碎片或其它材料的負(fù)載226的任意類型的機(jī)構(gòu)。例如，與地面接合的工具224可為鏟子、鏟斗、鏟刀或蚌式挖斗。
工作執(zhí)行聯(lián)動(dòng)裝置212可由一系列液壓致動(dòng)器提供動(dòng)力，比如液壓系統(tǒng)100的液壓缸128、138和150(參見圖1)。液壓缸150的外殼152可與外殼202連接，液壓缸150的活塞桿組件154可連接于懸臂220。閥門裝置106可控制流入和流出液壓缸150的流體流，從而控制懸臂220的運(yùn)動(dòng)。
液壓缸128和138可分別為桿子222和與地面接合的工具224的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。液壓缸138的外殼139可與懸臂220連接，液壓缸138的活塞桿組件141可連接于桿子222。閥門裝置104可控制流入和流出液壓缸138的流體流，從而控制桿子222相對(duì)于懸臂220的運(yùn)動(dòng)。類似地，液壓缸128的外殼131可與桿子222連接，液壓缸128的活塞桿組件133可連接于與地面接合的工具224。閥門裝置102可控制流入和流出液壓缸128的流體流，從而控制與地面接合的工具224相對(duì)于桿子222的運(yùn)動(dòng)。
控制器180(參見圖1)可適用于根據(jù)接收自操作人員的輸入量而向各個(gè)閥門裝置102、104、106、108、110和111提供控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)可適用于使各個(gè)閥門裝置中的計(jì)量閥作動(dòng)，以控制流入和流出各個(gè)液壓致動(dòng)器的流體流。這樣，控制器180可產(chǎn)生操作人員所需的具體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作。
控制器可監(jiān)視液壓系統(tǒng)100中液壓致動(dòng)器的工作，以識(shí)別液壓致動(dòng)器之一會(huì)經(jīng)歷氣穴現(xiàn)象的情況。例如，控制器180可接收一系列信號(hào)S1、S2和S3，這些信號(hào)提供對(duì)液壓馬達(dá)160、162和164的電流工作特性的指示。信號(hào)S1、S2和S3可代表例如流出各個(gè)液壓馬達(dá)的流體流量、各個(gè)液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度、各個(gè)液壓馬達(dá)的功率輸出或任何其它的相關(guān)工作特性。
控制器180可處理信號(hào)S1、S2和S3以識(shí)別出液壓系統(tǒng)100中發(fā)生氣穴現(xiàn)象的可能。作為對(duì)氣穴現(xiàn)象危險(xiǎn)性上升的響應(yīng)，控制器180可調(diào)節(jié)壓力控制裝置170以增加流體回流管130中流體壓力大小。作為對(duì)氣穴現(xiàn)象危險(xiǎn)性下降的響應(yīng)，控制器180可調(diào)節(jié)壓力控制裝置170以降低流體回流管130中流體壓力大小。
在圖1的實(shí)施例中，壓力控制裝置170適用于降低液壓馬達(dá)160、162和164中發(fā)生氣穴現(xiàn)象的可能性。然而，可以設(shè)想，壓力控制裝置170可進(jìn)一步適用于避免液壓致動(dòng)器128、130和150中發(fā)生氣穴現(xiàn)象。這可通過例如在流體回流管158和流體回流管130之間設(shè)置流體連接管來達(dá)到。在這個(gè)流體連接管中可放置一控制閥(未示出)，以將來自液壓致動(dòng)器128、138和150的所有或部分回流引導(dǎo)至流體回流管130。這樣，可使用壓力控制裝置170來控制液壓致動(dòng)器128、138和150中的一個(gè)或多個(gè)的背壓大小。
當(dāng)流經(jīng)流體回流管130的流體流量相對(duì)較低時(shí)，液壓馬達(dá)160、162和164產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象的危險(xiǎn)性會(huì)較高。這在例如只有液壓馬達(dá)160、162和164中的一個(gè)動(dòng)作并停止旋轉(zhuǎn)的情況下會(huì)發(fā)生。由于泄漏量較大，則無法獲得充足的補(bǔ)充流體。在這個(gè)情況下，控制器180可操縱壓力控制裝置170以增加流體回流管130中流體壓力的大小。當(dāng)流向工作中的液壓馬達(dá)160、162和164的流體流停止時(shí)，流體回流管130中較高的背壓會(huì)通過計(jì)出閥起作用以提供所需的補(bǔ)充流體。
當(dāng)流經(jīng)流體回流管130的流體流量相對(duì)較高時(shí)，液壓馬達(dá)160、162和164產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象的危險(xiǎn)性會(huì)較低。這在例如液壓馬達(dá)160、162和164中的一個(gè)以上動(dòng)作時(shí)會(huì)發(fā)生，比如當(dāng)工作機(jī)械200行進(jìn)一段距離時(shí)。此外，當(dāng)加壓流體源112通過流體管192向流體回流管130提供旁路或減壓流體流時(shí)，流經(jīng)流體回流管130的流體流量會(huì)相對(duì)較高。在此情況下，控制器180可操縱壓力控制裝置170以降低流體回流管130中流體壓力的大小。流體回流管130中的流體壓力減小量可使工作中的液壓馬達(dá)的效率提高。
工業(yè)可用性上述液壓系統(tǒng)可用于降低產(chǎn)生與液壓系統(tǒng)100中的一個(gè)或多個(gè)液壓致動(dòng)器相關(guān)的氣穴現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性?？蓪碜灾T如液壓馬達(dá)160、162和164的液壓致動(dòng)器中的一些流體回流引導(dǎo)通過壓力控制裝置170?？蓪碜灾T如液壓缸128、138和150的另一些液壓致動(dòng)器的流體回流直接導(dǎo)入流體儲(chǔ)箱114。當(dāng)發(fā)生氣穴現(xiàn)象的可能性增加時(shí)，可調(diào)節(jié)壓力控制裝置170以增加流體回流管130中流體壓力的大小，從而增加施加在液壓馬達(dá)160、162和164上的背壓。當(dāng)發(fā)生氣穴現(xiàn)象的可能性減小時(shí)，減小流體回流管130中壓力的大小，從而減小背壓大小。
壓力控制裝置170的可變性可提高液壓系統(tǒng)100中液壓致動(dòng)器的效率。流體回流管130中的壓力在某些情況下的減小可提高液壓系統(tǒng)100的效率。此外，將來自液壓致動(dòng)器128、138和150的回流直接引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱也可提高液壓系統(tǒng)100的效率。
所述液壓系統(tǒng)100的壓力控制裝置170還可用于改進(jìn)對(duì)液壓系統(tǒng)100的其它方面的控制。例如，隨著將來自加壓流體源112的卸載流引導(dǎo)通過壓力控制裝置170，可操縱該壓力控制裝置來調(diào)節(jié)加壓流體源112的卸載壓力。其它的此類控制方面對(duì)熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員來說是顯而易見的。
此處所描述的液壓系統(tǒng)100可與工作機(jī)械200聯(lián)系在一起使用。雖然已經(jīng)結(jié)合一挖掘機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)100(見圖2)進(jìn)行了描述，但可以設(shè)想該液壓系統(tǒng)可用于任何類型的工作機(jī)械。例如，工作機(jī)械200可為輪式裝載機(jī)、正鏟挖掘機(jī)、自行式平地機(jī)、推土機(jī)、反鏟挖掘機(jī)或履帶式裝載機(jī)。
對(duì)于熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員來說，顯而易見，可以對(duì)本發(fā)明的液壓系統(tǒng)進(jìn)行各種修改和變型而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。在閱讀了本說明書和此處所揭示的系統(tǒng)的實(shí)施后，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員來說，其它的實(shí)施方式是顯而易見的。應(yīng)該認(rèn)為本說明書和諸例子只是示例性的，本發(fā)明的實(shí)際范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等效內(nèi)容來限定。
權(quán)利要求
1.一種液壓系統(tǒng)，它包括一流體儲(chǔ)箱(114)，該流體儲(chǔ)箱適用于儲(chǔ)存一流體供應(yīng)源；一加壓流體源(112)，該加壓流體源與流體儲(chǔ)箱(114)流體連通；一第一液壓致動(dòng)器(128)，該第一液壓致動(dòng)器與加壓流體源(112)流體連通；一第二液壓致動(dòng)器(160)，該第二液壓致動(dòng)器與加壓流體源(112)流體連通；一第一流體回流管(158)，該第一流體回流管適用于將來自第一液壓致動(dòng)器(128)的流體回流引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱(114)；一第二流體回流管(130)，該第二流體回流管適用于將來自第二液壓致動(dòng)器(160)的流體回流引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱(114)；以及一壓力控制裝置(170)，該壓力控制裝置選擇性地調(diào)節(jié)第二流體回流管(130)中流體壓力的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，第一液壓致動(dòng)器(128)為一液壓缸，第二液壓致動(dòng)器(160)為一液壓馬達(dá)，且加壓流體源(112)包括一第一泵(116)和一第二泵(118)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一第一獨(dú)立計(jì)量閥組(102)，該計(jì)量閥組適于控制加壓流體源(112)和液壓缸(128)之間的流體流，并控制從液壓缸(128)流向第一流體回流管(158)的流體流；以及一第二獨(dú)立計(jì)量閥組(106)，該計(jì)量閥組適于控制加壓流體源(112)和液壓馬達(dá)(160)之間的流體流，并控制從液壓馬達(dá)(160)流向第二流體回流管(130)的流體流。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一控制器(180)，該控制器適用于調(diào)節(jié)壓力控制裝置(170)，從而調(diào)節(jié)第二流體回流管(130)中的流體壓力大小。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，壓力控制裝置(170)包括置于第二流體回流管(130)中的一止回閥(172)和適于控制第二流體回流管(130)中的流體壓力大小的一比例減壓閥(174)。
6.一種包括如權(quán)利要求1到5中任意一項(xiàng)所述的液壓系統(tǒng)(100)的工作機(jī)械(200)。
7.一種控制一工作機(jī)械上的一液壓系統(tǒng)的方法向一第一液壓致動(dòng)器(128)和一第二液壓致動(dòng)器(160)供應(yīng)加壓流體；將來自第一液壓致動(dòng)器(128)的一流體回流通過一第一回流管引導(dǎo)至一流體儲(chǔ)箱(114)；將來自第二液壓致動(dòng)器(160)的一流體回流通過一第二回流管(130)引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱(114)；以及調(diào)節(jié)放置在第二回流管(130)中的一壓力控制裝置(170)以選擇性地調(diào)節(jié)第二回流管(130)中的壓力。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，第二液壓致動(dòng)器(160)為一液壓馬達(dá)，以及，還包括控制流向液壓馬達(dá)(160)的流體流，從而控制回轉(zhuǎn)組件(204)的運(yùn)動(dòng)；以及響應(yīng)回轉(zhuǎn)組件(204)工作中的變化而調(diào)節(jié)壓力控制裝置(170)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)與一第一牽引裝置(208)相關(guān)的一第二液壓馬達(dá)(162)在工作中的變化以及與一第二牽引裝置(208)相關(guān)的一第三液壓馬達(dá)(164)在工作中的變化而調(diào)節(jié)壓力控制裝置(170)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)經(jīng)過第二流體回流管(130)的流體流量的減少而增加第二流體回流管(130)中的流體壓力的大??；以及響應(yīng)經(jīng)過第二流體回流管(130)的流體流量的增加而減小第二流體回流管(130)中的流體壓力的大小。
全文摘要
揭示了一種用于一工作機(jī)械的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)(100)包括適用于儲(chǔ)存一流體供應(yīng)源的一流體儲(chǔ)箱(114)和與流體儲(chǔ)箱(114)流體連通的一加壓流體源(112)。一第一液壓致動(dòng)器(128)和一第二液壓致動(dòng)器(160)與加壓流體源(112)流體連通。一第一流體回流管(158)適用于將來自第一液壓致動(dòng)器(128)的流體回流引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱(114)，而一第二流體回流管(130)適用于將來自第二液壓致動(dòng)器(160)的流體回流引導(dǎo)至流體儲(chǔ)箱(114)。在第二流體回流管(130)中設(shè)置有一壓力控制裝置(170)，且可操縱該裝置以選擇性地調(diào)節(jié)第二流體回流管(130)中流體壓力的大小。
文檔編號(hào)F15B11/17GK1856653SQ200480027777
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者吉野和憲 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司, 新卡特彼勒三菱有限公司