專利名稱：用于驅動風扇和對制動器充液的電子液壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及一種電子液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種用于在一工作機械上驅動風扇和對制動系統(tǒng)充液的電子液壓系統(tǒng)。
背景技術：
運土和建筑用工作機械通常采用提供功能性并控制工作機械的各種方面的液壓系統(tǒng)。例如，一些工作機械采用液壓制動系統(tǒng)來控制驅動速度，并采用控制工作機械冷卻的風扇液壓驅動系統(tǒng)。
由于每個系統(tǒng)可具有獨立的流量要求，在某些工作機械上液壓系統(tǒng)為獨立的系統(tǒng)，它們每個具有獨立的流體泵。然而，為每個獨立的液壓系統(tǒng)提供獨立的流體泵會顯得冗余且影響成本。另外，這樣的系統(tǒng)會需要額外的保養(yǎng)和維修。為了克服這些缺點，一些工作機械上結合或集成有某些液壓系統(tǒng)。
甚至在一組合系統(tǒng)中，一個液壓系統(tǒng)也會需要與其它的系統(tǒng)不同的流體流參數(shù)，此外，在不同的時間也會需要不同的流體流。為了解決這一問題，一些已知的系統(tǒng)使用一接通/斷開裝置將流體從一共用的泵導向一個或其它系統(tǒng)。例如，在一個具有一結合制動系統(tǒng)和一結合制冷系統(tǒng)的傳統(tǒng)工作機械上，可將流體導向制動系統(tǒng)，從而對蓄能器填充或注滿流體。然后，接通/斷開裝置可切斷流向制動系統(tǒng)的流體，且可將流體導向制冷系統(tǒng)。通過正常的制動，蓄能器中的流體逐漸被消耗掉，直到容積或壓力跌到一下限值以下為止。當這一情況發(fā)生時，接通/斷開裝置可將流體接通到制動系統(tǒng)，以再次對蓄能器充液，同時切斷流向制冷系統(tǒng)的流體。由于這一原因，制動系統(tǒng)的蓄能器中的流體液位在相對較高液位和相對較低液位之間波動。然而，即使在較低的液位處，在傳統(tǒng)工作機械上的蓄能器必須提供足夠體積的流體以在泵發(fā)生故障時將工作機械停下來。
另一個結合有制動器和冷卻系統(tǒng)的已知系統(tǒng)在Smith的美國專利6681568中有所揭示?！?68專利揭示了一種在通向冷卻回路的流體管中具有安全閥的系統(tǒng)。對安全閥的控制對流向制動回路和冷卻回路的流體都會產(chǎn)生影響。雖然‘586專利中所揭示的系統(tǒng)提供了有效的冷卻和制動效果，但還可以對它進行改進。例如，‘586專利中的蓄能器的尺寸可設置為允許在一較高流體液位和較低流體液位之間波動，且即使在蓄能器中的流體液位處于較低液位時仍可向制動器提供足夠的流體。這樣的蓄能器可比實際需要的要大。因此，可改進‘586專利中的系統(tǒng)以提供較小的蓄能器，從而節(jié)省空間和成本。
此處所揭示和描述的電子液壓系統(tǒng)可克服已有技術中的一個或多個問題。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例性的方面，本發(fā)明涉及一種用于機器的電子液壓系統(tǒng)。該電子液壓系統(tǒng)可包括一制動器充液系統(tǒng)，該制動器充液系統(tǒng)包括構造成可儲存控制制動器用的流體壓力的至少一個蓄能器。一風扇驅動系統(tǒng)可包括一風扇和一風扇馬達，風扇馬達被構造成用來轉動風扇。一流體源可與制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)連通。該流體源可構造成向制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)提供加壓流體，從而對至少一個蓄能器中充液并驅動風扇馬達。一壓力控制順序動作閥構造成可從流體源向制動器充液系統(tǒng)提供壓力，從而在正常工作條件下將蓄能器中的流體壓力保持在基本恒定的值。
在另一個示例性的方面，本發(fā)明涉及另一種用于機器的電子液壓系統(tǒng)。該電子液壓系統(tǒng)可包括一制動器充液系統(tǒng)，該制動器充液系統(tǒng)包括被構造成可儲存控制制動器用的流體壓力的至少一個蓄能器。一風扇驅動系統(tǒng)可包括一風扇和一風扇馬達，風扇馬達被構造成用來轉動風扇。一流體源可與制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)連通。該流體源可被構造成向制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)提供加壓流體，從而對制動系統(tǒng)充液并驅動風扇馬達。一壓力控制順序動作閥可置于流體源以及制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)之間。該壓力控制順序動作閥可被構造成允許制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)之間分享流體。
在再一個示例性的方面，本發(fā)明涉及一種操作用于機器的電子液壓系統(tǒng)的方法。該方法可包括將流體導向一制動器充液系統(tǒng)，該制動器充液系統(tǒng)包括被構造成儲存控制制動器用的流體壓力的至少一個蓄能器?？蓪⒘黧w導向一風扇驅動系統(tǒng)，該風扇驅動系統(tǒng)可包括一風扇和一風扇馬達，風扇馬達被構造用來轉動風扇。可用一流體源向制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)提供加壓流體，以對至少一個蓄能器充液并驅動風扇馬達。該方法還可包括在正常工作過程中將蓄能器中的流體壓力保持在基本恒定的值。


圖1是一個示例性工作機械的圖示；圖2是一個示例性電子液壓系統(tǒng)的示意圖；圖3是圖2所示電子液壓系統(tǒng)的一個示例性電子控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參見附圖所示的示例性實施例。只要可能，在所有附圖中，相同的標號將表示相同或類似的部件。雖然對具體的結構和布置進行了討論，但應該理解的是，這只是出于說明的目的而為之。
圖1示出了如此處所討論的可集成有一電子液壓系統(tǒng)的一個示例性工作機械100。工作機械100可包括發(fā)動機外殼102、駕駛臺104和工作執(zhí)行部分106，例如用于挖掘和裝載材料的鏟斗。在工作機械100為輪式裝載機的例子中，工作執(zhí)行部分106由多個致動器提供動力和控制，這些致動器包括傾卸致動器108。工作機械100可包括前、后著地裝置，比如支承工作機械100的前輪110和后輪112。
發(fā)動機外殼102可包括諸如發(fā)動機的動力源114和液壓驅動冷卻扇116。動力源114可向前和/或后輪110、112提供動力。液壓驅動冷卻扇116可形成一冷卻系統(tǒng)的一部分，該冷卻系統(tǒng)構造成可用來將空氣抽出或推進通過一換熱器和/或向動力源114提供對流冷卻。
此外，工作機械100可包括一制動系統(tǒng)(未在圖1中示出)，可操作該制動系統(tǒng)來阻止工作機械100的運動，制動系統(tǒng)可與輪子110、112連接，并可在駕駛臺104中從輸入裝置操作。制動系統(tǒng)和合成有風扇116的冷卻系統(tǒng)可與從共同的流體源操作的液壓驅動系統(tǒng)結合。
可合成在工作機械100上的整體式風扇和制動器電子液壓系統(tǒng)200的一個例子在圖2和3中有所揭示，并參照這兩幅圖來進行描述。電子液壓系統(tǒng)200可包括互相配合以控制工作機械100的制動和冷卻能力的多個液壓元件和電子元件。
電子液壓系統(tǒng)200包括制動器充液系統(tǒng)202和風扇驅動系統(tǒng)204。制動器充液系統(tǒng)202和包括前、后制動器206、208，前、后蓄能器210、212，制動器低壓開關214，雙指令開關215，以及多個止回閥。風扇驅動系統(tǒng)204可包括風扇116、風扇馬達216、換向閥218、風扇驅動定向閥219和風扇轉速控制閥220。除了以上所述的元件，制動器充液和風扇驅動系統(tǒng)202、204包括多個整體式或共用的元件。在圖2中的示例性實施例中，整體式元件包括壓力控制順序動作閥222、安全閥224、流體箱226和共用流體源228。此外，如在本領域內(nèi)所知的，電子液壓系統(tǒng)200可包括冷卻器230和過濾器232。電子液壓系統(tǒng)200的控制器元件可包括控制模塊306、溫度傳感器302和風扇轉速傳感器304，如圖3所示。
前、后制動器206、208可分別與工作機械100的前、后輪110、112以選擇性地阻止工作機械100的運動的方式可操作地連接。在一個示例性實施例中，前、后制動器206、208可包括制動裝置和制動閥(未示出)。制動裝置可包括液壓致動輪盤制動器，比如置于工作機械100的輪子110、112和驅動組件(未示出)之間的一盤式制動器或一鼓式制動器。可以已知的方式操作制動器206、208，比如通過置于工作機械100的駕駛臺104中的制動器踏板。制動器206、208還可與工作機械100的車軸或其它傳動元件結成一體，而不是與車輪110、112連接。
前、后蓄能器210、212可通過制動器踏板閥(未示出)分別與前、后制動器206、208流體連接。蓄能器210、212可構造成用來容納具有所需壓力的加壓流體供應源并提供所需的流體，以使工作機械100的運動放慢或停止。例如，蓄能器210、212中的流體液位可保持在預先設定的極限值以上，從而在工作機械操作人員需要時提供制動壓力。
制動器低壓開關214可構造成用來檢測向蓄能器210、212提供的流體壓力何時跌到預設的極限以下。當向蓄能器210、212提供的流體壓力下跌到極限值以下，那么制動器低壓開關214將點亮位于工作機械100的駕駛臺104中的燈或報警燈，從而警告操作人員流體壓力低。在圖2所示的示例性實施例中，制動器低壓開關214構造成用來感應蓄能器210、212和壓力控制順序動作閥222之間的流體壓力。在另一個實施例中，制動器低壓開關214可與制動器206、208中的一個或兩個、或者蓄能器210、212中的一個或兩個連接，從而測量蓄能器流體壓力。制動器低壓開關214也可置于其它位置上。雖然示例性的電子液壓系統(tǒng)200采用負荷感應管來監(jiān)視流體壓力，但在另一個實施例中，可使用產(chǎn)生電子或機械信號的壓力傳感器來致動制動器低壓開關214，這些信號可傳給可啟動燈、報警燈或其它報警信號的控制器。
同制動器低壓開關214一樣，雙指令開關215可構造成檢測供給蓄能器210、212的流體壓力何時下跌到預設極限以下。與雙指令開關215相聯(lián)系的該預設極限可不同于與制動器低壓開關214相聯(lián)系的預設極限。當供給蓄能器210、212的流體壓力下降到極限值以下，雙指令開關215可向控制模塊306(在圖3中示出，并結合圖3描述)指出需要電子液壓系統(tǒng)200來提供額外的流體，從而提高電子液壓系統(tǒng)200和制動器充液系統(tǒng)202中的壓力。同制動器低壓開關214一樣，可使用任意數(shù)量或類型的壓力傳感器來致動雙指令開關215，這些傳感器可傳送代表所監(jiān)測到的壓力的信號。
風扇驅動系統(tǒng)204的風扇馬達216可與風扇116連接并構造成向該風扇提供動力。由流體源228所推動，風扇馬達216被構造成可用來旋轉風扇116，從而將空氣抽出或推進通過動力源114或穿過一換熱器(未示出)。通過風扇馬達216的加壓流體流量可與冷卻扇116的轉速相對應，并驅動該風扇。在一個示例性實施例中，補充閥與風扇馬達連接并被構造成可減少馬達中的氣穴現(xiàn)象。
換向閥218可為螺線管驅動的閥門，它將先導流體引向風扇驅動定向閥219。風扇驅動定向閥219可為二位、四通、液壓控制動作定向閥，該閥門可在一第一位置和一第二位置之間運動，在第一位置，加壓流體沿可使冷卻扇116在推動空氣的方向上旋轉的一第一方向而被導入風扇馬達216，在第二位置，加壓流體沿可使冷卻扇116在抽吸空氣的方向上旋轉的一第二方向而被導入風扇馬達216。
風扇轉速控制閥220可為比例、螺線管致動安全閥，該閥被構造成可用來調(diào)節(jié)與流體源228相連的負荷感應管240中的流體壓力。節(jié)流孔242可位于流體源228和風扇轉速控制閥220之間，并可在來自流體源228的流體和負荷感應管240中的流體之間設置壓差。隨著由風扇轉速控制閥220來調(diào)節(jié)負荷感應管240處的流體壓力，就可將此流體壓力用于控制來自流體源228的流體流量。例如，可將風扇轉速控制閥220構造成提供可控制流體源228的一擋板位置的流體壓力。可將風扇轉速控制閥220構造成當向螺線管提供的動力被切斷后，閥門220可向負荷感應管240提供高壓。因此，泵的擋板角度可置于最大角度。該最大角度可與最大位移相對應，并可使來自泵的流體流量最大，從而滿足來自制動器充液系統(tǒng)202或風扇驅動系統(tǒng)204的流體需求。
壓力控制順序動作閥222可構造成向制動器充液系統(tǒng)202和風扇驅動系統(tǒng)204提供流體，為了保證可持續(xù)向制動器充液系統(tǒng)202提供壓力，壓力控制順序動作閥222被構造成向制動器充液系統(tǒng)202提供流體流的優(yōu)先級高于風扇驅動系統(tǒng)204。換句話說，可將壓力控制順序動作閥222構造成可在任何制動器充液系統(tǒng)202需要流體的時候將流體導向制動器充液系統(tǒng)202，而不考慮風扇驅動系統(tǒng)204的需求。在圖2所示的示例性實施例中，壓力控制順序動作閥222可為三位壓力驅動閥，該閥門具有啟動位置234、共享流位置236和只供風扇位置238?？蓪毫刂祈樞騽幼鏖y222構造成將流體流共享給制動器充液系統(tǒng)202和風扇驅動系統(tǒng)204。由于在正常工作狀態(tài)過程中壓力控制順序動作閥222被定位成既可在共享流位置236也可在只供風扇位置238引導流體，因此發(fā)生流體共享。共享流位置236可包括有孔的通道，該通道向制動器充液和風扇驅動系統(tǒng)202、204提供所需的流量，此時制動器充液系統(tǒng)202具有較高的優(yōu)先級?？椎某叽缈梢允且粯拥?，也可以是不一樣的。當制動器充液系統(tǒng)202對流體沒有需求時，壓力控制順序動作閥222可位于只供風扇位置238。
由于流體共享，可將壓力控制順序動作閥222構造成在正常工作狀態(tài)下向風扇驅動系統(tǒng)204連續(xù)導入流體。如在此處所使用的，術語“正常工作狀態(tài)”是指在基本正常使用時的工作機械狀態(tài)，包括制動時。正常工作狀態(tài)并不包括啟動、系統(tǒng)故障時間和系統(tǒng)異常。
當制動器充液系統(tǒng)202對制動流體沒有需求時，可將壓力控制順序動作閥222構造成位于只供風扇位置238。在任何在制動器充液系統(tǒng)202需要流體的時候，壓力控制順序動作閥222可響應該要求，并可被構造成切換到共享流位置236，從而將流體引導到制動器充液和風扇驅動系統(tǒng)202、204中。該要求可通過制動器充液系統(tǒng)流體壓力的下降而檢測到。因此，在風扇驅動系統(tǒng)204中需要額外的流體時，壓力控制順序動作閥222不會打開或切斷風扇驅動系統(tǒng)204。相反，在正常工作狀態(tài)下，在任何制動器充液系統(tǒng)202需要流體的時候，壓力控制順序動作閥222都會向制動器充液系統(tǒng)202和風扇驅動系統(tǒng)204提供共享流體。
由于制動器充液系統(tǒng)202具有較高的優(yōu)先級，在任何制動器206、208要消耗流體的時候，壓力控制順序動作閥222都被構成向制動器充液系統(tǒng)202提供流體流。因此壓力控制順序動作閥222可響應制動器充液系統(tǒng)202中的壓力下降，并可被構成為提供流體以將蓄能器210、212中的流體液位保持在基本恒定的值，比如保持在充滿的值。在一個示例性實施例中，可將基本恒定的流體液位限定在包括小于蓄能器210、212的容積的25％的流體充填值，而在另一個示例性實施例中，可將基本恒定的流體液位限定在包括小于蓄能器210、212的容積的15％的流體充填值。在再一個示例性實施例中，可將基本恒定的流體液位限定在包括小于15％的流體充填值，而在另一個實施例中，是小于5％的充填值。由于流體共享，即使將蓄能器的流體液位保持在一基本恒定的值，也可在正常工作條件下向風扇驅動系統(tǒng)204連續(xù)提供流體。
安全閥224可與壓力控制順序動作閥222相連，并可構造成選擇性地限制經(jīng)壓力控制順序動作閥222流向制動器充液系統(tǒng)202的流體的最大壓力。為了做到這點，可操作安全閥224來減小壓力控制順序動作閥222右側的導引壓力(在所示出的示例性實施例中)，從而使壓力控制順序動作閥222可在共享流位置236和只供風扇位置238之間切換。安全閥224可具有閥件，該閥件由彈簧向閥門關閉位置偏置并可響應相連的流體通道中的壓力超出預定壓力而向閥門打開位置運動?？梢詷嬒氲氖?，該預定的壓力可通過電子、機械或任何其它合適的方式而改變，從而產(chǎn)生可變減壓裝置。
流體箱226可包括構造可用來容納諸如專用液壓油、發(fā)動機潤滑油、傳動裝置潤滑油或任何其它本領域已知流體的流體源的流體池。電子液壓系統(tǒng)200可將流體抽出或返回流體箱226。還可以構想的是，電子液壓系統(tǒng)200可與多個分離的流體箱連接。
可將流體源228構造成將流體從流體箱226抽出并產(chǎn)生加壓流體流，經(jīng)壓力控制順序動作閥222流到制動器充液和風扇驅動系統(tǒng)202、204。流體源228可包括例如各種活塞泵、各種輸送泵或任何其它本領域已知的加壓系統(tǒng)。通過比如一間軸(未示出)、一皮帶(未示出)一電路(未示出)或任何其它合適的方法，流體源228可與圖1中的動力源114可驅動地連接?；蛘?，流體源228可通過一轉矩轉換器、一齒輪箱或任何其它適合的方式與諸如發(fā)動機的動力源114間接連接。可以構想的是，可以將多個加壓流體源互相連接，從而向電子液壓系統(tǒng)200提供加壓流體。
在一個示例性實施例中，可將換向閥218、風扇驅動定向閥219、風扇轉速控制閥220、壓力控制順序動作閥222和安全閥224集成在一個共用的總管244中。這樣的集成可減少成本并可減少在這些元件并不集成時所需的管道。應該注意的是，在其它的示例性實施例中，可將兩個或多個元件的任意一種組合與其它沒有集成在總管244中的元件結合在總管244中。
圖3示出了電子液壓系統(tǒng)200的控制器元件。這些控制器元件包括溫度傳感器302、風扇轉速傳感器304和控制模塊306。溫度傳感器302可包括一個或多個溫度或其它的傳感器，它們被構造成可用來監(jiān)測動力源114(在圖1中示出)、換熱器(未示出)或工作機械100的任何其它元件的溫度。風扇轉速傳感器304和與風扇馬達216或風扇116連接，并構造成檢測表示風扇速度的信息。
控制模塊306可包括一處理器和存儲器。該存儲器可保存用于控制電子液壓系統(tǒng)200的一個或多個可由處理器執(zhí)行的程序，這些程序可為軟件程序。此外，存儲器可保存預先設定的值或數(shù)據(jù)，這些值或數(shù)據(jù)用來確定從流體源228流出的流體，從而以所需的速度操作冷風扇116并向制動器充液系統(tǒng)202提供所需的壓力。
控制模塊306可與溫度傳感器302和風扇轉速傳感器304相聯(lián)通。此外，控制模塊306可與雙指令開關215、換向閥218和風扇轉速控制閥220相聯(lián)通。基于來自溫度傳感器302、風扇轉速傳感器304或雙指令開關215的信息，控制模塊306可產(chǎn)生一控制信號以控制風扇轉速控制閥220。通過控制風扇轉速控制閥220，控制模塊306可被構造成控制來自流體源228的流體輸出。例如，根據(jù)來自溫度傳感器302的一信號，可將控制模塊306構造成向風扇轉速控制閥220輸出一指令信號以增加或減少流經(jīng)風扇轉速控制閥220的流體。當流體流量減少時，毗鄰風扇轉速控制閥220的負荷感應管240中的壓力會增加，并且在一個例子中會使流體源228的排量增加，從而增加來自流體源228的流體流量。流體流量的增加使風扇馬達216的轉速增加，從而增加風扇116的轉速，并最終增加冷卻量。同樣，負荷感應管240中的壓力減小會減小流體源228的流體排量，并最終減小風扇的轉速和冷卻量。
控制模塊306還可根據(jù)來自雙指令開關215的信號控制流量。在制動器充液系統(tǒng)202中的壓力下跌到極限值以下時，雙指令開關215可傳送信號。在一個示例性實施例中，壓力會由于要求減少制冷量、同時對電子液壓系統(tǒng)200有制動指令的情況而下跌到極限值以下。由于要求減少制冷量，因此可控制流體源228提供減少了的流體流量。由于流體流量減少，一制動指令會使制動器充液系統(tǒng)202中的壓力下跌到極限值以下。如果這一情況發(fā)生，根據(jù)來自雙指令開關215的信號，控制模塊306將增加流向風扇轉速控制閥220的電流以增加負荷感應管240中的壓力并增加流體源228的排量，從而提供額外的流量以在制動器充液系統(tǒng)202中保持足夠的壓力。
還可將控制模塊306構造成可向換向閥218傳送風扇換向信號以改變風扇116的旋轉方向。在一個示例性實施例中，可將控制模塊306構造成在定時間隔內(nèi)產(chǎn)生風扇換向信號，比如每次20分鐘的工作后的30秒中。這可用于將換熱器中聚集的碎片吹掉。也可以使用其它確定何時產(chǎn)生風扇換向信號的方法。在一個示例性實施例中，可將控制模塊306構造成在向換向閥218傳送風扇換向信號之前先減低風扇116的轉速。例如，在高速冷卻時，風扇116可以1000到1250轉/分的轉速旋轉?？刂颇K306可控制風扇轉速控制閥220以降低負荷感應管240中的壓力，從而減小來自流體源228的流體壓力輸出。當風扇轉速因流體壓力減小而降低，控制模塊306可向換向閥218傳送風扇換向信號。然后，控制模塊306可控制風扇轉速控制閥220以控制泵，從而將風扇116的轉速提高到所需的冷卻速度。在一個示例性實施例中，可在反轉風扇旋轉方向之前將風扇轉速減低到500轉/分以下。在另一個示例性實施例中，可在反轉風扇旋轉方向之前將風扇轉速減低到300轉/分以下。
可以構想的是，除了所示出的以外，電子液壓系統(tǒng)200還可包括諸如蓄能器、節(jié)流孔、止回閥、安全閥、補充閥、壓力平衡通道和其它本領域已知的元件的附加和/或不同的元件?？梢詷嬒氲氖?，可以根據(jù)具體的需要在系統(tǒng)中采用其它元件以定制該系統(tǒng)。在一個示例性實施例中，可使用往復閥來保持制動器充液系統(tǒng)202中流體流的流向。在電子液壓系統(tǒng)200中還可使用其它的系統(tǒng)和方法。
在電子液壓系統(tǒng)200的另一個示例性實施例中，壓力控制順序動作閥可為設置用來控制流向制動器充液系統(tǒng)202的流體流量的減壓安全閥(未示出)。在這樣的實施例中，可將減壓安全閥構造成使蓄能器210、212保持在基本恒定的值上，比如保持在充滿值上?？晒┻x擇地將減壓安全閥設置成允許制動器充液和風扇驅動系統(tǒng)之間流體共享的方式。
在再一個示例性實施例中，壓力控制順序動作閥可為螺線管制動和人工操作相結合的閥門。在這樣示例性實施例中，可沿風扇驅動系統(tǒng)和流體源之間的流體管設置壓力控制順序動作閥。因此，壓力控制順序動作閥可不沿制動器充液系統(tǒng)和流體源之間的流體管設置。不過，可將電子液壓系統(tǒng)和壓力控制順序動作閥構造成以優(yōu)先保證流向制動器充液系統(tǒng)的流體的方式來控制流向風扇驅動系統(tǒng)的流體。
工業(yè)可用性此處所描述的電子液壓系統(tǒng)200采用壓力控制順序動作閥222，該閥門將流體導向制動器充液系統(tǒng)202以使蓄能器210、212在正常工作過程中保持在基本恒定的值上。在一個示例性實施例中，將壓力控制順序動作閥222構造成在正常工作過程中將蓄能器210、212中的流體壓力保持在最高值，或保持充滿值。這與提供接通/斷開閥的傳統(tǒng)系統(tǒng)相反，該接通/斷開閥一次只能向一個系統(tǒng)提供流體，比如只在蓄能器中的流體液位下降到預定顯著以下時才向制動系統(tǒng)提供流體。因此，與傳統(tǒng)工作機械中液位在最大值和最小值之間波動不同，用于電子液壓系統(tǒng)200的蓄能器210、212中的流體液位保持在一個基本恒定的值，比如基本充滿或最高液位處。由于該系統(tǒng)在正常工作條件下保持在基本充滿或最大液位處，因此制動器充液系統(tǒng)202的蓄能器210、212可以比傳統(tǒng)系統(tǒng)中的要小。例如，蓄能器210、212的尺寸可具有可同傳統(tǒng)蓄能器的下限流體體積相比擬的總容積。對尺寸要求的降低可節(jié)省空間，并有可能降低成本。當然，蓄能器210、212也可為其它的尺寸。
此外，在所示例子中，將壓力控制順序動作閥222構造成提供制動器充液和風扇驅動系統(tǒng)202、204之間的流量分享。因為風扇驅動系統(tǒng)204在正常工作狀態(tài)中的所有時間中都接收流體壓力或流量，故發(fā)生該流量分享，即使在壓力控制順序動作閥222將流體導向優(yōu)先級較高的制動器充液系統(tǒng)202時也如此。因此，在正常工作狀態(tài)下沒有如傳統(tǒng)系統(tǒng)中那樣的接通或切斷。
現(xiàn)在將提供電子液壓系統(tǒng)200的工作的示例性描述。當工作機械100停車、即流體源228不工作時，可將壓力控制順序動作閥222偏置到啟動位置234。當工作機械100隨后啟動時，流體源228動作，向壓力控制順序動作閥222提供流體。在啟動過程中，可使流體通過壓力控制順序動作閥222的啟動位置234而只向制動器充液系統(tǒng)202提供流體。當加滿蓄能器210、212后，流體壓力將壓力控制順序動作閥222切換到只供風扇位置238。通常，在啟動過程中，可在十分之幾秒的時間內(nèi)對蓄能器210、212充液和切換壓力控制順序動作閥222。然而，也可使用較快或較慢的系統(tǒng)。
在正常工作過程中，在啟動后，壓力控制順序動作閥222可在共享流位置236和只供風扇位置238之間切換。由于蓄能器210、212在啟動后迅速充滿，因此壓力控制順序動作閥222可根據(jù)負荷感應管中的流體壓力切換到共享流位置236或只供風扇位置238。只要制動器充液系統(tǒng)202中流體沒有外泄，可將壓力控制順序動作閥222置于只供風扇位置238，將流體導入風扇驅動系統(tǒng)204。
當使用制動器206、208時，制動器充液系統(tǒng)202中的壓力降低，使壓力控制順序動作閥222中的壓力降低。壓力控制順序動作閥222隨后從只供風扇位置238切換到共享流位置236。因此，當制動器充液系統(tǒng)202中壓力降低時，壓力控制順序動作閥222因響應而切換，以使蓄能器210、212中的泄漏最小，從而在蓄能器210、212中保持基本恒定的流體液位。
在共享流位置236向制動器充液系統(tǒng)202提供流體的同時，它也將流體導向風扇驅動系統(tǒng)204。因此，同時向制動器充液系統(tǒng)202和風扇驅動系統(tǒng)204供應流體。
當溫度傳感器302檢測到諸如動力源114的所監(jiān)測的元件溫度上升時，控制模塊306可通過向風扇轉速控制閥220傳送指令信號來提高風扇116的轉速。可控制風扇轉速控制閥220來減小它的流體流量，從而增加負荷感應管240中的流體壓力，并提供流體源228處增大的排量。這就可增加來自流體源228的流體流量，由此提供更高的流經(jīng)風扇馬達216的流量，從而提高風扇116的轉速并提高制冷量。制冷量的減小也可類似地控制。
如果比如在非常冷的天氣條件下而使制冷要求最小，控制模塊306可控制風扇轉速控制閥220以使來自流體源228的排量和流體流最小，從而使制冷量最小。這樣，流體源228將提供最小的流量。如果制動器充液系統(tǒng)202中對流體的需求超出來自流體源228的最小流量，那么低流體壓力將使雙指令開關215啟動，從而向控制模塊306傳送信號。作為對信號的響應，控制模塊306將向風扇轉速控制閥220傳送控制信號，從而影響流體源228的排量以增加輸出流體流量。然后，可將流體經(jīng)壓力控制順序動作閥222的共享流位置236引導到制動器充液系統(tǒng)202，從而將蓄能器210、212中的流體液位保持在基本恒定的值。
在所需的間隔內(nèi)，或根據(jù)操作人員的指令，控制模塊306可產(chǎn)生并向螺線管致動的換向閥218傳送風扇換向信號。在一個示例性實施例中，控制模塊306可控制風扇轉速控制閥220以減小來自流體源228的壓力輸出，直到風扇轉速低于一極限值為止，比如300轉/分。一旦風扇轉速低于極限值，換向閥218可將導引流體導向風扇驅動定向閥219并切換該閥門的位置。從一個位置切換到另一個位置之后，流經(jīng)風扇驅動定向閥219的流體沿可反轉風扇馬達旋轉的方向導入風扇馬達216?？墒箵Q向閥致動任意一段時間，但在一個示例性實施例中，使該閥門致動30秒，從而將聚集在毗鄰風扇116的換熱器上的碎片吹掉。
雖然結合一工作機械對電子液壓系統(tǒng)200進行了討論，但此處所描述的原理和系統(tǒng)同樣也可應用于具有流體驅動的冷卻和致動系統(tǒng)的任意一種機器。另外，雖然本發(fā)明描述了一種三位壓力控制順序動作閥，但該閥門也可以是可操作而用來使蓄能器保持基本恒定的流體液位或可操作而用于使系統(tǒng)之間流體共享的任意一種閥門。
對于熟悉本領域技術的人員來說，顯然可以對所揭示的實施例進行各種修改和變型而不會超出本發(fā)明的范圍。對于熟悉本領域技術的人員來說，在閱讀了此處所揭示的本發(fā)明的說明和實踐之后，本發(fā)明的其它實施例是顯而易見的。應該認為說明書和實施例只是示例性的，本發(fā)明的實際范圍由所附權利要求及其等效內(nèi)容確定。
權利要求
1.一種用于機器的電子液壓系統(tǒng)，它包括一制動器充液系統(tǒng)，該制動器充液系統(tǒng)包括被構造成儲存用來控制制動器的流體壓力的至少一個蓄能器；一風扇驅動系統(tǒng)，該風扇驅動系統(tǒng)包括一風扇和一風扇馬達，風扇馬達被構造成用來轉動風扇；一流體源，該流體源與制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)連通并被構造成向制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)提供加壓流體，從而對至少一個蓄能器充液并驅動風扇馬達；以及一壓力控制順序動作閥，該壓力控制順序動作閥被構造成從流體源向制動器充液系統(tǒng)提供壓力，從而在正常工作條件下將蓄能器中的流體壓力保持在基本恒定的值。
2.如權利要求1所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，該基本恒定的值為一被充滿的值。
3.如權利要求1所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，壓力控制順序動作閥可響應制動器充液系統(tǒng)中壓力的降低，并被構造成響應壓力降低而將流體導入制動器充液系統(tǒng)。
4.如權利要求1所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，壓力控制順序動作閥包括一只供風扇位置和一共享流位置，該壓力控制順序動作閥被構造成在只供風扇位置和共享流位置之間切換。
5.如權利要求1所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，壓力控制順序動作閥被構造成提供制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)之間的流量共享。
6.如權利要求1所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括一控制模塊；以及一風機轉速控制閥，該風機轉速控制閥被構造成影響流體源的輸出，該控制模塊被構造成用來控制風機轉速控制閥。
7.一種用于機器的電子液壓系統(tǒng)，它包括一制動器充液系統(tǒng)，該制動器充液系統(tǒng)包括被構造成儲存用來控制制動器的流體壓力的至少一個蓄能器；一風扇驅動系統(tǒng)，該風扇驅動系統(tǒng)包括一風扇和一風扇馬達，風扇馬達被構造用來轉動風扇；一流體源，該流體源與制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)連通，并被構造成向制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)提供加壓流體，從而使制動系統(tǒng)充液并驅動風扇馬達；一壓力控制順序動作閥，該壓力控制順序動作閥置于流體源和制動器充液系統(tǒng)之間，且還置于流體源和風扇驅動系統(tǒng)之間，該壓力控制順序動作閥被構造成允許制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)之間流體分享。
8.如權利要求7所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，壓力控制順序動作閥包括一第一位置和一第二位置，可操作第一位置以將流體只導向風扇驅動系統(tǒng)，可操作第二位置以允許流體分享。
9.如權利要求7所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，壓力控制順序動作閥將流體導向制動器充液系統(tǒng)，從而使至少一個蓄能器在正常工作條件下保持基本充滿的值。
10.如權利要求7所述的電子液壓系統(tǒng)，其特征在于，風扇驅動系統(tǒng)包括一換向閥，該換向閥可操作用于使經(jīng)過風機馬達的流體流換向，從而改變風機的旋轉方向，該系統(tǒng)還包括一控制模塊，該控制模塊與換向閥相聯(lián)系，其中換向閥為螺線管致動閥門，而控制模塊被構造成用來控制換向閥。
全文摘要
一種電子液壓系統(tǒng)可包括一制動器充液系統(tǒng)，該制動器充液系統(tǒng)包括至少一個蓄能器。一風扇驅動系統(tǒng)可包括一風扇和一風扇馬達。一流體源可與制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)連通。該流體源可被構造成向制動器充液系統(tǒng)和風扇驅動系統(tǒng)提供加壓流體，從而對至少一個蓄能器中充液并驅動風扇馬達。一壓力控制順序動作閥可被構造為從流體源向制動器充液系統(tǒng)提供壓力，從而在正常工作條件下將蓄能器中的流體壓力保持在基本恒定的值。
文檔編號F15B9/00GK1854532SQ20061006819
公開日2006年11月1日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權日2005年4月18日
發(fā)明者R·E·卡利爾, 黃曉東, J·J·科隆 申請人:卡特彼勒公司