本發(fā)明通常涉及一種液壓系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種具有可組合的傳動和執(zhí)行回路的液壓系統(tǒng)。

背景技術：

諸如挖掘機的移動建筑機械包括多個液壓回路。例如，每個機械可以具有行進回路和至少一條執(zhí)行回路。行進回路一般包括發(fā)動機驅動泵，該發(fā)動機驅動泵連接起來以向呈閉合型配置的牽引發(fā)動機提供加壓流體。執(zhí)行回路一般包括另一個發(fā)動機驅動泵，該另一個發(fā)動機驅動泵連接至呈開放型配置的一個或多個執(zhí)行致動器(例如，發(fā)動機和/或汽缸)。不同回路的每一個泵的尺寸通常適于消耗幾乎全部的發(fā)動機功率，這樣當由操作員命令進行操作時，相關聯的(多個)致動器可以以最大速度和/或用最大力操作。然而在大多數情況下，各種回路沒有被命令以最大能力操作。實際上，特定機械的回路最經常被命令以僅僅一半能力或更小能力操作。因此，傳統(tǒng)回路可能是過度設計的，從而形成高成本、笨重和低效率的系統(tǒng)。此外，在組合回路使用的過程中必須小心，這樣各種回路汲取的功率不超過發(fā)動機提供功率的能力，從而導致發(fā)動機停止。

在2014年1月23日公布的berg的美國專利公布2014/0020370(’370公布)中公開了解決上述問題的一種嘗試。在’370公布中，公開了一種用于車輛中的靜液壓驅動系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括開放回路，該開放回路具有發(fā)動機驅動的主液壓泵。主液壓泵被配置用于驅動一個或多個執(zhí)行汽缸。該系統(tǒng)還包括閉合回路，該閉合回路具有也是發(fā)動機驅動的輔助液壓泵。輔助液壓泵被配置用于驅動車輛的行進發(fā)動機。該系統(tǒng)進一步包括被配置用于將流體從開放回路轉向至閉合回路的組合閥，以及被配置用于從超過輔助泵最大能力的閉合回路中排出流體的釋放閥。通過選擇性地共享開放回路和閉合回路之間的流體，在使用較小輔助泵的同時，車輛可能能夠以較高速度行進。這可能形成更小的、低成本和較高效率的系統(tǒng)。

盡管‘370公布中的系統(tǒng)提供了優(yōu)于現有技術的改進，但該系統(tǒng)可能仍然不是最佳的。具體地說，因為系統(tǒng)采用開放回路，所以系統(tǒng)的總效率可能低于對某些應用所需的效率。此外，為了處理閉合回路的正常流以及來自開發(fā)回路和閉合回路的周期性組合流，用來從閉合回路中排出流體的釋放閥可能過大。釋放閥的過大尺寸可能進一步降低系統(tǒng)的效率并增加系統(tǒng)的成本。

本發(fā)明的液壓系統(tǒng)旨在解決如上提出的一個或多個問題和/或現有技術的其它問題。

技術實現要素：

一方面，本發(fā)明針對一種液壓系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)可包括具有流體地連接至第一致動器的第一泵的閉環(huán)無計量液壓回路。該液壓系統(tǒng)還可包括具有流體地連接至第二致動器的第二泵的閉環(huán)計量液壓回路。該液壓系統(tǒng)可進一步包括組合閥，該組合閥被配置用于選擇性地將流體從閉環(huán)計量液壓回路引導至閉環(huán)無計量液壓回路。

另一方面，本發(fā)明針對一種機械。該機械可包括機架、安裝在機架上的發(fā)動機、被配置用于支撐機架并推進機械的牽引裝置和樞轉地連接至機架的執(zhí)行器。該機械還可包括具有由發(fā)動機驅動以向流體加壓的第一泵的閉環(huán)無計量液壓回路，以及流體地連接至第一泵且機械地連接至牽引裝置的牽引發(fā)動機。該機械可進一步包括具有由發(fā)動機驅動以向流體加壓的第二泵的閉環(huán)計量液壓回路、被配置用于移動執(zhí)行器的致動器以及流體設置在第二泵和致動器之間的至少一個計量閥。該機械可另外包括被配置用于選擇性地將流體從閉環(huán)計量液壓回路引導至閉環(huán)無計量液壓回路的組合閥，以及被配置用于向第二泵提供供給的至少一個增壓泵。

再一方面，本發(fā)明針對一種操作液壓系統(tǒng)的方法。該方法可包括以閉環(huán)無計量方式將流體從第一泵循環(huán)至第一致動器。該方法還可包括以閉環(huán)計量方式將流體從第二泵循環(huán)至第二致動器。該方法可進一步包括選擇性地將流體從第二泵引導至第一致動器。

附圖說明

圖1是示例性公開的機械的圖示；

圖2是可同圖1的機械一同使用的示例性公開的驅動系統(tǒng)的等距視圖；以及

圖3是可結合圖1機械和圖2驅動系統(tǒng)使用的示例性公開的液壓系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了示例性機械10，其具有多個協(xié)作配合以完成任務的系統(tǒng)和部件。機械10可以具體化為固定或移動機械，其執(zhí)行與諸如采礦、建筑、農業(yè)和運輸的產業(yè)或本領域已知的其它產業(yè)相關的一些類型的操作。例如，機械10可以是例如圖1所示的輪式裝載機的運土機械、挖掘機、推土機、反鏟挖土機、機動平地機、自卸卡車或任何其它運土機械。機械10可包括被配置用于移動作業(yè)工具14的執(zhí)行系統(tǒng)12、用于推動機械10和向執(zhí)行系統(tǒng)12提供動力的驅動系統(tǒng)16以及為手動控制執(zhí)行系統(tǒng)12和驅動系統(tǒng)16而定位的操作員站18。

執(zhí)行系統(tǒng)12可包括流體致動器，該流體致動器將力施加在機械10的結構部件上以導致作業(yè)工具14的升高和傾斜移動。具體而言，除其它部件外，執(zhí)行系統(tǒng)12可包括一對間隔開的提升臂20，它們的近端樞轉地連接至機械10的機架22，并且它們的遠端樞轉地連接至作業(yè)工具14。一個或一個以上的提升汽缸24(未在圖3示意圖中示出)可在第一端處樞轉地連接至機架22并且可在相對的第二端處樞轉地連接至作業(yè)工具14或提升臂20，同時傾斜汽缸26可樞轉地連接在機架22和作業(yè)工具14的上邊緣之間。通過這種布置，提升汽缸24的延伸和回縮可分別用來抬升和降低提升臂20(和作業(yè)工具14)，同時傾斜汽缸26的延伸和回縮可分別用來推壓和傾卸作業(yè)工具14?？梢栽O想，如果需要的話，機械10可具有另一個連桿布置。

多種不同的作業(yè)工具14可附接至單個機械10并且可由操作員控制。作業(yè)工具14可包括用于執(zhí)行特定任務的任何裝置，例如諸如鏟斗(圖1所示)、叉狀裝置、刮板、鏟子、松土機、俯卸機、掃路機、掃雪機、推進裝置、切割裝置、抓取裝置或本領域已知的任何其它執(zhí)行任務用裝置。盡管在圖1的實施例中被連接成相對于機械10的機架22沿垂直方向提升和樞轉，作業(yè)工具14可以可選地或附加地旋轉、滑動、打開和關閉或以任何其它方式移動。

如圖2所示，驅動系統(tǒng)16可以是將動力從發(fā)動機28傳送至一個或多個牽引裝置30的部件的裝配。在公開的實施例中，這些部件包括可操作地連接至發(fā)動機28并由發(fā)動機28驅動的傳動裝置32，以及將傳動裝置32連接至牽引裝置30的一個或多個軸34。在公開的實施例中，傳動裝置32是靜液壓傳動裝置。參考圖3，如將在下面更詳細描述的那樣，通過可變排量泵和固定或可變排量發(fā)動機的配對，靜液壓傳動裝置在其總范圍內提供了無級變速扭矩至速度輸出比。泵由發(fā)動機28機械地驅動，同時發(fā)動機機械地連接至驅動軸34。在一些實施例中，如果需要的話，齒輪箱和/或最終驅動可設置在傳動裝置32和牽引裝置30之間和/或設置為與傳動裝置32和牽引裝置30相平行。

發(fā)動機28可以具體化為柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機、氣體燃料發(fā)動機或本領域已知的任何類型的內燃機。發(fā)動機28可被配置用于生成具有速度部件和扭矩部件的機械動力輸出，并且被配置用于作為輸入將動力輸出引導至傳動裝置32。

操作員站18可包括接收來自機械操作員的、指示所需機械操縱的輸入的裝置。具體而言，操作員站18可包括一個或多個操作員界面裝置36，例如位于操作員座位(未示出)附近的操縱桿、轉向盤和/或踏板。操作員界面裝置36可以通過產生指示所需機械操縱的排量信號來起動機械10的移動，例如行進和/或工具移動。當操作員移動界面裝置36時，操作員可以按所需的方向、以所需的速度和/或用所需的力來影響對應的機械移動。

兩個示例性線性致動器(提升汽缸24和傾斜汽缸26)如圖3的示意圖所示。應當注意的是，盡管示出了具體的線性致動器，所描繪的致動器可代表機械10的任何類型的線性和/或旋轉致動器。

如圖2示意性所示，提升汽缸24和傾斜汽缸26可各包括管38和布置在管38內的活塞組件40以形成第一室42和相對的第二室44。在一個例子中，活塞組件40的桿部可延伸穿過第二室44的一端。由此，第二室44可被認為是提升汽缸24和傾斜汽缸26的桿端室，同時第一室42可被認為是頭端室。

第一室42和第二室44可各自選擇性地被提供加壓流體和排出加壓流體以使得活塞組件40在管38內移動，進而改變提升汽缸24和傾斜汽缸26的有效長度并移動作業(yè)工具14(參照圖1)。流進和流出第一室42和第二室44的流體的流速可能與提升汽缸24和傾斜汽缸26的平移速度有關，而第一室42和第二室44之間的壓差可能與提升汽缸24和傾斜汽缸26施加在執(zhí)行系統(tǒng)12的相關聯的連桿結構上的力相關。

如圖2所示，機械10可包括具有協(xié)作配合以移動作業(yè)工具14和機械10的多個流體部件的液壓系統(tǒng)46。具體地說，除其它部件外，液壓系統(tǒng)46可包括第一液壓回路48和第二液壓回路50。第一液壓回路48可能是與提升汽缸24和傾斜汽缸26(和/或機械10的任何其它執(zhí)行機構)相關聯的執(zhí)行回路，而第二液壓回路50可能是與傳動裝置32相關聯的靜液壓回路或行進回路。在必要時，第一液壓回路48和第二液壓回路50可與彼此選擇性地流體地連接以共享加壓流體?？梢栽O想，如果需要的話，回路的附加的和/或不同的配置可包括在液壓系統(tǒng)46內，例如諸如與每個提升汽缸24和傾斜汽缸26相關聯的獨立回路；輔助回路；和其它回路。

第一液壓回路48可包括多個互連且協(xié)作配合的流體部件，它們有助于相關聯致動器的同時且獨立的使用和控制。例如，第一液壓回路48可包括執(zhí)行泵52，其通過由供給通道54和回流通道56形成的閉環(huán)平行地流體地連接至其相關聯的線性致動器。具體而言，由執(zhí)行泵52加壓的流體可通過供給通道54和頭端通道58或桿端通道60二者中的一條同時引導至提升汽缸24和傾斜汽缸26；并且提升汽缸24和傾斜汽缸26排放的流體可通過另一條頭端通道58或桿端通道60和回流通道56流回至執(zhí)行泵52。在提升汽缸24和傾斜汽缸26中特定的一個的延伸操作過程中，對應的頭端通道58可能充滿了執(zhí)行泵52加壓的流體，同時對應的桿端通道60可能充滿了從線性致動器返回至執(zhí)行泵52的流體。相反地，在回縮操作過程中，桿端通道60可能充滿了執(zhí)行泵52加壓的流體，同時頭端通道58可能充滿了從線性致動器返回至執(zhí)行泵52的流體。

執(zhí)行泵52可以是可變排量的單向類型的泵。也就是說，可以控制執(zhí)行泵52來從提升汽缸24和傾斜汽缸26抽取流體，并且在特定升高壓力下通過流速范圍沿單一方向將流體排放回至提升汽缸24和傾斜汽缸26。為此，執(zhí)行泵52可包括諸如旋轉傾盤和/或其它類似沖程調節(jié)機構的排量控制器。除了其它情況，排量控制器的各種部件的位置可基于要求、所需速度、所需扭矩和/或一個或多個致動器的荷載被電液壓地和/或液壓機械式地調節(jié)，從而改變執(zhí)行泵52的排量。在示例性實施例中，排量控制器可改變執(zhí)行泵52的排量以響應于提升汽缸24和傾斜汽缸26的、在某些情況下也有傳動裝置32的組合要求。執(zhí)行泵52的排量可能從基本上沒有液體從執(zhí)行泵52排放出的零排量位置變化為流體以最大速度從執(zhí)行泵52排放入供給通道54處的最大排量位置。執(zhí)行泵52可通過諸如副軸、傳送帶或以另一種適當的方式驅動連接至機械10的發(fā)動機28?？蛇x地，執(zhí)行泵52可通過扭矩變換器、齒輪箱、電路或以本領域已知的任何其它方式間接連接至發(fā)動機28。

執(zhí)行泵52也可以選擇性地作為發(fā)動機來操作。更具體地說，當被引導穿過執(zhí)行泵52的流體的升高的壓力高于執(zhí)行泵52的輸出壓力，該升高壓力可用來驅動執(zhí)行泵52在有或沒有發(fā)動機28的幫助下旋轉。在某些情形下，執(zhí)行泵52甚至能夠向發(fā)動機28施加能量，從而提高發(fā)動機28的效率和/或能力。在某些情況下，這種功能可用于啟動發(fā)動機28。

第一液壓回路48可以為計量回路。特別地，對提升汽缸24和傾斜汽缸26的獨立控制可以通過與每個致動器相關的分離計量閥62來提供。每個計量閥62可以設置在通道54、56和通道58、60之間，并且是可移動的以選擇性地與不同通道互連。在所公開的實施例中，計量閥62為電磁致動的四位五通閥。當計量閥62處于第一位置時(示于圖3中)，可抑制通道54-60之間的流體連通。當計量閥62處于第二位置時(例如，從圖3中所示位置移動到右側)，可以在通道54和58之間以及在通道56和60之間建立流體連通。當計量閥62處于第三位置時(例如，從圖3中所示位置移動到左側)，可以在通道56、58和60之間建立流體連通。當計量閥62處于第四位置時(例如，移動到第一和第三位置之間的位置)，可以在通道56和58以及在通道54和60之間建立流體連通。計量閥62可移動到第一至第四位置之間的任何位置以選擇性地計量(即，限制)流體連通，并因此控制流入和/或流出第一室42和第二室44的流體流速?？梢栽O想到，如果需要，計量閥62可具有其它形式和/或計量閥62的功能可以在多個閥之間劃分。

在一些實施例中，壓力補償器64、止回閥66和/或壓力釋放閥68可包括在第一液壓回路48內并與每個計量閥62相關聯。在所公開的實例中，壓力補償器64和止回閥66設置在供給通道54內計量閥62上游的位置處。在此位置，壓力補償器64可被配置成在由第一液壓回路48與第二液壓回路50的相互作用引起的供給壓力波動期間，向計量閥62供給基本恒定的流體流速。止回閥66可有助于確保流體到計量閥62的單向流動。釋放閥68可有助于確保第一液壓回路內的流體壓力保持在最大閾值壓力之下。

在一些實施例中，附加止回閥70可48設置在計量閥62、提升汽缸24和回流通道56之間。止回閥70可允許高壓排出流體選擇性地返回到提升汽缸24并因此循環(huán)。可以設想到，如果需要，類似的止回閥可以附加地或可選地與傾斜汽缸26相關聯。

盡管第一液壓回路48可以被認為是閉環(huán)回路，但本領域技術人員應當理解，在延伸和回縮期間，流入和流出提升汽缸24和傾斜汽缸26的第一室42和第二室44的相應液壓流體流速并不相等。也就是說，由于第二室44內的桿部的位置，與第一室42內的壓力區(qū)域相比，活塞組件40在第二室44內可具有減小的壓力區(qū)域。因此，在提升汽缸24和傾斜汽缸26的回縮期間，相比于可以被第二室44消耗的液壓流體，更多的液壓流體可被迫流出第一室42，且在延伸期間，相比于被迫流出第二室44的液壓流體，更多的液壓流體可被第一室42消耗掉。為了容納回縮期間的過量流體排出以及延伸期間所需的附加流體，第一液壓回路48可以設置有釋放閥86以及至充電泵88的連接件。釋放閥86可有助于確保通過選擇性地將流體從通道56釋放到低壓罐90使第一液壓回路48內的流體壓力保持在最大閾值壓力之下。充電泵88可以為可變排量泵，其被配置成從罐90抽取流體并推動流體通過過濾器92以及經過止回閥94進入第一液壓回路48。在所公開的實施例中，充電泵88為專用充電泵。然而，可以設想到，如果需要，充電泵88可附加地連接到另一個回路(例如，風扇回路、制動回路等)。

第二液壓回路50可包括便于傳動裝置32的使用和控制的多個互連且協(xié)同的流體部件。例如，第二液壓回路50可包括經由由第一通道76和第二通道78形成的閉環(huán)流體地連接到牽引發(fā)動機74的傳動泵72。由傳動泵72加壓的流體可以經由通道76和78之一引導至牽引發(fā)動機74，并經由通道76和78中的另一個返回到傳動泵72。牽引發(fā)動機74的旋轉方向可取決于接收加壓流體的特定通道以及返回流體的特定通道。例如，為了沿第一方向旋轉牽引發(fā)動機74，傳動泵72可加壓通道76并接收從通道78返回的流體。且為了沿相反方向旋轉牽引發(fā)動機74，傳動泵72可加壓通道78并接收從通道76返回的流體。

傳動泵72可以為可變排量過中心型泵。也就是說，傳動泵72可以被控制以從牽引發(fā)動機74抽取流體并在特定升高壓力下在返回到牽引發(fā)動機74的流速范圍內沿兩個不同方向排放流體。為此，傳動泵72可包括排量控制器，比如旋轉傾盤和/或其它類似的沖程調節(jié)機構。除了其它因素，排量控制器的各種部件的位置可基于要求、所需速度、所需扭矩和/或僅牽引發(fā)動機74的荷載被電液壓地和/或液壓機械式地調節(jié)，從而改變傳動泵72的排量(例如，排出速率和/或壓力)。傳動泵72的排量可以從基本上沒有液體從傳動泵72排放出的零排量位置變化為流體以最大速度和/或壓力從傳動泵72排放出并進入通道76的最大排量位置。同樣地，傳動泵72的排量可以沿流體以最大速度和/或壓力從傳動泵72排放出并進入通道78的第二方向從零排量位置變化到最大排量位置。傳動泵72可通過例如副軸、傳送帶或以另一種適當的方式驅動連接至機械10的發(fā)動機28?？蛇x地，傳動泵72可經由扭矩變換器、齒輪箱、電路或以本領域已知的任何其它方式間接地連接到發(fā)動機28。

牽引發(fā)動機74，如提升汽缸24和傾斜汽缸26可以通過流體壓力差驅動。特別地，牽引發(fā)動機74可包括位于泵送機構(比如葉輪、柱塞或一系列活塞(未示出))的任意側的第一和第二室(未示出)。當第一室填充加壓流體且第二室排出流體時，泵送機構可以被迫沿第一方向移動或旋轉。相反地，當第一室排出流體且第二室填充加壓流體時，泵送機構可以被迫沿相反方向移動或旋轉。流入和流出第一和第二室的流體流速可以確定牽引發(fā)動機74的輸出速度(還有所連接的牽引裝置30的速度)，而橫跨泵送機構的壓力差可確定輸出扭矩。在所公開的實施例中，牽引發(fā)動機74的排量是可變和單向的，使得對于所供給流體的給定流速和/或壓力，可以調節(jié)牽引發(fā)動機74的速度和/或扭矩輸出。然而，可以設想到，如果需要，牽引發(fā)動機74可任選地具有固定排量或可以為過中心型發(fā)動機。

第二液壓回路50可以是無計量回路。特別地，對牽引發(fā)動機74的旋轉的控制可以主要通過對傳動泵72和/或牽引發(fā)動機74作出的排量調節(jié)來提供。也就是說，作為調節(jié)牽引發(fā)動機74的旋轉的方式，第二液壓回路50可不包括限制傳動裝置72和牽引發(fā)動機74之間的流體流動的計量閥。無計量回路通常比計量回路更有效，盡管控制精度和/或響應可能略少。

第二液壓回路50可以設置有一個或多個補給閥80和一個或多個釋放閥82。補給閥80可各自為止回閥或在通道76、78和補給流體的外部供給之間流體耦合的其他類型的閥?；谘a給流體的壓力，補給閥80可選擇性地打開以允許補給從第二液壓回路50泄露的流體。然而，這種閥可禁止流體沿相反方向經過。釋放閥82還可各自為在通道76、78和外部漏極之間流體耦合的一種類型的止回閥?；跈M跨釋放閥82的壓力差，釋放閥82可選擇性地打開以從第二液壓回路50釋放流體。釋放閥82，如補給閥80可禁止流體沿相反方向經過。

同樣如圖3所示，第一液壓回路48和第二液壓回路50可經由組合閥84彼此流體地連接。組合閥84可包括被配置成便于引導第一液壓回路48和第二液壓回路50之間的流體和/或合并來自兩個或多個源的流體的一個或多個流動控制部件。在示例性實施例中，組合閥84可包括電磁致動的單個三位四通閥。特別地，組合閥84可從第一位置(示于圖3)分別向上或向下移動到第二和第三位置。當組合閥84處于第一位置時，可以抑制第一液壓回路48和第二液壓回路50之間的流體連通。當組合閥84處于第二位置時(例如，從圖3中所示位置向上移動)，可以在通道56和78之間以及在通道76和54之間建立流體連通。當組合閥84處于第三位置時(例如，從圖3中所示位置向下移動)，可以在通道56和76之間以及在通道78和54之間建立流體連通。組合閥84可移動到第一至第三位置之間的任何位置以選擇性地計量(即，限制)流體連通，并因此控制第一液壓回路48和第二液壓回路50之間的的流體流速。

在一些操作中，可能希望采用來自其他回路的流體流來補充提供到特定回路的流體流。例如，當僅牽引發(fā)動機74的操作是主動時(即，當提升汽缸和傾斜汽缸的移動未被機械10的操作員要求時)，可能希望牽引發(fā)動機74盡可能地接收最大的加壓流體流速，使得機械10可以以最大速度行進。為此，組合閥84可以用于將流體從執(zhí)行泵52引導入第二液壓回路50以與來自傳動泵72的被引導至牽引發(fā)動機74的流體合并。此時，組合閥84可以打開到第二和第三位置之一(取決于牽引發(fā)動機74的旋轉方向)，此時，以便于補充流動。在所公開的實施例中，在提升汽缸和傾斜汽缸24、26之一或二者和牽引發(fā)動機74的同時使用期間以及僅在第一液壓回路48的主動操作期間(即，當機械10靜止時)，組合閥84可移動到其第一位置以抑制第一液壓回路48和第二液壓回路50之間的流動共享。

另外，補給閥95和釋放閥96可設置在第一液壓回路48和第二液壓回路50之間(例如，與組合閥84相關聯)，且分別以與補給閥80和釋放閥82類似的方式發(fā)揮作用。特別地，補給閥95和釋放閥96可各自為止回閥或者是可移動的以允許流體進入第一液壓回路48和第二液壓回路50或者從第一液壓回路48和第二液壓流體50釋放流體的另一種類型的閥。這些閥可禁止流體沿相反方向經過。

在一些實施例中，附加充電泵98可以與第一液壓回路48和第二液壓回路50之一或二者相關聯，以提供除了通過充電泵88已經提供的流體之外的補給流體。在這些實施例中，充電泵98為與其他回路(例如，風扇和/或制動回路)相關聯的輔助泵。來自充電泵88的流體可以配置成經由補給閥82將加壓流體引導入第二液壓回路50和/或經由熱交換器100、過濾器102和止回閥104引導入第一液壓回路48。釋放閥106可以與充電泵88相關聯，并被配置成選擇性地經由排出通道108將過量流體引導至罐90。

如上所述，在一些實施例中執(zhí)行泵52可用于啟動發(fā)動機28。為此，蓄積器110可通過入口閥112和出口閥114流體地連接到執(zhí)行泵52。蓄積器110可實現為例如壓縮氣體式、膜/彈簧式、或袋式蓄積器，其被配置成在機械的操作期間蓄積由執(zhí)行泵52加壓的過量流體，以及在機械啟動期間(和/或流體不充分期間)將蓄積的流體排出返回到泵52的入口。來自執(zhí)行泵52和來自提升汽缸24和/或傾斜汽缸26任一的過量液壓流體(例如，在過度運轉操作期間)可以經由入口閥112引導至蓄積器110，而蓄積的流體可以經由出口閥114從蓄積器110排出。入口閥112和出口閥114可以為彈簧偏壓到關閉位置的雙位電磁操作閥，如圖3所示。

在一個實施例中，當在合并流(即，從蓄積器110以及泵52合并的流)和僅來自泵52的流之間切換時，附加閥(例如，旁通閥)115可位于泵52的排放口上以抑制壓力振蕩。在切換期間，閥115可以從關閉轉換到完全打開，且然后閥115可轉換回到關閉。在具有穿過閥115的充足的流動區(qū)域的情況下，泵52的排量可能夠以新的操作模式直接轉換到所需排量，而不必減小沖程到零排量。

在機械10的操作期間，機械10的操作員可利用界面裝置36向控制器116提供識別各種線性和/或旋轉致動器的所需移動的信號?；谝粋€或多個信號，包括來自界面裝置36的信號，以及例如來自位于整個液壓系統(tǒng)46內的各種壓力和/或位置傳感器(未示出)的信號，控制器116可命令不同閥的移動和/或不同泵和發(fā)動機的排量變化以使線性和/或旋轉致動器中的特定一個或多個以所需方式(即，以所需速度和/或采用所需力)前進到所需位置。

控制器116可實現為單個微處理器或多個微處理器，其包括基于機械10的操作員的輸入以及基于感測到操作參數或者其他已知的操作參數來控制液壓系統(tǒng)46的操作的部件。許多市場上可買到的微處理器都可以被配置成執(zhí)行控制器116的功能。應該理解，控制器116可容易地在能夠控制許多機械功能的通用機械微處理器中實現?？刂破?16可包括存儲器、輔助儲存裝置、處理器、以及用來運行應用程序的任何其它部件。各種其它的電路可與控制器116(比如，電源電路、信號調節(jié)電路、電磁驅動器電路，以及其它類型的電路)相關聯。

工業(yè)實用性

所公開的液壓系統(tǒng)可以應用到需要提高液壓效率的任何機械。所公開的液壓系統(tǒng)可通過閉環(huán)操作、無計量技術、流共享、流合并的使用來提供提高的效率?，F在將描述液壓系統(tǒng)46的操作。

在機械10的操作期間，位于站18內的操作者可以在特定方向上特定量和/或以特定速度傾斜和/或旋轉界面裝置36，以命令作業(yè)工具14在所需方向上以所需速度和/或以所需力運動，和/或命令機械10在所需方向上以所需速度和/或以所需力行進?？梢詫⒂山缑嫜b置36產生并且指示所需運動的一個或多個對應信號提供至控制器116。在某些實施例中，還可以將例如機械性能信息(諸如傳感器數據(例如，壓力數據、位置數據、速度數據、泵或發(fā)動機排量數據和本領域中已知的其它數據))的附加信息提供至控制器116。

例如，響應于來自于界面裝置36的指示期望以增大速度提升作業(yè)工具14的信號且基于機械性能信息，控制器116可以產生引導針對第一液壓回路48內的執(zhí)行泵52的沖程調整機構和/或與提升汽缸24相關聯的計量閥62的控制信號。這些控制信號可以包括導致執(zhí)行泵52增大其排量并且將加壓流體以更大速率排放至供應通道54的第一控制信號，以及導致計量閥62更加朝其第二位置移動的同時第二控制信號。如上所述，當計量閥62在其第一位置中(或在其第一位置與第二位置之間的位置中)時，供應通道54可以與頭端通道58流體連通，且桿端通道60可以與回流通道56流體連通。當經由供應通道54和頭端通道58將來自執(zhí)行泵52的流體引導至第一室42中時，來自提升汽缸24的第二室44的回流可以閉環(huán)方式經由桿端通道60和回流通道56返回流至執(zhí)行泵52。這些流體流可以導致提升汽缸24延伸和作業(yè)工具14提升。計量閥62在相反方向上的移動可以類似地導致提升汽缸24回縮和作業(yè)工具14下降?？梢韵嗤绞綄嵤﹥A斜汽缸26的推壓和傾卸。

如上所述，進出提升汽缸24(且又進出傾斜汽缸26)的流體流的速率在正常延伸和回縮操作期間可能并不相等。為了容納延伸期間需要的附加流體，可以將由充電泵88和/或充電泵98加壓的流體選擇性地引導至第一液壓回路48。相比之下，在提升汽缸24(和傾斜汽缸26)的回縮期間，可以通過減壓閥68和/或減壓閥86將來自第一液壓回路48的過量流體(即，流出第一室42的某些流體)引導至容器90中?？蛇x地，可以經由入口閥112將來自第一室42的過量流體引導至蓄積器110。

在另一個實例中，響應于來自界面裝置36的指示希望以增大速度推進機械10的信號且基于機械性能信息，控制器116可以產生針對第二液壓回路50內的傳動泵72和/或牽引發(fā)動機74的沖程調整機構的控制信號。這些控制信號可以包括導致執(zhí)行泵52增大其排量并且以更大速率將加壓流體排放至通道76、78中的一個(取決于牽引裝置30的旋轉方向)的第一控制信號，以及(在某些實例中)導致牽引發(fā)動機74降低其排量的同時第二控制信號。如果需要，可以設想獨立地和/或在不同時間產生第一和第二控制信號。如上所述，第二液壓回路50可以是無計量回路。因而，施加在牽引裝置30上的速度和力可以主要取決于傳動泵72的轉速和排量以及牽引發(fā)動機74的排量，而沒有由相關計量閥提供的任何限制。當通道76接收來自傳動泵72的加壓流體且牽引發(fā)動機74將流體排放至通道78時，可以導致牽引發(fā)動機74在第一方向上旋轉。相比之下，當通道76接收來自牽引發(fā)動機74的加壓流體且傳動泵72將流體排放至通道78時，可以導致牽引發(fā)動機74在第二且相反方向上旋轉。

當第二液壓回路50接收由僅傳動泵72加壓的流體時，牽引裝置30可以具有低于最大行進速度的高速性能。高速性能可以適用于同時使用(例如，提升、降低、推壓、傾卸)作業(yè)工具14時的行進。例如，當機械10正拉離卡車同時降低空的鏟斗時或當機械10正接近卡車同時提升滿的鏟斗時，高速性能可以適用于典型的卡車負載循環(huán)的開始和結束部分。在任一個這樣的情況中，由發(fā)動機28產生的總動力必須在第一液壓回路58與第二液壓回路60之間分配。

然而，在機械10在卡車負載循環(huán)的中間段內的操作期間(例如，在挖掘和傾卸位置之間行進期間)，機械10的操作者可期望能夠以最大行進速度操作以便減小循環(huán)的時間。為了促進最大行進速度，可以(例如，經由組合閥84)選擇性地將由執(zhí)行泵52加壓的流體從第一液壓回路48引導至第二液壓回路50以接合從傳動泵72進入牽引發(fā)動機74的流體。此組合流體流可以用于增大牽引發(fā)動機74的速度。

因此，在涉及僅作業(yè)工具14的移動的固定機械操作期間，第一液壓回路48基本上可以與第二液壓回路50隔離。相同情況在涉及行進和作業(yè)工具二者的使用的機械操作期間也是可行的。然而，僅在涉及機械10的行進(即，作業(yè)工具14不移動)的機械操作期間，第一液壓回路58和第二液壓回路60可以實施流量共享。

應當注意的是，即使共享來自這兩個回路的流量，最近形成的回路仍然可能是閉環(huán)并且因此也是無計量的。具體地，執(zhí)行泵52能以約與其從第二液壓回路50接收回去相同的流體流速(即，忽略由于泄漏造成的損耗和對應補充)向第二液壓回路50排放。且同時，傳動泵72能以約與其從牽引發(fā)動機74接收回去相同的流體流速向牽引發(fā)動機74排放。

當在隔離回路操作與流共享操作之間切換時，應當注意確保不導致機械不穩(wěn)定性或使操作者不舒適的平緩轉變。控制器116可以通過協(xié)調執(zhí)行泵52和傳動泵72；計量閥62；以及組合閥84的操作來實施此轉變。例如，在最大速度的機械行進期間(即，當執(zhí)行泵52和傳動泵72二者均促成流體進入第二液壓回路50時)，當操作者移動界面裝置36以指示希望提升、降低、推壓或傾卸作業(yè)工具14時，控制器116可以減少執(zhí)行泵52的沖程(即，減小其排量)、關閉組合閥84(即，將組合閥84移動至其第一位置)并且降低牽引發(fā)動機74的排量。如上所述，關閉組合閥84可以基本上將第一液壓回路48與第二液壓回路50隔離。減少執(zhí)行泵52的沖程將幫助確保在隔離時(即，當立即將由執(zhí)行泵52排放的全部流體引導至僅第一液壓回路48中時)不會發(fā)生第一液壓回路48的沖擊負荷。降低牽引發(fā)動機74的排量可以幫助將牽引裝置30處的速度維持盡可能高，即使通過牽引發(fā)動機74的流體的流速將由于突然回路隔離而降低也是如此。

在另一個實例中，在作業(yè)工具14的固定使用期間或在組合作業(yè)工具使用和行進期間(即，當未發(fā)生流共享時)，操作者可以停止使用作業(yè)工具14并且請求增大行進速度，這需要流共享。當發(fā)生上述情況時，控制器116可以同時增大發(fā)動機74的排量、打開組合閥84(即，取決于牽引發(fā)動機74的旋轉方向，將組合閥84移動至其第二或第三位置)，并且增大執(zhí)行泵52的排量。如上所述，增大牽引發(fā)動機74的排量可以幫助維持組合流體流之前存在的組合流的約相同速度。打開組合閥84可以允許由執(zhí)行泵52加壓的流體流入第二液壓回路50中并且與來自傳動泵72的流量組合。增大執(zhí)行泵52的排量將幫助確保不會在突然流共享時發(fā)生第二液壓回路50的沖擊負載。

還可以使用第一液壓回路48來開始或輔助發(fā)動機28的啟動。具體地，可以選擇性地在發(fā)動機28啟動時將存放在蓄積器110內的高壓流體引導通過執(zhí)行泵52，以導致執(zhí)行泵52用作發(fā)動機并且產生用于將發(fā)動機28發(fā)動的轉矩。在某些實施例中，僅僅由執(zhí)行泵52產生的此轉矩可能足以啟動發(fā)動機28而不需要任何其它輔助。在其它實施例中，由執(zhí)行泵52產生的轉矩僅僅可以減少常規(guī)啟動器所需要的轉矩量。又在其它實施例中，當第一和第二液壓回路中的任何一個均不需要加壓流體時，在發(fā)動機28的主動操作期間，高壓流體可以通過執(zhí)行泵52，由此增大發(fā)動機28的性能以提供其它機械負載量。

在所公開的液壓系統(tǒng)中，由不同泵提供的流可以通過相同的泵再循環(huán)回去。另外，某些流在相關致動器的調制期間可以基本上沒有限制。高壓流體的再循環(huán)和限流的有限使用可以幫助節(jié)約原本浪費在致動過程中的能量。因此，本發(fā)明的實施例可以提供改進的能量使用和節(jié)約。另外，因為第一液壓回路48和第二液壓回路50的連接仍然可以保持閉環(huán)配置，所以在全部操作模式中均可以節(jié)約能量。另外，在某些應用中，第二液壓回路50的無計量操作可以允許減少或甚至完全消除用于控制流體流的計量閥。該減少可以導致系統(tǒng)不太復雜和/或不太昂貴。

所公開的液壓系統(tǒng)還可以提供更小泵的使用。具體地，因為可以實施流共享以獲得機械10的最大行進速度，所以傳動泵72可以小于在類似應用中使用的常規(guī)傳動泵。更小的泵可以具有更低成本、更高效率和更小占據面積。

本領域技術人員將明白的是，可對所公開的液壓系統(tǒng)做出各種修改和改變。通過考慮說明書和所公開的液壓系統(tǒng)的實踐，其它實施例對本領域技術人員來說將變得顯而易見。說明書和實例僅僅是示例性的，其真實范圍是由以下權利要求書和其等同物指示。