用于在液压系统中维持恒定负载的系统和方法技术方案

一种液压系统，包括从储器(24)抽取流体的泵(22)和具有第一端口和第二端口的致动器(26)。计量阀装置(28)控制通过所述致动器的流体流量且包括定位在所述泵和所述第一端口之间的入口节流阀(30a、30d)和定位在所述第二端口和所述储器之间的出口节流阀(30b、30c)。控制器(34)控制计量阀装置的运行。在入口节流模式下，所述控制器通过控制所述入口节流阀的节流面积来控制通过所述致动器的流体流量。在出口节流模式下，所述控制器通过控制所述出口节流阀的节流面积来控制通过所述致动器的流体流量。在所述入口节流模式和出口节流模式下，所述控制器均基于源自所述出口节流阀的数据确定通过所述致动器的流体流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请的交叉引用 本申请于2013年1月16日作为PCT国际专利申请提交并且要求于2012年1月 31日提交的序列号为No. 61/593,072的美国专利申请的优先权，该申请全部的公开内容以 引用的方式并入本文。
技术介绍
在液压系统中，使用入口节流（在压力管路中的液压调节，meter-in)和出口节流 (在回流管路中的液压调节，meter-out)元件来控制液压致动器的运行。入口节流控制阀 限制液压流体从泵流入致动器入口。在这种情况下，它们仅用在存在对立负载的系统中，因 为它们不能阻止负载失控。出口节流控制阀限制液压流体流出致动器。由于这些阀对从系 统中转移出的流量进行调整，它们能够防止失控负载而维持负载受控。当改变负载时，要求 将控制负载速度的阀从入口节流变为出口节流（或者从出口节流变为入口节流）。计量元 件的精度的任何差异将导致负载的速度变化，这可能产生非期望的或甚至不安全的情形。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种液压系统，其包括：从储器内抽取流体的泵；具有第 一端口和第二端口的致动器；控制通过致动器的流体流量的计量阀装置，所述计量阀装置 包括定位在泵和第一端口之间的入口节流阀以及定位在第二端口和储器之间的出口节流 阀；以及控制器，所述控制器控制计量阀装置的操作，所述液压系统能在入口节流模式下 操作，在入口节流模式下，所述控制器通过控制入口节流阀的节流面积来控制通过所述致 动器的流体流量，所述液压系统能在出口节流模式下操作，在出口节流模式下，所述控制器 通过控制出口节流阀的节流面积来控制通过所述致动器的流体流量，在入口节流模式和出 口节流模式下，所述控制器均基于源自出口节流阀的数据来确定通过所述致动器的流体流 量。 在另一个方面，本专利技术涉及一种控制液压系统的方法，所述方法包括：在入口节流 模式下操作液压系统，其中通过致动入口节流阀控制流入液压致动器的液压流体的流量； 检测液压致动器处的入口负载；检测液压致动器处的出口负载；以及，当输出负载大于输 入负载时，在出口节流模式下操作液压系统，其中通过致动出口节流阀控制从液压致动器 流出的液压流体的流量。 【附图说明】 在附图中示出目前优选的实施例，但应理解的是，本专利技术不限于所示出的明确布 置和设备。 图1为液压控制系统的示意图。 图2为图1中的液压控制系统的示意图。 图3为图1中的液压控制系统的示意图。 图4描绘了使用液压控制系统的挖掘机。 图5描绘了控制液压系统的方法。 【具体实施方式】 图1示出了根据本专利技术的原理的液压系统20。液压系统20包括从储器24中抽 取流体的泵22 (如，变排量泵）。使用从泵22流出的液压流体驱动致动器26。在所示出的 实施例中，致动器26为双向式液压马达，但在其他实施例中可为液压缸或其他结构。使用 阀装置28以控制泵22和致动器26之间、以及致动器26和储器24之间的流体连通。阀装 置28包括第一阀30a、第二阀30b、第三阀30c以及第四阀30d。阀30a-30d优选为可变节 流阀。泄压阀32定位在泵22和阀装置28之间。当泵22的输出部处的液压压力超过泄压 阀32的限定值时，泄压阀32将来自泵22的液压流的一部分倾泄至储器24中以防止提供 给阀装置28的液压压力超过预定的极限。系统20还包括控制阀装置28、泄压阀32以及泵 22的操作的控制器34。用户界面36允许操作员发出传送到控制器34的控制信号。在特 定实施例中，用户界面36可包括操纵杆、控制杆、控制按钮、键盘、其他界面结构、或这些结 构的组合。如图1中所示，使用致动器26驱动负载38。 在一个实施例中，致动器26用在挖掘机100 (见图4)上。挖掘机100包括安装在 底盘（undercarriage) 104上的上部组件102。底盘104包括诸如履带或车轮的推进结构 106以用于沿着地面推进挖掘机100。底盘104还可包括底盘框架、以及用于为推进结构 106提供动力的一个或多个驱动器。上部组件102可包括驾驶室108。通常，上部组件102 通过允许上部组件102相对于底盘104绕坚直轴线110以360度旋转的中心销附接到底盘 104。摆动驱动器（即，回转驱动器）用于使上部组件102相对于底盘104绕坚直轴线110 旋转。上部组件102还可包括挖掘臂112。挖掘臂112通常为铰接式的并且在其自由端处 包括诸如铲斗114的挖掘元件。致动器26可用于使挖掘机100的上部组件102相对于挖 掘机100的底盘104绕坚直轴线110枢转/旋转。因此，在这样的实施例中，致动器26起 到摆动驱动器（即，回转驱动器）的作用并且负载38表示使挖掘机100的上部组件102绕 坚直轴线110以选定转速旋转所需的动力。 参照图1-3,致动器26包括第一端口 40和第二端口 42。由于致动器26为双向式 的，第一端口 40和第二端口 42可相对于彼此在作为输入端口和输出端口之间交替。例如， 当负载38沿如图2中所示的第一方向120旋转时，第一端口 40为与泵22流体连通的输入 端口而第二端口 42为与储器24流体连通的输出端口。相反，当负载38沿如图3中所示的 第二方向旋转时，第二端口 42为与泵22流体连通的输入端口而第一端口 40为与储器24 流体连通的输出端口。 应理解的是，系统20可在入口节流模式和出口节流模式下运行。当致动器26的输 入端口处的液压压力大于致动器26的输出端口处的液压压力时，系统20在入口节流模式 下运行。这种情形发生在当使用来自泵22的动力经由致动器26主动驱动负载38时。当 致动器26的输出端口处的液压压力大于致动器26的输入端口处的液压压力时，系统20在 出口节流模式下运行。这种情形发生在当因重力作用或其他装置而引起负载38在超限状 态下移动时。 图2示出其中负载38沿第一方向120旋转的系统20。在负载38沿第一方向120 旋转的情况下，第一阀30a为入口节流阀，第三阀30c为出口节流阀，并且第二阀30b和第 四阀30d均处于关闭状态。在入口节流模式下，使用来自泵22的液压流体来驱动致动器26 并且通过控制器34控制第一阀30a的节流面积以提供导致通过致动器26的期望流量的计 量功能。期望流量优选地对应于使负载38旋转的期望转速。若负载38由于重力作用而开 始超限运转时，第二端口 42处的液压压力变得大于第一端口 40处的液压压力。该压力的 变化可通过定位在致动器26的相对侧上的压力传感器50a、50b来检测。当第二端口 42处 的液压压力超过第一端口 40处的液压压力时，系统20从入口节流模式切换到出口节流模 式。在出口节流模式下，控制器32控制第三阀30c的节流面积以控制通过致动器26的流 量。这样，该流量将抵抗重力作用，负载38可继续以恒定转速旋转。系统20还可包括压力 传感器50c和50d。压力传感器50c测量系统20在泵22的输出位置处的系统压力。压力 传感器50d测量系统20的油箱压力。所有的传感器50a-50d优选地与控制器连接/联系 以便为控制器提供实时的压力数据。 如上所述，负载38的转速取决于通过致动器26的液压流体的流量。在入口节流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压系统，包括：从储器中抽取流体的泵；具有第一端口和第二端口的致动器；控制通过所述致动器的流体流量的计量阀装置，所述计量阀装置包括定位在所述泵和所述第一端口之间的入口节流阀以及定位在所述第二端口和所述储器之间的出口节流阀；以及控制器，所述控制器控制所述计量阀装置的操作，所述液压系统能在入口节流模式下操作，在所述入口节流模式下，所述控制器通过控制所述入口节流阀的节流面积来控制通过所述致动器的流体流量，所述液压系统能在出口节流模式下操作，在所述出口节流模式下，所述控制器通过控制所述出口节流阀的节流面积来控制通过所述致动器的流体流量，在所述入口节流模式和出口节流模式下，所述控制器均基于源自所述出口节流阀的数据来确定通过所述致动器的流体流量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.31 US 61/593,0721. 一种液压系统，包括： 从储器中抽取流体的泵； 具有第一端口和第二端口的致动器； 控制通过所述致动器的流体流量的计量阀装置，所述计量阀装置包括定位在所述泵和 所述第一端口之间的入口节流阀以及定位在所述第二端口和所述储器之间的出口节流阀； 以及 控制器，所述控制器控制所述计量阀装置的操作，所述液压系统能在入口节流模式下 操作，在所述入口节流模式下，所述控制器通过控制所述入口节流阀的节流面积来控制通 过所述致动器的流体流量，所述液压系统能在出口节流模式下操作，在所述出口节流模式 下，所述控制器通过控制所述出口节流阀的节流面积来控制通过所述致动器的流体流量， 在所述入口节流模式和出口节流模式下，所述控制器均基于源自所述出口节流阀的数据来 确定通过所述致动器的流体流量。2. 根据权利要求1所述的液压系统，其中，所述致动器能在第一方向和第二方向上被 致动。3. 根据权利要求2所述的液压系统，其中，当所述致动器在所述第一方向上被致动时， 流体流从所述第一端口流至所述第二端口。4. 根据权利要求2所述的液压系统，其中，当所述致动器在所述第二方向上被致动时， 流体流从所述第二端口流至所述第一端口。5. 根据权利要求1所述的液压系统，还包括用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·L·吉尔霍夫，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US