液压机和系统技术方案

一种液压系统，采用具有多个工作腔室的电子换向流体工作机，每个工作腔室具有一个或多个电子可控的阀，这些阀由至少一个控制器主动控制，以基于每个周期调节工作流体进出低压和高压歧管的净流量，从而满足需求信号指示的需求。高压歧管具有至少一个附加出口，其由电子可控的出口阀、比如比例流量阀调节。如果设想由需求信号指示的需求导致可能激发共振模式的脉动流量或振动，则至少一个控制器使工作腔室的工作流体排量超过需求信号指示的需求，且至少一个控制器同时(至少部分地)打开电子可控的出口阀，以允许一些过量流量从中离开，使流体的净排量满足所需的流体排量，同时减少脉动流量或非期望的振动。

【技术实现步骤摘要】
液压机和系统
本专利技术涉及电子换向液压机和包括这种机器的液压系统的领域。
技术介绍
电子换向液压机(ECM)包括带有容积周期性变化的一个或多个工作腔室(例如活塞缸)的流体从动和/或流体驱动的机器。当工作腔室执行泵送循环时，低压歧管充当流体的净源，而高压歧管充当流体的净池。当工作腔室执行机动循环时，高压歧管充当流体的净源，而低压歧管充当流体的净池。ECM可以具有多于一个低压歧管和/或多于一个高压歧管。ECM的工作腔室具有电子可控的阀，其可在每个工作腔室容积周期上受到控制，以调节流体来自低压歧管(在一些实施例中为高压歧管)或进入低压歧管的进出工作腔室的流量。在一些ECM中，只有单个高压歧管，并且所有工作腔室都与其连通，并将流体排入或排出高压歧管，以满足需求。然而，可能有与一个或多个工作腔室中的不同组连通多个高压歧管，并且响应于单独的需求信号来控制每个组，使得该组中工作腔室的组合排量满足需求。因此，各个工作腔室组可以用作独立的泵或马达。需求由需求信号表示，该需求信号可以指示直接或间接耦合到相关高压歧管的液压致动器的目标压力、流率、功率输出或特性(例如位置)。为了满足需求，ECM的控制器决定工作腔室容积的每个循环应为有效循环(其中存在工作流体的净排量)还是无效循环(其中没有工作流体的净排量)。这导致工作腔室致动的型式(有效或无效循环)以及流入或流出相应的高压歧管的型式。这样以来，可以快速响应需求的变化。通常，输出不会在瞬间而是要在较短的平均时间上才完美地匹配需求，净输出趋向于需求。这样的机器是高效的且高度响应的。然而，一些气缸致动型式会引起液压机内的振动。一些振动频率可能会导致液压机内共振模式的激发，从而可能导致损坏机器部件并给用户带来不适。当工作腔室为了满足需求执行有效还是无效循环的型式的频谱在可激发共振的频率上具有大分量时，会出现这种情况。在低流量水平下，流体的排量可能是高度脉动的。如果输出为最大排量分数的5％，则可能是每20个循环有一个有效循环且其间是无效循环的重复型式。这同样会导致振动、用户的不适以及损坏机器的风险。类似地，当液压机以低流率运行时，它们的运行会变得效率低下。因此，本专利技术试图减少或减轻现有的电子换向液压机的上述缺点中的一些或全部。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种液压系统，包括：液压机，该液压机包括可旋转轴、低压歧管和高压歧管、以及一个或多个工作腔室，工作腔室的容积随可旋转轴的旋转而周期性地变化，每个工作腔室都既具有调节低压歧管与工作腔室之间的连通的低压阀也具有调节高压歧管与工作腔室之间的连通的高压阀，其中，对于每个工作腔室，相应的低压阀和相应的高压阀中的至少有一者是电子可控的工作腔室阀；高压歧管，其在一个或多个所述工作腔室与一个或多个致动器端口与一个或多个附加出口之间延伸；一个或多个液压致动器，其通过一个或多个致动器端口流体连接到所述高压歧管，并由此由液压机液压驱动；一个或多个电子可控的出口阀，其调节一个或多个附加出口的打开或关闭；以及至少一个控制器，其配置成控制一个或多个电子可控的工作腔室阀和一个或多个电子可控的出口阀；其中，至少一个控制器可运行成接收需求信号并以与工作腔室容积的周期成相位关系的方式调节一个或多个电子可控的工作腔室阀，由此在每个工作腔室容积周期调节每个工作腔室的工作流体的净排量，并同时调节一个或多个电子可控的出口阀，由此调节进出高压歧管的工作流体的净排量，从而当一个或多个附加出口打开时允许工作流体通过一个或多个附加出口流出高压歧管，以满足需求信号所指示的需求。因此，既要考虑每个工作腔室的工作流体的净排量，又要考虑通过一个或多个附加出口的液压流体的损失，通过至少一个控制器调节通过一个或多个附加出口的液压流体的损失，并且调节(当泵送时)进入或(当驱动时)离开高压歧管的工作流体的净排量，以满足需求。高压歧管包括一个或多个致动器端口，这些致动器端口连接到用作液压流体的池(sink)或源的一个或多个致动器。通常，流出一个或多个附加出口的流体不在工作腔室与致动器端口之间行进。通常，流出一个或多个附加出口的流体绕过(旁通)连接到致动器端口的一个或多个所述致动器(但在一些实施例中，通过一个或多个附加出口损失的受压流体用于驱动一个或多个其他致动器，以使浪费的能源最小化)。通常，需求涉及在(一个或多个)工作腔室与(一个或多个)致动器之间、通过一个或多个致动器端口的液压流体的供应。所描述类型的液压机具有针对需求变化的非常快的响应时间，因为可以控制电子可控阀以针对工作腔室容积的每个周期改变工作流体的净排量。由此，通常是将接续的工作腔室的工作流体的净排量与时变需求信号相匹配。此外，提供(例如，过量的)工作流体可能通过其从高压歧管损失的一个或多个附加出口是违背直觉的，因为这似乎浪费了能量。在本说明书和所附权利要求中，术语“高压歧管”和“低压歧管”是指相对于彼此具有较高压力和较低压力的歧管。高压歧管与低压歧管之间的压力差以及高压歧管和低压歧管中的压力绝对值将随时间变化，并将取决于应用场合。在一些实施例中，至少一个控制器配置成控制电子可控的工作腔室阀，以导致液压机排出超过需求信号所指示的需求的工作流体，并导致出口阀中的一个或多个(或全部)打开，由此，在允许工作流体通过一个或多个附加出口流出高压歧管之后，工作流体从一个或多个工作腔室通过高压阀进入高压歧管的净排量被调节为满足需求信号所指示的需求。允许工作流体通过一个或多个附加出口流出高压歧管可包括：(例如，至少一个控制器)计算：i)针对通过一个或多个附加出口离开高压歧管的流量调整的经修正的需求信号；或者ii)减去与通过一个或多个附加出口离开高压歧管的工作流体流量相关的需求。所述流量在至少一个控制器的控制下，因为至少一个控制器控制一个或多个电子可控的出口阀。可能的是，至少一个控制器配置成控制电子可控的工作腔室阀，以导致液压机排出超过需求信号所指示的需求的工作流体，并仅在一些情况下导致一个或多个出口阀打开。至少一个控制器也可以考虑来自高压歧管的任何预期的泄漏。这样的泄漏可能源自控制阀(例如，在车轮马达中，或者用于控制其他致动器和/或工作功能)。因此，控制一个或多个电子可控的工作腔室阀和一个或多个电子可控的出口阀以满足需求信号所指示的需求。典型地，至少一个控制器配置成使得在一些其他情况下并且通常是默认地，电子可控的工作腔室阀被控制成导致液压机排出工作流体以匹配需求信号所指示的需求，并且导致出口阀关闭，以使工作流体不通过附加出口流出高压歧管。在一些实施例中，一个或多个所述出口阀(例如，该出口阀或每个出口阀)是可变流量控制阀，例如比例流量阀，并且至少一个控制器在一位置范围内控制可变流量控制阀。在该情形中，位置范围通常是连续的。该出口阀或每个出口阀通常被控制到在关闭位置与完全打开位置之间的多个位置(的例如连续范围的多个位置)。打开是指未关闭的任何位置。可能的是，一个或多个(或该个或每个)所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压系统，包括：/n液压机，所述液压机包括可旋转轴、低压歧管和高压歧管、以及一个或多个工作腔室，所述工作腔室的容积随所述可旋转轴的旋转而周期性地变化，每个工作腔室都既具有调节所述低压歧管与所述工作腔室之间的连通的低压阀也具有调节所述高压歧管与所述工作腔室之间的连通的高压阀，其中，对于每个工作腔室，相应的低压阀和相应的高压阀中的至少有一者是电子可控的工作腔室阀；/n高压歧管，所述高压歧管在一个或多个所述工作腔室与一个或多个致动器端口与一个或多个附加出口之间延伸；/n一个或多个液压致动器，所述液压致动器通过一个或多个所述致动器端口流体连接到所述高压歧管，并由此由所述液压机液压驱动；/n一个或多个电子可控的出口阀，所述电子可控的出口阀调节一个或多个所述附加出口的打开或关闭；以及/n至少一个控制器，所述控制器配置成控制一个或多个所述电子可控的工作腔室阀和一个或多个所述电子可控的出口阀；/n其中，至少一个所述控制器能运行成接收需求信号并以与所述工作腔室容积的周期成相位关系的方式调节一个或多个所述电子可控的工作腔室阀，由此在每个工作腔室容积周期调节每个工作腔室的工作流体的净排量，并同时调节一个或多个电子可控的出口阀，由此调节进出所述高压歧管的工作流体净排量，从而当一个或多个所述附加出口打开时允许工作流体通过一个或多个所述附加出口流出所述高压歧管，以满足需求信号所指示的需求。/n...

【技术特征摘要】
20190604 EP 19178292.91.一种液压系统，包括：
液压机，所述液压机包括可旋转轴、低压歧管和高压歧管、以及一个或多个工作腔室，所述工作腔室的容积随所述可旋转轴的旋转而周期性地变化，每个工作腔室都既具有调节所述低压歧管与所述工作腔室之间的连通的低压阀也具有调节所述高压歧管与所述工作腔室之间的连通的高压阀，其中，对于每个工作腔室，相应的低压阀和相应的高压阀中的至少有一者是电子可控的工作腔室阀；
高压歧管，所述高压歧管在一个或多个所述工作腔室与一个或多个致动器端口与一个或多个附加出口之间延伸；
一个或多个液压致动器，所述液压致动器通过一个或多个所述致动器端口流体连接到所述高压歧管，并由此由所述液压机液压驱动；
一个或多个电子可控的出口阀，所述电子可控的出口阀调节一个或多个所述附加出口的打开或关闭；以及
至少一个控制器，所述控制器配置成控制一个或多个所述电子可控的工作腔室阀和一个或多个所述电子可控的出口阀；
其中，至少一个所述控制器能运行成接收需求信号并以与所述工作腔室容积的周期成相位关系的方式调节一个或多个所述电子可控的工作腔室阀，由此在每个工作腔室容积周期调节每个工作腔室的工作流体的净排量，并同时调节一个或多个电子可控的出口阀，由此调节进出所述高压歧管的工作流体净排量，从而当一个或多个所述附加出口打开时允许工作流体通过一个或多个所述附加出口流出所述高压歧管，以满足需求信号所指示的需求。


2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，至少一个所述控制器配置成控制所述电子可控的工作腔室阀，以导致所述液压机排出超过所述需求信号所指示的需求的工作流体，并导致所述出口阀中的一个或多个打开，由此，在允许工作流体通过一个或多个所述附加出口流出所述高压歧管之后，工作流体从一个或多个所述工作腔室通过所述高压阀进入所述高压歧管的净排量被调节为满足所述需求信号所指示的需求。


3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的液压系统，其特征在于，一个或多个所述出口阀是可变流量控制阀，并且至少一个所述控制器在一位置范围内控制所述可变流量控制阀。


4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的液压系统，其特征在于，至少一个所述控制器配置成以与工作腔室容积的周期成相位关系的方式关闭和打开所述出口阀，以减小所述高压歧管中的压力波动。


5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的液压系统，其特征在于，所述高压歧管通过入口阀与高压工作流体源连通，并且至少一个所述控制器配置成：以与工作腔室容积的周期成相位关系的方式关闭和打开所述入口阀，以减小压力波动。


6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的液压系统，其特征在于，一个或多个所述附加出口从所述高压歧管延伸到所述低压歧管，使得一个或多个所述出口阀调节工作流体通过一个或多个所述附加出口离开所述高压歧管到所述低压歧管的流量。


7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的液压系统，其特征在于，一个或多个所述附加出口从所述高压歧管延伸到另外的歧管，使得相应的一个或多个所述出口阀调节工作流体通过一个或多个所述附加出口离开所述高压歧管到所述另外的歧管的流量。


8.根据权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述另外的歧管是与一个或多个致动器流体连通的受压歧管。


9.根据权利要求7或权利要求8所述的液压系统，其特征在于，所述高压歧管是闭路液压布置的一部分，而所述另外的歧管是开路液压布置的一部分；或，反之亦然。


10.根据权利要求9所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统包括联接到所述液压机的原动机，用于提供动力，从而导致所述液压机将工作流体从所述低压歧管泵送到所述高压歧管，并且其中，所述液压系统还包括由所述原动机驱动的第二液压机，或构造成将工作流...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·马歇尔，J·拉加德，U·斯坦，W·H·S·瑞普恩，
申请(专利权)人：阿尔特弥斯智能动力有限公司，丹佛斯苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB