用于机器的电液驱动系统、带电液驱动系统的机器和用于控制电液驱动系统的方法技术方案

示例液压系统包括：包括缸和活塞的液压缸致动器，其中活塞包括活塞头和从活塞头延伸的杆，其中活塞头将缸的内部空间分为第一腔室和第二腔室，并且其中液压缸致动器为非平衡的；第一泵，第一泵由第一电动机驱动来向液压缸致动器的第一腔室或第二腔室提供流体流从而驱动活塞；助增流管线；液压马达致动器；以及由第二电动机驱动的第二泵，其中第二泵流体联接到助增流管线以向液压缸致动器提供助增流体流。助增流管线以向液压缸致动器提供助增流体流。助增流管线以向液压缸致动器提供助增流体流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器的电液驱动系统、带电液驱动系统的机器和用于控制电液驱动系统的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年8月14日提交的美国临时申请号62/886,419的优先权，所述美国临时申请的全部内容由此以引用的方式并入。


[0003]本专利技术总体涉及液压致动系统，所述液压致动系统用于使作业机器中的至少一个非平衡液压缸致动器延伸和缩回，其中供驱动至少一个非平衡液压缸致动器的静液压(hydrostatic)泵用的补给(make
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up)或助增(boost)流由驱动作业机器的另一液压致动器的另一静液压泵提供、而不是由另外的专用的助增系统提供。

技术介绍

[0004]常见的，作业机器(比如但不限于液压挖掘机、轮式装载机、装载机铲斗、反铲挖掘机、采矿设备、工业机械等)具有一个或多个受致动部件(比如，起落臂和/或倾斜臂、吊杆、挖斗、转向及翻转功能、行进器具等)。通常，在这样的机器中，原动机驱动用于给致动器提供流体的液压泵。中位常开阀(open
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center valve)或中位常闭阀(closed center valve)控制到致动器的流体流。这样的阀具有因对通过其的流进行节流所致的动力损失大的特质。另外，这样的常规系统会涉及从泵提供恒定量的流而不管多少致动器在被使用。因此，这样的系统具有效率差的特质。
[0005]因此，会期望具有一种提高作业机器效率的液压系统。正是针对这些及其它考虑，本文中所作的公开被提出。

技术实现思路
/>[0006]本公开描述了涉及用于机器的电液驱动系统(electro
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hydraulic drive system)的实现方式。
[0007]在第一示例实现方式中，本公开描述了一种液压系统。该液压系统包括：(i)液压缸致动器，液压缸致动器包括缸和以可滑动的方式容纳在缸中的活塞，其中，活塞包括活塞头和从活塞头延伸的杆，其中，活塞头将缸的内部空间分为第一腔室和第二腔室，并且其中，液压缸致动器为非平衡的，使得提供到第一腔室或第二腔室来以给定方向驱动活塞的流体的第一流体流率/流量(flow rate)不同于随着活塞移动而从另一腔室排放的流体的第二流体流率；(ii)第一泵，所述第一泵配置成双向流体流源，所述双向流体流源由第一电动机以相反旋转方向驱动来向液压缸致动器的第一腔室或第二腔室提供流体流从而驱动活塞；(iii)助增流管线，所述助增流管线配置为提供助增流体流或接收过盈流体流，所述过盈流体流包含第一流体流率与第二流体流率之间的差；(iv)液压马达致动器；以及(v)第二泵，所述第二泵配置成相应的双向流体流源，所述相应的双向流体流源由第二电动机驱动且可由第二电动机以相反方向旋转来向液压马达致动器提供流体流，其中，第二泵流体
联接到助增流管线，以向液压缸致动器提供助增流体流。
[0008]在第二示例实现方式中，本公开描述了一种机器。所述机器包括：(i)多个液压缸致动器，所述多个液压缸致动器中的每个液压缸致动器包括：缸和以可滑动的方式容纳在缸中的活塞，其中，活塞包括活塞头和从活塞头延伸的杆，其中，活塞头将缸的内部空间分为第一腔室和第二腔室，其中，每个液压缸致动器为非平衡的，使得提供到第一腔室或第二腔室来以给定方向驱动活塞的流体的第一流体流率不同于随着活塞移动而从另一腔室排放的流体的第二流体流率，并且其中，多个液压缸致动器中的每个液压缸致动器通过电动静液压致动系统(electro
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hydrostatic actuation system)(EHA)来操作，所述电动静液压致动系统包括相应的泵，所述相应的泵配置成双向流体流源，所述双向流体流源由相应的电动机以相反旋转方向驱动来向相应的液压缸致动器的第一腔室或第二腔室提供流体流从而驱动活塞；(ii)助增流管线，所述助增流管线配置为提供助增流体流或接收过盈流体流，所述过盈流体流包含第一流体流率与第二流体流率之间的差；以及(iii)液压马达致动器，所述液压马达致动器通过液压马达EHA来操作，所述液压马达EHA包括泵，所述泵配置成相应的双向流体流源的，所述相应的流体流源由电动机驱动且可由电动机以相反方向旋转来向液压马达致动器提供流体流，其中，所述泵流体联接到助增流管线，以向相应的液压缸致动器提供助增流体流。
[0009]在第三示例实现方式中，本公开描述了一种方法。所述方法包括：(i)在液压系统的控制器处，接收对于使液压缸致动器的活塞延伸的请求，其中，液压缸致动器包括缸，活塞以可滑动的方式容纳在所述缸中，其中，活塞包括活塞头和从活塞头延伸的杆，并且其中，活塞头将缸的内部空间分为头侧腔室和杆侧腔室；(ii)响应性地，发送第一命令信号给第一电动机以驱动第一泵，以经由第一流体流管线将流体流提供到头侧腔室并使活塞延伸，其中，液压缸致动器为非平衡的，使得经由第一流体流管线提供到头侧腔室来使活塞延伸的流体的第一流体流率大于随着活塞延伸而从杆侧腔室排放并经由第二流体流管线提供回到第一泵的流体的第二流体流率；(iii)发送第二命令信号给第二电动机以驱动第二泵，其中，第二泵配置成双向流体流源，所述双向流体流源由第二电动机驱动且可由第二电动机以相反方向旋转来驱动液压马达致动器；以及(iv)从第二泵经由使第二泵流体联接到第二流体流管线的助增流管线提供助增流体流，使得助增流体流汇入经由第二流体流管线返回到第一泵的流体并补偿第一流体流率与第二流体流率之间的差。
[0010]以上小结仅仅是说明性的，并不意图以任何方式进行限制。除以上描述的说明性的方面、实现方式和特征之外，另外的方面、实现方式和特征通过参考附图和以下的详细描述也将变得显见。
附图说明
[0011]被认为体现说明性示例特质的新颖特征在所附权利要求书中陈述。然而，当结合附图来阅读时，这些说明性示例及其优选的使用模式、另外的目标和描述将通过本公开的说明性示例的以下详细描述而最佳地理解。
[0012]图1图示根据示例实现方式的挖掘机。
[0013]图2图示根据示例实现方式的用于驱动液压缸致动器的电动静液压致动器系统。
[0014]图3图示根据示例实现方式的、挖掘机的液压系统。
[0015]图4是根据示例实现方式的用于操作液压系统的方法的流程图。
具体实施方式
[0016]示例液压机(比如，挖掘机)可使用多个液压致动器来实现各种任务。在常规系统中，引擎驱动一个或多个泵，一个或多个泵然后给致动器内的腔室提供加压流体。作用在致动器(例如，活塞)表面上的加压流体力促使致动器及所连接的作业工具移动。在液压能量被利用之后，流体从腔室被排流而返回到低压贮器。
[0017]常规系统包括对提供给致动器的流体和从致动器返回到贮器的流体进行节流的阀。对通过阀的流体进行节流造成能量损失，这使液压系统在机器工作循环过程期间的效率降低。流体节流的另一项不期望的作用是使液压流体受热，这导致加大的冷却需求和升高的成本。另外，在一些包含中位常开阀的常规系统中，一个或多个泵提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液压系统，包括：液压缸致动器，所述液压缸致动器包括缸和以能够滑动的方式容纳在缸中的活塞，其中，活塞包括活塞头和从活塞头延伸的杆，其中，活塞头将缸的内部空间分为第一腔室和第二腔室，并且其中，液压缸致动器为非平衡的，使得提供到第一腔室或第二腔室来沿给定方向驱动活塞的流体的第一流体流率不同于随着活塞移动而从另一腔室排放的流体的第二流体流率；第一泵，所述第一泵配置为双向流体流源，所述双向流体流源由第一电动机以相反旋转方向驱动来向液压缸致动器的第一腔室或第二腔室提供流体流从而驱动活塞；助增流管线，所述助增流管线配置为提供助增流体流或接收过盈流体流，所述过盈流体流包含第一流体流率和第二流体流率之间的差；液压马达致动器；以及第二泵，所述第二泵配置为相应的双向流体流源，所述相应的双向流体流源由第二电动机驱动且能够由第二电动机以相反方向旋转来向液压马达致动器提供流体流，其中，第二泵流体联接到助增流管线，以便向所述液压缸致动器提供助增流体流。2.如权利要求1所述的液压系统，其中，所述第一泵具有(i)经由第一流体流管线流体联接到第一腔室的第一泵端口和(ii)经由第二流体流管线流体联接到第二腔室的第二泵端口，所述液压系统还包括：换向梭阀，所述换向梭阀具有(i)流体联接到第一流体流管线的第一先导端口、(ii)流体联接到第二流体流管线的第二先导端口和(iii)流体联接到助增流管线的助增端口，其中，换向梭阀响应于第一流体流管线与第二流体管线之间的压力差。3.如权利要求2所述的液压系统，其中：当第一流体流管线中的压力水平高于第二流体流管线中的压力水平时，换向梭阀的梭元件在其中移位成将助增端口流体联接到第二先导端口，以将助增流体流提供到第二流体流管线，并且当第二流体流管线中的压力水平高于第一流体管线中的压力水平时，换向梭阀的梭元件在其中移位成将第一先导端口流体联接到助增端口，以将来自第一流体流管线的过盈流体流提供到助增流管线。4.如权利要求2所述的液压系统，还包括：在第一流体流管线中设置在第一泵端口与液压缸致动器的第一腔室之间的第一负载保持阀，其中，第一负载保持阀配置为在被致动之前允许从第一泵端口向第一腔室的流体流同时阻截从第一腔室向第一泵端口的流体流；和在第二流体流管线中设置在第二泵端口与液压缸致动器的第二腔室之间的第二负载保持阀，其中，第二负载保持阀配置为在被致动之前允许从第二泵端口向第二腔室的流体流同时阻截从第二腔室向第二泵端口的流体流。5.如权利要求4所述的液压系统，还包括：工作端口压力释放阀组件，所述工作端口压力释放阀组件包括(i)第一压力释放阀和(ii)第二压力释放阀，所述第一压力释放阀设置在第一负载保持阀与第一腔室之间并配置为在第一腔室中的流体压力水平超过阈值压力值时提供从第一腔室到助增流管线的流体流路径，并且所述第二压力释放阀设置在第二负载保持阀与第二腔室之间并配置为在第二
腔室中的流体压力水平超过阈值压力值时提供从第二腔室到助增流管线的相应的流体流路径。6.如权利要求4所述的液压系统，还包括：泵压力释放阀组件，所述泵压力释放阀组件包括(i)第一压力释放阀和(ii)第二压力释放阀，所述第一压力释放阀设置在第一泵端口与第一负载保持阀之间并配置为在第一泵端口处的流体压力水平超过阈值压力值时提供从第一泵端口到助增流管线的流体流路径，并且所述第二压力释放阀设置在第二泵端口与第二负载保持阀之间并配置为在第二泵端口处的流体压力水平超过阈值压力值时提供从第二泵端口到助增流管线的相应的流体流路径。7.如权利要求1所述的液压系统，其中，所述第二泵具有(i)经由第一流体流管线流体联接到液压马达致动器的第一泵端口和(ii)经由第二流体流管线流体联接到液压马达致动器的第二泵端口，所述液压系统还包括：梭阀，所述梭阀与第二泵并联设置并具有(i)流体联接到第一流体流管线的第一入口端口、(ii)流体联接到第二流体流管线的第二入口端口和(iii)流体联接到助增流管线的出口端口，其中，梭阀响应于第一入口端口与第二入口端口之间的压力差，使得无论第二泵以第一旋转方向旋转来向第一流体流管线提供流体还是以第二旋转方向旋转来向第二流体流管线提供流体，流体都流到梭阀的出口端口、然后流到助增流管线。8.如权利要求7所述的液压系统，还包括：设置在助增流管线中的旁通阀，其中，旁通阀是电致动式常闭阀，所述电致动式常闭阀配置为在由电命令信号致动之前阻截来自梭阀的出口端口的流体流。9.一种机器，包括：多个液压缸致动器，所述多个液压缸致动器中的每个液压缸致动器包括：缸和以能够滑动的方式容纳在缸中的活塞，其中，活塞包括活塞头和从活塞头延伸的杆，其中，活塞头将缸的内部空间分为第一腔室和第二腔室，其中，每个液压缸致动器为非平衡的，使得提供到第一腔室或第二腔室来沿给定方向驱动活塞的流体的第一流体流率不同于随着活塞移动而从另一腔室排放的流体的第二流体流率，并且其中，所述多个液压缸致动器中的每个液压缸致动器通过电动静液压致动系统(EHA)来操作，所述电动静液压致动系统包括相应的泵，所述相应的泵配置成双向流体流源，所述双向流体流源由相应的电动机以相反旋转方向驱动来向相应的液压缸致动器的第一腔室或第二腔室提供流体流从而驱动活塞；助增流管线，所述助增流管线配置为提供助增流体流或接收过盈流体流，所述过盈流体流包含第一流体流率和第二流体流率之间的差；以及液压马达致动器，所述液压马达致动器通过液压马达EHA来操作，所述液压马达EHA包括：泵，所述泵被配置成相应的双向流体流源，所述相应的双向流体流源由电动机驱动且能够由电动机以相反方向旋转来向液压马达致动器提供流体流，其中，所述泵流体联接到助增流管线，以便向所述相应的液压缸致动器提供助增流体流。10.如权利要求9所述的机器，其中，所述机器是挖掘机，所述挖掘机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，B，
申请(专利权)人：帕克汉尼芬公司，
类型：发明
国别省市：