專(zhuān)利名稱(chēng)：用于液壓系統(tǒng)的能量回收與再利用技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可對(duì)液壓致動(dòng)器的液體流動(dòng)進(jìn)行控制的^E系統(tǒng)，該ffi^ 動(dòng)器可以移動(dòng)機(jī)器上的機(jī)械組件，尤其涉及從液壓致動(dòng)器中回收能量并且隨后 禾傭回收的能量為ffi致動(dòng)器供纟歸力。
背景技術(shù)：
建筑和農(nóng)業(yè)設(shè)備利掛mE系棘操作各種機(jī)械部件。例如，挖掘機(jī)是一種常 用的具有支架的建筑機(jī)械，該支架一端與牽弓l車(chē)樞軸連接而另一端具有用于挖 土和其它物質(zhì)的鏟斗。缸組件用于升高和降低該支架，它包括一個(gè)帶有活塞的 缸，該活塞在缸中劃分出兩個(gè)室。與活塞相連的桿連接到支架上，而缸與挖掘 機(jī)的主體相連。通過(guò)將桿從缸中向外伸展以及將桿朝缸中縮回實(shí)現(xiàn)支架的升高 與降低。其它的機(jī)器使用不同類(lèi)型的液壓致動(dòng)器來(lái)推動(dòng)機(jī) ￡件。這里使用的術(shù)語(yǔ) "液壓致動(dòng)器"通常指的是任何可將液壓液體流動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，例 如缸-活塞，或旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。在缸組州申展和縮回的過(guò)程中，AA^中流出的加壓液體經(jīng)常由閥組〗權(quán)制進(jìn) 入一個(gè)缸室中，而所有從另一，室中流出的液體M31該閥aAi通向系統(tǒng)液箱 的回流管。在某些情況下，作用在機(jī)器上的外部載荷或其它作用力使得缸組件 的伸展i縮回可以，不衛(wèi)共顯著的液體壓力的情況下實(shí)現(xiàn)。,常稱(chēng)為超載。 以挖掘機(jī)為例，當(dāng)鏟斗充滿(mǎn)了重物質(zhì)時(shí)，支架可以只在重力的作用下降低。這種外部載荷使得液體從支架液壓缸的一個(gè)室中流出，通過(guò)閥組件iSA液箱。與此同時(shí)，許多液體!她泵中汲取出來(lái)，M閥組件ax擴(kuò)張的另一憤室中，盡管如此，由于iSA的液體不推動(dòng)活塞，液體不需要保持顯著的壓力來(lái)推動(dòng)支 架。在這種情況下，從缸中流出的液體還具有相當(dāng)高的壓力，因此該液體具有 能量，而該育^M常在液體壓力M閥組件的過(guò)程中損失。為了使得機(jī)器的效率和經(jīng)濟(jì)操作達(dá)到最優(yōu)化，值得將流出液體的能量回收， 而不是讓它在閥組件中消耗掉。某些以前的液壓系統(tǒng)將流出液^ll送到蓄液池 中，在那里它在壓力下儲(chǔ)存，用于以后為機(jī)器提供動(dòng)力。盡管如此，高效率地 進(jìn)行能量回收與再利用的困難在于儲(chǔ)存的液壓液體必須處于恰當(dāng)?shù)膲毫腿莘e 下來(lái)為致動(dòng)器提供動(dòng)力。流出液體的壓力、體積以及蓄液池參數(shù)之間的關(guān)系實(shí) 時(shí)變化并決定了是否液體可以被儲(chǔ)存。例如，如果作用在缸組件的外部載荷不 足以將流出液體加壓至蓄液池的壓力之上，則液體無(wú)法被儲(chǔ)存。另一種瞎況下，當(dāng)要求^頓曹液池中的液體時(shí)，蓄液池的壓力、體積以及為 液壓致動(dòng)器提供動(dòng)力的液體需求t間的實(shí)時(shí)關(guān)系決定了是否蓄液池中的液體可 以被使用。例如，如果^ffi致動(dòng)器的載荷需要高于蓄液池的壓力時(shí)，則回收的 液體無(wú)法被使用。同樣的，如果液壓致動(dòng)器需要多于蓄液池中儲(chǔ)存的液體體積 來(lái)推動(dòng)自己，貝艦7徵行有效的操作。另一個(gè)限制因素是當(dāng)^J5致動(dòng)器從蓄液 池中消耗液體時(shí)，蓄液池的壓力會(huì)下降，從而降低了剩下的液體為致動(dòng)器掛共 動(dòng)力的能力。因此，需要找到一種有效的技術(shù)來(lái)在fflE系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)會(huì)遣的回收和再利用。 發(fā)明內(nèi)容液壓系統(tǒng)具有第一和第二液壓缸，二者機(jī)械地平fi^接來(lái)操作機(jī)器的部件， 每個(gè)液壓缸具有第一和第二室。控制閥組件，例如由四個(gè)電液比例閥構(gòu)成的惠 斯通電橋裝置，具有第一和第二工作端口。第一工作端口與第一液壓缸的第一 室連接，并與第二、ffli缸的室隔離。第二工作端口與第一和第二液壓缸的第二 室連接。控制閥組件用于有選擇性地將第一和第二工作端口與供給管和回流管 連接。液壓系統(tǒng)的能量回收體包^ft工分離控制閥，用于控制第一^軀缸的第一 室和第二液壓缸體的第一室之間的液體流動(dòng)。蓄液池與回收控制閥連接，該控制閥控制流體從第二液壓缸的第一室的進(jìn)出。這使得由夕卜部負(fù)載壓出第一室的 液體流至l譜液池而在那里在壓力條件下儲(chǔ)存。隨后，儲(chǔ)存的液體被用于驅(qū)動(dòng)二 個(gè)液壓缸中的一個(gè)^t全部。在另一方面，本發(fā)明提供第一泵與供給管連接。供給閥控制液體，二泵 流向第二液壓缸的第一室的流動(dòng)。通過(guò)關(guān)閉供給閥并打開(kāi)缸分離控制閥，第一 液壓缸和第二液壓缸由控制閥組件協(xié)同控制。做為選擇，關(guān)閉缸分離控制閥，第一ffi缸由控制閥組i銀制，而第二MJira過(guò)打開(kāi)供給閥來(lái)控制。在液壓系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，工作端口分路控制閥與第一和第二工 作端口連接，使得流體直接在其間流動(dòng)。在發(fā)明的另外一個(gè)方面，能量回收^g包括液壓缸來(lái)操作機(jī)器的部件。能 量回收裝置包括第一室和第二室。包括第一工作端口和第二工作端口的控制閥 組件與第一和第二室連接，這樣第一工作端口與液壓缸的第一室保持流體 ， 第二工作端口與液壓缸的第二室保持流體,，這樣控制閥組件的操作將第一 和第二工作端口的 ^擇性地與供給管和回流管連接。工作端口分路控制閥 與第一工作端口和第二工作端口流體魏，以控制它們之間的液體流動(dòng)。系統(tǒng) 包括蓄液池和回收控制閥，該控制閥控制液體從液壓缸的第一室向蓄液池的流 動(dòng)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括液壓系統(tǒng)的挖掘機(jī)的等軸觀艦圖； 圖2是液壓系統(tǒng)中操縱致動(dòng)器部分的原理圖，該致動(dòng)器用于升高和降低挖 掘機(jī)支架；圖3是支架液壓系統(tǒng)又一實(shí)施例的原理圖； 圖4是支架瓶玉系統(tǒng)再一實(shí)施例的原理圖；圖5-9是圖3的ffi系統(tǒng)實(shí)施例在不同的能量回收模式下的簡(jiǎn)略原理圖； 圖10-15是圖3的液壓系統(tǒng)實(shí)施例在不同的回收肖讀再禾,模式下的簡(jiǎn)略 原理圖。
具體實(shí)施方式
雖然本發(fā)明在上下文中描述的是它在挖掘機(jī)中的4OT，它也可以在其它類(lèi)型的Mffi操縱設(shè)備上實(shí)施。首先參照?qǐng)D1，挖掘機(jī)10由駕駛室11與支架組件12組成，其中駕駛室11 由履帶支撐，支架組件12與駕駛室相連以進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。支架組件12被細(xì)分 為相互之間樞軸連接的支架13、臂14和鏟斗15。支架13與駕駛室11相連接， 并可以在一處ffiftlia件16和17的驅(qū)動(dòng)下繞樞軸上下運(yùn)動(dòng)，其中ffi缸組件 16和17在駕駛室和支架之間機(jī)械地平t，接。在典型的挖掘^Lh，組件16和 17的^E缸與駕駛室11相連接，而活Sff與支架13相連接，因此作用在支架 上的重力傾向于使活塞桿縮回缸內(nèi)。盡管如此，缸組件的連接也可以是使得重 力傾向于使活塞桿從缸內(nèi)伸出，即將描述的很多能量回收方、&iii可以用于這禾中 結(jié)構(gòu)。由支架13的遠(yuǎn)端支撐的臂14可以前后搖擺，鏟斗15與臂的彩詣樞軸連 接。另一對(duì)缸組件18和19獨(dú)5i也操縱臂14和鏟斗15。鏟斗15可以用其它的 工作臺(tái)替代。參照?qǐng)D2，挖掘機(jī)10上的缸組件16、 17、 18和19是第一液壓系統(tǒng)20的一 部分，第一液壓系統(tǒng)20具有液壓液體源21，而fflE液體源21包括第一泵22 和液箱23。第一泵22推動(dòng)液體從液箱23流出，并迫使液,壓力下通過(guò)回流止回閥iaA供給管25中，其中供給管25為挖掘ah所有的ffi部fmf共加壓液體。在用于為$艦部件例如用于升高和降低支架13的部件30鄉(xiāng)動(dòng)力之后， 液體M回流管26流回液箱23中，在回流管26中液體通過(guò)彈簧加載的液箱止 回閥24加壓。雖然艦系統(tǒng)10為挖掘機(jī)10的多個(gè)mE部^JIf共動(dòng)力，注意力 應(yīng)織中至技架部件30上以簡(jiǎn)艦育讀回收和再利用方法的描述。支架部件30 Sii控制液體從支架缸組件16和17中流入流出來(lái)實(shí)現(xiàn)支架13 的升高和斷氏，其中缸組件16和17分別具有MJ1缸和包括桿的活塞。第一支 架缸組件16包括帶有第一活塞27的第一支架缸31 ，第一活塞27可滑動(dòng)地放置 其中并將缸內(nèi)部戈吩為連桿室33和位于活 目對(duì)側(cè)的頭室34。第二支架缸組件 17包括帶有第二活塞29的第二支架缸32，第二活塞29可滑動(dòng)地放置其中并將 缸內(nèi)部劃分為另一組連桿室36和位于活對(duì)目對(duì)側(cè)的頭室38。連桿室和頭室的體 積會(huì)隨著相關(guān)聯(lián)的活塞在相應(yīng)的缸中滑動(dòng)而改變。在圖1的挖掘機(jī)10中，齡 支架缸31或32與駕駛室11相連接，而旨活塞27或29分別Mil活塞桿35 或37與支架13相連接。連桿室33和36 S31ffi直接相連。雙向的EHP缸分離控制閥39與頭室34和38直接相連，，地與每個(gè)頭室直接相連。關(guān)閉缸分離控制閥39會(huì) 室相互隔離，而打飛工分離控制閥39貝i底兩個(gè)頭室之間掛共一條直接的iM各。 這里定義的"控制閥"指的是由人手動(dòng)操縱或由電操縱的閥。這里使用的術(shù)語(yǔ) "直接相連"指的是相關(guān)聯(lián)的部件通過(guò)管連接在一起，而不經(jīng)過(guò)任何中間部件 例如閥，孔或其它器件，這些中間部件在管的固有約束之外會(huì)約束或控制液體 流動(dòng)。這里提到的ffi組件直接與兩個(gè)其它組件相連接指的是液壓組件為液體 提供,各，使其在不流過(guò)控制閥組件或M供給管或回流管的情況下在兩個(gè)其 它組件之間流動(dòng)，其中液體通過(guò)供給管或回流管從其它液壓部件流入和流出。這里提到的控制閥在液壓系統(tǒng)的兩個(gè)組件^;件之間提供直接的ie各指的是該 通路不包括其它控制閥?？刂崎y組件40將支架缸組件16和17與供給管和回流管25和26相連接， 雜制其中的液體流動(dòng)。當(dāng)控制閥組件40向支架缸31和32的頭室34和38提 供加壓液體和將液體從連桿室33和36中排出時(shí)，每根活,35和37從缸中 伸出，從而升高支架13。同樣地，艦供給管25將加壓鵬液體供應(yīng)會(huì)鏈桿室 33和36以及將液體從頭室34和38中排出會(huì)使得活,35和37縮回支架缸 31和32中，從而陶氐支架13。在通常稱(chēng)為動(dòng)力作用下的伸域縮回過(guò)程中， 缸分離控制閥39處于打開(kāi)的狀態(tài)以實(shí)5M兩^ft工組件16和17的一,縱。 控制閥組件40包括iiil惠,(Wheatstone)電橋相連接的四個(gè)電液比例 (EHP)控制閥41， 42， 43和44?？蛇x的，螺線管操縱的伺服閥可以在四個(gè) EHP控制閥41,中4頓。{雄的，齡EHP控制閥41,是液控的雙向控制 閥，例如如美國(guó)專(zhuān)利No.6745992中描述的閥一樣，在必要時(shí)包括傳統(tǒng)的防空化 閥。第一 EHP控制閥41使得、ffi液體從供給管25 、駄第一工作端口 46中， 其中第一工作端口 46由第一致動(dòng)器管47連接到位于第1:31的頭室34與缸 分離控制閥39之間的節(jié)點(diǎn)51上。第二支架缸32的頭室38與第一致動(dòng)器管47 相連接，從而ffiil缸分離控制閥39與第一缸31的頭室34相連接，其中缸分離 控制閥39將第一工作端口 46與頭室38隔開(kāi)并將兩個(gè)頭室相互隔開(kāi)。第二 EHP 控制閥42控制第一工作端口 46到回流管26之間的液術(shù)充動(dòng)。第三EHP控制 閥43控制液^供給管25與兩1^虔桿室33、 36之間流動(dòng)的3K各，其中連桿 室33和36通過(guò)第二致動(dòng)器管49連接到第二工作端口 48。第四EHP控制閥44 在連桿室33 、 36與回流管26之間起連接作用。四個(gè)EHP控制閥41-44以及缸分離控制閥39是由螺線管^5:操縱的，而螺 線管系，制器50發(fā)出的電信號(hào)控制。M打開(kāi)第一和第四EHP控制閥41和 44以及缸分離控制閥39，加壓的液體itA頭室34和38中而液體由連桿室33 和36中排出以伸長(zhǎng)活塞桿35和37，并升高支架13。同樣的，打開(kāi)第3噍三 EHP控制閥42和43以及缸分離控制閥39，將加壓液體iHA^桿室33和36中 并將液體從頭室34和38中排出使得活新35與37縮回，從而降低支架13。系鄉(xiāng)雄制器50是一種基于微機(jī)的設(shè)備，它接魏自多個(gè)控制桿52的控制信號(hào)，操作者艦該控制桿52指派其需要實(shí)現(xiàn)的挖掘機(jī)mra動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)控制器50同樣從供給管壓力傳感器54和回流管壓力傳感器55中接收信號(hào)。分 離的壓力傳感器56和57分別用于缸頭室34和38中，而另一個(gè)壓力傳感器58 測(cè)量支架缸組件16和17中連桿室33和36的壓力。為了簡(jiǎn)化布線，連桿室壓 力傳麟58雌誕第二工作端口 48安裝，{鵬該鵬的是它的壓力測(cè)量可 能會(huì)被第二致動(dòng)器管49的壓力損失所影響。缸室的壓力傳感器56， 57和58產(chǎn) 生指示支架13上作用力F大小的信號(hào)。系統(tǒng)控制器50 Mt喿縱可變位移的第 一泵22來(lái)調(diào)節(jié)供給管25中的壓力而對(duì)壓力測(cè)量作出反饋，以滿(mǎn)足挖掘機(jī)不同 液壓致動(dòng)器的壓力需求。第一液壓系統(tǒng)20包括多個(gè)附加閥和其它組件，它們形成了一套可實(shí)現(xiàn)支架 部件30的能量回收和再利用的裝置。明確地說(shuō)，蓄液池60用于儲(chǔ)存從支架缸 組件16和17中回收的液體。附加壓力傳繊59位于蓄液池60的端口 61處， 并向系統(tǒng)控制器50傳送^^蓄液池壓力的信號(hào)。蓄液池60與第二支架ftiia件 17的頭室38 3!31^向EHP回tBdS制閥62相連接，并與第一支架缸組件16的 頭室34相隔開(kāi)。電液蓄液池加液和再利用控制閥66在供給管25與蓄液池60 的端口 61之間提供直接的通路。電液泵回流控制閥68將蓄液池60的端口與第 一泵22的入口直接相連，安全控制閥70將位于第二缸頭室38的節(jié)點(diǎn)64與液 箱回流管26直接相連。節(jié)點(diǎn)64與第一缸31的頭室34被缸分離控制閥39隔開(kāi)。 EHP工作端口分路控制閥65在第一、第二工作端口 46和48之間掛共直接的通 路，并雌與針工作端口直接相連。所有的附加控制閥39， 62， 65， 66， 68 和70由系，制器50的信號(hào)操縱。通,擇性地操縱這些閥的各種組合，液體從支架缸組件16和17，第一泵 22，液箱23以及蓄液池60中箭uA流出。當(dāng)支架13在重力作用下降低時(shí)由支架缸組件中排出的液體可以在一定壓力下儲(chǔ)存在蓄液池中，并在隨后代替第一泵中的液體使用，從而節(jié)省用于驅(qū)動(dòng)泵的能量。對(duì)閥的不同組^it行操縱導(dǎo)致不同的能量回收模式，這些將在下文中描述。當(dāng)機(jī)器上沒(méi)有使用任何液壓部件或正在運(yùn)行的液壓部件只需要相當(dāng)少數(shù)量的泵液體時(shí)，回收系統(tǒng)也可以Mil直接來(lái)自第一泵22中的液體對(duì)蓄液池60進(jìn) 行加液。在這些瞎況下，蓄液池加液和再禾,控審鵬66打開(kāi)以將供給管25直 接連接到蓄液池60的端口 61上。當(dāng)供給管的壓力高于蓄液池60中的壓力時(shí)壓 力傳感器54和59發(fā)出指示，從而加液開(kāi)^t行。另一種對(duì)儲(chǔ)存能敏行再利用的模式包括打開(kāi)泵回纟鵬制閥68，從而使得 儲(chǔ)存的加壓液體由蓄液池60流入第一泵22的入口中。這種情況當(dāng)泵的入口有 高壓力入口容量時(shí)尤為有用。即使在蓄液池壓力低于缸組件16和17的載荷壓 力時(shí)，該能量回收也會(huì)將弓摩上驅(qū)動(dòng)第一泵22的轉(zhuǎn)矩卸下，因此不能直接用于 為缸組件提供動(dòng)力。在這種情況下，第一泵只需要利用引擎的轉(zhuǎn)矩來(lái)滿(mǎn)足蓄液 池60與缸組件載荷壓力之間的壓力差。繼續(xù)參照?qǐng)D2，第一液壓系統(tǒng)20同樣包括擺動(dòng)部件80，該部^j吏^^掘機(jī) 駕駛室11和支架組件12相對(duì)履帶9雙向旋轉(zhuǎn)?？勺兾灰频诙?2 M第二供 給管83向擺動(dòng)部件80掛共加壓液體?？刂崎y組件84，與控制閥組件40對(duì)以， 控制第二泵82到原動(dòng)機(jī)86以及從原動(dòng)機(jī)到液箱23的Mffi液^m動(dòng)。原動(dòng)機(jī)86 具有兩個(gè)端口，閥組件84選擇性±也將第二泵82連接到一個(gè)端口而將另一端口 連接到液箱，從麗艮定了液術(shù)I31原動(dòng)機(jī)的方向以及駕馬腔11繞履帶9旋轉(zhuǎn)的 方向。原動(dòng)機(jī)86的兩個(gè)端口同樣連接到往復(fù)閥88的輸入端，往復(fù)閥88的出口通 過(guò)壓力操縱閥90與蓄液池60的端口 61相連接。壓力操縱閥90在往復(fù)閥88的 出口壓力超過(guò)給定值的情況下打開(kāi)，3SI常發(fā)生在駕^11的旋轉(zhuǎn)停止的情況 下。此時(shí)加壓液^^A蓄液池60中而不^M過(guò)閥組件84 i^A液箱23中。因此， 此時(shí)從原動(dòng)機(jī)86排出的液體會(huì)遣會(huì)儲(chǔ)存在蓄液池60中。儲(chǔ)存的液體可以被支架部件30使用，如前戶(hù)，，或可以用于為擺動(dòng)部件原 動(dòng)機(jī)86^f共動(dòng)力。為了完鵬一操作，雙向電液供給控制閥92將打開(kāi)以將液 體由蓄液池60輸送到閥組件84的入口。該蓄液池液體用于代替或補(bǔ)充第二泵 82中的液體。Mil將第一和第二支架ftl^且件16和17連在一起，這些^Lh的載荷在生產(chǎn)系 鄉(xiāng)肚平衡，但損失了一個(gè)控制自由度。M將兩個(gè)支架鵬且件16和17的頭室 34和38分離開(kāi)以使得機(jī)器液壓系統(tǒng)的壓力補(bǔ)償損失最小化可以獲得更高的效 率。圖3是一個(gè)可選的第二種液壓系統(tǒng)96，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了這種更多的自由度。 第二種液玉系統(tǒng)96與圖2中的第一液壓系統(tǒng)20類(lèi)似，同樣的部件使用相同的 附圖牛斜己。區(qū)另贓于前文戶(hù)脫的系統(tǒng)20的供給控制閥92被雙向電液供給控制 閥98取代，該閥98在第二泵82的第二供給管83與第二支架缸32的頭室38 之間皿直接的M^。 iM的供給控制閥98直J，接第二供給管與頭室38。這 使得可以利用第一泵22中的液皿控制閥組件40的控制下推動(dòng)第一支架&I^且 件16以實(shí)5肢架的升高，而供給控制閥98控制液體絲二泵82 、^A第二支架 缸組件17中。 例子l假設(shè)第一泵22向機(jī)器上的其它ffi部^lif共液體，并且在300bar的壓力下 運(yùn)行以滿(mǎn)足這些部件的最大需求量。此外，假設(shè)還有其它的液壓部件連接到第 二泵82上，而第二泵在200bar的壓力下運(yùn)行以滿(mǎn)足它的最高液體需求量。進(jìn)一 步假設(shè)需要250bar的壓力來(lái)舉起支架13上的負(fù)荷。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，第一泵22將保持在300bar的壓力下，而額外的50bar將 作為壓力補(bǔ)償損失被"燃燒"掉。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，第二泵82的壓力將上升到 250bar而其它的液壓部件將由于壓力高于所需值而產(chǎn)^E力補(bǔ)償損失。而對(duì)于圖3所示的系統(tǒng)，第一泵22繼續(xù)在300bar下操作，而第二泵82繼 200bar下操作，得到組合而成的平均值250bar。 ^t^向支架^i且件16 和17樹(shù)共液體，第^M:控制閥組件40而第二^I31供給控制閥98。結(jié)果 是，每^HI組件在不同的壓力下移動(dòng)因此產(chǎn)生不同的力。盡管如此，作用在支 架13上的實(shí)際合成作用力與傳統(tǒng)系統(tǒng)一樣。 例子2假設(shè)有與第一泵22相連接的另一ffi部件，已經(jīng)用完了泵的所有輸出流量。 如果支架13被命令升高，那么第二泵82可以S3i供給控制閥98和第二缸組件 17為支架提供所有的動(dòng)力，而用于第^ft工31頭室34的液體由回流管26通過(guò)第 二 EHP控制閥42中的防空化單向閥流入。例子1和2的功能可以由第三艦系統(tǒng)100衝共，該系統(tǒng)100 4頓螺線管操 縱的伺服閥，如圖4所示。ffi系統(tǒng)100包括支架部件102，該部件與前文所描 述系^ff用相同的部件使用相同的附圖標(biāo)己。第一和第二支架缸31和32的頭 室34和38 SM向電液缸分離控制閥39液壓連接。電液分5^$制閥65將桿 端與第一缸31的頭室相連接。第三液壓系統(tǒng)100包括由第一和第二泵22和82形成的TO液體源21 ，其 中第一和第二泵使得液體由液箱23中流出。第三液壓系統(tǒng)操縱支架部件102， 擺動(dòng)部件80以及其它未描述的機(jī)器部件。第一泵22的輸出流入第一供給管25 中，而第一供給管25與螺線管操縱的三位四通第一伺服閥104的入口相連接， 該閥104構(gòu)成支架部件的控制閥組件。第一伺服閥104的出口與通往液箱23的 回流管26相連接。第一伺服閥104有兩個(gè)工作端口， 一個(gè)端口 48與兩個(gè)、mE 缸的連桿室33和36直接相連，而另一個(gè)工作端口 46與第一液壓缸31的頭室 34直接相連。第一安全閥106將第一工作端口 46與回流管26相連接。第二泵82的輸出流入第二供給管83中，第二供給管83與螺線管操縱的三 位四通第二伺服閥108的入口相連接，該閥108形成供給控制閥。第二伺服閥 108的出口與回流管26相連接。第二伺服閥108具有一對(duì)工作端口，其中一個(gè) 直接與、TO缸的連桿室33和36相連，另一個(gè)工作端口與第二^ffi缸32的頭室 38直接相連。第二安全閥110將頭室38與回流管26相連。兩個(gè)伺服閥104和 108可以被3fci操I(mǎi)W使得液體從兩^m 22和82的一個(gè)^tA第一和第二缸31 和32中，與圖3中控制閥41~44、98在第二液壓系統(tǒng)96中的作用方式基本一致。第三液壓系統(tǒng)100同樣具有蓄液池112，它M雙向電液閥114連接到第二 缸32的頭室38上。蓄液池112可以用于儲(chǔ)存和再利用與第一和第二、mS缸31 和32相關(guān)的能量，與圖2和3中描述的液壓系統(tǒng)蓄液池基本一致。 能量回收支架部件可以在不同的模式下被操縱，在一些模式中會(huì)遣>，出的載荷中回 收。挖掘機(jī)10發(fā)，載通常是在支架組件12的載荷和重力產(chǎn)生使得活塞桿35 和37縮回支架缸31和32的力的時(shí)候，從而迫使液^E不對(duì)連桿室33和36加 壓的情況下從頭室34和38中流出。此時(shí)，排出的液體被導(dǎo)入蓄液池60中并在 其中在一定壓力下儲(chǔ)存，而不是被m液箱23中。能量回收和再利用技術(shù)包括 在挖掘機(jī)支架13 P對(duì)氐時(shí)以多種不同能量回收模式操縱液壓回路。特殊能量回收模式的選擇是基于支架缸31和32頭室和連桿室的壓力以及蓄液池60的壓力進(jìn) 行的。壓力之間的關(guān)系必須是使得液體以正確的方向流動(dòng)，在后文將針對(duì)每個(gè) 特殊的能量回收模觀該方向進(jìn)行描述。蓄液池壓力由壓力傳繊59指示，頭 室34和38的壓力分別由傳感器56和57測(cè)量，兩個(gè)連桿室33和36的壓力由 傳，58測(cè)量。在圖5-9中描述了幾種能量回收模式，這些模式是圖3中第二^E系統(tǒng)96 的簡(jiǎn)略示意圖。其中主要液體流動(dòng)通路由粗實(shí)線表示，而依賴(lài)于特殊操縱狀況 的部分或可選擇的流動(dòng)通路由加粗的虛線表示。細(xì)實(shí)線指示液體不在所描述模 式下流動(dòng)的通路。該流動(dòng)指示方式同樣適用于圖10-15所示的能量再禾傭模式， 這些將在隨后進(jìn)行描述。假設(shè)支架組件12的最初位置相對(duì)較高，從而具有相對(duì)較大的勢(shì)能。結(jié)果是， 支架在^^I組件16和17上施加力，該力在頭室34和38中產(chǎn)生足夠大的壓 力對(duì)蓄液池60進(jìn)行加液，見(jiàn)圖5戶(hù)標(biāo)的雙缸能量回收模式。其中，蓄液池的壓 力低于下面不等式給出的閾值P59<(P56+P57)/2-P58/R此處，P59是傳繊59觀糧的蓄液池壓力，P56是傳繊56觀懂的第^i且件16頭室34的壓力；&7是傳繊57測(cè)量的第二缸組件17的頭室38的壓力； P58是傳感器58測(cè)量的支架fel^且件16和17的連桿室33和36的壓力(如圖3 所示)。R是頭室34、 38與連桿室33、 36的面積比。缸比率由下面公式給出此處，rA是頭室34與38的^fe rROD是活塞桿35與37的判5。 R對(duì)于液 壓回路選定的feli且件16和17是常數(shù)。(P56+P57)/2-P58/R這里指的;^又缸會(huì)讀回 收模式差動(dòng)壓力。此外，需要注意的^bi不等式可以被修正為包括摩擦和其 它因素造成的損失的形式。在雙缸售讀回收模式121中，從頭室34和38排出的液體ffi31打開(kāi)的缸分 離控制閥39合并到一起，并流過(guò)打開(kāi)的回^制閥62以皿液池60進(jìn)行加液。 回鵬制閥62被調(diào)觀來(lái)按比例控制支架速度。當(dāng)支架下降時(shí)用于充滿(mǎn)擴(kuò)大的 連桿室33和36的液體^I3ffi制閥組件40、駄的。明確的，來(lái)自其它機(jī)器部 件的液體^/人回流管26 M第四EHP控制閥44的防空化單向閥、^A的。由于 重力使得支架降低，來(lái)自回流管26的液將需要處于高壓力。如果該防空化流動(dòng)是不充足的，第三EHP控制閥43可以打開(kāi)以由第一泵22向連桿室33和36 提供液體。支架13下降歪煤一健時(shí)施加在兩^li且件16和17上的力不再為 兩個(gè)頭室麟充足的壓力來(lái)繼續(xù)為蒈液池60加液。當(dāng)蓄液池壓力低于以下不等 式提供的閾值時(shí).-P59<C(P56+P57)/2-P58/R)*2能量回收轉(zhuǎn)入圖6所描述的分立缸育瞳回收模式122，該模式力膙了一^m的頭室壓力以對(duì)蓄液池加液。不等式右端指的是分立缸f讀回收模式差動(dòng)壓力。 需要注意的是上述不等式可以被修正為包括摩擦和其它因素造成的損失的形 式。當(dāng)回收控制閥62保持打開(kāi)以對(duì)蓄液池60持續(xù)加液時(shí)，第二EHP控制閥42 在缸分離控制閥39關(guān)上時(shí)逐漸打開(kāi)。這使得加壓液體從第一支架缸31的頭室 34 M第二 EHP控制閥42和第四EHP控制閥44中的防空化閥iSA兩個(gè)支架 缸的連桿室33和36中。關(guān)閉缸分離控制閥39使得兩個(gè)支架缸31和32相互隔 開(kāi)，并使得兩個(gè)頭室34和38從開(kāi)始的壓力相等狀態(tài)轉(zhuǎn)變成室具有不同壓力的 狀態(tài)，從而產(chǎn)生不同的力。在分立缸能量回收模式122中支架的力僅由第二缸 組件17支撐，因此第二缸32頭室38中的壓力比圖5所示雙缸能量回收模式121 中支架力由兩^^工組件16和17支撐時(shí)具有更高的蓄液池加液壓力。第二缸32的頭室38產(chǎn)M夠高的壓力以持續(xù)為蓄液池60加液。因此由頭 室38流出的液體M回收控制閥62流入蓄液池60中。在分立缸能量回收模式 122中，回鵬制閥62與第二EHP控制閥42被調(diào)翻來(lái)控制支架13繼續(xù)斷氐 的鵬。在分立缸能量回收模式122中，當(dāng)頭室中液體量不足以充滿(mǎn)兩個(gè)連桿室33 和36時(shí)，第三EHP控制閥43打開(kāi)以,，一泵22中劍斜卜足的液體。補(bǔ)足的 液體并不需要處于特殊的壓力下，因?yàn)樗挥糜隍?qū)動(dòng)缸組件16和17，而僅用于 充滿(mǎn)擴(kuò)大的連桿室。另一方面，如果第一缸31的頭室34具有比充滿(mǎn)兩個(gè)連桿 室33和36所需的液體更多的液體，iM常發(fā)生在活Wf具有非常大的直徑時(shí)， 額外的液體可以iM^擇性地打開(kāi)第二 EHP控制閥42被輸送到回流管26中。由于分立缸能量回收模式122中每個(gè)頭室34和38中的液^^荒動(dòng)是單獨(dú)控制 的，支架13每一側(cè)的力是不相等的，從而在上面產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用。為了避免該情 況的出現(xiàn)，可以采用圖7所示的偽分立缸能量回收模式123。當(dāng)蓄液池壓力低于 下面方程的閾值時(shí)可以從圖5的雙缸能量回收模式直^tA該模式P59<(R/R-1)*(( P56+P57)/2- P58/R)不等式右端指的是偽分立缸肖讀回收模式差動(dòng)壓力。需要注意的^Jl^不等 式可以被修正為包括線路損耗、摩擦和其它因素造成的損失的形式。在該模式下，缸分離控制閥39保持打開(kāi)以使得兩個(gè)頭室34和38的壓力相 通。EHP工作端口分路控制閥65打開(kāi)以將加壓的液體由第一支架缸31的頭室 34輸送到兩，桿室33和36中。在典型的挖掘機(jī)中，支架缸組件16和17具有大直徑的活塞桿35和37，這 樣當(dāng)活塞移動(dòng)時(shí)，*連桿室33和36體積的改變可能例如只有每個(gè)頭室體積 改變的一半。這意味著在偽分立缸會(huì)讀回收模式123下，一缸頭室34中排出 的液體足以充滿(mǎn)兩個(gè)擴(kuò)大的連桿室33和36。因此，液軒從打開(kāi)的缸分離控制 閥39中流過(guò)，盡管如此，如果一比二的體積關(guān)系不存在，任何需要用來(lái)充滿(mǎn)連 桿室33和36的額外液體可以iA^二缸頭室38中艦缸分離控制閥流過(guò)。不過(guò)， 如果不是全部也有大部分第二缸32的頭室38中的液^^A蓄液池60中。當(dāng)在分立缸能量回收模式122或123下的操作達(dá)到一個(gè)狀態(tài)，此時(shí)第二缸 32的頭室38沒(méi)有足夠的壓力來(lái)為蓄液池加液，但大于零，如下面公5^萬(wàn)示(P56+P57)/2-P58/R>0支架操作轉(zhuǎn)入圖8所描述的效室獸瞳回收模式124。不等式左端指的是交 叉室能量回收模式差動(dòng)壓力。需要注意的是上述不等式可以被修正為包括摩擦 和其它因素造成的損失的形式。在交叉室能量回i&t莫式124下，回收控制閥62 通常閉合以保持蓄液池60的相對(duì)高壓加液。盡管如此，如壓力傳感器57和59 所指示(圖3)，在第二支架缸32的頭室38中可會(huì)級(jí)有足夠的殘留壓力可以對(duì) 蓄液池繼續(xù)加液，因此在這種模式下回收控制閥62可能是部分打開(kāi)的。在每種 模式中，缸分離控制閥39都與工作端口分路控制閥65 —起打開(kāi)使得兩個(gè)頭室 34和38中的一些液體被輸送用于充滿(mǎn)擴(kuò)大的連桿室33和36。由于從頭室中排 出液體的總量多于充滿(mǎn)連桿室需要的量，第二 EHP控制閥42打開(kāi)以將多余的 液體輸送到回流管26并向前輸送到液箱23中。需要注意的是能量回收模式121， 122， 123和124不需要激盾上面描述的順 序。在能量回收模式121， 122， 123和124中選擇一個(gè)應(yīng)該基于每種模式在給 定時(shí)間內(nèi)提供的回收效率收益進(jìn)行。因此，任何能量回收模式可以轉(zhuǎn)入其它任 何一種肖讀回收模式中，系統(tǒng)控制器50可以基于這里樹(shù)共的方程作出適合的選擇。在交叉室育遣回收模式124中，蓄液鵬到最大儲(chǔ)存容量。此外，當(dāng)缸分離 控制閥39打開(kāi)時(shí)，兩扭頭室34和38中的壓力開(kāi)始重新變?yōu)橄嗟?。雖然雌 的實(shí)施例包含工作端口分^S制閥65，該閥在分立缸能量回收模式123不使用 的情況下可以省去以節(jié)省成本。在這種情形下，當(dāng)工作端口分路控制閥應(yīng)該打 開(kāi)的時(shí)候，M31t丁開(kāi)第二和第四EHP控制閥42和44對(duì)控制閥組件40進(jìn)行操 縱，以隨同隔離閥39的打刑每液體ffi31S對(duì)閥中的一個(gè)在兩個(gè)工作端口 46和 48之間輸送。最終支架13下降到如此低的一個(gè)健以致于由重力本身弓胞的力不足以繼 續(xù)以滿(mǎn)足挖掘機(jī)高效操作的足夠快的速度降低支架。此時(shí)需要泵的壓力進(jìn)一步 降低支架。在這個(gè)時(shí)候，操作轉(zhuǎn)入圖9所示的動(dòng)力肖讀模式125。此時(shí)第三EHP 控制閥43打開(kāi)以將加壓液體由第一泵22輸送到兩個(gè)支架缸31和32的連桿室 33和36中。該加壓液^tl動(dòng)活塞進(jìn)一MI回活,，從而向下推動(dòng)支架13。 此時(shí)從頭室34和38中排出的液體由打開(kāi)的缸分離控帝鵬39和第二 EHP控制 閥42輸送到回流管26中，第二和第三EHP控制閥42和43被調(diào)整用來(lái)控制支 架的速度。挖掘機(jī)10的支架13和臂14的位置影響支架部件在缸組件16和17上力的 大小以及可以回收的能量大小。力的大小與傳感器56， 57和58測(cè)量的缸室壓 力相對(duì)應(yīng)。因此，來(lái)自這些傳麟以及豁夜池壓力傳麟59的信號(hào)使得系繊 制器50育灘決定明附能量回收模式可以CT以及可以回收最多的能量。 能量再利用當(dāng)可以將活塞桿從支架缸31和32中伸出以皿著向下的作用力F升高支 架13的時(shí)候，液體可以從蓄液池60中回收以取代使用第~^22中的加壓液體 或作為增加量。在圖10所示的第一能量再利用模式131中，蓄液池60中儲(chǔ)存 的液體S31打幵的回TO制閥62和缸分離控制閥39 ^A兩個(gè)缸頭室34和38 中。從連桿室33和36中排出的液體M^丁開(kāi)的第四EHP控制閥44涼lA回流 管26中。需要理解的^1常蓄液池60并不會(huì)加MM^以驅(qū)動(dòng)兩4^I^且件16和17的 壓力7jC平。此外，儲(chǔ)存在蓄液池中的液體量可能不足以充滿(mǎn)兩個(gè)頭室34和38。 在這對(duì)列子中，圖11所描述的第二能量再利用模式132可以在回iBd^制閥62打開(kāi)而缸分離控制閥39關(guān)閉的情況下實(shí)施。這種模式僅將液體由蓄液池60導(dǎo) 入第二缸32的頭室38中?；伫i制閥62通常全部打開(kāi)以消除從蓄液池流出液 體的流量損失。第一缸31的頭室34通過(guò)第一 EHP控制閥41從第一泵22接收 加壓液體。因此，第一缸31由泵液#5區(qū)動(dòng)而第二缸32由蓄液池液#5區(qū)動(dòng)。第 一 EHP控制閥41和回收控制閥62被調(diào)整用于控制支架上升的速度。當(dāng)這種情 形發(fā)生時(shí)，由兩個(gè)連桿室33和36中流出的液體M31打開(kāi)的第四EHP控制閥44 i^A回流管26中。第二泵82可以由第二供給閥99連接至U第一支架缸31的頭室34的端口 ，在 這種情況下第二泵中的加壓液體可以供J^合頭室以增加第一泵22中的液體。為 了實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，第二供給閥99計(jì)量iiA第一支架缸31的頭室34的液體，而 第一 EHP控制閥41用于計(jì)量液^[量。最后，蓄液池60中流出的液俐每被艦，不能用于驅(qū)動(dòng)第二缸32。此時(shí)， ^E系鄉(xiāng)賺作可以SA圖12描述的第三育糧再利用模式133中，其中,，二泵 82中流出的液體被用于代替或補(bǔ)充蓄液池60中的液體。這一操作是3MT開(kāi)供 給控制閥98以導(dǎo)引液體由第二泵82流入第二缸32的頭室38實(shí)現(xiàn)的。第~^1 31的頭室34繼續(xù)M控制閥組件40由第一泵22接收液體，/膽桿室33和36 排出的液體同樣M控制閥組件mA回流管26中。在第三能量再利用模式133 中，第一 EHP控制閥41和供給控制閥98被調(diào)觀于控制支架13升高的鵬。圖13表示第四能量再利用模式134，其中第一和第二泵22和82的輸出由 缸分離控制閥39合并到一起并輸送到兩個(gè)頭室34和38中。在第四能量再利用 模式134中，第一泵22中的液體Mil第一EHP控制閥41輸送到頭室34和38 中，而供給控制閥98將液體由第二泵82輸送到相同的室中。根據(jù)其中的壓力 水平， 一些液體可育^人蓄液池60中流出。從連桿室33和36中排出的液體M 打開(kāi)的第四EHP控制閥44 、駄回流管26中。圖14描述了第五種育遣再禾傭模式135，其中僅由第一泵22中流出的液體 對(duì)兩個(gè)鵬缸組件16和17的頭室34和38樹(shù)共動(dòng)力。第二泵82在這種模式下 不為支架部件30提供動(dòng)力。此時(shí)第一 EHP控制閥41控制由第一泵22流入頭 室34和38的液體流量以及支架上皿度。第四EHP控制闊44控制由連桿室 33和36到回流管26的液體流動(dòng)。從第一至第五育遣再利用模式131-135，作用在支架13上的力傾向于降低支架。在挖掘機(jī)10的其它操作狀態(tài)，外力傾向于升高支架13。例如圖1所示例子，假設(shè)支架組件12完全伸廳l漓挖掘機(jī)駕鵬ll驗(yàn)的j體，隨后臂鵬且 件18被施加動(dòng)力使得伊斗朝向駕1^運(yùn)動(dòng)并掘進(jìn)土中。對(duì)該挖掘動(dòng)作的皿力 將施加一個(gè)向上的力，該作用力在不需要由泵22或82對(duì)支架fell且件16和17 輸送加壓液體的情況下傾向于升高支架。當(dāng)這一向上作用力作用在支架13上時(shí)，用于支架缸組件16和17的液壓系 統(tǒng)部分被設(shè)定成圖15的形式。在第対中再利用模式136中，作用在支架13上 的力進(jìn)一步地使得活Mf從缸31和32中伸出，并迫使液體力A^桿室33和36 ^A控制閥組件40的第二工作端口 48中。第四EHP控制閥44此時(shí)打開(kāi)至煤 個(gè)禾號(hào)以將支架控制在需要的鵬以及輸送排出液體aX回流管26中。盡管如 此，擴(kuò)大的頭室34和38在第一工作端口46處產(chǎn)生低壓九這導(dǎo)致第二EHP 控制閥42中的防空化閥打開(kāi)，并將加壓液體由回流節(jié)點(diǎn)輸送到第一工作端口 46 中。該液體繼續(xù)M31it匕時(shí)打開(kāi)的缸分離控制閥39由第一工作端口 46 J4A兩個(gè) 頭室34和38中。由于頭室34和38的組合體積大于兩個(gè)連桿室33和36的組 合^IR，需要額》卜的液體來(lái)充滿(mǎn)頭室。額屏的液體從回流管26^A控審鵬組件 40，或者在壓力傳繊55指示回流管沒(méi)有足夠的壓力時(shí)，第一EHP控制閥41 將被打開(kāi)，以由第一泵22提供液體。由第一泵中流出的液體不需要保持在特殊 的壓力下，因?yàn)樗或?qū)動(dòng)缸而僅僅用于充滿(mǎn)擴(kuò)大的室。盡管以上描述的液壓系統(tǒng)包括缸分離控制閥39，上面討論的與蓄液池中能 量回收和再禾,相關(guān)聯(lián)的發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以在不l頓該閥的情況下獲得。此處， 第^fel組件16的頭室34和第二缸組件17的頭室38在液體輸送上相互配合， 而不是與缸分離控制閥39連接。在回收操作過(guò)程中，額,的壓力被供給蓄液池， 按這種方式設(shè)計(jì)的回路可以如以上參照?qǐng)D5， 7， 8， 9所描述的而操作，運(yùn)動(dòng)通 過(guò)圖5， 7， 8， 9的模式。參照?qǐng)D2和3，在再利用過(guò)程中，液體由蓄液池60 通過(guò)端口 61流A^供給管25打開(kāi)的加液和再禾偶控制閥66中。第一泵22在 再利用模式下也可能為供給管25鄉(xiāng)額々卜的液體。盡管這里j頓的是兩怖16和17，當(dāng)缸分離閥39去掉時(shí)，也可以只使用一，。不管使用一^hfer^是兩個(gè)缸，都可以4頓一個(gè)壓力傳繊56或57。上面的描述只是本發(fā)明的 實(shí)施例。雖然在發(fā)明的范圍內(nèi)給出了幾個(gè)實(shí)施 例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理角祐本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)的范圍內(nèi)可以做各種變化。
權(quán)利要求
1、一種用于機(jī)器的液壓系統(tǒng)，具有能量回收裝置，所述液壓系統(tǒng)包括供給管，傳送加壓液體；回流管，將液體傳送回液箱；第一和第二液壓缸，機(jī)械地并行連接來(lái)操作機(jī)器的部件，每個(gè)都具有第一室和第二室；缸分離控制閥，與第一液壓缸的第一室和第二液壓缸的第一室流體連通并控制它們之間的液體流動(dòng)，其中，在第一液壓缸的第一室和缸分離控制閥之間形成有節(jié)點(diǎn)；控制閥組件具有第一工作端口和第二工作端口，第一工作端口與節(jié)點(diǎn)連接，第二工作端口與第一和第二液壓缸的第二室連接，其中，控制閥組件的操作將第一和第二工作端口中的每個(gè)與供給管和回流管選擇性連接；蓄液池；回收控制閥，控制液體從第二液壓缸的第一室流到蓄液池。
2、 如權(quán)利要求1戶(hù)脫的ffi系統(tǒng)，其中，回收控制閥進(jìn)一步控制液體從 蓄液池向第二ffi缸的第一室的流動(dòng)。
3、 如權(quán)利要求1所述的、艦系統(tǒng)，進(jìn)一步包括加液和再禾傭控制閥，其 與蓄液池流體M，以控制液體從蓄液池向供給管的流動(dòng)。
4、 如權(quán)利要求1戶(hù)脫的液壓系統(tǒng)，其中，缸分離控制閥直驗(yàn)接于第一 液壓缸的第一室和第二液壓缸的第一室之間。
5、 如權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，進(jìn)一步包括工作端口分,制閥，其 控制第一和第二工作端口之間的液1^荒動(dòng)。
6、 如權(quán)利要求5所述的液壓系統(tǒng)，其中，工作端口分S維制閥直驗(yàn)接 于第一和第二工作端口之間。
7、 如權(quán)利要求1戶(hù)腿的ffi系統(tǒng)，其中，^J1系統(tǒng)包括具有連接到供給 管的出口并具有入口的第一泵；以及進(jìn)一步包括泵回流控制閥，其控制從蓄液 池到泵的入口的液體流動(dòng)。
8、 如權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其中，液壓系統(tǒng)包括一具有連接到供 給管的第一出口的第一泵；和具有第二出口的第二泵；并進(jìn)一步包括供給控制閥，其控制從第二出口到第一和第二液壓缸的其中之一的第一室的液體流動(dòng)并 與它們流體M。
9、 如權(quán)利要求1所述的TO系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一傳感器，可操作地 連接來(lái)測(cè)量第一液壓缸的第一室的壓力；第二傳感器，可操作i,接來(lái)測(cè)量第 二液壓缸的第一室的壓力；以及第三傳感器，可操作i也連接來(lái)測(cè)量蓄液池中的 壓力。
10、 如權(quán)利要求9所述的ffi系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第四傳感器，可操作i4^接來(lái)測(cè)量第一和第二、ffi缸的第二室的壓力。
11、 如權(quán)利要求1戶(hù)艦的ffi系統(tǒng)，進(jìn)一步包括蓄液池加液和再利用 控制閥，其與第一泵和蓄液池流體連通，并控制第一泵和蓄液池之間的液體流動(dòng)。
12、 如權(quán)利要求1戶(hù)艦的^il系統(tǒng)，其中，控制閥組件包括第一控制 閥，其將第一工作端口和供給管連接；第二控制閥，其將第二工作端口與供給 管連接；第三控制閥，其將第一工作端口和連接到液箱的回流管連接；以及第四控制閥，期每第二工作端口和回流管連接。
13、 如權(quán)禾腰求12戶(hù)艦的艦系統(tǒng)，其中，第一、第二第三和第四控 制閥是電液比例閥。
14、 一種能量回收裝置，用于液壓系統(tǒng)中，該液壓系統(tǒng)具有第一液壓缸 組件和第二液壓缸組件，它們并行地機(jī)械連接來(lái)操作一部件，每個(gè)液壓缸組件 具有第一室和第二室，該液壓系統(tǒng)還具有控制閥組件，其有選擇i也將各個(gè)第一和第二工作端口與供給管和回流管連接，其中第一工作端口與第一液壓fciia件的第一室連接，并與第二液壓缸組件的第一室隔離，第二工作端口與第一和第 二 軀腿且件的第二室連接，該能量回收體包括缸分離控制閥，與第一液壓tei且件的第一室和第二ffi缸組件的第一室流體艦雜制它們之間的液術(shù)荒動(dòng)；工作端口分^^制閥，與第一和第二工作端口流體連通，以控制它們之間 的液體流動(dòng)；蓄液池；以及回流控制閥，控制液體從第二EEto^且件的第一室向蓄液池的流動(dòng)。
15、 如權(quán)利要求14戶(hù)艦的能量回收裝置，其中，回鵬制閥進(jìn)一步控制液體從蒈液池到第二液壓fel^且件的第一室的流動(dòng)。
16、 如權(quán)利要求14戶(hù);M的倉(cāng)讀回收，，進(jìn)一步包括加液和再利用控制閥，與蓄液 腿行流體M，以控制液體從蓄液池到供給管的流動(dòng)。
17、 如權(quán)利要求14戶(hù)腿的能量回收體，進(jìn)一步包括系統(tǒng)控制器，其以 一能量回收模式來(lái)操作能量回收裝置，在這種模式中，缸分離控制閥關(guān)閉，液 體通過(guò)第一液壓缸組件的第一和第二室之間的控制閥組件流動(dòng)，其它液體從第 二ffi缸組件的第一室流到蓄液池。
18、 如權(quán)利要求14戶(hù)艦的能量回收裝置，進(jìn)一步包括系統(tǒng)控制器，其以 一能量回收模式來(lái)操作能量回收裝置，在這種模式中，缸分離控制閥打開(kāi)，液 體通過(guò)第一液壓缸組件的第一和第二室之間的工作端口分路控審,流動(dòng)，其它 液體從第二液壓缸組件的第一室流到蓄液池。
19、 如權(quán)利要求14戶(hù)腿的肯讀回收驢，進(jìn)一步包括系統(tǒng)控制器，其以 第一能量回收模式和第二能量回收模式來(lái)操作能量回收裝置，在第一能量回收 模式中，液體流動(dòng)ilil缸分離控制閥和回收控制閥aA蓄液池，在第二肖讀回 收模式中，缸分離控制閥打開(kāi)，液體流動(dòng)通過(guò)第一液壓缸組件的第一和第二室 之間的工作端口分路控制閥，其它液體從第二ffi缸組件的第一室流到蓄液池。
20、 如權(quán)利要求14戶(hù)服的育讀回收驢，進(jìn)一步包括系統(tǒng)控制器，其以 一能量回收模式來(lái)操作液壓系統(tǒng)，在該模式中，缸分離控制閥在液體從蓄液池 經(jīng)過(guò)回收控制閥流向第二液壓缸組件的第一室并且其它液體從供給管流向第一 液壓缸組件的第一室的時(shí)候關(guān)閉。
21、 如權(quán)利要求14戶(hù)脫的能量回收體，其中，、ffi系統(tǒng)包括泵，該泵 具有連接到供給管的出口，并具有入口；進(jìn)一步包括泵回流控制閥，其控制液 體從蓄液池到泵的入口的流動(dòng)。
22、 如權(quán)禾腰求21戶(hù)腿的能量回收驢，進(jìn)一步包括系統(tǒng)控制器，其以 一能量回收模式來(lái)操作液壓系統(tǒng)，在該模式中，液體通過(guò)泵回流控制閥從蓄液 池流向泵入口，液體從供給管流向第一和第二液壓缸組件。
23、 如權(quán)禾腰求14戶(hù)脫的能量回收驢，進(jìn)一步包括系纟雄制器，其以 交叉室回收模式來(lái)操作能量回收體，在該模式中，缸分離控制閥打開(kāi)，液體 從第一和第二液壓缸組件的第一室流入第一和第二液壓缸組件的第二室，并且 回收控制閥打開(kāi)，以將多余的液體弓倒蓄液池禾曬流管中之一。
24、 一種用于機(jī)器的液壓系統(tǒng)，具有能量回收^g，戶(hù)，mE系統(tǒng)包括 供給管，傳送加壓液體； 回流管，將液體傳送到液箱；TO缸，操作機(jī)器的部件，并具有第一和第二室；控制閥組件，具有第一工作端口和第二工作端口，其中第一工作端口與液 壓缸的第一室流體連通，第二工作端口與、TO缸的第二室流體M，并且控制 閥組件的操作將第一和第二工作端口的^t^擇性i鵬接到供給管和回流管；工作端口分路控制閥，與第一工作室和第二工作端口流體連通，以控制它 們之間的液體流動(dòng)；蓄液池；以及回收控制閥，控制液體從Mffi缸的第一室向蓄液池的流動(dòng)。
25 、如權(quán)利要求24所述的液壓系統(tǒng)，其中回l]^制閥進(jìn)一步控制液體從 蓄液池向液壓缸的第一室的流動(dòng)。
26、 如權(quán)利要求24所述的液壓系統(tǒng)，其中液壓系統(tǒng)包括第一泵，其具有 連接到供給管的出口并具有入口，且回收控制閥進(jìn)一步控制液體從蓄液池向泵
27、 如權(quán)利要求24戶(hù)誠(chéng)的mE系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二艦缸，織二液 壓缸具有第一室和第二室，并包括連接在第一液壓缸的第一室和第二液壓缸的 第一室之間的缸分離控制閥。
28、 如權(quán)利要求24戶(hù)腿的$軀系統(tǒng)，其中，工作端口分5總帝U閥直驗(yàn) 接在第一和第二工作端口之間。
29、 如權(quán)利要求24戶(hù)脫的液壓系統(tǒng)，其中，^軀系統(tǒng)包括第"^，織 —泵具有連接到供給管的出口和具有入口；并進(jìn)一步包括泵回流控制閥，其控 制液體從蓄液池向泵的入口的流動(dòng)。
30、 如權(quán)禾腰求24戶(hù)腿的^j5系統(tǒng)，其中，ffi系統(tǒng)包括第一泵，具 有連接到供給管的第一出口；以及第二泵，具有第二出口；進(jìn)一步包括供給控 制閥，其控制從第二出口到第一和第二液壓缸的第一室的液體流動(dòng)，并與它們
31、 如權(quán)利要求24所述的液壓系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一傳 1，其可操作 itt接來(lái)測(cè)量第一液壓缸和第二液壓缸的第一室中的壓力，還包括第二傳自，其可操作地連接來(lái)測(cè)量蓄液池中的壓力。
32、如權(quán)利要求31戶(hù)腐的^j5系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第三傳繊，其可操作 土M接來(lái)測(cè)量第一和第二、TO缸的第二室的壓力。
33 、如權(quán)利要求24戶(hù)脫的、TO系統(tǒng)，進(jìn)一步包括蓄液池加液和再禾,控 制閥，其與第一泵和蓄液池流體M鵬制它們之間的液鵬動(dòng)。
34、 如權(quán)禾腰求24戶(hù)脫的纟艦系統(tǒng)，其中，控制閥組件包括第一控制 閥，其將第一工作端口連接到供給管；第二控制閥，其將第二工作端口與供給 管連接；第三控制閥，其將第一工作端口與連接到液箱的回流管連接；以及第 四控制閥，期每第二工作端口和回流管連接。
35、 如權(quán)利要求34所述的液壓系統(tǒng)，其中，第一、第二、第和第四控制 閥是電液比例閥。
36、 如權(quán)利要求24戶(hù)脫的纟艦系統(tǒng)，進(jìn)一步包^ft工分離控制閥，與第一 液壓缸的第一室和第二液壓缸的第一室流體魏鵬制它們之間的液體流動(dòng)， 其中，缸分離控制閥的操作選擇性地將第一和第二TO缸之一的第一室以及第 一和第二液壓缸的第一室中的至少一個(gè)連接到第一工作端口 。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于液壓系統(tǒng)的能量回收與再利用技術(shù)，具體涉及一種液壓系統(tǒng)，其具有閥組件，該閥組件帶有兩個(gè)與第一和第二液壓缸的室連接的工作端口，該第一和第二液壓缸并行地機(jī)械連接于機(jī)器部件。分離控制閥連接在兩個(gè)液壓缸的第一室之間，分路控制閥連接在工作室之間。回收控制閥將蓄液池連接于第二液壓缸的第一室。以不同的組合方式來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉閥可以使流體從一個(gè)或兩個(gè)液壓缸流入到流體在加壓下儲(chǔ)存的蓄液池，而后使儲(chǔ)存流體用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或者兩個(gè)液壓缸。分路控制閥用于使從每個(gè)液壓缸的一個(gè)室排出的流體流到那些液壓缸的其室。因此，液壓系統(tǒng)以各種方式來(lái)回收和再利用能量。
文檔編號(hào)F15B21/14GK101220823SQ20071014419
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者D·B·史蒂芬森, E·P·哈姆金斯, J·L·普法弗, K·A·塔伯 申請(qǐng)人:胡斯可國(guó)際股份有限公司