雙優(yōu)先閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)。
[0002]本發(fā)明可應(yīng)用于工業(yè)建筑機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的工程機(jī)械，特別是輪式裝載機(jī)。雖然將關(guān)于輪式裝載機(jī)描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此特定的機(jī)器，而是還可在其他工程機(jī)械，例如鉸接式翻斗車、挖掘機(jī)和反鏟裝載機(jī)中使用。
【背景技術(shù)】
[0003]工程機(jī)械設(shè)有鏟斗、容器或其他類型的用于提升、運(yùn)載和/或運(yùn)輸載荷的工具。
[0004]例如，輪式裝載機(jī)具有用于升高和降低工具(例如鏟斗)的載荷臂單元。載荷臂單元包括用于移動(dòng)載荷臂和附接到載荷臂的工具的多個(gè)液壓缸。一對(duì)液壓缸布置為提升載荷臂，且另外的液壓缸布置在載荷臂上以用于提升工具。通常為車架轉(zhuǎn)向的輪式裝載機(jī)還具有用于通過使得輪式裝載機(jī)的前部分和后部分相互樞轉(zhuǎn)而使輪式裝載機(jī)轉(zhuǎn)彎/轉(zhuǎn)向的一對(duì)液壓缸。
[0005]除液壓缸外，輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)包括用于將液壓流體提供到載荷臂的液壓缸的第一泵(工作缸泵)和用于將液壓流體提供到轉(zhuǎn)向缸的第二泵(轉(zhuǎn)向缸泵)。為了優(yōu)化液壓系統(tǒng)且以有效的方式使用泵，轉(zhuǎn)向缸泵還可用于將液壓流體提供到載荷臂單元的液壓缸(工作缸)。
[0006]由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境原因，工程機(jī)械的燃料效率日益重要。在包括缸促動(dòng)器的工程機(jī)械內(nèi)增加燃料效率的一個(gè)方式是增加液壓系統(tǒng)的效率。例如已知固定排量泵比可變泵具有更高的效率。然而，當(dāng)固定排量泵的僅部分流被使用時(shí)，剩余的流必須被卸放到油箱，因此增加了系統(tǒng)內(nèi)的損失。
[0007]US 4044786試圖通過如下方式減輕前述問題，S卩，引入其中優(yōu)先閥連接到固定排量泵的液壓系統(tǒng)，使得泵的流動(dòng)被分配到超過一個(gè)載荷循環(huán)。
[0008]然而，在根據(jù)US 4044786的液壓系統(tǒng)中，當(dāng)主載荷循環(huán)的流動(dòng)需求增加到超過第一泵可提供的程度時(shí)，在從第一泵到第二泵的過渡的響應(yīng)中將存在延遲。此延遲將被車輛的操作者作為主載荷循環(huán)的響應(yīng)的臨時(shí)降低而覺察到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]考慮到上述液壓系統(tǒng)的期望特性，本發(fā)明的總體目的是提供一種改進(jìn)的用于工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)和一種用于控制該系統(tǒng)的方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，此目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0011]在此上下文中，“優(yōu)先閥”應(yīng)理解為具有用于從液壓機(jī)接收液壓流體的入口和用于將所接收的液壓流體引導(dǎo)到兩個(gè)液壓促動(dòng)器的兩個(gè)出口的液壓閥。優(yōu)先閥被構(gòu)造成被控制以基于接收到的控制信號(hào)將液壓流體排他地提供到促動(dòng)器中的任一個(gè)或以二者之間的任何比例將液壓流體同時(shí)提供到兩個(gè)促動(dòng)器。
[0012]本發(fā)明基于如下認(rèn)識(shí)，即:有效的液壓系統(tǒng)可通過使用第一和第二優(yōu)先閥以將液壓流體提供到第一和第二促動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中通過第一促動(dòng)器的入口閥上的壓降來(lái)控制該兩個(gè)優(yōu)先閥，因此有效地利用了兩個(gè)液壓機(jī)，同時(shí)使第一促動(dòng)器優(yōu)先。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，第一和第二優(yōu)先閥都連接到第一和第二液壓促動(dòng)器，且通過第一(被優(yōu)先的)促動(dòng)器的入口閥上的壓降來(lái)控制優(yōu)先閥，使得:如果壓降低于第一閾值，則兩個(gè)閥僅將液壓流體提供到第一促動(dòng)器。如果壓降超過第一閾值，則第二優(yōu)先閥開始將液壓流體流也提供到第二促動(dòng)器，而如果壓降超過第二閾值，則第一優(yōu)先閥開始將液壓流體流提供到第二促動(dòng)器。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二優(yōu)先閥可進(jìn)一步構(gòu)造為:對(duì)于高于第三閾值的壓降，僅允許液壓流體流向第二促動(dòng)器；且第一優(yōu)先閥可進(jìn)一步構(gòu)造為:對(duì)于高于第四閾值的壓降，僅允許液壓流體流向第二促動(dòng)器，其中，第四閾值高于第三閾值。此外，第三閾值可有利地高于第二閾值。因此，兩個(gè)優(yōu)先閥具有當(dāng)壓降的改變導(dǎo)致從將流體排他地提供到促動(dòng)器中的任一個(gè)到將液壓流體提供到兩個(gè)促動(dòng)器的過渡時(shí)重疊或反之亦然的范圍。通過將優(yōu)先閥構(gòu)造為使得閾值重疊，能夠?qū)崿F(xiàn)第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器之間的平穩(wěn)過渡。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一功能件可以是工程機(jī)械的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，且第二功能件可以是工程機(jī)械的液壓作業(yè)系統(tǒng)。因此，第一促動(dòng)器是用于提供工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向功能的促動(dòng)器，且第二促動(dòng)器是用于提供工程機(jī)械的作業(yè)功能，例如提升功能的促動(dòng)器。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向功能是液壓系統(tǒng)的優(yōu)先功能。因此，液壓系統(tǒng)布置為將動(dòng)力提供到提升促動(dòng)器，只要轉(zhuǎn)向促動(dòng)器不要求動(dòng)力或要求低動(dòng)力，且當(dāng)轉(zhuǎn)向促動(dòng)器要求動(dòng)力時(shí)將動(dòng)力再引導(dǎo)到轉(zhuǎn)向功能。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一液壓機(jī)可有利地是第一固定排量液壓泵，且第二液壓機(jī)可有利地是第二固定排量液壓泵。
[0017]固定排量泵是不能夠被調(diào)節(jié)以增加或降低在一個(gè)泵循環(huán)中被移動(dòng)的流體的量的液壓泵。通過使用固定排量泵而不是可變排量泵，能夠提供更簡(jiǎn)單、更穩(wěn)定且相對(duì)地成本更低的系統(tǒng)。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二固定排量液壓泵可有利地具有比第一固定排量液壓泵更大的排量。因此，只要轉(zhuǎn)向載荷足夠低，例如對(duì)于低轉(zhuǎn)向速度，諸如在工程機(jī)械的運(yùn)輸期間，轉(zhuǎn)向可通過具有較小的固定排量的第一泵驅(qū)動(dòng)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一優(yōu)先閥可包括第一彈簧，且第二優(yōu)先閥可包括第二彈簧，其中所述彈簧中的每個(gè)彈簧的位置控制相對(duì)應(yīng)的優(yōu)先閥的輸出，使得當(dāng)彈簧完全延伸時(shí)，液壓流體流僅被允許通向第一促動(dòng)器，且當(dāng)彈簧完全壓縮時(shí)，液壓流體流僅被允許通向第二促動(dòng)器。
[0020]此外，第一彈簧和第二彈簧的壓縮優(yōu)選是通過第一促動(dòng)器的入口閥上的壓降來(lái)控制的。此外，第一彈簧可構(gòu)造為對(duì)于低于第二閾值的壓降完全延伸，且對(duì)于高于第四閾值的壓降完全壓縮。第二彈簧可構(gòu)造為對(duì)于低于第一閾值的壓降完全延伸，且對(duì)于高于第三閾值的壓降完全壓縮。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了用于控制液壓系統(tǒng)的方法，所述液壓系統(tǒng)包括第一液壓機(jī)和第二液壓機(jī)，第一液壓機(jī)將液壓流體經(jīng)由第一優(yōu)先閥提供到第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器中的至少一個(gè)，第二液壓機(jī)將液壓流體經(jīng)由第二優(yōu)先閥提供到第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器中的至少一個(gè)，第一液壓充電器設(shè)有入口閥，所述方法包括:控制第一優(yōu)先閥和第二優(yōu)先閥中的每一個(gè)，以在第一促動(dòng)器的入口閥上的壓降低于第一閾值的情況下，允許液壓流體流僅通向第一促動(dòng)器；控制第二優(yōu)先閥，以便對(duì)于高于第一閾值的壓降，允許液壓流體流通向第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器；控制第一優(yōu)先閥，以便對(duì)于高于第二閾值的壓降，允許液壓流體流通向第一促動(dòng)器和第二促動(dòng)器；其中，第二閾值高于第一閾值。
[0022]本發(fā)明的此第二方面的效果和特征很大程度上類似于以上結(jié)合本發(fā)明的第一方面描述的效果和特征。
[0023]還提供了一種計(jì)算機(jī)程序，用于使處理單元根據(jù)上述用于控制液壓系統(tǒng)的方法來(lái)控制工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)，以及包括該計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0024]本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀所附權(quán)利要求和如下的描述時(shí)變得顯見。專業(yè)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的不同的特征可組合以產(chǎn)生不同于在下文中所描述的實(shí)施例的實(shí)施例，而不偏離本發(fā)明的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0025]現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例的附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些及其他方面，其中:
[0026]圖1示意性地示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工程機(jī)械；
[0027]圖2示意性地示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓系統(tǒng)；并且
[0028]圖3是示意性地描繪了圖2的液壓系統(tǒng)的功能的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在本詳細(xì)描述中，主要參考用于輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)來(lái)論述根據(jù)本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的各種實(shí)施例。應(yīng)注意到的是，這并非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明同樣可應(yīng)用于例如挖掘機(jī)或反鏟裝載機(jī)中的液壓系統(tǒng)。
[0030]圖1示意性地示出了輪式裝載機(jī)形式的工程機(jī)械100。該輪式裝載機(jī)100被認(rèn)為是可有利地使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液壓系統(tǒng)的工程機(jī)械的示例。該輪式裝載機(jī)具有前車身部分102和后車身部分104。這些車身部分中的每一個(gè)包括車架和布置在輪軸上的車輪106。后車身部分104包括用于輪式裝載機(jī)100的操作者的駕駛室108。車身部分102、104以如下方式相互連接:即，它們能夠借助于布置在車身部分102、104之間且接附到車身部分102、104上的兩個(gè)液壓缸(轉(zhuǎn)向缸)110a、IlOb而繞豎直軸線相對(duì)于彼此樞轉(zhuǎn)。因此，液壓缸IlOaUlOb在沿工程機(jī)械100的縱向方向延伸的中心線的每一側(cè)各布置一個(gè)，以便借助于這些液壓缸使輪式裝載機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)向。換言之，輪式裝載機(jī)100是所謂的車架轉(zhuǎn)向式(frame-steered)工程機(jī)械。
[0031]輪式裝載機(jī)包括提升設(shè)備112，用于處理不同載荷，例如物料或材料。提升設(shè)備112包括提升臂114，該提升臂114在第一端可樞轉(zhuǎn)地連接到前車身部分102，以實(shí)現(xiàn)臂114的提升運(yùn)動(dòng)。提升臂114還可稱為動(dòng)臂。
[0032]提升設(shè)備112進(jìn)一步包括在此以鏟斗表示的工具116，該鏟斗可樞轉(zhuǎn)地連接到提升臂114的第二端，以實(shí)現(xiàn)鏟斗116的傾斜運(yùn)動(dòng)，例如用于傾卸載荷。
[0033]借助于液壓促動(dòng)器，在此借助于液壓缸(提升缸)118，能夠使提升設(shè)備112相對(duì)于車輛的前車身部分102升起和降低。液壓缸118在第一端處聯(lián)接到前車身部分102，且在第二端處聯(lián)接到提升臂114