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图1

图2

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图3

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图4

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图5

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图6

摘要：本文介绍一个和地面接触的车辆，这个车辆包括一个移动的部分，一个液压驱动机构，一个液压泵，一些液压阀还有至少一个液压导管。所述液压驱动致动器与所述可动构件耦合，所述致动器具有第一腔和第二腔。非比例阀的包括第一阀、第二阀、第三阀和第四阀。所述至少有一个液压导管将泵与第一阀和第二阀连接。第一阀与第一腔直接处于流体交流中。第二阀与第二腔直接流体接通。第三个阀门与第一腔室直接流体接通，第四个阀门与第二腔室直接流体接通。第一阀和第二阀各包括一个开启位置和一个关闭位置。

液压系统

该发明的应用领域

本发明涉及一种液压系统，尤其涉及一种利用液压控制系统的地面接合车辆。

该发明的背景

水力学的历史几乎和人类文明一样悠久。液压，更广泛地说，是流体动力，它不断地发展，经过无数次的改进才发展到今天的状态，在这种状态下，它提供了最需要的工业和移动应用所需要的动力和技巧。液压系统的实现是由对高功率密度、动态性能和系统架构的最大灵活性的需求驱动的。操作人员的触摸可以控制数百马力，可以交付到任何地方的管道可以路由。定位公差可保持在千分之一英寸和输出力可以不断变化实时与液压系统。今天的液压是一种可控制的、灵活的肌肉，它能平稳而精确地提供动力，在世界各地数以百万计的独特应用中完成有用的工作。

大多数基本的系统都是由泵从储液器中抽出液体，通过一个移位的阀门强制进入一个可膨胀的气缸腔，气缸与工件进行交流，最终完成一项有用的任务。工作完成后，阀门被移动，这样液体就可以回到储层。流体在这个循环中循环往复。这是一个简单的开关操作，结果只有两个输出力的可能性，零或最大。在许多工业试验和移动式液压应用中，需要动态变力或变位移。这是利用节流，一个过程，其中一些高压流体是转移，减压，并返回到水库。使用这样的一个分流导致输出的力量在一些中间点之间的零和最大。如果允许更多的流体返回到低压，输出力就更低。相反，如果允许回流到系统低压部分的流量较小，则输出力较大。节流虽然有些低效，但却非常有效。

另一种广泛应用的水力学形式是流体静力学。液压传动系统由液压泵、液压马达和相应的控制器组成。该系统可在任意方向产生变速和转矩。液体静压系统比节流方法的效率更高，但初始成本更高。需要一个扩展的控制努力和反应的流体静力系统是不像伺服或比例阀一样快，这些伺服和比例阀可用于节流操作。·

目前所需要的是一个更有效的液压系统，用于移动设备。

发明内容

本发明提供一种用于地面接合车辆的液压系统控制。

本发明是直接针对地面结合车辆的，包括可移动构件、液压驱动驱动器、液压泵、多个阀门和至少一个液压导管。所述液压驱动器与所述可动构件耦合，所述驱动器具有第一腔和第二腔。所述多个非比例阀包括第一阀、第二阀、第三阀和第四阀。所述至少一个液压导管将泵与所述第一阀和所述第二阀连接。第一阀与第一腔直接流通。第二阀与第二腔直接流通。第三个阀门与第一腔进行直接的流通，第四个阀门与第二腔进行直接的流通。第一阀和第二阀各包括一个开启位置和一个关闭位置。

图纸简要说明

图1介绍使用本发明液压控制系统实施例的装载机/反铲挖掘机形式的地面接合车辆;

图2是装载机/反铲挖掘机使用的液压控制系统的一个实施例的示意图，该示意图基于图1。

图3是装载机/反铲挖掘机中使用的液压控制系统的另一体现形式的示意图，也是基于图1。

图4是装载机/反铲挖掘机液压控制系统的另一个实施例的示意图。

图5是图1中用于装载机/反铲挖掘机的液压控制系统的另一个实施例的示意图;

图6是示意性的框图，说明了使用本发明方法的控制器的连接，从而显示了利用图1的车辆和图1和图2到图5的实施例的各部件与系统之间的控制互连。

发明的具体描述

现在提到的图纸,尤其是图1。地面与车辆编码为10所示,尤其是作为反铲、装载机10 有一个引擎12,动臂14,一个可移动的手臂16,液压缸18,液压缸20，和控制手柄22。车辆10包括一个液压系统控制，这在下面的讨论中有更精确的描述，它是由发动机12驱动的。液压系统通过向液压缸18和20提供动力，并在操作员的控制下通过控制杆22提供动力来移动可移动臂14和臂16。

另外，如图2所示，系统50的示意图包

括典型液压执行机构 (如液压缸18或20) 的电液控制。为了便于说明，在示意图中使用的液压缸一般是指10号车辆上使用的任何液压缸，而不只是指18号和20号液压缸，它们只是分别举例说明了移动臂14和16的动力。电液系统50包括一个电机52、一个泵/电机54、一个逆变器/充电器56、一个存储元件58，为系统50提供动力，最终通过执行器62驱动负载60。执行机构62可以被认为是一个通用的液压缸，它包括一个活塞64有一个工作腔 66在活塞64的一侧和一个腔68在活塞64的另一侧。电液系统50还包括阀门70、72、74、76、78和80，这些阀门通过液压管路82与系统50相互连接。系统50还包括止回阀84和蓄水池86。

电动机52是电动控制的，以提供特定数量的转速给轴，这个轴连接了马达52和泵/马达 54。控制器22移动，从而指示控制器发送信号使逆变器56向电机52供电。根据阀门70-80位置的选择，电动马达52的速度由控制22有效地调节，从而产生液压流体从储层86通过阀门80。系统50采用数字开关阀70-80操作，这些阀门不是先前系统中使用的比例阀。比例阀或节流阀限制或测量通过的流体流量，本发明不使用比例阀或节流阀，其中流体流量的计量是由泵54的控制驱动完成的。

马达52和泵54的组合通过控制泵/马达54的速度来实现对液压流体流量的计量，以符合操作者通过控制杆22的移动所选择的所需动作。如果希望通过向66号室提供加压流体来将60号负荷向上移动，则可以给阀门70和78通电，从而使液压流体从68号室泵入66号室，从而将60号负荷向所要求的方向移动。此外，阀门80可以通电，从而将止回阀置于流体从储层86流向泵54的流动中，从而只允许任何需要的补充液被吸入系统中。另外，阀门74和76可以安装在防止系统在运行过程中产生气蚀的位置上。一旦负载60处于控制22返回到空档位置所指示的理想位置，则阀门70和78可以返回到正常关闭位置，以防止液压流体通过管道82，从而保持负载

60及其理想位置。为了说明负载60将假定已经搬到了一个更高的能源潜力,可以根据图1的提高负载60连同活动成员的重量,例如,将滑动臂16移动到一个更高的位置相对于地面。当需要降低负载60,这可以以不同的方式完成包括一个降低的能量恢复的势能负载60,这是由允许泵/电机54反向驱动电动机53导致电动机52函数发生器或改变52导致逆变器的电路?充电器56向储能58充电，其中储能58可以是一种电能储能装置，以电池58的形式，从而将能量从损失的电位转换为机械定位负载60。这是通过激活阀门70和78来实现的，同时不通电电机52，从而允许来自66室的液压通过阀门70，通过泵/电机54驱动连接到电机52的轴，从而实现能量的回收。或者，如果负载60的速度不合适，则可以选择阀门，使负载60通过向相反方向通电的电机驱动泵向相反方向驱动泵向相反方向驱动。在另一种可选配置中，如果泵54被驱动在相同的方向上，则阀门72可以被激活，从而向阀腔68供应压力，然后阀门74被

激活，使水流通过止回阀84回到储层。

允许泵54的驱动，这是一个固定的置换泵，导致活塞64的运动，从而负载60。这一优点消除了测量流量的比例控制阀，并消除了通过这种阀门的压力损失。在本实施例中，车辆10的每个液压回路输入端都有自己的泵，从而最小化由于阀门计量而造成的损失。此外，泵54被转换成电机54，从超载中捕获能源，比如如果负载60是可移动臂16的下降或任何其他部分的下降，其中的势能可以重新记录。收缩速度可以更快的泵可以转的更快,当电机模式和自收缩几乎总是由于重力和其影响的运动负荷60和杆端妆液可以通过适当的激活阀门74或76。此外，在不改变电机方向的情况下，通过适当的阀门74、78和/或80的定位，可以进一步补充降低负载。如果储层加压，则可能使泵旋转更快、流量更大或排量更小。如果储层有潜在的压力，则可以排除回流止回阀。

现在，另外参照图3，有本发明的另一个实施例的说明，被识别为液压系统150，其中元素编号类似于图2，除了它们都是由数字100增加的。另外如图3所示，执行器190在原理上与执行器162相似，附加的阀门192和194以及负载感知(LS)泵196对负载188的移动。在本实施例中，附加致动器190从带有图2所示元件的公共贮器中驱动。两个液压回路相互受益，利用一个共同的油箱轨道来驱动反空泡流，并使泵流量在重力扩展或收缩时最小化。阀194用于在重力感应负载的情况下阻止泵的流动，阀192用于控制执行机构190的速度。阀门192和194的功能可以组合成一个阀门。来自致动器162的压力流体可能在两种流体都被命令移动时被输送到致动器190，致动器162的腔体内的流体具有足够的压力来移动致动器190。例如，在降低负载160时可能会发生这种情况。

现在，除图4外，还有一个本发明的另一个实施例，被标识为液压系统250，除了电机152直接连接到发动机12外，该实施例与图3基本相似。电机152的功能是作为一个发电机，也直接驱动一个泵254，它包括一个双向斜板像一个液体静压泵。在这里，186号增压水库仍然是有利的。发动机12直接驱动泵254，当泵254不需要与发动机12一样多的能量时，发动机152作为发电机/电动机为泵254提供额外的动力，或将能量储存在储能装置158中。这种系统方法允许一个更小的发电机/电机和电力电子比那些在图中所示。2和3。现在，再参考图5，这里显示了一个系统350，它基本上类似于图3。除电机152、逆变器156、储能158、液压蓄能器198、液压泵252外，其余3、4台均已淘汰。在这种情况下，泵254直接由12号发动机驱动，液压泵252利用蓄能器198中储存的能量提供补充动力。该功能类似于上述所述的正在进行的这一次与液压驱动液而不是电力供应的权力。泵252可以是电液控制的比例泵，用于在液压蓄能器198中储存能量，类似于在电池58或158中储存能量。同样，当能量从负载60、160或188中移除时，流体可能被引导以驱动液压马达254。电机254可以通过传动系统(未显示)进行可变耦合，也可以在控制器的控制下，使泵

/电机252的驱动将能量储存在液压蓄能器198中。这种构型与前面描述的能量存储和从液压蓄能器198中取出的存储系统类似。此外，254号泵的流体流量可能会随着泵的速度和/

或泵的排量的变化而变化。本发明的整体优势是流泵系统提供的大量无计量或限制除了可能发生在任何自然限制液压线82年或182年,能源计量过程中不会丢失,因为它是在现有技术控制系统利用地面车辆。本发明提供了一种改进液压系统能量捕获的方法，该方法可以通过双静压泵和蓄能器系统，同时简化了系统设计。提出的实施例允许通过将第二汽缸与本设备和方法的节能技术相结合来减少燃料消耗。此外，上述实施例可将能量反馈到驱动系以立即使用，而不是将其储存在储能装置中。这被认为是能量的重新利用，因此储存在升高的负荷中的势能被直接用于降低负荷。例如，如果操作人员同时降低装载机铲斗和加速拖拉机，从降低装载机铲斗获得的能量被用来增加驱动系统的能量，从而减少发动机的负载。

另外，参照图6，有系统50、150,250或350的框图，包括控制器88、传感器90和显示器92。这些元件的互连说明了控制器88和发动机12、操作员输入22、传感器90、显示器92、阀门70等、发动机52、152,252和存储系统58、158和198之间的控制交互。控制器88对操作员的输入和来自传感器的信息作出反应，以控制系统中的流体流动。传感器90可以包括压力传感器和位置传感器，这些传感器可以是线性的，也可以是线性的，以向控制器88提供执行器的运动和系统所移动的负载的反馈信号。阀门70等不是计量阀门，而是数字操作阀门，提供完整的流体流量，没有流体流量，或者在管道中引入一个止回阀。阀门70等不进行计量。在描述了优选实施例之后，很明显，可以进行各种修改而不偏离所附权利要求中所定义的发明范围。

本发明权利要

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资料编号：[238539]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word