[发明专利]包括用于驱动多个可变负载的固定排量泵的液压系统及操作方法

说明书

背景技术

液压系统可包括多个液压负载，各液压负载可具有可随时间变化的不同流量和压力需求。该液压系统可包括用于向液压负载供应加压流体流的泵。该泵可具有可变或固定排量构型。固定排量泵通常比可变排量泵更小、更轻和更便宜。一般而言，固定排量泵为每个泵操作循环传递一定体积的流体。但是，根据泵的构型和泵的制造精度，泵的流量输出实际上可由于从泵出口侧至泵入口侧的内部泄漏而随着系统压力水平的升高而降低。可通过调节泵的速度来控制固定排量泵的输出体积。关闭或限制固定排量泵的出口将导致系统压力相应升高。为了避免使液压系统过压，固定排量泵通常利用压力调节器或卸荷阀在泵输出超过多个液压负载的流量需求期间控制系统内的压力水平。该液压系统还可包括各种用于控制向多个负载分配加压流体的阀。

附图说明

图1是包括用于驱动多个液压负载的固定排量泵的示例性液压系统的示意图。

图2是多个用于控制向多个液压负载分配加压流体的控制阀所采用的示例性工作循环的图示。

图3是可在采用图2所示的示例性阀工作循环时存在的示例性相对流体流量和压力水平的图示。

图4是可在采用图2所示的示例性阀工作循环时存在的相对泵输出压力水平的图示。

图5是液压系统所采用的控制阀的示例性排序的图示。

图6A和图6B是改变图5所示的阀排序次序以适应液压负载的压力需求变化的图示。

图7A和图7B是时延对系统压力的影响的图示。

图8A和图8B是渐进式脉宽控制的示例性实施方案的图示。

图9是跨越顺序操作的三个单独的控制阀所出现的示例性压降的图示。

图10图示了基于图9所示的相应压降计算出的时延压力误差。

图11是图9的一部分的放大图，其示出了一个控制阀关闭与下一相继的控制阀打开之间的转换时段。

具体实施方式

现参照接下来的说明以及附图详细示出所公开的系统和方法的说明性方案。虽然附图示出了一些可行方案，但附图不一定按比例并且某些特征可被放大、略去或部分剖切以更好地图示和说明本发明。此外，在此进行的说明并非旨在进行穷举或者将权利要求限制或局限于图中所示和以下详细说明所公开的精确形式和构型。

图1示意性地示出用于控制多个流体回路的示例性液压系统10，所述多个流体回路结合有多个具有可变流量和压力需求的液压负载。用于驱动液压负载的加压流体由液压固定排量泵12提供。泵12可包括任何种类的公知的固定排量泵，包括但不限于齿轮泵、叶片泵、轴向活塞泵和径向活塞泵。泵12包括用于驱动泵的驱动轴14。驱动轴14可与外部动力源如发动机、电动机或其它能够输出旋转扭矩的动力源连接。泵12的进口端口16经泵进入通道20与流体储器18流体连接。泵排放通道22与泵排放端口24流体连接。尽管为了示例性图示而示出单个泵12，但液压系统10可包括多个泵，每个泵均具有它们与共同流体节点流体连接的相应排放端口，可从该流体节点向单独的流体回路供应加压流体。多个泵可例如并联地流体连接以实现更大的流量，或例如当对于一定流量期望更高的压力时串联地流体连接。

泵12能够产生可用来选择性地驱动多个液压负载的加压流体流。基于图示的目的，液压系统10被示为包括三个单独的液压负载，尽管应当理解也可根据具体应用的需求设置更少或更多的液压负载。举例而言，这三个液压负载可包括液压缸26、液压马达28和杂项液压负载30，该杂项液压负载30可包括任何种类的被液压致动的装置。当然，应当理解的是，根据具体应用的需求，也可使用其它类型的液压负载代替或结合所示液压负载26、28和30中的一个或多个。

各液压负载26、28和30可与单独的流体回路相关联。第一流体回路32包括液压缸26；第二流体回路34包括液压马达28；第三流体回路36包括杂项液压负载30。在示例性图示中，这三个流体回路在流体汇接处38与泵排放通道22并联地流体连接。