[发明专利]基于优先权将流体从多个泵分配至多个液压功能的系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年3月15日提交的美国临时专利申请第61/452,885号的权益,两个文献的内容以参见的方式纳入本文，就如同于此处进行了完全的阐述。

关于联邦赞助研发的声明

不适用

本发明的背景

1.本发明的领域

本发明涉及具有多个泵和多个独立地可控制的液压致动器的液压系统；以及更具体地涉及多个泵的控制和将产生的流体流量分配到多个液压致动器。

2.相关技术的说明

液压系统具有至少一个液压泵，该液压泵提供加压流体，该加压流体通过各控制阀馈送以驱动不同的液压致动器。液压致动器是诸如缸体活塞布置或是液压马达，该液压马达使液压流体的流动转变为机械运动。

因为不同量级的负载作用于各个液压致动器上，操作每个致动器所需的液压压力可在任何时间点处大幅变化。例如，在挖土机中，用于举起悬臂的液压致动器通常需要相对较高的压力，该相对较高的压力是与卷起铲斗或移动臂的其它致动器相比而言的。因此，当操作者在举起悬臂的同时还移动臂或铲斗时，来自泵的流体流量的大部分将去向较低压力的液压致动器。在没有一些其它补偿机构的情况下，这剥夺了悬臂致动器根据命令进行操作所需的必要流体。为了保持在所有致动器中的适当流量共享，液压系统使用复杂的节流机构，该节流机构在多个致动器操作时对较低压力功能增加了压降，并且防止它们消耗不成比例地大量的流体流量。不同设备制造商使用不同的节流机构。这些机构中的一些使用压力补偿器和负载感应泵，而其中的另一些使用来自操作者空置的先导压力信号来对低压功能形成节流损失。所有这些节流损失产生热并给液压系统增加低效从而能够进行机器操作者命令的多功能操作。

期望的是，避免这些在效率和能量上的固有损失的同时还保持操作者所期望的多功能性能。

在许多更大的机器上的液压系统具有多个泵，该多个泵用于供应加压流体以为各个液压致动器提供动力。一个泵可专用于仅向选择的致动器提供流体，而另一个泵给其余的致动器提供流体。当那些液压致动器不消耗流体且其泵处于相对少使用状态，而其它液压致动器的不同泵正经历大量流体需求时，液压致动器与给定泵的固定分配是低效的。在其它系统中，某些液压致动器由来自多个泵的流体提供动力，在这种情况下用于在那些液压致动器之间分享可用流体的机械是必须的。

因此，期望以有效的方式动态地分配来自多个泵的流体输出，同时认识到需要某些致动器在关于可用流体的使用方面比其它液压致动器具有优先权。

发明内容

液压系统包括可变流量第一泵和第二泵，该可变流量第一泵和第二泵将来自箱体的流体供应至多个液压功能。每个液压功能包括液压致动器和控制阀，该控制阀管理从一个或两个泵到液压致动器的流体应用。控制阀是独特控制阀组件的一部分。

控制阀组件包括连接成从第一泵向多个液压功能的传送流体的供应管路、用于将流体传送回箱体的返回管路、以及多个控制阀。每个控制阀具有出口，该出口可操作地联接以接收来自供应管路的流体，以及具有用于控制从进口至液压致动器的流体的流量的可变计量孔。多个控制阀的每个还包括可变旁通孔，其中所有那些旁通孔串联连接在旁通节点与返回管路之间。旁通孔的该串联连接形成旁通通道。较佳地，给定控制阀的可变旁通孔随着该给定控制阀的可变计量孔尺寸增加而尺寸减小。旁通节点可操作地连接以接收来自第二泵的流体。

设置多个源止回阀和多个旁通供应止回阀。在每个控制阀处，源止回阀将来自供应管路的流体传送至进口，以及旁通供应止回阀将来自旁通通道的流体传送至进口。

本控制阀组件的另一个方面是带有连接成接收仅来自供应管路的流体的进口的另一个控制阀。

本控制阀组件的另一个方面是带有连接成接收仅来自供应管路的流体的进口的附加控制阀。

本控制阀组件的还有另一个方面是排量控制回路，该排量控制回路响应于多个液压功能的流体需求而控制第一泵的排量。在一个实施例中，排量控制回路包括联接至用于第一泵的控制端口的流量求和节点。接着多个控制阀中的每个具有可变源孔，来自供应管路的流体通过该可变源孔流至流量求和节点，其中，可变源孔随着同一控制阀中的可变计量孔尺寸增加而尺寸增加。

附图说明

图1是带有液压系统的挖掘机的示意图，该液压系统包含有根据本发明的控制阀组件；

图2是用于挖掘机的第一液压系统的示意图；

图3、4、5和6是在第一液压系统中的三个控制阀的放大示意图；