专利名称：恢复摆动马达动能的控制系统的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明涉及用于挖掘机等的液压摆动马达控制电路，更具体地，涉及用 于从摆动马达恢复动能的液压摆动马达控制电路。
背景技术：
例如挖掘机的某些类型的机器包括摆动机构，其使得上部结构能够通过液压摆动 马达在中心枢轴上围绕基础机器旋转。液压摆动马达是液压电路的一部分，液压电路包括 被配置为控制摆动马达的定向控制阀。当上部结构旋转时，机器的上部结构的巨大质量和 几何体产生高惯性负载。在这种机器的液压电路中采用了许多设备，以防止或减少在机器的各个部分和液 压电路上的惯性引起的液压冲击负载。在美国专利No. 4，586，332中公开了一个这样的实 例，其于1986年5月6日颁发给Lawrence F. Schexnayder0 ’ 332专利中描述的液压摆动 马达控制电路包括一对分路阀，其每个在第一和第二马达管道之间建立受限连通，导致液 压摆动马达在其正常弹簧偏置位置处于特定方向。这允许当定向控制阀从操作位置移动至 中立位置时，上部结构的受限自由摆动。定向控制阀向操作位置的移动使得分路阀中适当 的一个移动至阻止位置，从而在马达管道之间不存在互连。本发明涉及提高通过摆动马达 操作的机器生产力和燃料效率。
发明内容
一方面，本发明描述了一种用于控制摆动马达的方法和系统，其恢复由摆动马达 的操作产生的动能，将从摆动马达恢复的动能转换成液压势能，以及将从摆动马达恢复的 动能所转换的液压势能重用于摆动马达加速。在本发明的一方面，一种控制电路，包括泵、摆动马达、第一和第二马达管、和聚 集器系统。所述摆动马达具有第一端口和第二端口。当液压液体的流通过所述第一端口流 入摆动马达时，所述摆动马达在第一方向运动。当液压液体的流通过所述第二端口流入摆 动马达时，所述摆动马达在第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相反。所述第一马 达管连接至马达的第一端口，所述第二马达管连接至马达的第二端口。所述聚集器系统包 括压控选择阀和聚集器。所述选择阀液压地连接至所述第一和第二马达管和所述聚集器。 所述选择阀可在第一打开位置和第二打开位置之间移动，在所述第一打开位置中限定了所 述摆动马达的第一端口和所述聚集器之间的流路径，在所述第二打开位置中限定了所述摆 动马达的第二端口和所述聚集器之间的流路径。当所述第一马达管中的压力大于所述第二 马达管中的压力时，将所述选择阀设置在所述第一打开位置，以及当所述第二马达管中的 压力大于所述第一马达管中的压力时，将所述选择阀设置在所述第二打开位置。在本发明的另一方面，一种用于控制摆动马达的方法，包括将液压液体的流通 过第一马达管导入摆动马达的第一端口，使其离开摆动马达的第二端口导向至第二马达管 中，以使摆动马达在第一方向移动。通过摆动马达进入第一端口和离开第二端口的液压液体的流可被减速。可提供从摆动马达的第二端口到聚集器的流路径，使得从第二端口离开 摆动马达的液压液体的流的至少一部分被导向至聚集器中。
图1是挖掘机的侧面立视图。图2是用于从中恢复动能的液压摆动马达控制系统的实施例的示意性视图。
具体实施例方式本发明涉及一种液压系统和方法，用于恢复由摆动马达的操作产生的动能，将动 能转换成液压势能，以及将液压势能重用于摆动马达加速以提高整个系统的机器生产力和 燃料效率。液压系统包括聚集器，用于收集由摆动马达的运动引起的动能。聚集器存储通 过机器(例如挖掘机)的上部结构的运动而施加在运动马达上的惯性扭矩所加压的摆动马 达的退出油(exit oil)。摆动马达减速可依赖于聚集器。可通过向选择的马达端口提供加压的油来将聚集器中提供的加压的油重用于加 速摆动马达。聚集器可与液压泵并联地连接至摆动马达，所述液压泵操作摆动马达，用于使 摆动马达涡轮增压。可包括压控选择器阀，以确保聚集器连接至摆动马达的适当端。图1示意性示出机器4，例如液压挖掘机。机器4包括上部结构6，其可围绕中心 轴(未示出)相对于基础机器8转动。上部结构6在摆动马达11的控制下旋转。在所示 实施例中，上部结构6包括从中延伸的悬臂9，其支持作业工具13，在这种情况下为铲斗，本 领域普通技术人员可理解。图2示出液压电路10，其适于控制液压摆动马达11，后者适于驱动地旋转机器4 的上部结构6。液压电路10可包括泵14，连接至槽16 ；控制阀17，经由泵管18连接至泵 14 ；第一和第二马达管19、21，将控制阀17连接至液压摆动马达11的相反端；以及聚集器 系统23。聚集器系统23经由第一和第二选择器管25、26连接至液压摆动马达11，所述第 一和第二选择器管25、26进一步分别连接至第一和第二马达管19、21。可提供操作员输入 机构28或摆动杆，以允许用户操作摆动马达11。具体地，操作员输入机构28连接至控制器 30，其适于从操作员机构28接收输入的命令信号。控制器30以逻辑方式运行，以提供用于 调节向摆动马达11施加的液体的输出控制信号。在实施例中，摆动马达11包括第一端口 40和第二端口 42。当液压液体的流通过 第一端口 40流入摆动马达11时，摆动马达11可在第一方向移动。当液压液体的流通过第 二端口 42流入摆动马达11时，摆动马达11可在第二方向移动。在实施例中，第二方向与 第一方向是相反的关系。在其他实施例中，当摆动马达11在第一方向操作时，摆动马达11 可在顺时针方向移动上部结构6 (当从上方观看时)；以及当摆动马达11在第二方向操作 时，在逆时针方向移动(当从上方观看时)。泵14可以是任意适合的泵，并且示出为可变位移泵。泵14可适于经由控制阀17 通过第一和第二马达管19、21之一选择地向摆动马达11提供加压的液压流体的流。泵管 18可具有在其中设置的单向检查阀45，以限定从泵14到控制阀17的单向流路径。控制阀17可液压地连接至泵14，以及第一和第二马达管19、21。控制阀可以在第 一打开位置(其中限定了泵14和摆动马达11的第一端口 40之间的流路径)、第二打开位置(其中限定了泵14和摆动马达11的第二端口 42之间的流路径)和闭合位置(其中泵 14和摆动马达11被液压地彼此阻断)之间移动。控制阀17可以是独立计量阀(IMV)系统，其包括4个独立操作的阀，可看作分流 器48和一对节气门检查阀50、51。分流器48可具有入口 54，经由泵管18液压地连接至泵 14;第一出口 55，经由第一马达管19液压地连接至摆动马达11 ；和第二出口 56，经由第二 马达管21液压地连接至摆动马达11。控制阀17的分流器可包括第一和第二可变限流器 58、59。第一可变限流器58可配置在控制阀17的入口 54及其第一出口 55之间。分流器 的第二可变限流器59可配置在控制阀的入口 54及其第二出口 56之间。分流器的第一可 变限流器58可限定对于摆动马达11的第一端口 40的泵到马达的可变单向路径。分流器 的第二可变限流器59可限定对于摆动马达11的第二端口 42的泵到马达汽缸的可变单向 路径。每个节气门检查阀50、51可包括可变限流器62、63和单向检查阀64、65。第一和 第二节气门检查阀50、51液压地连接至槽16。第一节气门检查阀50和第二节气门检查阀 51并行地连接至槽管68，槽管68又连接至槽16。单向检查阀69可配置在槽管68中，以帮 助在槽管68中建立回压。第一节气门检查阀50可液压地连接至第一马达管19。第三可变限流器62可液压 地连接至第一马达管19并经由槽管68连接至槽16。单向检查阀64可与第三可变限流器 62以并行关系连接。检查阀64可连接至第一马达管19并经由槽管68连接至槽16，以限 定从槽16通过检查阀64经由第一马达管19到摆动马达11的单向液体流路径。第二节气门检查阀51可液压地连接至第二马达管21。第四可变限流器63可液压 地连接至第二马达管21并经由槽管68至槽16。单向检查阀65可与第四可变限流器63以 并行关系连接。检查阀65可连接至第二马达管21并经由槽管68至槽16，以限定从槽16 通过检查阀65经由第二马达管21到摆动马达11的单向液体流路径。第一节气门检查阀50可限定对于摆动马达11的第一端口 40的马达汽缸到槽的 可变单向流路径，其中检查阀64为摆动马达11提供抗气蚀特征。第二节气门检查阀51可 限定对于摆动马达11的第二端口 42的马达汽缸到槽的可变单向流路径，其中相关的检查 阀65为摆动马达11提供抗气蚀特征。控制阀17可电连接至控制器30。马达速度可使用控制阀17来控制，以控制从泵 14到摆动马达11的液压油的流动。控制阀17的可变限流器58、59、62、63的每一个可经由 控制器30独立操作。在其他实施例中，可以使用本领域已知的螺线管操作的定向控制阀来 控制从泵14到摆动马达11的液压油的流动。第一马达管19液压地连接至控制阀17和摆动马达11的第一端口 40。第二马达 管21液压地连接至控制阀17和摆动马达11的第二端口 42。可提供一对交叉压力缓解阀 72、73，用来以通常方式互连马达管19、21，从而将第一和第二马达管19、21之一中的预定 值以上的过多压力释放给第一和第二马达管19、21中的另一个。聚集器系统23可包括选择阀80，连接至第一和第二马达管19、21 ；调制阀82，经 由第一聚集器管83串联连接至选择阀80 ；聚集器填充阀85，经由第二聚集器管86串联连 接至调制阀82 ；和液压聚集器88，经由第三聚集器管89串联连接至聚集器填充阀85。压 力传感器91可设置在聚集器填充阀85和聚集器88之间。
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选择阀80可液压地连接至第一和第二马达管19、21并(通过所示的调制阀82和 聚集器填充阀85)连接至聚集器88。选择阀80可以是压力操作的、定向控制2/2向阀。选 择阀80可响应于第一和第二马达管19、21之间的不同的压力，使得选择阀80经由相关的 选择器管打开在第一聚集器管83和马达管之间具有更大相对压力的流路径。选择阀80可以在第一打开位置(其中限定了摆动马达11的第一端口 40和聚集 器88之间的流路径)和第二打开位置(其中限定了摆动马达11的第二端口 42和聚集器 88之间的流路径)之间移动。当第一马达管19中的压力大于第二马达管21中的压力时， 可将选择阀80设置在第一打开位置。当第二马达管21中的压力大于第一马达管19中的 压力时，可将选择阀80设置在第二打开位置。调制阀82可以是通常闭合的成比例的流控制阀。调制阀82可液压地连接至选择 阀80并(通过所示的聚集器填充阀85)连接至聚集器88。调制阀82可串联设置在选择 阀80和聚集器88之间。调制阀82可串联设置在选择阀80和聚集器填充阀85之间。调 制阀82可在完全打开位置(其中限定了第一聚集器管83和第二聚集器管86之间的流路 径)和完全闭合位置(其中第一聚集器管83和第二聚集器管86液压地彼此阻断)之间的 行程范围上可变地移动。根据调制阀82的相对位置对于完全打开位置的关系，在完全打开位置和完全闭 合位置之间的中间位置可定义相对于完全打开位置的受限流路径。调制阀82可在完全打 开位置(其中限定了在选择阀80和聚集器88之间(通过所示的聚集器填充阀85)的流路 径)和完全闭合位置(其中选择阀80和聚集器88液压地彼此阻断)之间的行程范围上可 变地移动。调制阀82可包括螺线管94和弹簧95。螺线管94和弹簧95可适于在完全打开位 置和完全闭合位置之间的行程的范围上移动调制阀82。在所示实施例中，当螺线管94被去 激励时，弹簧95将调制阀82定位在完全闭合位置。调制阀82的螺线管94可电连接至控 制器30。控制器30可基于与聚集器88关联的压力传感器91所检测的压力来调节调制阀 82的位置，压力传感器91也电连接至控制器30。压力传感器91与聚集器88可操作地布 置，以感测聚集器88中的压力。控制器30适于从压力传感器91接收可变信号，所述信号可变地用以表示压力传 感器91感测的聚集器88中的压力。控制器30可操作调制阀的螺线管，以基于压力变换器 91感测的压力来定位调制阀82。在某些实施例中，当聚集器经历填充操作时，控制器30可适于将调制阀82保持在 完全打开位置，同时聚集器88中的压力在预定水平或其以下。一旦压力变换器91指示出 聚集器88的压力超过预定水平，则控制器30可基于压力变换器91感测的压力将调制阀82 定位在完全打开位置和完全闭合位置之间的中间位置。一旦压力变换器91感测到聚集器 88中的压力在高于第一预定水平的第二预定水平，则控制器30可将调制阀82定位在完全 闭合位置。当聚集器88的压力在第一预定水平和第二预定水平之间时，控制器30可将调制 阀82定位在完全打开和完全闭合之间的中间位置，其相应于聚集器88中相对于第一和第 二预定水平的压力水平。例如，如果聚集器88中的压力在第一和第二预定水平的中间，则 调制阀82可位于这样一个中间位置，该位置将通过调制阀82的流限制为调制阀82处于完全打开位置的预定比例。聚集器填充阀85可(通过所示的调制阀82)液压地连接至选择阀80和聚集器 88。聚集器填充阀85可串联地设置在选择阀80和聚集器88之间。聚集器填充阀85可串 联地设置在调制阀82和聚集器88之间。聚集器填充阀85可在第一打开位置或填充位置(其中限定了进入聚集器88中的 单向流路径)和第二打开位置或排放位置(其中限定了离开聚集器88的单向流路径)之 间移动。当聚集器填充阀85在填充位置时，可限定从选择阀80通过调制阀82到聚集器80 的单向流路径。当聚集器填充阀85在排放位置时，可限定从聚集器88通过调制阀82到选 择阀80的单向流路径。聚集器填充阀85可包括螺线管97和弹簧98。聚集器填充阀85的螺线管97和 弹簧98可适于在第一打开位置和第二打开位置之间移动聚集器填充阀85。在所示实施例 中，当螺线管97被去激励时，弹簧98将聚集器填充阀85定位在填充位置。聚集器填充阀 85的螺线管97可电连接至控制器30。聚集器填充阀85的定位可以依照同样电连接至控 制器30的操作员摆动马达杆28。聚集器填充阀85通常地在填充位置，如图2所示，用于摆动马达减速。在某些实 施例中，控制器30可操作聚集器填充阀85的螺线管97，以在用户将操作员输入机构28定 位在要求摆动马达11加速的预定阈值或其以上的位置时，将聚集器填充阀85移动至排放 位置。操作员输入机构28可位于例如机器4的上部结构6中。操作员输入机构28可适 于选择地指示摆动马达操作的方向和程度。方向可包括摆动马达11的第一和第二方向，程 度可包括摆动马达操作的下限和上限之间的范围。在一个实施例中，操作员输入机构28可 从中立位置(如图2所示)向左侧方向99移动以指示第一方向，以及可从中立位置向右侧 方向100移动以指示第二方向。在一个实施例中，操作员输入机构28可从中立位置分别向 左侧和右侧移动预定量，到达全左位置和全右位置。同样，操作员输入机构28的移动的速 率及其方向可用于指示马达加速或减速。操作员输入机构28从中立位置向左侧或右侧移动的程度或百分比可用于指示摆 动马达11的操作的程度(其可表示为最大允许摆动马达操作的百分比)。在某些实施例 中，操作员可通过将操作员输入机构28移动至全左位置来向摆动马达11发出信号使其在 第一方向以100%允许能力运行。类似地，操作员可通过将操作员输入机构移动至全右位置 来向摆动马达11发出信号使其在第二方向以100%允许能力运行。在全左位置和中立位置 之间的中间位置可指示在第一方向的操作的关联百分比。在全右位置和中立位置之间的中 间位置可指示在第二方向的操作的关联百分比。控制器30可电连接至操作员输入机构28和聚集器填充阀85的螺线管97。控制 器30可适于从操作员输入机构28接收可变信号，所述信号可变地用以指示操作员选择的 摆动马达操作的方向和程度。控制器30可操作聚集器填充阀的螺线管97，以基于来自操 作员输入机构28的信号和/或另一信号(如马达压力)将聚集器填充阀85放置于填充 位置和排放位置之一。控制器30可适于基于从操作员输入机构28接收的输入来操作IMV 17(或在其他实施例中，例如定向控制阀)。一旦操作员要求在全左位置或全右位置的预定量内操作摆动马达11，则控制器30可将聚集器填充阀设置在排放位置。例如，在一个实施例中，当操作员输入机构28指示 顺时针方向和摆动马达11的最大允许操作的预定百分比(例如百分之九十)或更多时，控 制器30可将聚集器填充阀85设置在排放位置。类似地，当操作员输入机构28指示逆时针 方向和摆动马达11的最大允许操作的预定百分比(例如百分之九十)或更多时，控制器 30可将聚集器填充阀85设置在排放位置。一旦聚集器填充阀85设置在排放位置，则控制 器30可将其保持在排放位置，直到操作员输入机构28被设置在含有中立位置的预定范围 或以下。例如，控制器30可适于将聚集器填充阀85保持在排放位置，直到操作员输入机构 28从左向或从右向99、100在中立位置的百分之二十之内的位置。在某些实施例中，当聚集器经历排放操作时，控制器30可适于在聚集器88的压力 在预定水平以下(例如在聚集器中的加压液体接近于空的压力水平以下)时，禁用聚集器 排放功能。在这种情形下，控制器30可将聚集器填充阀85保持在填充位置，即使操作员输 入机构28正在要求摆动马达11在预定阈值以上操作。在本发明的另一方面，一种用于控制摆动马达11的方法可包括填充操作，将摆动 马达11产生的动能转换成在聚集器88中存储的加压的液压液体。在一个实施例中，液压 液体的流可通过第一马达管19进入摆动马达11的第一端口 40以及离开摆动马达11的第 二端口 42而导向至第二马达管21中，以在第一方向移动摆动马达11。通过摆动马达11进 入第一端口并离开第二端口 42的液压液体的流可被减速。可提供从摆动马达11的第二端 口 42到聚集器88的流路径，从而使得从第二端口 42退出摆动马达11的液压液体的流的 至少一部分被导向至聚集器88中。用于控制摆动马达的方法可包括加速操作、或排放操作，以使用在聚集器88中存 储的加压的液压液体来加速摆动马达11。在一个实施例中，可按需要加速通过摆动马达11 进入第一端口 40和离开第二端口 42的液压液体的流。可阻断从摆动马达11的第二端口 42到聚集器88的流路径。可提供从聚集器88到摆动马达11的第一端口 40的流路径，从 而使得聚集器88中存储的液压液体的流的至少一部分通过摆动马达11流入第一端口 40 和离开第二端口 42。此外，当摆动马达11在第二方向下操作时，也可使用加速操作。在一个实施例中， 可阻断进入摆动马达11的第一端口 40和离开其第二端口 42的液压液体的流动。液压液 体的流可通过第二马达管21定向至摆动马达11的第二端口 42中并通过第一马达管19离 开摆动马达11的第一端口 40，以在第二方向移动摆动马达11。可按需要加速进入摆动马 达11的第二端口 42和离开第一端口 40的液压液体的流。可提供从聚集器88到摆动马达 11的第二端口 42的流路径，从而使得聚集器88中存储的液压液体的流的至少一部分通过 摆动马达11流入第二端口 42和离开第一端口 40。类似地，同样，当摆动马达11在第二方向下操作时，可使用填充操作，将摆动马达 11产生的动能转换成在聚集器88中存储的加压的液压液体。在一个实施例中，进入摆动马 达11的第二端口 42的液压液体的流可被减速。可阻断从聚集器88到摆动马达11的第二 端口 42的流路径。可提供从摆动马达11的第一端口 40到聚集器88的流路径，从而使得 从第一端口 40退出摆动马达11的液压液体的流的至少一部分被定向至聚集器88。可通过重复的方式交替地执行填充操作和排放操作，以利用更多加压液体填满聚 集器88和增加聚集器88中的压力，并通过在期望方向经过摆动马达11排放聚集器88中的加压液体来加速摆动马达11。用于控制摆动马达的方法可包括聚集器排放阻断操作，其可在聚集器88中的压 力在预定水平以下时禁用聚集器88中的加压液体的排放。在一个实施例中，可加速通过摆 动马达11进入第一端口 40和离开第二端口 42的液压液体的流。可感测在聚集器88中存 储的液压液体的压力。可阻断从摆动马达11的第二端口 42到聚集器88的流路径。可提 供从聚集器88到摆动马达11的第一端口 40的流路径，从而使得当聚集器88中的压力超 过第一预定压力时，聚集器88中存储的液压液体的流的至少一部分通过摆动马达11流入 第一端口 40和离开第二端口 42。当聚集器88中的压力小于第二预定压力(第二预定压力 小于第一预定压力)时，可阻断从聚集器88到摆动马达11的第一端口 40的流路径。用于控制摆动马达的方法可包括聚集器填充阻断操作，其可当聚集器中的压力在 预定水平之上时，限制加压液体向聚集器中的填充，以及当聚集器中的压力在第二预定水 平(大于第一预定阈值)之上时，可禁用聚集器的填充。在一个实施例中，可感测在聚集器 88中存储的液压液体的压力。当聚集器88中的压力超过第一预定压力时，可限制从摆动马 达11到聚集器88的流路径。当聚集器88中的压力超过第二预定压力(第二预定压力大 于第一预定压力)时，可阻断从摆动马达11到聚集器88的流路径。工业实用性本发明适于控制例如挖掘机的机器4的摆动马达11。摆动马达11可适于在顺时 针方向或逆时针方向驱动地旋转机器4的上部结构6。聚集器88存储通过挖掘机13的上 部结构6的运动而施加在运动马达11上的惯性扭矩所加压的摆动马达11的退出油。可经 由聚集器88来控制摆动马达减速。可重新使用聚集器88的加压油的提供，以通过向选择 的马达端口 40、42提供加压油来加速摆动马达11。可包括压控选择器阀80，以确保聚集器 88连接至摆动马达11的适当端。在考虑这里教导的情况下，可理解由公开的摆动马达布置和操作方法所提供的优 点。例如，所述系统和方法能够通过将摆动马达的操作产生的动能转换成液压势能来恢复 其动能。随后，可重新使用转换的液压能提供摆动马达加速。可理解，以上说明书提供了公 开的系统和技术的实例。然而，可认识到，本发明的其他方案可能在细节上与以上实例不 同。对于本公开及其实例的所有参照旨在参照此时讨论的特定实例，而不用于暗示关于一 般的本发明的范围的任何限制。对于某些特征的区别和不同的所有语言描述用于指出不存 在对那些特征的偏好，并且不排除在完全公开的本发明的范围之外，除非另外指出。这里的值的范围的列举仅用作分别引用落入范围内的每个单值的速记法，除非这 里另外指出，每个单值被纳入在说明书中，如同在其中分别列举了这些单值。这里所述的所 有方法可通过任意适合的顺序来执行，除非这里另外指出或与上下文明显抵触。由此，本发明包括在所附权利要求中列举的主题的所有修改和等同物，这是适用 法律所允许的。此外，本发明涵盖了在其所有可能变型中的上述元素的任意组合，除非这里 另外指出或与上下文明显抵触。
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权利要求
一种控制电路，包括摆动马达(11)，所述摆动马达(11)具有第一端口(40)和第二端口(42)，当液压液体的流通过所述第一端口(40)流入摆动马达(11)时，所述摆动马达(11)在第一方向运动，当液压液体的流通过所述第二端口(42)流入摆动马达(11)时，所述摆动马达(11)在第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相反；第一和第二马达管(19，21)，第一马达管(19)连接至所述摆动马达(11)的第一端口(40)，第二马达管(21)连接至所述摆动马达(11)的第二端口(42)；泵(14)，适于通过所述第一和第二马达管(19，21)选择地向摆动马达(11)提供液压液体的流；以及聚集器系统(23)，所述聚集器系统(23)包括压控选择阀(80)和聚集器(88)，所述选择阀(80)液压地连接至所述第一和第二马达管(19，21)和所述聚集器(88)，所述选择阀(80)可在第一打开位置和第二打开位置之间移动，在所述第一打开位置中限定了所述摆动马达(11)的第一端口(40)和所述聚集器(88)之间的流路径，在所述第二打开位置中限定了所述摆动马达(11)的第二端口(42)和所述聚集器(88)之间的流路径，当所述第一马达管(19)中的压力大于所述第二马达管(21)中的压力时，所述选择阀(80)被设置在所述第一打开位置，以及当所述第二马达管(21)中的压力大于所述第一马达管(19)中的压力时，所述选择阀(80)被设置在所述第二打开位置。
2.如权利要求1所述的控制电路，还包括控制阀(17)，所述控制阀(17)液压地连接至所述泵(14)和所述第一和第二马达管 (19，21)，所述控制阀(17)可在第一打开位置、第二打开位置、和闭合位置之间移动，在所 述第一打开位置中限定了在所述泵(14)和所述摆动马达(11)的第一端口(40)之间的流 路径，在所述第二打开位置中限定了在所述泵(14)和所述摆动马达(11)的第二端口(42) 之间的流路径，在所述闭合位置中所述泵(14)和所述摆动马达(11)被液压地彼此阻断。
3.如权利要求2所述的控制电路，其中所述控制阀(17)包括入口(54)，液压地连接 至所述泵(14)；第一出口(55)，液压地连接至所述第一马达管(19)；第二出口(56)，液压 地连接至所述第二马达管(21)；第一可变限流器(58)，设置在所述入口(54)和所述第一出 口(55)之间；和第二可变限流器(59)，设置在所述入口(54)和所述第二出口(56)之间。
4.如权利要求2或3所述的控制电路，还包括槽(16)；其中所述控制阀(17)包括第三可变限流器(62)，液压地连接至所述第一马达管(19) 和所述槽(16)；单向检查阀(64)，与所述第三可变限流器(62)以并联关系连接，并连接至 所述第一马达管(19)和所述槽(16)以限定从所述槽(16)通过所述检查阀(64)经由所述 第一马达管(19)到所述摆动马达(11)的单向液体流路径；和第四可变限流器(63)，液压 地连接至所述第二马达管(21)和所述槽(16)；单向检查阀(65)，与所述第四可变限流器 (63)以并联关系连接，并连接至所述第二马达管(21)和所述槽(16)以限定从所述槽(16) 通过所述检查阀(65)经由所述第二马达管(21)到所述摆动马达(11)的单向液体流路径。
5.如先前权利要求中任一项所述的控制电路，还包括聚集器填充阀(85)，所述聚集器填充阀(85)液压地连接至所述选择阀(80)和所述聚 集器(88)，所述聚集器填充阀(85)串联在所述选择阀(80)和所述聚集器(88)之间，所述聚集器填充阀(85)可在第一打开位置和第二打开位置之间移动，在所述第一打开位置中 限定了从所述选择阀(80)到所述聚集器(88)的单向流路径，在所述第二打开位置中限定 了从所述聚集器(88)到所述选择阀(80)的单向流路径。
6.如权利要求5所述的控制电路，其中所述聚集器填充阀(85)包括螺线管(97)和弹 簧(98)，所述聚集器填充阀(85)的螺线管(97)和弹簧(98)适于在所述第一打开位置和所 述第二打开位置之间移动所述聚集器填充阀(85)，所述控制电路还包括操作员输入机构(28)，所述操作员输入机构(28)适于选择地指示摆动马达操作的方 向和程度，其中所述方向包括所述摆动马达(11)的第一和第二方向，以及其中所述程度包 括摆动马达操作的下限和上限之间的范围；控制器(30)，所述控制器(30)电连接至所述操作员输入机构(28)和所述聚集器填充 阀(85)的螺线管(97)，所述控制器(30)适于从所述操作员输入机构(28)接收可变信号， 其中所述信号可变地指示由操作员选择的摆动马达操作的方向和程度，所述控制器(30) 还适于操作所述聚集器填充阀(85)的螺线管(97)，以基于来自所述操作员输入机构(28) 的信号将所述聚集器填充阀(85)设置在所述第一打开位置和所述第二打开位置之一。
7.如权利要求6所述的控制电路，其中当所述操作员输入机构(28)指示出顺时针方向 和马达操作范围的预定百分比或更多时，或者指示出逆时针方向和马达操作范围的预定百 分比或更多时，所述控制器(30)将所述聚集器填充阀(85)设置在所述第二打开位置。
8.如先前权利要求中任一项所述的控制电路，还包括压力变换器(91)，所述压力变换器(91)与所述聚集器(88)可操作地布置；调制阀(82)，所述调制阀(82)液压地连接至所述选择阀(80)和所述聚集器(88)，所 述调制阀(82)串联在所述选择阀(80)和所述聚集器(88)之间，所述调制阀(82)可变地 可在完全打开位置和完全闭合位置之间的行程范围上移动，在所述完全打开位置中限定了 从所述选择阀(80)到所述聚集器(88)的流路径，在所述完全闭合位置中所述选择阀(80) 和所述聚集器(88)被液压地彼此阻断；其中所述调制阀(82)的位置是基于由所述压力变换器(91)检测的压力。
9.如权利要求8所述的控制电路，其中所述调制阀(82)包括螺线管(94)和弹簧(95)， 所述螺线管(94)和弹簧(95)适于在所述完全打开位置和所述完全闭合位置之间的行程范 围上移动所述调制阀(82)，所述控制电路还包括控制器(30)，所述控制器(30)电连接至所述压力变换器(91)和所述调制阀(82)的螺 线管(94)，所述控制器(30)适于从所述压力变换器(91)接收可变信号，所述信号可变地指 示由所述压力变换器(91)感测的聚集器(88)中的压力，所述控制器(30)还适于操作所述 调制阀(82)的螺线管(94)，所述控制器(30)基于由所述压力变换器(91)感测的压力定位 所述调制阀(82)。
全文摘要
本发明涉及一种液压系统和方法，其将摆动马达(11)的操作生成的动能转换成液压势能，并将液压势能重用于摆动马达(11)的加速。可提供聚集器(88)，用于存储通过机器(4)的上部结构(6)的运动而施加在移动的摆动马达(11)上的惯性扭矩所加压的摆动马达(11)的退出油。可通过向摆动马达(11)提供加压油来将聚集器中的加压油重用于加速摆动马达(11)。
文档编号F15B9/17GK101960153SQ200980106759
公开日2011年1月26日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月28日
发明者K·N·帕特尔, M·R·施瓦布, 尚同林, 章佼, 马鹏飞 申请人:卡特彼勒公司;卡特彼勒日本株式会社