液压系统的制作方法

液压系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种液压系统，包括液压促动器、蓄液器、蓄液器加液阀和流体地连接在蓄液器加液阀和蓄液器之间的液压变速器。液压变速器包括机械地连接至变速器泵的变速器马达。蓄液器加液阀流体地连接在变速器马达和液压促动器之间。变速器泵的尺寸为允许不超过允许经过变速器马达的流体的四分之三的最大流体经过。采用本实用新型的技术方案，可以使用体积相对较小的蓄液器，即使与相对较小的机械组合使用中，能够实现所需的能量回收，能量的回收再利用可以提高机械效率且降低燃油费用。
【专利说明】液压系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于回收和再使用势能的液压系统。

【背景技术】
[0002]机械(例如，轮式装载机、挖掘机、正铲挖掘机、推土机、反铲挖土机或伸缩臂叉车)可被用于移动重型负载，例如该机械可以利用一种工具来移动负载。该工具可由液压系统供能，其可以使用加压流体来促动液压促动气来移动工具。
[0003]在机械的操作期间，工具可被举升至升高位置。由于工具可以是相对重的，该工具当上升至升高位置时，可以获得势能。回收该势能用以再使用可以提高机械效率。
[0004]Nagura等人的美国专利公开2004/0000141A1公开了一种系统，设计来再循环关于降低负载的能量。回油压力从促动器和供给回路13通过一对机械连接的可变位移液压泵/马达1、2和油箱而供给。由液压泵/马达I驱动作为马达，液压泵/马达2作为泵，从而向蓄液器3和/或可变位移液压泵/马达4供油，其因而可以驱动可变为以液压泵5向输送管线16供油。
[0005]关于能量回收系统的部件不仅是昂贵的，但是它们还需要这些机械中相当的空间。蓄液器，例如，体积是相对大的。结果，能量回收系统组合进入较小机械中会呈现出明显的组合困难，一些情况下阻止了完成包括这些系统的方案。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种液压系统，它可以解决现有技术存在的部件成本高，蓄液器体积大，能量回收系统与较小机械组合困难的问题。
[0007]本实用新型的液压系统包括液压促动器、蓄液器、蓄液器加液阀和流体地连接在蓄液器加液阀和蓄液器之间的液压变速器。液压变速器包括机械地连接至变速器泵的变速器马达。蓄液器加液阀流体地连接在变速器马达和液压促动器之间。变速器泵尺寸允许的最大流量不超过允许通过变速器马达流量的3/4。
[0008]变速器泵的尺寸为允许不超过允许经过变速器马达的流体的一半的最大流体经过，来自变速器马达没有流向变速器泵的过度流体被引导至油箱。
[0009]进一步包括:排出阀，流体地连接至蓄液器来控制蓄液器的流出。
[0010]排出阀可选择地操作来从蓄液器提供存储的流体，从而使得流体被供至液压功倉泛。
[0011]进一步包括:泵，构造为向液压促动器提供流体，以及驱动地连接至泵且流体地连接至蓄液器的转矩辅助马达，转矩辅助马达构造为接收从蓄液器存储的流体来驱动泵。
[0012]进一步包括:排出阀，流体地连接在蓄液器和转矩辅助马达之间，排出阀构造为从蓄液器提供存储的流体至转矩辅助马达。
[0013]蓄液器的尺寸为容纳最大六十四公升的液压流体。
[0014]进一步包括:连接至加液阀的控制器，控制器构造为接收指令来缩回液压促动器，并且响应于该指令，打开加液阀。
[0015]液压促动器是液压汽缸，构造为移动可移动地连接至机械本体的起重臂，液压汽缸是多个液压汽缸中的一个，
[0016]泵选择地构造为向平行的多个液压促动器的第一组第一腔提供流体，并且向平行的多个液压促动器的多个第二腔提供流体；
[0017]在过度负载情形中，蓄液器构造为存储从多个第一腔接收的流体；以及
[0018]在未过度负载情形中，转矩辅助马达构造为从蓄液器接收存储的流体，从而驱动泵以向多个第一腔提供流体。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]附图1是典型公开的机械的绘画图；
[0020]附图2是依照一个实施方式的可以用于附图1的机械的典型公开的系统的示意图。
[0021]部件列表
[0022]10、机械；12、工具系统；14、作业工具；16、驱动系统；18、动力源；20、操作者工作站；22、起重臂；24、操纵杆；30、液压促动器；32、壳体；34、活塞；36、杆；38、杆端腔；40、头端腔；50、液压回路或系统；52、油箱；54、泵；56、泵入口 ；58、泵出口 ；60、汽缸控制阀组件；62，64、泵至汽缸(“P-C”)独立计量控制阀；66，68、汽缸至油箱(“(:-1'”)独立计量控制；70、能量回收系统；72、蓄液器；74、蓄液器加液阀；76、止回阀；77、液压变速器单元；78、变速器马达；79、变速器泵；82、马达排出阀；84、转矩辅助马达；92、止回阀；94、背压阀；100、控制器；102、压力、温度和/或位置传感器；102A、蓄液器压力传感器；102B、汽缸压力传感器；102C、泵压力传感器；104、止回阀。

【具体实施方式】
[0023]现在将详细进行本实用新型的【具体实施方式】的参考，其示例示出在附图中。无论在可能的何处，将在附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
[0024]附图1示出了典型的机械10，具有配合完成工作的多个系统和部件。机械12可以包括固定或移动机械，其执行一些类型的关于工业的操作，例如采矿、建筑、耕作、运输或本领域中已知的其它工业。例如，机械10可以是地面移动机械，例如挖掘机(附图1中所示)、轮式装载器、正铲挖掘机、推土机、反铲挖土机、伸缩臂叉车、自动平地机、自动倾卸卡车或任何其它地面移动机械。机械10还可以包括，构造为移动作业工具14的工具系统12、用于推进机械10的驱动系统16、为工具系统12和驱动系统16提供动力的动力源18，以及用于适于手动控制工具系统I驱动系统16和/或动力源18的操作者工作站20。
[0025]工具系统12可以包括连杆结构，通过一个或多个液压促动器、例如液压汽缸作用来移动作业工具14。液压促动器可以包括，构造为接收加压流体以及将来自加压流体的液压和/或流动转换至机械力和/或运动的任何装置。例如，工具系统12还可以包括起重臂22和操作杆24，用于枢转地连接作业工具14至机械10的本体。在一个实施方式中，起重臂22可通过一个或多个液压促动器30而围绕水平轴相对于作业表面垂直地枢转。如附图1和2所示，一对相邻的双作用液压促动器30可以枢转地连接起重臂22至机械10的本体。操纵杆24可被枢转地连接在起重臂22的一端并且在作业工具14的相对端。一个或多个液压促动器还可提供在操纵杆24和作业工具14之间以枢转作业工具14，和/或在起重臂22和操纵杆24之间来枢转操纵杆24。
[0026]多个不同的作业工具14可被连接至独立机械10且可以是操作者可控制的。作业工具14可包括用于执行特定任务的任何装置，例如作为示例，铲斗、叉装置、叶片、铲、松土机、俯卸机、吹雪机、推进装置、剪切装置、抓住装置或本领域中已知的任何其它执行任务的装置。虽然在附图1的实施方式中连接以相对于机械10的本体在垂直方向中枢转并且在水平方向中摆动，作业工具14可以替代地或额外地旋转、滑动、打开和关闭或以本领域中已知的任何其它方式移动。
[0027]动力源18可以包括发动机，例如作为示例，柴油机、汽油机、气态燃料供能的发动机或本领域中已知的任何其它类型的燃烧式发动机。注意到，动力源18可以替代地包括非燃烧动力源，例如燃料电池、动力存储装置或本领域中已知的其它来源。动力源18可以产生机械能或电能输出，其随后可被转化至液压能，用于移动液压促动器30(和/或其它液压促动力)和/或一个或多个如上所述的泵。
[0028]操作者工作站20可以包括接收来自操作者指示所需的机械操纵的输入的装置。特别地，操作者工作站20可以包括一个或多个位于接近操作者座椅的操作者界面装置(例如，控制杆、方向盘、踏板，等等)。通过产生指示了所需的机械操作的位移信号，操作者界面装置可以开始机械10的运动(例如，行驶和/或工具移动)。随着操作者移动界面装置，操作者可以在所需方向中、使用所需的速度和/或使用所需的力而作用相应的机械移动。
[0029]如附图2所示，每个液压促动器30可以包括壳体32和活塞34。壳体32可以包括容器，具有形成内腔的内表面。在一个实施方式中，壳体32可以包括基本上圆柱形容器,在其中具有圆柱孔，确定了内表面。活塞34可被关闭地且可滑动地抵靠壳体32的内表面而接收，从而允许在活塞34和壳体32之间的相对运动。
[0030]杆36可在一端被连接至活塞34，如附图2所示，并且在杆36的另一端直接地或间接地连接至起重臂22，如附图1所示。活在34可以将壳体32的内腔分为，相应于在壳体32的杆端侧上的内腔部分的杆端腔38，以及相应于壳体32相对杆端侧的内腔部分的头端腔40。杆端和头端腔38、40的每个可通过壳体32中的各孔被选择地供给加压流体和排出加压流体，来使得活塞34在壳体32中位移，因而改变移动起重臂22的液压促动器30的有效长度。流体进入或离开杆端和头端腔38、40的流速可以关于液压促动器30的直线速度，同时杆端和头端腔38、40之间的压力差可以关于通过液压促动器30作用在工具系统12的相关连杆结构上的力。
[0031]如附图2所示，机械10可以包括具有多个流体元件的液压回路或系统50，它们配合来选择地引导加压的液体流体进入和离开一个或多个液压促动器，从而执行任务。例如，在附图2中所示的实施方式中，液压系统50选择地引导加压的液压流体进入或离开液压促动器30来移动起重臂22。液压系统50可以包括油箱52、泵54、汽缸控制阀组件60和能量回收系统70。液压系统50还可以包括机械10的其它液压促动器。
[0032]油箱52可以包括低压液压流体源，例如作为示例，储液室。流体可以包括专用液压油、发动机润滑油、变速箱润滑油和/或其它合适的作业流体。在工具系统12的操作期间，液压系统50可以选择地从油箱52获取流体或将流体返回油箱。虽然仅示出了一个油箱52，还注意的是，液压系统50可以与多个独立流体罐流通。
[0033]泵54可被构造为产生加压的液压流体的流动，并且可以包括，例如活塞泵、齿轮泵、叶片泵或盖劳特泵。泵54可以具有可变位移容量，或者在替代中，具有固定容量，用于供应流动。泵54可以包括泵入口 56和泵出口 58。泵入口 56可通过流体管线而被连接至油箱52。在操作中，泵54可在大气压力或低压从油箱52获得液压流体，并且可以通过加压液压流体而将机械能或能量转化至液压能活能量。加压液压流体流动可以经过泵出口 58而离开。
[0034]泵54可以包括冲程调整机构，例如旋转斜盘，其位置被液力-机械地或电力-机械地调整，除了别的之外，基于液压系统50 (例如，液压促动器30)中的液压促动器的所需许多，来因而改变泵54的输出(例如，排放速率)泵54的位移可从基本上没有液体从泵54排出的零位移位置调整至流体以最大速率从泵54排出的最大位移位置。泵54可被可驱动地连接至动力源18，例如通过中间轴、皮带或其它合适的方式。替代地，泵54可通过耦合、转矩转换器、齿轮箱、电路或本领域中已知的任何其它方式而被间接地连接至动力源18。泵54可专用于向液压促动器30和/或机械10的其它液压促动器提供加压的液压流体。
[0035]汽缸控制阀组件60可以包括独立的计量阀单元，包括两个泵至汽缸(“P-C”)独立计量控制阀62和64，以及两个汽缸至油箱(“C-T”)独立计量控制阀66和68。P-C和C-T独立计量控制阀62、64、66和68每个可被独立促动至打开和关闭工况，以及打开和关闭之间的位置。经过P-C和C-T控制阀62、64、66和68的选择促动，加压的液压流体可被引导进入或离开每个液压促动器30的杆端和头端腔38、40。通过控制流体流动至杆端和头端腔38、40或从这里流出的方向和速率，P-C和C-T控制阀62、64、66和68可以控制工具系统12的运动。额外地或替代地，汽缸控制阀组件60可以包括一个或多个单独伺服阀(未示出)、比例控制阀或任何其它合适的装置，构造为控制加压的液压流体进入和离开液压促动器30的流速。
[0036]P-C控制阀62和64可被构造为引导加压的液压流体离开泵出口 58进入液压促动器30。在一个实施方式中，P-C控制阀62可以选择地引导液压流进入液压促动器30的头端腔40 (例如，通过流体地连接P-C控制阀62至头端腔40的一个或多个并联的流体管线)，并且P-C控制阀64可以选择地引导液压流进入液压促动器30的杆端腔38 (例如，通过流体地连接P-C控制阀64至头端腔38的一个或多个并联的流体管线)。同样，P-C控制阀62和64可被构造为流体地连接头端腔40和杆端腔38。
[0037]C-T控制阀66和68可被构造为引导液压流体离开液压促动器30至油箱52。在一个实施方式中，C-T控制阀66可以接收离开头端腔40的液压流体，并且引导液压流体朝向油箱52 (例如，通过一个或多个流体地并联连接头端腔40至C-T控制阀66流体管线)。C-T控制阀68可以接收离开杆端腔38的液压流体，并且引导液压流体朝向油箱52 (例如，通过一个或多个流体地并联连接杆端腔38至C-T控制阀68流体管线)。C-T控制阀66和68，类似P-C控制阀62和64，可以包括多种类型的可独立调整的阀装置。
[0038]在一个实施方式中，能量回收系统70可以包括高压(“HP”)蓄液器72、蓄液器加液阀74、止回阀76、变速器单元77、马达排出阀82和转矩辅助马达84。将意识到，在替代实施方式中，可变位移的中心泵/马达(未示出)及其联合的流体管线可被代替用以附图2中所示的转矩辅助马达84及其关联的流体管线。通过能量回收系统70回收的能量可被用于提供动力用于液压促动器30和/或机械10的其它液压促动器的随后移动和操作。
[0039]例如，能量回收系统可以基于过度负载情况回收与从液压促动器30排出的加压的液压流体的能量。当在液压促动器30已经伸长来举升负载之后需要回缩时，可能存在过度负载情况。在过度负载情况中，液压促动器30可以通过工具系统12上的重力和由工具系统12承载的负载的重力而回缩(例如，通过打开P-C控制阀64和关闭P-C控制阀62和C-T控制阀68)。这一回收可以导致活塞34在各头端腔40的方向中的移动，因而导致加压的液压流体被强迫离开头端腔40。过流负载情况可区别于抵抗性负载情况，其中，液压促动器30必须抵抗工具系统12的重量和/或负载上的重力而工作来执行移动或操作。当抵抗重力伸长液压促动器30、例如举升活塞34时，可能存在抵抗性负载情况。液压变速器单元77包括机械地彼此连接且流体地连接至油箱的变速器马达78和变速器泵79。变速器马达78可以是例如示出的固定位移马达或可变位移马达。相似地，变速器泵79可以是固定或可变位移泵。变速器马达78可被连接至变速器泵79的轴。替代地，变速器泵79可通过其它机械装置被连接至变速器马达78，例如一个或多个机械连接器，例如齿轮、轴、连接器等。
[0040]依照本实用新型的一个方面，变速器泵79的位移具有小于变速器马达78的位移的最大位置。更特别地，变速器泵79的最大位移是变速器马达78的一小部分位移。液压流体流经变速器马达78，其经过变速器泵79的过度液压流体流动可被引导至油箱52。在一个实施方式中，来自变速器泵79的流体最大是经过变速器马达78的流体的四分之三。在又一个、更特别的实施方式中，来自变速器泵79的流体最大是来自变速器马达78的流体的大约一半。结果，在变速器泵79的出口处的液压流体压力是变速器马达78入口处的流体压力的二倍。在变速器泵79的出口处的这一较高压力便于液压流体流动至蓄液器72且在其中建立压力。将在下文进一步讨论比较流动的重要性。
[0041]蓄液器加液阀74可以流动地连接头端腔40至变速器马达78。在过度负载情况中，蓄液器加液阀74可被促动至打开位置，同时C-T控制阀66可被促动至关闭位置，因而允许加压的液压流体离开头端腔40，来驱动变速器马达78且流动至油箱52。蓄液器加液阀74可以结合止回阀76而工作，使得当蓄液器加液阀74处于打开位置时，止回阀76可以允许加压的液压流体从头端腔40朝向蓄液器马达78流动，但是不在反方向中流动。在未过载情况(例如抵抗负载情况)中，蓄液器加液阀74可处于关闭位置来防止离开头端腔40的加压的液压流体进入蓄液器马达78 (或反之亦然)。
[0042]通过蓄液器加液阀74打开，离开头端腔40的流体驱动蓄液器马达78，以及机械地连接至蓄液器泵79。结果，蓄液器泵79将来自油箱52的液压流体泵送至进入(或充入)蓄液器72。
[0043]蓄液器72可被排放至液压系统50的任何液压功能。在示出的示例中，例如，马达排出阀82可位于流体管线中，其流动地连接蓄液器72至转矩辅助马达84，来在使用(或释放)存储在蓄液器72中的加压的液压流体。
[0044]在过度负载情况中，马达排出阀82可处于关闭位置，并且蓄液器加液阀47处于打开位置。结果，从头端腔40离开的加压的液压流体流动至并且操作蓄液器马达78，并且机械地连接的蓄液器泵79朝向蓄液器72泵送流体。随着从变速器泵79流出的液压流体进入蓄液器72，蓄液器72中的压力增加，因而使得更难以将液压流体泵送至蓄液器72。为了最小化在变速器泵79处的转矩增加的机会，并因而最小化伴随的变速器马达78性能的下降，随着蓄液器72中的压力增加，流动可从变速器泵79减少，随着通过降低在可变位移变速器泵79中的旋转斜盘(未示出)的角度来降低或消除流动。以这一方式，经过变速器马达78的流动被保持，而来自变速器马达78的剩余流动被引导至油箱52，保持了变速器马达78的速度和位移。替代地，在一些实施方式中，变速器泵79可从变速器马达78分离，来消除经过变速器泵79的流动，并且将经过变速器马达78的全部流动引导至油箱52。替代地或额外地，在过度负载情况中，马达排出阀82可被打开来允许加压流体流至转矩辅助马达84和油箱52。此外，在蓄液器72中的压力超过减压阀106处的压力的情形中，流体可经过减压阀106被引导至油箱52。
[0045]当需要液压促动器30伸长时，例如，在抵抗负载情况或其它非过度负载情况中，马达排出阀82可以切换至打开位置，使得存储在蓄液器72中的加压液压流体可被再使用。通过蓄压器加液阀74处于关闭位置并且变速器泵79未操作，在蓄液器72和转矩辅助马达84之间产生了流动路径，使得在蓄液器72中的加压液压流体可被公职转矩辅助马达84，从而产生机械能量输出(例如，以在驱动泵54中辅助)。例如，加压的液压流体可通过蓄液器72被供至液压促动器30来执行所需的移动，和/或供至转矩辅助马达84来产生机械能量输出。转矩辅助电机84可以是可变位移马达，连接至动力源18和/或泵54。转矩辅助电机84可被构造为，从蓄液器72接收加压流体并且将流体排出至油箱52。转矩辅助马达84可以使用包含于加压流体中的能量，来产生机械能输出，其被传递至泵54和/或其它部件。例如，如在附图2中所示，马达84可被连接至泵54的泵轴，并且泵轴还可由动力源18驱动。替代地，泵54可通过其它机械装置被连接至转矩辅助马达84和/或动力源18，例如一个或多个机械连接器，例如齿轮、轴、连接器等。
[0046]能量回收系统70还可以包括止回阀92、背压阀94和一个或多个额外的蓄液器(未示出)。背压阀94可以允许加压的液压流体的通道回到油箱52。例如，离开杆端腔38的加压的液压流体可经过C-T控制阀68引导。一旦来自C-T控制阀68的压力超过了预定压力，背压阀94可强行到打开位置，因而允许加压的液压流体流动至油箱52。一旦来自C-T控制阀68的流体压力回落低于预定压力，随后背压阀94可以回到其关闭位置。考虑到，可以通过调整由背压阀94施加的偏压而调整预定压力水平。
[0047]在机械10的操作期间，机械10的操作者可以利用界面装置(未示出)来向控制器100提供指示了液压促动器30的所需运动的信号。基于一个或多个信号，包括来自界面装置(未示出)的信号，例如，来自遍及液压系统50定位的多个压力、温度和/或位置传感器103的信号，控制器100可以指令不同阀62、64、66、68、74和82的移动和/或泵54和转矩辅助马达84的位移改变，来以所需的方式(也就是，以所需的速度和/或所用所需的力)移动液压促动器30至所需位置。例如，传感器102可以包括蓄液器压力传感器102A，构造为确定与存储在和/或供给蓄液器72的加压液压流体相关的压力，一个或多个汽缸压力传感器102B，构造为确定与存储在和/或供给头端腔40的加压液压流体相关的压力，和/或泵压力传感器102C，构造为确定与从泵54供应的加压液压流体相关的压力。如附图2所示，可以提供其它传感器，例如传感器102，构造为确定存储在蓄液器72中的加压液压流体的温度、从马达排出阀82引导至转矩辅助马达84的液压流体压力、转矩辅助马达84的位移，用于各P-C控制阀62和64的阀芯位移传感器，从泵54提供且引导至P-C控制阀62和64的液压流体压力，以及存储在、供给或从各杆端和头端腔38和40排出的液压流体的压力。虽然没有详细示出，每个传感器102、阀62、64、66、68、74和82以及泵54、79可以包括至控制器100的连接，用于传送和接收关于其操作的信号。
[0048]控制器100可以包含单独微处理器或多个微处理器，其包括用于基于来自机械10的操作者的输入且基于感应的或其它已知的操作参数来控制液压系统50的操作的部件。多个商业上可用的微处理器可被构造为执行控制器100的功能。将意识到，控制器100可以轻易地嵌入在能够控制多个机械功能的常用机械微处理器中。控制器100可以包括记忆器、第二存储装置、处理器和用于运行程序的任何其它部件。多种其它回路可与控制器100关联，例如能量供应电路、信号情况电路、螺线管驱动器电路和其它类型的电路。
[0049]可以提供一个或多个额外止回阀104来辅助调节液压流体、例如从泵54和/或液压促动器30排出的流动。同样，可以提供一个或多个减压阀106，当液压流体的压力超过减压阀106的设置阈值时，来允许从液压系统50释放的流体进入油箱52。
[0050]工业应用
[0051]公开的液压系统50可以具有与机械的特定应用，来允许与工具系统12的运动相关的势能的回收和/或再使用，操作地连接至一个或多个液压促动器(例如，液压促动器30)或其它液压促动器。
[0052]变速器泵79的位移差不多是变速器马达78的位移的一小部分，比起流入变速器马达78的，承受了来自变速器泵79相对较高的压力流。在一个实施方式中，来自变速器泵79的流动可以是来自变速器马达78的大约一半，尽管来自变速器泵79的流动可以在低于来自变速器马达78的流动的75%的范围中。在来自变速器泵79的流动是流入变速器马达78的一半体积的实施方式中，液压流体在变速器泵79的出口处的压力将大约是进入变速器马达78的液压流体压力的二倍。
[0053]结果，液压变速器单元77的使用与使用在很多能量回收系统中的相比，可以便于使用体积相对较小的蓄液器72。例如，在一个实施方式中，可以使用64公升的蓄液器72。在替代的实施方式中，可以使用体积范围在20至45公升的蓄液器72。
[0054]此外，本领域技术人员将意识到，公开的能量回收系统70的一些实施方式可被装载在可能不能容纳与现有技术的能量回收系统关联的大蓄液器的机械10中，即使在相对较小的机械中，允许所需的能量回收。
[0055]在一些实施方式中，液压变速器单元77的使用包括，变速器泵79，具有按比例低于流入变速器马达78的流动，可以便于在比通常用于能量回收系统70中更小的蓄液器中建立足够压力的使用。
[0056]现在将更详细描述液压系统50的操作。
[0057]在机械10的操作期间，位于操作者工作站20中的操作者可以在所需方向中且以所需速度通过界面装置的方式指令作业工具14的特定运动。通过界面装置产生的一个或多个相应信号可被提供至控制器100指示所需运动，随着机械性能信息，例如来自传感器103的数据，例如压力数据、位置数据、温度数据、速度数据、泵和/或马达位移数据和本领域中已知的其它数据。
[0058]控制器100可以产生引导至泵54、转矩辅助马达84、阀62、64、66、68、74、82和/或液压系统50的其它部件中的一个或多个的控制信号。例如，基于来自界面装置的信号，控制器100可以确定是否伸长或回缩液压促动器30，以及液压促动器30的运动速度和方向。控制器100还可以确定是否打开蓄液器加液阀74来填充蓄液器72。控制器100还可以确定是否释放蓄液器72来提供加压的液压流体至转矩辅助马达84(例如，通过打开马达排出阀82)，从而在驱动泵54或其它部件中辅助。
[0059]液压促动器30回缩来从升起位置下降起重臂22，可由作用在升起的起重臂22上的重力和/或由作业工具14承载的负载重力来驱动。这些力可以作用在活塞34上，来推动加压的液压流体离开头端腔40。加压的液压流体随后可通过蓄液器加液阀74而被引导至变速器电机78。流体流动经过变速器电机78的流动驱动变速器泵79，来提供较高压力液压流体进入蓄液器72，其可在此存储和/或引导至交替的操作。在实处的实施方式中，具有压力的液压流体可被引导来驱动转矩辅助马达84，以在流体向汽缸控制阀组件60的传送中辅助泵54，并且更特别地，P-C控制阀62和64，以在保持用于回缩液压促动泵30的所需速度中加以辅助。
[0060]液压促动器30的伸长来升起起重臂22可以包括，通过泵54提供，施加加压的液压流体进入头端腔40，同时允许杆端腔38中的加压的液压流体回到油箱52。
[0061]蓄压器72中存储的加压液压流体可被用于提供动力来辅助起重臂22的随后运动，通过提供具有压力的液压流体至转矩辅助马达84，其提供转矩至泵54来伸出液压促动器30。例如，控制器100可以打开马达排出阀82，以从蓄液器72提供加压的液压流体至转矩辅助马达74，以在驱动泵54中辅助。
[0062]因此，通过获得先前节流至油箱且损失为热的能量，以及通过在蓄液器72中存储能量，能量回收系统70可以提供用于回收和/或再使用的能量。随后，当操作者需要通过伸长液压促动器30再次升起起重臂22时，加压的液压流体形式的存储能量可被提供给转矩辅助电机84。这部分能量的再使用可以提高机械效率且降低燃油费用(例如，通过帮助降低在动力源18上的负载)和整体操作费用，同时仍然满足操作者需求。
【权利要求】
1.一种液压系统(50),其特征在于,包括: 液压促动器(30)； 蓄液器(72); 蓄液器加液阀(74);以及 流体地连接在蓄液器加液阀(74)和蓄液器(72)之间的液压变速器单元(77)，该液压变速器单元(77 )包括，机械地连接至变速器泵(79 )的变速器马达(78 )，流体地连接在变速器马达(78)和液压促动器(30)之间的蓄液器加液阀(74)，变速器泵(79)尺寸允许的最大流量不超过允许通过变速器马达(78)流量的3/4。
2.如权利要求1所述的液压系统(50)，其特征在于，变速器泵(79)的尺寸为允许不超过允许经过变速器马达(78)的流体的一半的最大流体经过，来自变速器马达(78)没有流向变速器泵(79)的过度流体被引导至油箱。
3.如权利要求1或2所述的液压系统(50)，其特征在于，进一步包括:排出阀(82)，流体地连接至蓄液器(72)来控制蓄液器(72)的流出。
4.如权利要求3所述的液压系统(50)，其特征在于，排出阀(82)可选择地操作来从蓄液器(72)提供存储的流体，从而使得流体被供至液压功能。
5.如权利要求2所述的液压系统(50)，其特征在于，进一步包括:泵(54)，构造为向液压促动器(30)提供流体，以及驱动地连接至泵(54)且流体地连接至蓄液器(72)的转矩辅助马达(84)，转矩辅助马达(84)构造为接收从蓄液器(72)存储的流体来驱动泵(54)。
6.如权利要求5所述的液压系统(50)，其特征在于，进一步包括:排出阀(82)，流体地连接在蓄液器(72)和转矩辅助马达(84)之间，排出阀(82)构造为从蓄液器(72)提供存储的流体至转矩辅助马达(84)。
7.如权利要求2所述的液压系统(50)，其特征在于，蓄液器(72)的尺寸为容纳最大六十四公升的液压流体。
8.如权利要求1-3任一项所述的液压系统(50)，其特征在于，进一步包括:连接至加液阀(74)的控制器(100)，控制器(100)构造为接收指令来缩回液压促动器(30)，并且响应于该指令，打开加液阀(74)。
9.如权利要求8所述的液压系统(50)，其特征在于，液压促动器(30)是液压汽缸，构造为移动可移动地连接至机械(10)本体的起重臂(22)，液压汽缸是多个液压汽缸中的一个， 泵(54)选择地构造为向平行的多个液压促动器(30)的第一组第一腔提供流体，并且向平行的多个液压促动器(30)的多个第二腔提供流体； 在过度负载情形中，蓄液器(72)构造为存储从多个第一腔接收的流体；以及 在未过度负载情形中，转矩辅助马达(84)构造为从蓄液器(72)接收存储的流体，从而驱动泵(54)以向多个第一腔提供流体。
【文档编号】F15B21/14GK203926237SQ201420222278
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2013年5月3日
【发明者】马鹏飞, 尚同林, 章佼, 陈大尧, 文岗 申请人:卡特彼勒公司