可变负载感测开放式中心混合系统的制作方法_3

文档序号:8947230阅读:来源:国知局
出),该传动装置连接到使用了开放式中心液压阀系统110的设备的原动机(例如,内燃机)。
[0059]每个阀114中的阀芯118指引液压流体流向相关的液压端口 122和124并允许流体从相关的液压端口 122和124流出以引起例如活塞在缸之内移动,从而引起安装了开放式中心液压阀110的设备的功能方面的运动的操作,其对熟练技术人员是公知的,且可由熟练技术人员仅通过参照图1中的示意图确定。为了以下说明,将假设液压端口 122和124以与图2A、2B和2C中所示相似的方式分别液压地连接到活塞128之上或之下的缸126。
[0060]从图1中可以看出并且将在下面进一步描述,当阀芯118由阀芯致动器120导致在中间位置(开放式中心芯130未受阀芯118限制),且一方面开放式中心芯130或储罐运送通道132与另一方面同阀芯118相关的一对液压端口 122和124之间的流体通道被阀芯118阻断时,没有净液压流体流向液压端口 122和124或从液压端口 122和124流出,从而流到活塞128的任一侧的缸126,且因此,活塞128不移动。反而,由定量栗116以恒定流速(对于给定发动机速度)运送的液压流体无限制地通过开放式中心芯130和阀芯118的开放式中心流到储罐运送通道132和液压流体储罐112,在该液压流体储罐处液压流体被再次栗送。因此,活塞128和缸126相关的功能(例如动臂的位置)没有变化,因为在活塞128之上或之下的缸126中的液压流体没有净变化。活塞128因此不会移动。
[0061]如图1所示,如果阀芯致动器120被操作员致动而引起阀芯118从中间位置移动到第一非中间位置,那么由定量栗116运送的液压流体的恒流由开放式中心芯130的阀芯118的局部限制引起以增加压力。参照图1,开放式中心芯130中的流体压力的增加通过开放式中心/动力芯通道140被连通到动力芯138。如图1所示,致动的阀芯118允许增压的液压流体从动力芯138流到与致动的阀芯118相关的第一液压端口 122,而流入活塞128之下的缸126。致动的阀芯118同时允许流体从连接到活塞128上方的缸126流出,通过与致动的阀芯118相关的第二液压端口 124。该流体流过储罐运送通道132而到达液压流体储罐112 (在此处流体被再次栗送)。因此,净效应是压力之下的液压流体流入活塞128之下的缸126,液压流体从活塞128之上的气缸126流出。这引起活塞128和相关负载134上升且功能改变(例如,这引起动臂以及任何相关负载上升)。
[0062]另一方面,如图1所示,如果阀芯操作员操作致动器120以引起阀芯118从中间位置移动到第二非中间位置,再一次引起开放式中心130的局部限制,并引起流体流经开放式中心芯130以增加压力。液压压力的该增加再一次通过开放式中心/动力芯通道140使开放式中心芯130连通到动力芯138。同时,致动的阀芯118允许液压流体流出活塞128之下的缸126,通过与致动的阀芯118相关的所连接的液压端口 122且通过储罐运送通道132而流到液压流体储罐112。同时,阀芯指引加压流体(由于开放式中心芯130中的开口被阀芯118局部限制,在来自定量栗116的压力之下)从动力芯138流经相关的液压端口 124而流入活塞128之上的缸126。因此,压力之下的液压流体被引入活塞128之上的缸126,液压流体从活塞128之下的缸126排出。这引起活塞128下降且设备功能改变(例如,引起动臂和任何相关负载被降低)。技术人员当然将会理解阀114中的阀芯118的致动可被用以操作一些具有移动部件的不同设备功能,且将不限于动臂(或反铲装载机)。
[0063]在下文中描述图1所示的开放式中心液压阀系统110的操作的更多细节。本文中关于与单个具体功能相关的单个阀114内单一阀芯118(及其相关的一对液压端口 122和124)的操作的解释是说明性的,且不限于单个具体阀芯118或阀114,并也适用于在开放式中心液压阀系统110之内的其他阀芯118和阀114。
[0064]因为用于开放式中心液压系统110的栗是定量栗116,由定量栗116提供的液压流体的流动在安装了系统10的设备的给定发动机速度下是恒定的。
[0065]当开放式中心液压系统110中的阀114中的阀芯致动器120在中间位置时,所有相关的阀芯118同样也在中间位置。如图1所示,阀芯118的中心是打开的,通向相关的液压端口 122和124(从开放式中心芯130或动力芯138)、或从液压端口 122和124(通向储罐运送通道132)的净流路被阀芯118阻断,且由定量栗116从液压流体储罐112以恒定流速栗送的所有净液压流体流动无限制地流过开放式中心芯130、通过阀芯118、流到储罐运送通道132,随后回到液压流体储罐112,该液压流体流在此可被再次栗送。
[0066]当与开放式中心液压系统110有关的其中一个功能被致动时,与该功能有关的阀芯致动器120被设备操作员致动,以便(向左或向右,如图1的示意图所示)移动相关的阀芯118,以便局部地限制或“挤压”通过开放式中心芯130到储罐运送通道132的开口。液压流体流在开放式中心芯130中被阀芯118的该局部限制局部地限制流到储罐运送通道132,并反过来增加了开放式中心芯130中定量栗116以恒流提供的液压流体的压力。开放式中心芯130中引起增加的液压流体压力通过开放式中心/动力芯通道140被液压地传输到动力芯138。
[0067]如果旨在引起活塞128移动到如图1所示的第一非中间位置(从而,例如,提升动臂和相关负载)使所选的阀芯致动器120致动,随后不仅开放式中心芯130被局部地限制以引起开放式中心芯130中发生压力增加,并被传输到动力芯138,而且阀芯118同时打开阀114中在相关的液压端口 122 (在图2B所示的方式中,液压地连接到活塞128之下的缸126)与动力芯138之间的液压通道。在动力芯138中液压压力已增加的液压流体通过相关的液压端口 122传输。同时,致动的阀芯118打开阀114中相关的液压端口 124(在图2B所示的方式中,液压地连接到活塞128之上的缸126)与储罐运送通道132之间的液压通道。结果是来自动力芯138的压力之下的液压流体流过相关的液压端口 122并开始填充活塞128之下的缸126,且允许液压流体离开活塞128之上的缸126,流过相关的液压端口124流入储罐运送通道132从而回到液压流体储罐112,在此液压流体可被再次栗送。通过将加压的液压流体添加到活塞128之下的缸126,以及通过减少活塞128之上的缸126中的液压流体,活塞128与其相关负载134被提升。
[0068]相反,如果旨在引起活塞移动到如图1所示的第二非中间位置(例如,使得动臂下降)使所选的阀芯致动器120致动,随后不仅致动的阀芯118引起开放式中心芯130被局部地限制以引起开放式中心芯130中流体压力增加,并经由开放式中心/动力芯通道140被液压地传输到动力芯138,而且致动的阀芯118打开阀114中相关的液压端口 124 (液压地连接到活塞128之上的缸126)与动力芯138 (具有加压的液压流体)之间的液压通道。同时,致动的阀芯118打开阀114中相关的液压端口 122(在图2C所示的方式中,液压地连接到活塞128之下的缸126)与储罐运送通道132之间的通道,允许液压流体从活塞128之下的缸126流出,流到储罐运送通道132和液压流体储罐122。结果是来自动力芯138的压力之下的液压流体开始填充活塞128之上的缸126,且液压流体开始离开活塞128之下的缸126。活塞128与其相关负载134降低(在该示例中,动臂和负载被降低)。
[0069]因为图1所示的开放式中心液压阀系统110使用定量栗116,该定量栗在安装了系统110的设备的给定发动机速度下以恒流操作,用于产生未使用的液压流体流(例如当阀芯118在中间位置时,不断地流过开放式中心芯130的液压流体)的所有功率是一种损失。然而,在这种系统中的定量栗116的尺寸和功率必须不仅适应足够的液压流动和系统压力以操作由阀114在额定负载条件下操作的多种功能,而且为了系统正常运转,还必须维持通过开放式中心芯130 (也克服线路损耗)的恒定液压流动。因此开放式中心液压阀系统110需要相对较大和强劲的定量栗116恒定运行。而且,如上所述,在这种系统中需要使定量栗116的功率的相当大部分输送常常未被该系统的功能使用的液压流体流,例如恒定通过开放式中心芯130到达液压流体储罐112,仅为了被再次栗送(当一个或多个、常常是所有的阀芯118没有被致动且功能被闲置时)。因此,开放式中心液压阀系统110中固有地效率相当低。
[0070]—些因素刺激了设备制造商和液压系统设计师来试图克服包括开放式中心液压阀系统110的液压阀系统的低效和缺点。新的排放标准和对于节约燃料的期望已引起设计者和制造商试图通过实现更大的马力管理,设计出更节约燃料以及更高效能的设备和液压系统。制造商和设计者也同样希望避免提供尺寸、重量和费用显著增加的现有技术系统的替代物。由于上述系统110的栗被固定,所以整体栗流动总是在最高功能压力被加压。阀中的节流损失,尤其是在低流量需求时(即,在缓慢移动期间),可能是巨大的。
[0071]—个可能的替代是用变量活塞栗替代图1所示的开放式中心液压阀系统110的定量栗116。然而,在这种可能的替代中,开放式中心液压阀系统110中现有的阀114将需要被相当大、相当重且相当
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