具有压力补偿器的液压系统的制作方法

专利名称：具有压力补偿器的液压系统的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种液压系统，更具体地说，涉及一种具有压力补偿器的液压 系统。
背景技术：
诸如推土机、装卸机、挖土机、机动平地机和其它种类的重型机器之类的工作 机器使用一个或多个液压致动器来完成各种任务。这些致动器流体地连接至工作机 器上的泵，该泵给致动器内的腔室提供加压流体。电动液压阀装置通常流体地连接 在泵和致动器之间，以控制加压流体的流量以及加压流体流进流出致动器腔室的方 向。将多个致动器流体地连接至共用泵的工作机器液压回路可能会在操作致动器 的过程中经受回路内不合需要的压力波动。具体地说，供给至一个致动器的流体的 压力可能会响应于流体连接至同一液压回路的不同致动器的操作而不合需要地波 动。这些压力波动可能会引起不一致和/或意想不到的致动器移动。此外，压力波 动可能会很剧烈和/或经常发生，以致于引起液压回路部件的故障或过早失效。在1999年3月9日公告的Wilke等的美国专利第5，878，647号('647专利)中描述了 一种减少在供给至液压致动器的流体内的这些压力波动的方法。'647专利描述了一 种液压回路，该液压回路具有两对电磁阀、可变排量泵、储藏箱和液压致动器。一 对电磁阀包括头端供给阀和头端止回阀，该头端止回阀将液压致动器的头端连接至 可变排量泵或储藏箱。另一对电磁阀包括杆端供给阀和杆端止回阀，该杆端止回阀 将液压致动器的杆端连接至可变排量泵或储藏箱。这四个电磁阀中的每一个都与不 同的压力补偿止回阀相关联。每个压力补偿止回阀连接在相关联的电磁阀和致动器 之间，以控制相关联的阀和致动器之间的流体压力。尽管在'647专利中描述的液压回路的多个压力补偿阀会减少液压回路内的压 力波动，但是它们会增大液压回路的成本和复杂性。此外，'647专利的压力补偿阀 无法将液压回路内的压力精确地控制到足以使相关联致动器有最佳性能。
所披露的液压缸旨在克服上述的一个或多个问题。发明内容在一个方面，本发明涉及一种液压系统。液压系统包括加压流体源和带有第一 腔室和第二腔室的流体致动器。液压系统还包括构造成使流体源与第一腔室可选择 地流体连通的第一阀、以及构造成使流体源与第二腔室可选择地流体连通的第二 阀。液压系统还包括供给通道，该供给通道构造成将加压流体从流体源并行引导至 第一阀和第二阀。液压系统还包括设置在第一阀和第二阀之间的信号通道，第一阀 和第二阀与信号通道并行连接。液压系统还包括比例式压力补偿阀，该比例式压力 补偿阀构造成控制在流体源与第一阀和第二阀之间引导的流体的压力。液压系统还 包括设置在供给通道和信号通道之间的至少一个流体通道，以使供给通道和信号通 道流体连通。在另一方面，本发明涉及一种包括阀体的液压阀单元。阀体包括构造成使加压 流体源与流体致动器的第一腔室可选择地流体连通的第一阀、以及构造成使加压流 体源与流体致动器的第二腔室可选择地流体连通的第二阀。阀体还包括并行设置在 第一阀和第二阀之间的供给通道。阀体还包括设置在流体源与第一阀和第二阀之间 的供给通道内的比例式压力补偿阀。该比例式压力补偿阔构造成可控制在第一阔和 第二阀之间引导的流体压力。在另一方面，本发明涉及一种操作液压系统的方法。该方法包括给流体加压；通过供给通道将加压流体引导至与流体致动器的第一腔室连通的第一阀；以及通过供给通道将加压流体引导至与流体致动器的第二腔室连通的第二阀。该方法还包括可选择地操作第一阀和第二阀中的至少一个以移动流体致动器。该方法还包括将加压流体从设置在第一阀和第二闽下游的信号通道引导至压力补偿阀件；以及通过至少一个流体通道将加压流体从供给通道引导至信号通道。该方法还包括响应于 第一阀和第二阀之一的入口和出口的压力来移动比例式压力补偿阀件，从而将穿过 第一阀和第二阀中的至少一个的压差保持在所想要的预定压差范围内。


图1是根据以示例方式披露的实施例的工作机器的概略侧视图; 图2是以示例方式披露的液压回路的示意图；以及 图3是以示例方式披露的另一液压回路的示意图。
具体实施方式
图1示出了工作机器10的示例性实施例。工作机器IO可以是固定的或活动的 机器，它可实施某些类型的与某个行业相关联的操作，诸如采矿、建筑、耕作或该 技术领域中已知的任何其它工作。例如，工作机器IO可以是运土机器，诸如推土 机、装卸机、反铲挖土机、挖土机、机动平地机、自卸卡车、或任何其它运土机器。工作机器io还可包括发电机组、泵、船舶或任何其它合适的实施操作的工作机器。 工作机器10可包括框架12、至少一个工作工具14和将工作工具14连接至框架12 的至少一个液压缸16。可以设想，假如需要的话，可以省略液压缸16而包括液压 马达。框架12可包括任何支承工作机器10移动的结构单元。框架12可以是例如将 动力源(未图示)连接至牵引装置18的固定底架、联动系统的可移动框架构件、 或在该技术领域中已知的任何其它类型的框架。工作工具14可包括用来实施任务的任何装置。例如，工作工具14可以包括叶 片、伊斗、铲子、粗耙子、翻斗、推进装置、或在该技术领域中已知的任何其它实 施任务的装置。工作工具14可通过直接的枢轴20、通过联动系统(液压缸16形 成该联动系统的一个构件)、或者以任何其它合适的方式连接至框架12。工作工具 14可以构造成可相对于框架12枢转、旋转、滑动、摆动、或以该技术领域中已知 的任何其它方式运动。如图2所示，液压缸16可以是配合移动工作工具14的液压系统22内的各种 部件之一。液压系统22可以包括加压流体源24、箱34和阀体90。可以设想，液 压系统22可包括附加的和/或不同的部件，诸如压力补偿器、温度补偿器、位置补 偿器、控制器、蓄积器、以及在该技术领域中己知的其它部件。液压缸16可包括管子46和设置在管子46内的活塞组件48。管子46和活塞 组件48中的一个可枢转地连接至框架12，而管子46和活塞组件48中的另一个可 枢转地连接至工作工具14。可以设想，管子46和/或活塞组件48可以互换地固定 连接至框架12或工作工具14。液压缸16可包括由活塞组件48隔开的第一腔室50 和第二腔室52。第一腔室50和第二腔室52可以可选择地供有由流体源24加压的 流体且与箱34流体连接以引起活塞组件48在管子46内移动，从而改变液压缸16 的有效长度。液压缸16的膨胀和压縮可用来帮助移动工作工具14。活塞组件48可包括与管子46轴向对准且设置在管子46内的活塞54、以及可
连接至框架12和工作工具14 (参见图1)之一的活塞杆56。活塞54可包括第一 液压面58和与第一液压面58相反的第二液压面59。由第一液压面58和第二液压 面59上的流体压力引起的不平衡力会导致活塞组件48在管子46内移动。例如， 第一液压面58上的力大于第二液压面59上的力会引起活塞组件48移动以增大液 压缸16的有效长度。类似地，当第二液压面59上的力大于第一液压面58上的力 时，活塞组件48将在管子46内縮回以减小液压缸16的有效长度。可将诸如O形 圈之类的密封件(未图示)连接至活塞54以限制管子46的内壁和活塞54的外圆 柱面之间的流体流动。流体源24可构造成产生加压流体的流动，并且可包括泵，诸如可变排量泵、 固定排量泵、或在该技术领域内已知的任何其它加压流体源。流体源24可通过例 如副轴(未图示)、皮带(未图示)、电路(未图示)、或任何其它合适方式可驱动 地连接至工作机器10的动力源(未图示)。流体源24可设置在箱34和阀体90之 间。流体源24可专用于将加压流体仅仅供给至液压系统22，或者可将加压流体供 给至工作机器10内的附加液压系统55。箱34可构成储藏库，该储藏库构造成可保持流体供给。流体可以包括例如专 用液压油、发动机润滑油、传动润滑油、或在该技术领域中已知的任何其它流体。 工作机器10内的一个或多个液压系统可从箱34中抽吸流体并将流体返回至箱34。 还可以设想，液压系统22可连接至多个单独的流体箱。阀体90可在其中包括多个膛和导管。具体地说，阀体90可构成罩壳，该罩壳 构造成可容纳、支承和/或构成液压系统的各种部件。阀体90可以通过端口 92与 第一腔室50流体连通、通过端口 94与第二腔室52流体连通、通过端口102与流 体源24流体连通、以及通过端口96、 98、 100与箱34流体连通。具体地说，端口 92、 94、 96、 98、 100、 102可形成在阀体90的边界处，并且可构造成允许阀体90 与流体源24、流体致动器16和箱34之间的连接。可以设想，端口96、 98、 100 可形成为单个端口或任何所想要数量的端口，以允许在阀体90和箱34之间的连接。 阀体90可包括头端供给阀26、头端排放阀28、杆端供给阀30、杆端排放阀32和 比例式压力补偿阀36。阀体90还可包括头端减压阀38、头端补给阀40、杆端减 压阀42和杆端补给阀44。阀体90还可包括流体通道60、 62、 64、 66、 68、 78、 82、往复阀74、止回阀76和节流孔70、 72、 80、 84。可以设想，阔体90可以是 一体的罩壳，并且可以以在该技术领域中已知的任何合适方式连接或安装至框架 12。
头端供给阀26可设置在阀体90内，分别通过端口 102和92与流体源24和第 一腔室50流体连通，并且构造成可调节至第一腔室50的加压流体的流动。具体地 说，头端供给阀26可包括双位弹簧偏置阀件200，该阀件200支承在形成于阀体 90中的膛202中。阀件200可以是电磁致动的，且可构造成在第一位置和第二位 置之间移动，在该第一位置，允许流体流动至第一腔室50，而在该第二位置，阻 断流体流动至第一腔室50。可以设想，头端供给阀26可包括附加的或不同的机构， 诸如比例阀件或在该技术领域中已知的任何其它阀机构。还可以设想，头端供给阀 26可以可选择地液压致动、机械致动、气动致动、或以任何其它合适方式致动。 还可以设想，头端供给阀26可构造成当第一腔室50内的压力超过从流体源24 引导至头端供给阀26的压力时，使流体在回馈事件过程中能从第一腔室50通过端 口 92流过头端供给阀26。头端排放阀28可以设置在阀体90内，分别通过端口 92和100与第一腔室50 和箱34流体连通，并且构造成可调节加压流体从第一腔室50到箱34的流动。具 体地说，头端排放阀28可包括双位弹簧偏置阀件204，该阀件204支承在形成于 阀体90中的膛206中。阀件204可以是电磁致动的，且可构造成在第一位置和第 二位置之间移动，在该第一位置，允许流体从第一腔室50流出，而在该第二位置， 阻断流体从第一腔室50流出。可以设想，头端排放阀28可包括附加的或不同的阀 机构，诸如比例阀件或在该技术领域中已知的任何其它阀机构。还可以设想，头端 排放阀28可以可选择地液压致动、机械致动、气动致动、或以任何其它合适方式 致动。杆端供给阀30可设置在阀体90内，分别通过端口 102和94与流体源24和第 二腔室52流体连通，并且构造成可调节至第二腔室52的加压流体的流动。具体地 说，杆端供给阀30可包括双位弹簧偏置阀件208，该阀件208支承在形成于阀体 90中的膛210中。阀件208可以是电磁致动的，且可构造成在第一位置和第二位 置之间移动，在该第一位置，允许流体流动至第二腔室52，而在该第二位置，阻 断流体流动至第二腔室52。可以设想，杆端供给阀30可包括附加的或不同的阀机 构，诸如比例阀件或在该技术领域中已知的任何其它阀机构。还可以设想，杆端供 给阀30可以可选择地液压致动、机械致动、气动致动、或以任何其它合适方式致 动。还可以设想，杆端供给阀30可构造成当第二腔室52内的压力超过从流体源 24引导至杆端供给阀30的压力时，使流体在回馈事件过程中能从第二腔室52通 过端口 94流过杆端供给阔30。 杆端排放阀32可以设置在阀体90内，分别通过端口 94和100与第二腔室52 和箱34流体连通，并且构造成可调节加压流体从第二腔室52到箱34的流动。具 体地说，杆端排放阀32可包括双位弹簧偏置阀件212，该阀件212支承在形成于 阀体90中的膛214中。阔件212可以是电磁致动的，且可构造成在第一位置和第 二位置之间移动，在该第一位置，允许流体从第二腔室52流出，而在该第二位置， 阻断流体从第二腔室52流出。可以设想，杆端排放阀32可包括附加的或不同的阀 机构，诸如比例阀件或在该技术领域中已知的任何其它阀机构。还可以设想，杆端 排放阀32可以可选择地液压致动、机械致动、气动致动、或以任何其它合适方式 致动。头端供给阀26、头端排放阀28、杆端供给阀30和杆端排放阀32可流体互连。 具体地说，头端供给阀26和杆端供给阀30可并行地连接至上游共同供给流体通道 60和下游共同信号流体通道62。上游共同供给流体通道60和下游共同信号流体通 道62可以是形成于阀体90中的单独导管，并且可以连接头端供给阔膛202和杆端 供给阀膛210。头端排放阀28和杆端排放阀32可并行地连接至下游共同排放通道 64。共同排放通道64可以是形成于阀体90中的导管，并且可以连接头端排放阀膛 206和杆端排放阀膛214，并且终止于端口 100以允许流体流动至箱34。头端供给闽26和头端排放阔28可并行地连接至第一腔室流体通道61。第一 腔室流体通道61可以是形成在阀体90中的导管，该导管可连接头端供给阀膛202 和头端排放阀膛206。第一腔室流体通道导管61可终止于形成在阀体90边界处的 流体端口 92，以允许流体流动至第一腔室50。杆端供给阀30和杆端排放阀32可 并行地连接至第二腔室流体通道63。第二腔室流体通道63可以是形成在阀体90 中的导管，该导管可连接头端供给阀膛210和头端排放阀膛212，并且可终止于流 体端口94，以允许流体流动至第二腔室52。头端减压阀38可流体连接至第一腔室50与头端供给阀26和头端排放阀28 之间的第一腔室流体通道61。头端减压阀38可具有弹簧偏置阀件(未用附图标记 标识出)，该阀件支承在形成于阀体90中的膛(未用附图标记标识出)内。第一腔 室流体通道导管61可连接至头端减压阀膛，并且可终止于端口 96以允许流体通过 头端减压阀38流动至箱34。阀件可朝向阀关闭位置弹簧偏置，并且可对第一腔室 流体通道61内的压力高于预定压力作出响应而移动至阀打开位置。这样，头端减 压阀38可构造成通过允许流体从第一腔室50排放至箱34来减小由作用在工作 工具14和活塞54上的外力引起的液压系统22内的压力尖峰。
头端补给阀40可流体连接至第一腔室50与头端供给阀26和头端排放阀28 之间的第一腔室流体通道61。头端补给阀40可具有阀件(未用附图标记标识出)， 该阀件支承在形成于阀体90中的膛(未用附图标记标识出)内，并且构造成可对 第一腔室流体通道61内的流体压力低于箱34内的流体压力作出响应而允许流体从 箱34流入第一腔室流体通道61 。头端补给阀膛可连接至第一腔室流体通道导管61 ， 以允许流体从端口 96通过头端补给阀40流动至第一腔室50。这样，头端补给阀 40可构造成通过允许流体从箱34充填至第一腔室50来减小由作用在工作工具 14和活塞54上的外力引起的液压系统22内的压力下降。杆端减压阀42可流体连接至第二腔室52与杆端供给阀30和杆端排放阀32 之间的第二腔室流体通道63。杆端减压阀42可具有弹簧偏置阀件(未用附图标记 标识出)，该阀件支承在形成于阀体90中的膛(未用附图标记标识出)内。第二腔 室流体通道导管63可连接至杆端减压阔膛，并且可终止于端口 98以允许流体通过 杆端减压阀42流动至箱34。阀件可朝向阀关闭位置弹簧偏置，并且可对第二腔室 流体通道63内的压力高于预定压力作出响应而移动至阀打开位置。这样，杆端减 压阀42可构造成通过允许流体从第二腔室52排放至箱34来减小由作用在工作 工具14和活塞54上的外力引起的液压系统22内的压力尖峰。杆端补给阀44可流体连接至第二腔室52与杆端供给阀30和杆端排放阀32 之间的第二腔室流体通道63。杆端补给阀44可具有阀件(未用附图标记标识出)， 该阀件支承在形成于阀体卯中的膛(未用附图标记标识出)内，并且构造成可对 第二腔室流体通道63内的流体压力低于箱34内的流体压力作出响应而允许流体从 箱34流入第二腔室流体通道63。杆端补给阀膛可连接至第二腔室流体通道导管63， 以允许流体从端口 98通过杆端补给阀44流动至第二腔室52。这样，杆端补给阀 44可构造成通过允许流体从箱34充填至第二腔室52来减小由作用在工作工具 14和活塞54上的外力引起的液压系统22内的压力下降。阀体90可包括附加的部件以控制液压系统22内的流体压力和/或流动。具体 地说，阀体90可包括设置在下游共同信号流体通道62内的往复阀74。往复阀74 可包括往复阀件(未用附图标记标识出)，该阀件支承在形成于阀体90中的膛(未 用附图标记标识出)内。往复阀膛可连接至下游共同信号流体通道导管62。往复 阀74可构造成对来自头端供给阀26或杆端供给阀30的较高流体压力作出响应， 而将头端供给阀26和杆端供给阀30中具有较低流体压力的一个流体连接至比例式 压力补偿阀36。这样，往复阀74可解析来自头端供给阀26和杆端供给阀30的压
力信号，以允许两个阀中较低的出口压力影响比例式压力补偿阀36的移动。因为往复阀74允许对较高压力作出响应来使较低压力影响比例式压力补偿阀36，所以 比例式压力补偿阀36甚至在回馈事件的过程中都能正确运作。阀体90还可包括压力平衡通道66、 68以控制液压系统22内的流体压力和/ 或流动。流体通道66、 68均可构造成形成于阀体90中的单独导管，以流体连接上 游共同供给流体通道60和下游共同信号流体通道62。流体通道66、 68可分别包 括形成在阀体90内的节流孔70、 72，以减小流体通道66、 68内的压力和/或流动 波动。可以设想，流体通道66、 68或者可以分别形成为头端供给阀件202和杆端 供给阀件210中的导管(未图示)，并且节流孔70、 72可形成在头端供给阀件202 和杆端供给阀件210之内，以减小流体通道66、 68内的压力和/或流动波动。阀体90还可包括设置在比例式压力补偿阀36和上游流体通道60之间的止回 阀76。止回阀76可包括止回阔件(未用附图标记标识出)，该阀件支承在阀体90 内。可以设想，液压系统22和/或阀体90可包括附加的和/或不同的部件以控制液 压系统22内的流体压力和/或流动。比例式压力补偿阀36可以是设置在上游共同供给流体通道60和流体源24之 间的液压一机械致动的比例式控制阀，并且可以构造成控制供给至上游共同供给流 体通道60的流体的压力。具体地说，比例式压力补偿阀36可包括压力补偿阀件 216,该阀件216支承在形成于阀体90中的压力补偿膛218内。比例式压力补偿阀 件可连接至上游共同供给通道导管60，并且还可直接地或借助形成于阀体90中的 入口流体导管(未用附图标记标识出)连接至端口 102。阀件216可被弹簧和液压 偏置成朝向流动通道位置，并且可被液压力偏置成朝向流动阻断位置移动。比例式 压力补偿阀36可以由借助流体通道78从比例式压力补偿阀36和止回阀76之间一 点引导出来的流体朝向流动阻断位置移动。流体通道78可以是形成在阀体90内的 导管，并且可以连接压力补偿膛218和上游共同供给通道导管60。流体通道78可 包括形成在阀体90中的节流孔80，以减小流体通道78内的压力和/或流动波动。 比例式压力补偿阀36可以由借助流体通道82从往复阀74引导出来的流体朝向流 动通过位置移动。流体通道82可以是形成在阀体90内的导管，并且可以连接往复 阀74和压力补偿膛218。流体通道82可包括形成在阀体90内的节流孔84，以使 流体通道82内的压力和/或流动波动最小化。可以设想，压力补偿阀件216可以可 选择地朝向流动阻断位置被弹簧偏置，来自通道82的流体可以可选择地朝向流动 通过位置偏置比例式压力补偿阀36的阀件，并且/或者来自通道78的流体可以可
选择地朝向流动阻断位置移动比例式压力补偿阀36的阀件。还可以设想，比例式压力补偿阀36可以可选择地位于头端供给阀26和杆端供给阀30的下游或在任何 其它合适的位置。还可以设想，假如需要的话，节流孔80和84可以省略。如图3所示，披露了另一液压系统22'，该液压系统22'包括可协作移动工作工 具14的各种部件。另一液压系统22'的描述和操作与上面披露的液压系统22类似， 用相同的附图标记来标识液压系统22、 22'的相同部件。因此，省略了对于相同部 件的详细描述，而在下面仅仅描述另一液压系统22'的不同之处。头端供给阀26和杆端供给阀30可构造成可选择地控制压力平衡通道66、 68 中的流体流动。头端供给阀26可包括双位弹簧偏置阀件200'，该阀件200'支承在 形成于阔体90内的膛202中。类似地，杆端供给阀30可包括双位弹簧偏置阀件 208'，该阀件208'支承在形成于阀体90内的膛210中。与头端阀件200和杆端阀 件208类似的是，头端阀件200'和杆端阀件208'可以电磁致动，并且构造成在第一 位置和第二位置之间移动，在该第一位置，流体通向相应的腔室50、 52，而在该 第二位置，阻断流体流动至相应的腔室50、 52。当头端供给阀26和杆端供给阀30 之一移动至流动通过位置且往复阀74朝向流动通过阀偏置时，流动通过阀的阻断 部分201'、 209'就可阻断流体在压力平衡通道66、 68之一内流动。类似地，当头 端供给阀26和杆端供给阀30之一移动至流动阻断位置且往复阔74远离流动阻断 阀偏置时，流动通过阀的阻断部分201'、 209'就可允许流体在压力平衡通道66、 68 之一内流动。例如，当头端供给阀26移动至流动通过位置时，头端供给阀件200' 的阻断部分201'就阻断压力平衡通道66中的流体流动。类似地，当杆端供给阀30 移动至流动通过位置时，杆端供给阀件208'的阻断部分209'就阻断压力平衡通道 68中的流体流动。工业实用性所披露的液压系统可以应用至包括流体致动器的任何工作机器，其中需要平衡 供给至致动器的压力和/或流体流动。所披露的液压系统可以用低成本的简单构造 来提供高度灵敏的压力调节以保护液压系统的部件，并且提供稳定的致动器性能。 现在来说明液压系统22的操作。液压缸16可响应于操作者的输入来通过流体压力移动。流体可由流体源24 加压，且通过端口 102引导至阀体90。加压流体可进一步从端口 102引导至头端 供给阀26和杆端供给阀30。对操作者的输入作出响应而相对于管子46延伸或回 縮活塞组件48，头端供给阀26和杆端供给阀30之一可移动至打开位置，以将加
压流体引导至第一腔室50和第二腔室52中的适当一个。基本上同时，头端排放阀 28和杆端排放阀32之一可移动至打开位置，以将流体从第一腔室50和第二腔室 52中的适当一个通过端口 100引导至箱34，从而在活塞54上产生压差以引起活塞 组件48移动。例如，假如需要延伸液压缸16，则头端供给阀26可移动至打开位 置以将加压流体从流体源24引导至第一腔室50。基本上与将加压流体引导至第一 腔室50同时，杆端排放阀32可移动至打开位置以允许流体从第二腔室52排放至 箱34。假如需要縮回液压缸16，则杆端供给阀30可移动至打开位置以将加压流体 从流体源24引导至第二腔室52。基本上与将加压流体引导至第二腔室52同时， 头端排放阀28可移动至打开位置以允许流体从第一腔室50排放至箱34。因为多个致动器可流体连接至流体源24，所以诸致动器之一的操作可影响通 向液压缸16的流体的压力和/或流动。假如不调节的话，这些影响会导致液压缸16 和工作工具14不协调的和/或意料不到的运动，并且可能会导致縮短液压系统22 的部件寿命。比例式压力补偿阀36可通过对液压系统22的流体压力作出响应以在 流动通过位置和流动阻断位置之间按比例地移动比例式压力补偿阀36的阀件来考 虑到这些影响，从而在液压系统22的所有供给阀上提供基本上恒定的预定压降。因为头端供给阀26和杆端供给阀30之一可移动至流动通过位置，所以在往复 阀74的流动通过阀侧上的下游共同流体通道62内的压力会低于在往复阀74的流 动阻断阀侧上的下游共同信号流体通道62内的压力。结果，往复阀74可被较高的 压力偏置朝向流动通过阔，从而通过通道82将较低的压力从流动通过阀和流体通 道66、 68之一传递至比例式压力补偿阀36。然后，传递至比例式压力补偿阀36 的较低压力可与比例式压力补偿阀的弹簧力一起作用以抵抗来自流体通道78的压 力。然后，合力可朝向流动阻断位置或流动通过位置移动比例式压力补偿阀36的 阀件。当来自于流体源24的压力下降时，比例式压力补偿阀36可朝向流动通过位 置移动，由此保持上游共同流体通道60内的压力。类似地，当来自于流体源24 的压力增高时，比例式压力补偿阀36会朝向流动阻断位置移动，由此保持上游共 同流体通道60内的压力。这样，比例式压力补偿阀36就可调节液压系统22内的 流体压力。比例式压力补偿阀36还可构造成减小由于液压系统22内发生回馈过程引起的 液压系统22内的压力和/或流动波动。具体地说，在工作工具13的运动过程中， 可能会有以下的情况，工作工具14上的外力在第一腔室50和第二腔室52之一内 产生大于由流体源24供给至头端供给阀26或杆端供给阔30的流体压力的压力。
在这些情况的过程中，该高压流体会回馈以保存能量。具体地说，该高压流体可从第一腔室50和第二腔室52中的适当一个引导至上游共同流体通道60。比例式压 力补偿阀36可通过朝向流动阻断位置移动比例式压力补偿阀36的阀件来接纳这种 高压流体的供给。这样，比例式压力补偿阀36甚至可在回馈过程中提供基本上恒 定的压力。液压系统22'的操作与液压系统22的操作类似，但有下列不同。当头端供给阀 26或杆端供给阀30之一移动至流动通过位置时，在往复阀74的流动通过阀侧上 的下游共同信号流体通道62内的压力会低于在往复阀74的流动阻断阀侧上的下游 共同信号流体通道62内的流体压力。结果，往复阀74可被较高的压力偏置朝向流 动通过阀，从而仅仅将来自流动通过阀的较低压力传递至比例式压力补偿阀36， 因为流体通道66、 68之一内的流体流动会被阻断。例如，当头端供给阀26移动至 流动通过位置时，阀件200'可阻断流体在流体通道66内流动。往复阀74可由较高 压力偏置朝向头端供给阔26，从而将来自头端供给阀26的较低压力传递至流体通 道82。因为阀件200'可阻断流体在压力平衡流体通道66中流动，所以往复阀74 可仅仅将来自头端供给阀26的低压传递至比例式压力补偿阀36，由此减小低压传 递往复阀74的流体流动。各种部件可包括在阀体90中。具体地说，阀体90可提供一种紧凑的液压阀单 元，并且可减少空间和/或材料从而可能减少材料和制造成本。阔体还可通过减少 液压线路接点的数量来提高可靠性，因此可减少泄漏和/或失效的可能且提高信号 强度和/或响应频率。因为比例式压力补偿阀36是液压一机械致动的，所以压力波动在会显著影响 液压缸16的运动或部件寿命之前就可被迅速调和。具体地说，比例式压力补偿陶 36的响应频率可以是200hz或更高，这大大高于通常电磁致动阀约5 15hz的响 应频率。此外，因为比例式压力补偿阀36可以是液压一机械致动的而不是电子控 制的，所以可减小成本。对于熟悉本领域的技术人员来说显而易见的是，可对于所披露的液压系统作出 各种修改和变型。根据说明书和所披露液压系统的实际情况，对于熟悉本领域的技 术人员来说其它实施例也是显而易见的。说明书和例子应该被认为仅仅是示例性 的，而应该由下面的权利要求书及其等同物来指明真正的范围。
权利要求
1.一种液压系统(22)，包括本体(90)，该本体(90)包括第一阀(26)，该第一阀(26)构造成使加压流体源(24)与流体致动器(16)的第一腔室(50)可选择地流体连通；第二阀(30)，该第二阀(30)构造成使所述流体源与所述流体致动器的第二腔室(52)可选择地流体连通；比例式压力补偿阀(36)，该比例式压力补偿阀(36)用于控制在所述流体源与所述第一阀和第二阀之间引导的流体的压力；以及供给通道(60)，该供给通道(60)设置在所述流体源与所述第一阀和第二阀之间，其中，所述第一阀和第二阀并行地连接至所述供给通道，而所述比例式压力补偿阀设置在所述供给通道内。
2. 如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述本体还包括 信号通道(62)，该信号通道(62)设置在所述第一阀和第二阀的下游，所述第一阀和第二阀与所述信号通道流体连通；以及往复阀(74)，该往复阀(74)设置在所述第一阀和第二阀之间的所述信号通 道内，其中，所述往复阀响应于流体压力可选择地使来自所述信号通道的加压流体通过。
3. 如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，还包括 设置在所述供给通道和信号通道之间的第一压力平衡通道(66)和第二压力平衡通道(68)。
4. 如权利要求3所述的液压系统，其特征在于所述第一和第二压力平衡通道使加压流体从所述供给通道通向所述信号通道；并且所述往复阀可选择地使加压流体从所述第一阀和第二阀之一通向所述比例式 压力补偿阀。
5. 如权利要求3所述的液压系统，其特征在于所述第一和第二压力平衡通道使加压流体从所述供给通道通向所述信号通道;并且 所述往复阀可选择地使来自所述第一和第二压力平衡通道之一的加压流体和 来自所述第一阀和第二阀之一的加压流体的组合通向所述比例式压力补偿阀。
6. 如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述本体还包括第三流体通道(81)，该第三流体通道(81)构造成借助所述往复阀将加压流体从所述第一阀和第二阀之一引导至所述比例式压力补偿阀，从而在流动通过位置和流动阻断位置之间偏置比例式压力补偿阀件(216)。
7. —种操作液压系统(22)的方法，包括 给流体加压；通过供给通道(60)将加压流体引导至与致动器(16)的第一腔室(50)连通 的第一阀(26);通过所述供给通道将加压流体引导至与所述致动器的第二腔室(52)连通的第 二阔(30);可选择地操作所述第一阀和第二阀中的至少一个以移动所述致动器； 将加压流体从设置在所述第一阀和第二阀下游的信号通道(62)引导至压力补 偿阀件(216);通过第一压力平衡通道(66)和第二压力平衡通道(68)将加压流体从所述供 给通道引导至所述信号通道；响应于所述第一阀和第二阀之一的入口与所述信号通道之间的压差来移动所 述压力补偿阀件，从而将穿过所述第一阀和第二阀中的至少一个的预定压差保持在 所想要的预定压差范围内。
8. 如权利要求7所述的方法，还包括，响应于压力通过往复阀(74)将加压 流体从所述信号通道引导至所述压力补偿阀件。
9. 如权利要求7所述的方法，可选择地操作所述第一阔和第二阀中的至少一 个还包括移动所述第一阀和第二阀之一的阀件(200'， 208')，以使加压流体从所述供给 通道通向所述致动器并且可选择地阻断加压流体在所述第一压力平衡通道中流动； 以及移动所述第一阀和第二阀中另一个的阀件(200'， 208')，以使加压流体从所述 供给通道通向所述致动器并且可选择地阻断加压流体在所述第二压力平衡通道中 流动。
10. —种工作机器(10)，包括工作工具(14);以及如权利要求l一6中任一项所述的液压系统(22)，该液压系统(22)构造成帮助移动所述工作工具。
全文摘要
一种液压系统(22)具有加压流体源(24)、带有第一腔室(50)和第二腔室(52)的流体致动器(16)、以及本体(90)。该本体具有构造成使流体源与第一腔室可选择地流体连通的第一阀(26)和构造成使流体源与第二腔室可选择地流体连通的第二阀(30)。该本体还具有用于控制在流体源与第一阀和第二阀之间引导的流体压力的比例式压力补偿阀(36)、以及并行设置在流体源与第一阀和第二阀之间的供给通道(61)，该比例式压力补偿阀设置在供给通道内。
文档编号F15B11/00GK101166904SQ200680014614
公开日2008年4月23日 申请日期2006年4月25日 优先权日2005年4月29日
发明者A·M·艾格加, G·R·圣吉曼, M·A·索罗金, R·S·莱曼, 佼 章, 马鹏飞 申请人:卡特彼勒公司;新卡特彼勒三菱有限公司