液压系统的制作方法
【专利摘要】一种控制液压系统(56)的方法包括经由机器(10)的第一闭环回路(58)通过第一泵(66)向第一致动器(26)提供流体，以及经由机器的第二闭环回路(59)通过第二泵(66)向第二致动器(42L)提供流体。该方法还包括经由机器(10)的第三闭环回路(60)通过第三泵(66)向第三致动器(42R)提供流体，以及经由机器的第四闭环回路(61)通过第四泵(66)向第四致动器(32)提供流体。该方法还包括形成包括来自第一回路(58)的流体和来自第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的流体的流体集流，以及在向第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器提供流体的同时将集流引导至第一致动器(26)。
【专利说明】液压系统
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及一种液压系统，并且更具体地，涉及一种具有集流能力的液压系统。
【背景技术】
[0002]传统液压系统包括从罐抽吸低压流体、加压流体并且使加压的流体可用于多个不同致动器以用于使致动器运动的泵。在该布置中，通过选择性地对加压的流体从泵到每个致动器中的流动进行节流(即，限制)能够独立地控制每个致动器的速度。例如，为了使特定致动器以高速运动，流体从泵到致动器中的流动仅进行少量限制。相反，为了使同一或另一致动器以低速运动，在流体流动上设置的限制增大。虽然对于许多应用是足够的，但利用流体限制来控制致动器速度能够导致压力损耗，这降低液压系统的总体效率。
[0003]液压系统的替代类型已知为非计量液压系统。非计量液压系统一般包括以闭环型式连接至单个致动器或连接至串联操作的一对致动器的泵。在操作过程中，泵从致动器的一个室抽吸流体并且将加压的流体排放至相同的致动器的相对室。为了使致动器以较高速度运动，泵以较快的速率排放流体。为了使致动器以较低速度运动，泵以较慢的速率排放流体。非计量液压系统一般比传统液压系统更有效率，因为与流体限制完全不同，致动器的速度是通过泵操作控制的。即，泵被控制为仅排放所需量的流体以使致动器以期望速度运动，并且不需要对流体流动进行节流。
[0004]Izumi等人的美国专利4369625 (’ 625专利)中公开了示例性非计量液压系统。’ 625专利描述了具有集流功能的多致动器非计量液压系统。’ 625专利的液压系统包括摆动回路、吊杆回路、操纵杆回路、铲斗回路、左侧行进回路和右侧行进回路。摆动、吊杆、操纵杆和铲斗回路中的每个具有以闭环方式连接至特定致动器的泵。另外，第一集流阀连接在摆动回路和操纵杆回路之间，第二集流阀连接在操纵杆回路和吊杆回路之间，并且第三集流阀连接在铲斗回路和吊杆回路之间。左侧行进回路和右侧行进回路分别并行连接至铲斗回路和吊杆回路的泵。在该构造中，任何一个致动器能够接收来自多于一个泵的加压的流体。
[0005]虽然对现存非计量液压系统作出了改进，’625专利中公开的非计量液压系统的功能被限制。具体地，单独的回路泵中没有一个能够向多于一个致动器同时提供流体。因此，系统的连接的回路的操作仅可以顺序地执行。例如，当操纵杆在高负载状况中操作时，第一集流阀可以暂时地使通过操纵杆回路提供给操纵杆的流体与来自摆动回路的补充流体结合。虽然这种集流可以有助于满足操纵杆需求，但系统无法在向操纵杆提供集流的同时对操纵杆回路和摆动回路同时进行操作。因此，’625专利中公开的液压系统的操作可能在一些情况中被限制。
[0006]另外，各种致动器的速度和力可能难以控制。例如，’ 625专利的液压系统在左侧行进回路和右侧行进回路以及摆动回路中采用固定位移马达。这些马达仅能够以分别由铲斗回路、吊杆回路和摆动回路的相应泵确定的速度和旋转方向操作。这种构造不允许这些致动器的速度和/或旋转方向改变，除非相关联的泵的排量和/或旋转方向也改变。以此方式控制致动器可能在一些应用中是困难且/或不期望的。
[0007]本发明的液压系统旨在解决上面提及的问题和/或现有技术中的其它问题中的一个或多个。
【发明内容】
[0008]在本发明的示例性实施方式中，一种控制液压系统的方法包括经由机器的第一闭环回路通过第一可变排量泵向第一致动器提供流体，以及经由机器的第二闭环回路通过第二可变排量泵向第二致动器提供流体。该方法还包括经由机器的第三闭环回路通过第三可变排量泵向第三致动器提供流体，以及经由机器的第四闭环回路通过第四可变排量泵向第四致动器提供流体。该方法还包括响应于第一致动器的超过第一泵的流量的需求形成流体的集流。集流包括来自第一回路的流体和来自第二回路、第三回路和第四回路中的至少一个回路的流体。该方法还包括在向第二回路、第三回路和第四回路中的至少一个回路的致动器提供流体的同时将集流引导至第一致动器，使得第一致动器与第二回路、第三回路和第四回路中的至少一个回路的致动器同时操作。
[0009]在本发明的另一示例性实施方式中，一种控制液压系统的方法包括经由第一闭环回路通过第一可变排量泵向第一致动器提供流体，以及经由第二闭环回路通过第二可变排量泵向第二致动器提供流体。该方法还包括经由第三闭环回路通过第三可变排量泵向第三致动器提供流体，以及经由第四闭环回路通过第四可变排量泵向第四致动器提供流体。该方法还包括响应于第一致动器的超过第一泵的流量的需求，使得流体连接至第一回路和第四回路的第一集流阀过渡到通流位置。第一集流阀形成包括来自第一回路的流体和来自第四回路的流体的流体集流。该方法还包括在同时操作第一致动器、第二致动器、第三致动器和第四致动器的同时，将集流经由第一集流阀引导至第一致动器。
[0010]在本发明的另一示例性实施方式中，一种控制液压系统的方法包括经由机器的第一闭环回路通过第一可变排量泵向第一致动器提供流体，以及经由机器的第二闭环回路通过第二可变排量泵向第二致动器提供流体。该方法还包括经由机器的第三闭环回路通过第三可变排量泵向第三致动器提供流体，以及经由机器的第四闭环回路通过第四可变排量泵向第四致动器提供流体。该方法还包括响应于第一致动器的超过第一泵、第二泵和第三泵的组合流量的需求，形成流体的集流。集流包括来自第一回路、第二回路、第三回路和第四回路的流体。该方法还包括在同时操作第一致动器和第四致动器的同时并且在同时对第二致动器和第三致动器进行阻流的同时，将集流引导至第一致动器。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是一种示例性机器的图示；和
[0012]图2是可以与图1的机器结合使用的一种示例性液压系统的示意图。
【具体实施方式】
[0013]图1图示具有相互协作以完成任务的多个系统和部件的示例性机器10。机器10可以实施为固定或移动机器，其执行与诸如采矿、建筑、农业、运输的产业或本领域中已知的另外的产业相关联的一些类型的操作。例如，机器10可以是土方作业机器，诸如挖掘机(图1中所示)、推土机、装载机、反铲机、机动平地机、自动倾卸卡车或任何其它土方作业机器。机器10可以包括能够使作业工具14运动的执行系统12、用于推进机器10的驱动系统16、向执行系统12和驱动系统16提供功率的功率源18、和处于对执行系统12、驱动系统16和/或功率源18进行人工控制的位置的操作员站20。
[0014]执行系统12可以包括联动结构，流体致动器作用在该联动结构上以使作业工具14运动。特别地，执行系统12可以包括吊杆22，其通过一对邻近的双作用液压缸26(图1中仅示出一个)相对于作业表面24围绕水平轴线(未示出)竖向地枢转。执行系统12还可以包括操纵杆28，其通过单个双作用液压缸32围绕水平轴线30竖向地枢转。执行系统12还可以包括单个双作用液压缸34，其操作地连接在操纵杆28和作业工具14之间，以使作业工具14围绕水平枢轴36竖向地枢转。在公开的实施方式中，液压缸34在头端34A处连接至操纵杆28的一部分并且在相对的杆端34B处借助于功率联结件37连接至作业工具14。吊杆22可以枢转地连接至机器10的主体38。主体38可以枢转地连接至底架39并且能够通过液压摆动马达43围绕竖向轴线41运动。操纵杆28可以借助于轴30和36将吊杆22枢转地连接至作业工具14。
[0015]多种不同的作业工具14可以附接至单个机器10并且操作员可控。作业工具14可以包括用以执行特定任务的任何装置，诸如像铲斗、叉形装置、刀、铲、粗齿锯、翻斗、扫帚、吹雪器、推进装置、切割装置、抓取装置或本领域中已知的任何其它任务执行装置。虽然在图1的实施方式中作业工具10被连接以相对于机器10的主体38在竖向方向上枢转并且在水平方向上摆动，作业工具14可以替代地或附加地以本领域中已知的任何其它方式旋转、滑动、打开和闭合、或运动。
[0016]驱动系统16可以包括被供以功率以推进机器10的一个或多个牵引装置。在公开的例子中，驱动系统16包括位于机器10的一侧上的左侧履带40L和位于机器10的相对侧上的右侧履带40R。左侧履带40L可以通过左侧行进马达42L驱动，而右侧履带40R可以通过右侧行进马达42R驱动。可以设想到，驱动系统16可以替代地包括除履带之外的牵引装置，诸如轮、带、或其它已知的牵引装置。机器10可以通过在左侧行进马达42L和右侧行进马达42R之间产生速度和/或旋转方向差来转向，而通过从左侧行进马达42L和右侧行进马达42R产生基本上相等的输出速度和旋转方向可以有利于直线行进。
[0017]功率源18可以实施为发动机，诸如像柴油发动机、汽油发动机、气体燃料供能发动机或本领域中已知的任何其它类型的燃烧发动机。可以设想到，功率源18可以替代地实施为诸如燃料电池、功率存储装置或本领域已知的另外的源的非燃烧功率源。功率源18可以产生机械或电功率输出，其接着可以转换为用于使液压缸26、32、34、左侧行进马达42L和右侧行进马达42R以及摆动马达43运动的液压功率。
[0018]操作员站20可以包括接收来自机器操作员的指示期望机器操纵的输入的装置。特别地，操作员站20可以包括一种或多种操作员交互装置46，例如操纵杆、方向盘、和/或踏板，它们位于靠近操作员座椅(未示出)处。操作员交互装置46可以通过产生指示期望机器操纵的位移信号开始机器10的运动，例如行进和/或工具运动。随着操作员运动交互装置46，操作员可以影响在期望的方向上、以期望的速度和/或以期望的力的相应机器运动。[0019]如图2示意地所示，液压缸26、32、34可以包括本领域中已知的任何类型的线性致动器。每个液压缸26、32、34可以包括管48和布置在管48内的活塞组件50,以形成第一室52和相对的第二室54。在一个例子中，活塞组件50的杆部分50A可以延伸经过第二室54的端部。这样，第二室54可以被认为是液压缸26、32、34的杆端室，而第一室52可以被认为是头端室。
[0020]第一室52和第二室54均可以被选择性地提供有加压的流体和排出加压的流体以使活塞组件50在管48内运动，由此改变液压缸26、32、34的有效长度并且使吊杆22、操纵杆28和/或作业工具14运动(参照图1)。流体流入和流出第一室52和第二室54的流速可以与液压缸26、32、34的平移速度相关，而第一室52和第二室54之间的压差可以与由液压缸26、32、34施加在执行系统12的相关联的联动结构上的力相关。
[0021]摆动马达43(像液压缸26、32、34)可以通过流体压差驱动。特别地，摆动马达43可以包括位于诸如推进器、柱塞或活塞系列(未不出)的泵送机构的任一侧的第一室和第二室(未示出)。当第一室被填充以加压的流体并且第二室排出流体时，泵送机构可以被迫使在第一方向上运动或旋转。相反，当第一室排出流体并且第二室被填充以加压的流体时，泵送机构可以被迫使在相反的方向上运动或旋转。流体流入和流出第一室和第一室的流速可以确定摆动马达43的输出速度，而在泵送机构上的压差可以确定输出转矩。可以设想到，摆动马达43的位移可以是可变的(如果期望的话)，使得对于供应的流体的给定流速和/或压力，摆动马达43的速度和/或转矩输出可以被调节。
[0022]类似于摆动马达43，左侧行进马达42L和右侧行进马达42R均可以通过形成流体压差来驱动。特别地，左侧行进马达42L和右侧行进马达42R均可以包括位于泵送机构(未不出)的任一侧的第一室和第二室(未不出)。当第一室被填充以加压的流体并且第二室排出流体时，泵送机构可以被迫使以在第一方向上运动或旋转相应的牵引装置(40L、40R)。相反，当第一室排出流体并且第二室被填充以加压的流体时，对应的泵送机构可以被迫使以在相反的方向上运动或旋转牵弓I装置。流体流入和流出第一室和第二室的流速可以确定左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的速度，而左侧行进马达42L和右侧行进马达42R之间的压差可以确定转矩。可以设想到，左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的位移可以是可变的(如果期望的话)，使得对于供应的流体的给定流速和/或压力，行进马达42L、42R的速度和/或转矩输出可以被调节。在附加示例性实施方式中，摆动马达43、左侧行进马达42L和右侧行进马达42R中的一个或多个可以是过中心式马达。理解到在这些示例性实施方式中，当改变位移方向时，附加控制和/或负载保持设备可能是必须的。
[0023]如图2图不的，机器10可以包括液压系统56,其具有相互协作以使作业工具14(参照图1)和机器10运动的多个流体部件。特别地，液压系统56可以尤其包括第一液压回路58、第二液压回路59、第三液压回路60、第四液压回路61、第五液压回路62、第六液压回路63、和选择性地流体连接至回路58、59、60、61、62、63中的每个的充量回路64。液压回路58可以是与液压缸26相关联的吊杆回路。液压回路59可以是与左侧行进马达42L相关联的左侧行进回路。液压回路60可以是与右侧行进马达42R相关联的右侧行进回路。液压回路61可以是与液压缸32相关联的操纵杆回路。液压回路62可以是与摆动马达43相关联的摆动回路。液压回路63可以是与液压缸34相关联的铲斗回路。可以设想到，回路的附加和/或不同构造可以包括在液压系统56内，诸如其中公开的致动器中的两个或更多个可以流体地连接至相同液压回路的构造。另外，在示例性实施方式中，回路58、59、60、61、62、63中的一个或多个可以是非计量回路。
[0024]在公开的实施方式中，液压回路58、59、60、61、62、63中的每个可以包括多个互连且协同操作的流体部件，其有利于相关联的致动器的同时和独立使用和控制。例如，每个回路58、59、60、61、62、63可以包括经由通过相对的通道形成的闭环流体地连接至其相关联的旋转和/或线性致动器的泵66。特别地，每个泵66可以经由第一泵通道68和第二泵通道70连接至其旋转致动器(例如，连接至左侧行进马达42L、右侧行进马达42R或摆动马达43)。另外，每个泵66可以经由第一泵通道68和第二泵通道70、杆端通道72和头端通道74连接至其线性致动器(例如，连接至液压缸26、32或34)。为了使旋转致动器在第一方向上旋转，第一泵通道68可以填充以由泵66加压的流体，而第二泵通道70可以填充以离开旋转致动器的流体。为了使旋转致动器的方向反向，第二泵通道70可以填充以由泵66加压的流体，而第一泵通道68可以填充以离开旋转致动器的流体。在特定线性致动器的延伸操作过程中，头端通道74可以填充以由泵66加压的流体，而杆端通道72可以填充以从线性致动器返回的流体。相反，在缩回操作过程中，杆端通道72可以填充以由泵66加压的流体，而头端通道74可以填充以从线性致动器返回的流体。如以下将更详细描述的，在附加示例性实施方式中，进入和离开泵66的流体的流动方向可以保持恒定，而致动器的行进方向可以使用相关联的阀转换。
[0025]每个泵66可以具有可变排量并且可以被控制以从其相关联的致动器抽吸流体并且将流体以特定升高的压力排放回到致动器。在示例性实施方式中，泵66中的一个或多个可以包括排量控制器(未示出)，诸如旋转斜盘和/或其它类似的冲程调节机构。排量控制器的各种部件的位置可以尤其基于致动器中的一个或多个的需求、期望速度、期望转矩和/或负载被电液压和/或液压机械地调节，以由此改变泵66的排量(例如，排放率)。在示例性实施方式中，排量控制器可以响应于左侧行进马达42L、右侧行进马达42R、摆动马达43和液压缸26、32、34中的一个或多个的组合需求改变泵66的排量。泵66的排量可以在第一方向上从零排量位置变化到最大排量位置，在零排量位置处，基本上没有流体从泵66排放，在最大排量位置处，流体以最大速率从泵66排放到第一泵通道68中。类似地，泵66的排量可以在第二方向上从零排量位置变化到最大排量位置，在最大排量位置处，流体以最大速率从泵66排放到第二泵通道70中。在这些示例性实施方式中，泵66可以被构造成在两个方向上抽入和排放流体。虽然图2图示与液压回路58、59、60、61相关联的单向泵66和与液压回路62、63相关联的双向泵66,在附加不例性实施方式中，液压系统56中可以包括单向和双向泵66的任何组合。另外，理解到，泵66中的一个或多个可以是过中心式泵。
[0026]泵66可以通过例如副轴、带或以另外的适当方式可驱动地连接至机器10的功率源18。替代地，泵66可以经由变矩器、齿轮箱、电路或以本领域中已知的任何其它方式间接地连接至功率源18。可以设想到，根据期望，不同回路的泵66可以串联(例如，经由相同轴)或者并行(经由齿轮系)连接至功率源18。泵66还可以选择性地操作为马达。更特别地，当相关联的致动器在超限状况中操作时，从致动器排放的流体可以具有比泵66的输出压力升高的压力。在该情况中，回引经过泵66的致动器流体的升高压力可以在功率源18的辅助下或不在功率源18的辅助下用以驱动泵66旋转。在一些情况下，泵66甚至能够向功率源18赋予能量，由此改进功率源18的效率和/或容量。[0027]在一些操作过程中，可以期望选择性地转换通过线性和/或旋转致动器的流体的流动方向，而不转换泵的旋转方向。例如，当来自液压回路58、59、60、61、62、63中的两个或更多个的流体被引导至特定致动器并且共享流体的液压回路的致动器同时操作时，可能有必要改变致动器中的一个的行进方向，而不改变其它致动器的行进方向。选择性地转换经过致动器的流体的流动方向可以独立于其它致动器的行进方向改变一致动器的行进方向。为此，液压回路58、59、60、61、62、63中的每个可以设有转换阀，其能够使旋转致动器和/或线性致动器与其相关联的泵66和/或其它液压回路部件基本上隔离，以及转换相关联的致动器的行进方向。在示例性实施方式中，转换阀76A可以与液压回路58相关联，转换阀76B可以与液压回路59相关联，转换阀76C可以与液压回路60相关联，并且转换阀76D可以与液压回路61相关联。在进一步示例性实施方式中，附加转换阀可以与液压回路62和63相关联。
[0028]在示例性实施方式中，转换阀76A、76B、76C、76D中的一个或多个可以是任何类型的不变开关式阀。这种阀可以是例如双位或三位四通滑阀，其在一个或多个通流位置之间被螺线管致动，并且被朝向阻流位置弹簧偏置。这些通流位置可以包括例如直接通流位置和交叉通流位置，其中，交叉通流位置可以在与直接通流位置相对或反向的方向上引导流体。当转换阀76A、76B、76C、76D位于通流位置之一中时，流体可以基本上不受限制地流过转换阀76A、76B、76C、76D。当转换阀76A、76B、76C、76D位于阻流位置中时，在第一泵通道68和第二泵通道70内的流体流动会不通过旋转致动器和/或线性致动器并且基本上不影响旋转致动器和/或线性致动器的运动。可以想到，转换阀76A、76B、76C、76D还可以用作负载保持阀。例如，转换阀76A、76B、76C、76D中的一个或多个可以液压地锁定相关联的旋转致动器和/或线性致动器的运动。这种液压锁定可以例如当相关联的致动器具有非零位移且转换阀76A、76B、76C、76D处于它们的阻流位置中时出现。类似的功能性也可以由与图2中所示的各种致动器相关联的专用负载保持阀114和/或其它液压部件提供。可以理解，由于这些阀的结构，专用提升式负载保持阀114及其类似物可以具有比例如卷轴式转换阀76更优的泄漏和漂移特征。
[0029]在附加的示例性实施方式中，转换阀76A、76B、76C、76D中的一个或多个可以是任何类型的可变位置阀。例如，在旋转致动器中的一个或多个被阻止达到零位移的实施方式中，相关联的转换阀76B、76C可以是可变位置阀。这种可变位置转换阀76A、76B、76C、76D可以是例如四通滑阀和/或能够具有这里描述的通流、阻流、限流、流动转换和/或其它功能的任何其它类似的阀或阀组。在另外的示例性实施方式中，转换阀76A、76B、76C、76D中的一个或多个可以包括四个独立的双位两通提升阀。可变位置转换阀可以被构造成可控地改变通过其的流体量。例如，这些阀可以允许任何期望的流体流动通至相关联的致动器和/或来自相关联的致动器。这些期望的流动可以在处于完全打开的通流位置的基本上无限制的流动和处于完全封闭的阻流位置的完全限制的流动(即，无流动)之间改变。在这些示例性实施方式中，除有利于相关联的致动器的隔离和/或选择性流动方向转换之外，转换阀76A、76B、76C、76D可以被构造成可控地改变、增大、减小和/或以其它方式转变相关联的致动器的线性或旋转速度。这些转换阀76A、76B、76C、76D可以被构造成通过限制经过相关联的致动器的流动来独立地转变相关联的致动器的相应速度。例如，在集流操作过程中，泵66之一可以同时向多于一个致动器提供流体。在这些操作中，可以期望转变致动器之一的速度，而不转变从泵66接收流体的剩余致动器的速度，并且可变位置转换阀76A、76B、76C、76D可以被构造成通过可变地限制经过致动器的流体的流动来独立地转变其相关联的致动器的速度。当液压回路58和61的泵66向这些致动器中的每个同时提供流体时，这种流动和/或速度控制可以用于例如独立地转变液压缸26和/或液压缸32的平移速度。可以理解，经过每个液压回路58、59、60、61、62、63的流体的流动可以通过相关联的泵66控制，并且随着该流动通过相应的转换阀76A、76B、76C、76D，利用该流动转变传导性转换阀76A、76B、76C、76D具有改变转换阀76A、76B、76C、76D上的压差的效果。因此，对于经过转换阀76A、76B、76C、76D通至对应致动器的给定流动，如果压力平衡施加至致动器的负载，这种传导性转变将指示致动器的速度。虽然上面关于液压回路58和61的示例性致动器进行描述，可变位置转换阀76A、76B、76C、76D当与回路58、59、60、61、62、63中的任意回路的致动器相关联时具有类似的功能性。
[0030]在另外的示例性实施方式中，转换阀76A、76B、76C、76D中的一个或多个可以包括多个双位或三位不变开关式阀。在另外的示例性实施方式中，转换阀76A、76B、76C、76D中的一个或多个可以包括多个可变位置阀。在图2的示例性实施方式中，转换阀76A和76D可以包括第一阀78、第二阀80、第三阀82和第四阀84，并且第一阀78、第二阀80、第三阀82和第四阀84中的一个或多个可以包括可变位置阀。阀78、80、82、84可以被单独地控制，以允许和/或限制流体在例如液压缸26、32和液压回路58、61的第一泵通道68和第二泵通道70之间通过。在示例性实施方式中，第一阀78、第二阀80、第三阀82和第四阀84中的一个或多个可以包括独立的计量阀。这种第一阀78、第二阀80、第三阀82和第四阀84可以使相关联的线性致动器再生，其可以减小泵流动并且可以由此使相关联的泵66的速度和/或尺寸减小。附加地，经由这些第一阀78、第二阀80、第三阀82和第四阀84计量的独立流动可以辅助最小化节流损失，由此增加液压系统54的效率。
[0031]如图2中所示，液压回路58、59、60、61可以经由一个或多个集流阀选择性地彼此流体连接。特别地，第一液压回路58可以经由集流阀107A选择性地流体连接至第四液压回路61，并且第一液压回路可以经由集流阀107B选择性地流体连接至第二液压回路59。另夕卜，第二液压回路59可以经由集流阀107C选择性地流体连接至第三液压回路60，并且第三液压回路60可以经由集流阀107D选择性地流体连接至第四液压回路61。集流阀107A、107B、107C、107D可以包括一个或多个流动控制部件，其能够有利于在回路58、59、60、61之间引导流体和/或将来自两个或更多个源的流体汇集。在示例性实施方式中，集流阀107A、107B、107C、107D中的一个或多个可以包括多个双位或三位可变(比例式)四通阀。在另外的示例性实施方式中，集流阀107A、107B、107C、107D中的一个或多个可以包括多个类似于转换阀76A、76D的可变位置两通阀。在又一些不例性实施方式中，集流阀中的一个或多个(诸如集流阀107A)可以包括双位不变四通阀。在附加的示例性实施方式中，集流阀中的一个或多个(诸如集流阀107B、107C、107D)可以包括双位可变四通阀。类似于上面讨论的转换阀76A、76B、76C、76D，集流阀中的一个或多个可以包括滑阀，其在一个或多个通流位置之间被螺线管致动，并且被朝向阻流位置弹簧偏置。这些通流位置可以包括例如上述的直接通流位置和交叉通流位置。
[0032]在图2的示例性实施方式中，集流阀107B、107C、107D可以经由通道108、110选择性地流体连接至相应的液压回路58、59、60、61的第一泵通道68和/或第二泵通道70。类似地，集流阀107A可以经由通道116选择性地流体连接至液压回路58、61的第一泵通道68，并且可以经由通道118选择性地流体连接至液压回路58、61的第二泵通道70。通过集流阀107A、107B、107C、107D的各种流体连接，流体可以从一个或多个泵66同时提供至液压系统56的致动器中的任意致动器。集流阀107A、107B、107C、107D还可以被构造成隔离回路58、59、60、61和/或其部件中的一个或多个。
[0033]例如，在一些操作中，可以期望用来自分离的液压回路58、59、60、61的第二泵66的流体的流动来补充由第一泵66提供至特定致动器的流体的流动。为了这些目的，集流阀107A、107B、107C、107D中的一个或多个可以用以将来自不同的对应的液压回路58、59、60、61的泵66的流体引导至致动器，由此将流体的“集流”引导至致动器。在这种集流操作过程中，与液压回路相关联的致动器可以每个被同时操作，其中，集流从液压回路形成。关于例如液压回路58，当液压缸26的需求超过液压回路58的泵66的最大排量时，可能要求这种流体的集流。在这些情况中，集流阀107A可以从阻流位置过渡至通流位置，由此将通过液压回路61的泵66加压的流体与通过液压回路58的泵66加压的流体汇集。作为结果，转换阀76A将流体的集流引导至液压缸26。这种集流操作可以在例如液压缸26和32被同时操作且左侧行进马达42L和右侧行进马达42R同时操作或者左侧行进马达42L和右侧行进马达42R不同时操作时是有用的。但是，在其中由于液压缸26的需求超过液压回路58的泵66的最大排量而需要集流和其中左侧行进马达42L和右侧行进马达42R未操作的应用中，这种集流可以通过使来自液压回路58、59、60、61中的一个或多个的流体汇集而形成。当流体的集流被引导至液压缸26时，与液压缸26相关联的转换阀76A可以用以可变地限制经过液压缸26的流动。在向液压缸26提供集流的同时利用转换阀76A限制流动可以辅助控制液压缸26的速度。可以理解，在附加示例性实施方式中，集流阀107A和/或转换阀76D可以用以可变地限制这种集流。
[0034]在另外的示例性实施方式中，转换阀76A、76D可以用以有利于相关联的线性致动器的流体再生。例如，当阀80、84运动至它们的通流位置并且阀78、82处于它们的阻流位置时，高压流体可以经由转换阀76和阀80、84从线性致动器的一个室输送至另一室，其中仅流体的杆体积(即，由杆部分50A排出的流体的体积)始终穿过泵66。例如，当在液压缸26的延伸过程中再生时，液压回路58的泵66可以以进入第一室52的流动和离开第二室54的流动之间的差量向液压缸26供应流体。类似地，当在液压缸26的缩回过程中再生时，液压回路58的泵66可以以进入第二室54的流动和离开第一室52的流动之间的差量接收来自液压缸26的过多流体。类似的功能性可以替代地通过使阀78、82运动至它们的通流位置，同时保持阀80、84处于它们的阻流位置来实现。
[0035]本领域技术人员将理解，在延伸和缩回过程中流入和流出液压缸26、32、34的第一室52和第二室54的液压流体的相应流速可以不相等。即，由于杆部分50A在第二室54内的位置，与在第一室52内的压力面积相比，活塞组件50可以在第二室54内具有减小的压力面积。相应地，在液压缸26、32、34的缩回过程中，与能够由第二室54消耗的液压流体相比，更多的液压流体可以被迫使离开第一室52，并且在延伸过程中，与被迫使离开第二室54的液压流体相比，更多的液压流体可以由第一室52消耗。为了适应在缩回过程中的过多流体排放和在延伸过程中需要的附加流体，液压缸26、32中的每个可以设有两个备用阀89和两个减压阀(未示出)，其经由相应的连接138、144流体地连接至充量回路64的连接136。类似地，液压缸34可以设有两个备用阀86和两个减压阀88，其经由共同的通道90流体连接至充量回路64。
[0036]如图2中所示，在示例性实施方式中，液压回路58、59、60、61、62中的每个可以设有类似于液压回路63中的备用阀和减压阀的备用阀86和减压阀88布置。附加地，左侧行进马达42L和右侧行进马达42R可以设有两个备用阀89和两个减压阀88，其经由相应的连接140、142流体地连接至充量回路64的连接136，并且在又一些示例性实施方式中，摆动马达43也可以设有这种阀88、89和流体连接。还可以理解，为了避免对液压缸26、32的损害和/或为了以其它方式耗散来自离开液压缸26、32的加压流体的能量，与每个缸26、32相关联的转换阀76A、76D可以被构造成可变地限制甚至在再生过程中经过相应的缸26、32的流动和/或以其它方式减小相应的缸26、32的速度。由于例如与液压回路63相关联的泵66的双向可变排量性质，液压缸34可以不需要使用转换阀。
[0037]如图2中所示，备用阀89可以每个是止回阀或其它类似的阀，其能够限制在第一方向的流动并且当流动压力超过阀的弹簧偏置时仅允许在第二方向的流动。例如，备用阀89可以被构造成选择性地允许来自充量回路64的加压流体经由连接138进入液压缸26的杆端通道72和/或头端通道74。但是，这些阀可以禁止流体在相反方向上通过。
[0038]另一方面，备用阀86可以每个是设置在共同的通道90和第一泵通道68与第二泵通道70之一之间的可变位置两通滑阀，并且每个可以被构造成选择性地允许来自充量回路64的加压流体进入第一泵通道68和第二泵通道70。特别地，备用阀86中的每个可以被从第一位置朝向第二位置螺线管致动，在第一位置处，流体自由地在共同的通道90和相应的第一泵通道68和第二泵通道70之间流动，在第二位置处，当共同的通道90的压力超过第一泵通道68和第二泵通道70的压力阈值量时，来自共同的通道90的流体可以仅流入第一泵通道68和第二泵通道70。备用阀86可以被朝向第一位置或第二位置弹簧偏置，并且在已知具有负备用流体需求的操作过程中仅朝向它们的第一位置运动。备用阀86还可以用以通过至少在中途同时一起运动至它们的第一位置而有利于在特定回路内第一泵通道68和第二泵通道70之间的流体再生。在示例性实施方式中，备用阀86还可以辅助形成用于“开放中心感觉”的旁通流动。例如，这种功能性可以在致动器上的负载增大时和/或在操作员经由交互装置46提供恒力指令时控制相关联的致动器停止。在这些示例性实施方式中，来自泵66的流动可以在这种负载增大和/或恒力指令过程中转向至箱98。这种功能性可以使操作员能够完成精确位置控制任务，诸如利用作业工具14清洁污壁而不破坏污壁。
[0039]可以提供上述减压阀(诸如减压阀88)来允许当流体的压力超过减压阀88的设定阈值时流体从相应的致动器并且从每个液压回路58、59、60、61、62、63释放至充量回路64。减压阀88可以被设定为以相对高的压力水平操作，以便防止对液压系统56的损害，例如以仅可以当液压缸26、32、34到达冲程终止位置并且来自相关联的泵66的流动非零时或者在液压系统56的失效状况过程中达到的水平。
[0040]充量回路64可以包括流体地连接至上述共同的通道90的至少一个液压源。在公开的实施方式中，充量回路64具有两个源，包括充量泵94和蓄能器96，其可以并行地流体连接至共同的通道90，以向液压回路58、59、60、61、62、63提供备用流体。充量泵94可以实施为例如发动机驱动的固定或可变排量泵，其能够从箱98抽吸流体、加压流体并且将流体排放到共同的通道90中。蓄能器96可以实施为例如压缩气体、膜片/弹簧、或囊式蓄能器，其能够蓄积来自共同的通道90的加压流体和将加压流体排放到共同的通道90内。来自充量泵94或者来自液压回路58、59、60、61、62、63 (即，来自泵66和/或旋转致动器和线性致动器的操作)的过多液压流体可以借助于设置在返回通道102中的充量减压阀100被引导到蓄能器96或箱98中。作为共同的通道90和返回通道102内升高的流体压力的结果，充量减压阀100可以从阻流位置朝向通流位置运动。人工服务阀104可以与蓄能器96相关联，以有利于在充量回路64的服务过程中蓄能器96至箱98的排出。
[0041]在机器10的操作过程中，机器10的操作员可以利用交互装置46向控制器124提供识别各种线性和/或旋转致动器的期望运动的信号。基于一个或多个信号，包括来自交互装置46的信号和例如遍布液压系统56的各种压力传感器126和/或位置传感器(未不出)的信号，控制器124可以指令不同阀的运动和/或不同泵和马达的排量/位移转变，以使线性致动器和/或旋转致动器中的特定一个或多个以期望的方式(即，在期望的速度下和/或以期望的力)行进至期望位置。图2中示意性地图示由控制器124接收的示例性信号和发送的控制信号。
[0042]控制器124可以实施为单个微处理器或多个微处理器，其包括基于来自机器10的操作员的输入和基于感测的或其它已知的操作参数用于控制液压系统56的操作的部件。众多商业上可获得的微处理器能够被构造成执行控制器124的功能。应当理解，控制器124可以容易地实施在能够控制多种机器功能的通用机器微处理器中。控制器124可以包括存储器、辅助存储装置、处理器和用于运行应用程序的任何其它部件。各种其它回路可以与控制器124相关联，诸如功率供应回路、信号调节回路、螺线管驱动器回路、和其它类型的回路。
[0043]工业实用性
[0044]公开的液压系统56可以应用于期望改进的液压效率和性能的任何机器。公开的液压系统56可以通过利用非计量技术来提供改进的效率，并且可以通过选择性使用新颖回路构造来提供加强的功能性和控制。现在将描述液压系统56的操作。
[0045]在机器10的操作过程中，位于站20内的操作员可以借助于交互装置46指令作业工具14在期望方向上且以期望速度的特定运动。由交互装置46产生的指示期望运动的一个或多个相应信号连同机器性能信息(例如传感器数据，诸如压力数据、位置数据、速度数据、泵排量数据和本领域已知的其它数据)一起可以提供给控制器124。
[0046]响应于来自交互装置46的信号并且基于机器性能信息,控制器124可以产生指向泵 66 和指向阀 76A、76B、76C、76D、86、107A、107B、107C、107D、114 的控制信号。例如，为 了延伸液压缸26，控制器124可以产生使液压回路58的泵66将流体排放到第一泵通道68中的控制信号。另外，控制器124可以产生使转换阀76A朝向其直接或交叉通流位置运动和/或保持在其直接或交叉通流位置的控制信号。例如，在图2的示例性实施方式中，来自控制器124的控制信号可以使阀80、82朝向它们的通流位置运动和/或保持在它们的通流位置，并且可以使阀78、84朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。转换阀76A的这种构造可以允许流体经由头端通道74从第一泵通道68通至液压缸26的第一室52，同时允许流体经由杆端通道72从液压缸26的第二室54通至第二泵通道70。在流体从转换阀76A进入第二泵通道70之后，流体可以返回至泵66。
[0047]如果在液压缸26的运动过程中第一泵通道68或第二泵通道70内的流体的压力变得过大(例如在超限状况过程中)，流体可以经由减压阀88和共同的通道90从加压通道释放至箱98。相反，当第一泵通道68或第二泵通道70内的流体的压力变得过低时，来自充量回路64的流体可以被允许经由共同的通道90和备用阀86进入液压回路58。
[0048]为了缩回液压缸26，转换阀76A可以被控制以使经过液压缸26的流动方向反向。例如，在图2的示例性实施方式中，来自控制器124的控制信号可以使阀78、84朝向它们的通流位置运动和/或保持在它们的通流位置，并且可以使阀82、80朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。转换阀76A的这种构造可以允许流体经由杆端通道72从第一泵通道68通至液压缸26的第二室54，同时允许流体经由头端通道74从液压缸26的第一室52通至第二泵通道70。在流体从转换阀76A进入第二泵通道70之后，流体可以返回至泵66。
[0049]由于转换阀76A的各种构造，通过液压缸26的流体的流动方向及由此液压缸26的行进方向可以被选择性地且可变地转换，而不转变相关联的泵66的流动方向。通过液压缸26的流体的流动方向也可以独立于例如通过液压系统56的其它致动器的流体的流动方向被选择性地且可变地转换。另外，在其中转换阀76A包括一个或多个可变位置阀的示例性实施方式中，经过液压缸26的流动可以被可变地限制，使得液压缸26的速度可以独立于液压系统56的其它致动器的速度转变和/或以其它方向被控制。这种独立的方向和/或速度控制可以在其中集流被提供至液压缸26的各种应用中是有利的。例如，当来自液压回路59、60、61中的一个或多个的流体与来自液压回路58的流体汇集时，这种独立控制可以使液压缸26能够与和液压回路59、60、61相关联的致动器同时运动和/或以其它方式同时操作，但以与这些致动器不同的速度和/或在不同的方向上。如以下将更详细描述的，液压系统56的集流操作可以用于满足超过单个泵66的流量的致动器流动需求。
[0050]在示例性实施方式中，集流阀107A、107B、107C、107D可以使液压系统56的致动器能够满足超过与致动器相关联的单独的泵66的流量的流动需求。例如，在其中左侧行进马达42L和/或右侧行进马达42R被操作而不操作液压缸26、32的行进操作过程中，来自控制器124的控制信号可以使转换阀76B、76C朝向它们的直接或交叉通流位置运动和/或保持在它们的直接或交叉通流位置，并且可以使转换阀76A、76D朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。如果相应的液压回路59、60的泵66能够满足左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的相应流动需求，集流阀107A、107B、107C、107D可以保持在它们的阻流位置，使得流体不在液压回路58、59、60、61之间共享。该阀构造可以允许流体从液压回路59的泵66通过转换阀76B和左侧行进马达42L并回到回路59的泵66。该阀构造也可以允许流体从液压回路60的泵66通过转换阀76C和右侧行进马达42R并回到回路60的泵66。
[0051]但是，如果左侧行进马达42L和/或右侧行进马达42R的流动需求超过其相关联的泵66的流量，来自控制器24的控制信号可以使集流阀107A、107B、107C、107D中的一个或多个朝向通流位置运动和/或保持在通流位置，使得集流可以被提供至左侧行进马达42L和/或右侧行进马达42R，由此满足该需求。例如，在其中需要机器10的相对快速运动的操作中，诸如在接近最高速度的公路或越野行进过程中，液压回路59的泵66可能不具有足够的流量来满足左侧行进马达42L的需求，并且液压回路60的泵66可能不具有足够的流量来满足右侧行进马达42R的需求。在这种操作中，集流阀107BU07D和转换阀76B、76C可以被控制以朝向它们的通流位置运动和/或保持在它们的通流位置。在该构造中，液压回路58、59的泵66可以经由转换阀76B向左侧行进马达42L提供流体的集流，并且液压回路60、61的泵66可以经由转换阀76C向右侧行进马达42R提供流体的集流。在这种集流操作中，如果泵66的汇集流量超过相关联的左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的需求，可变位置集流阀107BU07D和/或可变位置转换阀76B、76C可以被控制以根据希望分别限制经过左侧行进马达42L和/或右侧行进马达42R的流动。
[0052]可以理解，通过集流阀107BU07D可以有利于类似的集流操作，以在其中机器10是固定式的应用中(即，在其中不需要左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的运动的应用中)给液压缸26、32提供流体的集流。例如，如果不需要左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的运动且液压缸26的流动需求超过液压回路58的泵66的流量，来自控制器124的控制信号可以使集流阀107B朝向其通流位置运动，同时集流阀107A、107C、107D被控制以朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。在该构造中，液压回路58、59的泵66可以经由集流阀107B和转换阀76A向液压缸26提供流体的集流。替代地，如果不需要左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的运动且液压缸32的流动需求超过液压回路61的泵66的流量，来自控制器124的控制信号可以使集流阀107D朝向其通流位置运动，同时集流阀107A、107B、107C被控制以朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。在该构造中，液压回路60、61的泵66可以经由集流阀107D和转换阀76D向液压缸32提供流体的集流。在这种集流操作中，如果泵66的汇集流量超过液压缸26或液压缸32的需求，可变位置集流阀107BU07D和/或可变位置转换阀76A、76D可以被控制以根据希望分别限制经过液压缸26和/或液压缸32的流动。
[0053]在另外的操作中，诸如其中通过机器10处理地面或地下的过重材料的挖掘应用中，操作员可以在机器10静止的同时要求液压缸26、32同时运动，并且在这些致动器之一上的流动需求可以超过两个泵66的汇集流量。在这种操作过程中，包括由三个或四个泵66提供的流体的集流可以被引导至缸26、32以满足需求。例如，如果不需要左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的运动并且液压缸26的流动需求超过液压回路58、59的泵66的汇集流量，来自控制器124的控制信号可以使集流阀107BU07C朝向它们的通流位置运动，同时集流阀107AU07D被控制以朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。在该构造中，液压回路58、59、60的泵66可以经由集流阀107B、107C和转换阀76A向液压缸26提供流体的集流。在这种三泵集流操作中，如果泵66的汇集流量超过液压缸26的需求，可变位置集流阀107BU07C和/或可变位置转换阀76A可以被控制以根据希望限制经过液压缸26的流动。
[0054]在其中通过液压回路58、59、60的泵66向液压缸26提供集流仍不足以满足液压缸26的流动需求的附加操作中，液压回路61的泵66可以在机器10静止的同时且在同时操作液压缸32的同时用以增加该集流。例如，在这些操作过程中，来自控制器124的控制信号可以使集流阀107A、107B、107D朝向它们的通流位置运动，同时集流阀107C被控制以朝向其阻流位置运动和/或保持在其阻流位置。在该构造中，液压回路58、59、60、61的泵66可以经由集流阀107A、107B、107D和转换阀76A向液压缸26提供流体的集流。在这种操作中，来自控制器124的控制信号可以使转换阀76A的阀78、84朝向它们的通流位置运动和/或保持在它们的通流位置，并且可以使转换阀76A的阀82、80朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。转换阀76A的这种构造可以允许流体经由杆端通道72从第一泵通道68通至液压缸26的第二室54，同时允许流体经由头端通道74从液压缸26的第一室52通至第二泵通道70。在这种四泵集流操作中，如果在液压缸26、32同时操作过程中泵66的汇集流量超过液压缸26的需求，可变位置集流阀107A、107B、107D和/或可变位置转换阀76A可以被控制以根据希望可变地限制经过液压缸26的流动。附加地，由于转换阀76A、76D的构造，在液压缸26、32的这种同时集流操作过程中，液压缸26的速度和/或方向可以独立于液压缸32的相应速度和/或方向转变。此外，在液压缸26的缩回过程中，备用阀89和转换阀76A可以允许离开第一室52的流体中的一些绕开泵66并且直接流入第二室54。在这些操作中，转换阀76A可以根据希望可变地限制经过液压缸26的流动，以减小液压缸26的速度。特别地，阀78、82可以朝向它们的通流位置过渡和/或保持在它们的通流位置，同时阀80、84可以朝向它们的阻流位置过渡和/或保持在它们的阻流位置，以辅助这种可变流动限制。虽然上面的三和四泵控制策略是关于液压缸26的操作描述的，可以理解，类似的控制策略可以被采用以向液压缸34提供这种流体的集流。附加地，虽然关于图2的单向泵66示出的方向箭头指示经过相应的液压回路58、59、60、61的示例性逆时针流动，可以理解，在附加示例性实施方式中，这种单向泵66可以被构造成在示例性顺时针方向上引导流体经过液压回路58、59、60、61中的一个或多个。
[0055]在另外其它的操作中，诸如其中在操纵杆28延伸的同时且在机器10行进的同时缩回吊杆22的土方作业应用，操作员可以要求左侧行进马达42L和右侧行进马达42R和液压缸26、32同时运动。在这种操作过程中，来自控制器124的控制信号可以使转换阀76A、76B、76C、76D朝向它们的直接或交叉通流位置运动和/或保持在它们的直接或交叉通流位置。如果相应的液压回路59、60、61、62的泵66能够满足左侧行进马达42L和右侧行进马达42R和液压缸26、32的相应流动需求，集流阀107A、107B、107C、107D可以保持在它们的阻流位置，使得流体不在液压回路58、59、60、61之间共享。转换阀76A可以引导流体从液压回路58的泵66通至液压缸26的第二室54，并且可以引导流体从液压缸26的第一室52通回至泵66。同时,转换阀76D可以引导流体从液压回路61的泵66通至液压缸32的第一室52，并且可以引导流体从液压缸32的第二室54通回至泵66。另外，该阀构造可以引导流体从液压回路59的泵66通过转换阀76B和左侧行进马达42L并回到回路59的泵66。类似地，该阀构造可以弓I导流体从液压回路60的泵66通过转换阀76C和右侧行进马达42R并回到回路61的泵66。
[0056]但是，如果液压缸26的流动需求超过液压缸58的泵66的流量，或者如果液压缸32的流动需求超过液压缸61的泵66的流量，来自控制器124的控制信号可以使集流阀107A朝向其通流位置运动，由此使来自液压回路61的流体与来自液压回路58的流体汇集。该集流可以被引导至液压缸26或液压缸32，由此满足流动需求。在集流阀107A有利于在液压回路58、61之间集流的同时，集流阀107B、107C、107D可以朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。来自的液压回路58、61的剩余流体可以被提供至液压缸26和液压缸32中的另一个。在该构造中，液压回路58、61的泵66可以经由集流阀107A和转换阀76A向液压缸26提供流体的集流。在这种操作中，来自控制器124的控制信号可以使转换阀76A的阀78、84朝向它们的通流位置运动和/或保持在它们的通流位置，并且可以使转换阀76A的阀82、80朝向它们的阻流位置运动和/或保持在它们的阻流位置。转换阀76A的该构造可以允许流体的集流经由杆端通道72从第一泵通道68通至液压缸26的第二室54，同时允许流体经由头端通道74从液压缸26的第一室52通至第二泵通道70。作为结果，液压缸26、32以及左侧行进马达42L和右侧行进马达42R可以同时操作，同时集流被提供至液压缸26或液压缸32。在这种同时集流操作中，如果泵66的汇集流量超过液压缸26或液压缸32的需求，可变位置集流阀107A和/或可变位置转换阀76A、76D可以被控制以根据希望分别可变地限制经过液压缸26或液压缸32的流动。附加地，由于转换阀76A、76B、76C、76D的构造，在液压缸26、32和左侧行进马达42L和右侧行进马达42R的这种同时集流操作过程中，液压缸26的速度和/或方向可以独立于液压缸32的相应速度和/或方向转变。
[0057]如上所述，液压缸26可以在缩回操作过程中使从第一室52排放的流体比在第二室54内消耗的多，并且可以在延伸操作过程中使消耗的流体比从第二室54排放的多。在这些操作过程中，与液压缸26相关联的转换阀76A和/或备用阀86可以被操作以允许过多的流体进入并且填充蓄能器96(当过多的流体例如在超限状况过程中具有足够高的压力时)，或者离开并且补充液压回路58，由此提供进入和离开回路58的泵66的流体的中间平衡。
[0058]当离开液压缸32的第一室52的流体的压力升高时，流体的再生在液压缸26的缩回操作过程中是可能的。当第二室54中的压力高于第一室52中的压力时，流体的再生在液压缸26的延伸操作过程中也是可能的。特别地，在上述缩回操作过程中，两个备用阀89可以允许离开第一室52的流体中的一些绕过泵66并且直接流入第二室54。可以理解，与液压缸26的非再生运动相比，泵66上的流动需求可以在再生操作过程中减小。因此，上述再生操作可以有助于减小泵66上的负载，同时仍满足操作员需求，由此增加机器10的效率。泵66的旁通还可以降低泵66过速的可能性。在这些操作过程中，与液压缸26相关联的转换阀76A可以根据希望可变地限制经过液压缸26的流动，以影响再生过程中液压缸26的速度。这种限制可以有利于能量耗散并且改进液压缸26的可控性。
[0059]在液压系统56的公开的实施方式中，由泵66提供的流动可以基本上不受限制，使得在致动过程中不会不必要地浪费显著的能量。因此，本发明的实施方式可以提供改进的能量利用和保存。另外，液压系统56的非计量操作可以在一些应用中允许减少或者甚至完全取消用于控制与线性致动器和旋转致动器相关联的流体流动的计量阀。该减少可以产生复杂性较低和/或较廉价的系统。
[0060]本发明的液压系统56还可以提供改进的致动器控制。特别地，当两个或更多个泵66被操作以向不同液压回路的致动器提供流体的集流由此同时操作致动器时，与每个致动器相关联的转换阀可以通过可变地限制经过致动器的流动来选择性地且独立地转变相关联的致动器的速度。与每个致动器相关联的转换阀也可以选择性地且独立地转变经过每个致动器的流动方向。可变位置转换阀也可以辅助在再生过程中独立地减小线性致动器速度。在隔离的或流体地连接的液压回路中的单独的致动器的这种独立控制可以增加液压系统56的效率、可控性和功能性。
[0061]本领域技术人员清楚能够对公开的液压系统作出各种修改和变型。通过考虑公开的液压系统的说明书和实践，本领域技术人员将清楚其它实施方式。说明书和例子旨在仅被认为是示例性的，真正的范围由权利要求书及其等效指明。
【权利要求】
1.一种控制液压系统(56)的方法,包括: 经由机器(10)的第一闭环回路(58)通过第一可变排量泵(66)向第一致动器(26)提供流体； 经由机器(10)的第二闭环回路(59)通过第二可变排量泵(66)向第二致动器(42L)提供流体； 经由机器(10)的第三闭环回路(60)通过第三可变排量泵(66)向第三致动器(42R)提供流体； 经由机器(10)的第四闭环回路(61)通过第四可变排量泵(66)向第四致动器(32)提供流体； 响应于第一致动器(26)的超过第一泵(66)的流量的需求形成流体的集流，集流包括来自第一回路(58)的流体和来自第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的流体；以及 在向第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器提供流体的同时将集流引导至第一致动器(26)，使得第一致动器(26)与第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器同时操作。
2.根据权利要求 1所述的方法，其中，集流包括来自第一回路(58)、第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少三个回路的流体，集流是响应于第一致动器(26)的超过第一泵(66)与第二、第三和第四泵(66)之一的组合流量的需求形成的。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在第一致动器(26)与第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器的同时操作过程中，可变地限制经过第一致动器(26)的集流流动。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在第一致动器(26)与第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器的同时操作过程中，独立于第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器的速度和方向转变第一致动器(26)的速度和方向中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括对离开第一致动器(26)的流体流动的一部分进行引导以重新进入第一致动器(26)，所述流体流动的一部分绕过第一泵(66)。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括在第一致动器(26)与第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器的同时操作过程中，使第一致动器(26)在第一方向上运动，并且使第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器在与第一方向相反的第二方向上运动。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括在第一致动器(26)与第二回路(59)、第三回路(60)和第四回路(61)中的至少一个回路的致动器的同时操作过程中，使用第二致动器(42L)和第三致动器(42R)中的至少一个致动器使机器(10)运动。
【文档编号】F15B13/06GK104011406SQ201280063635
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年10月19日 优先权日:2011年10月21日
【发明者】M·L·克纽斯曼, B·A·埃德勒, P·奥普登博世 申请人:卡特彼勒公司