具有超压保护的液压控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种液压控制系统并且，尤其地，涉及一种具有超压保护的液压控制系统。
【背景技术】
[0002]诸如挖掘机、装载机、推土机、机动平土机的机器，及其它类型的重型设备，使用由机器上的泵供给液压流体的一个或多个致动器完成各种任务。这些致动器通常是基于操作员接口装置的致动位置进行速度控制的。例如，操作员接口装置，如操纵杆、踏板或其它适合装置能够移动以产生指示相关液压致动器的期望速度的信号。当操作员移动接口装置时，该操作员期望液压致动器在相关的预定速度下移动。
[0003]在某些情况下，提供给(多个)致动器的流体的压力很可能超过期望水平。这种超压情况可能发生，例如，当作业工具运动变为失速时(如，当作业工具撞上不动物体时)。在这些情况下，该致动器或相关系统的其它部件可能会出故障或被损坏。因此，应该注意避免这种情况的发生。
[0004]通常地，使用两种不同方式之一处理超压情况。第一，当系统压力超过期望压力时，与系统相关联的主压力安全阀(relief valve)就会打开。然后，系统的高压流体经过打开的阀门被排入低压罐，从而减小系统的压力。虽然有效，但是这种策略效率很低，因为排放的流体包含大量浪费的能源。同时，浪费的能源以热的形式消散，这就引发其自身的冷却问题。第二种处理高压的方式为实施被称为高压截断的泵控制策略，检测到超压情形就自动地减少泵的输出。由于系统中加压流体被消耗，泵输出减少允许系统压力相应减少。虽然也有效，但是高压截断可能会引起动力的突然的意外下降。另外，高压截断自身可能响应不足以确保不发生有害的超压峰值。
[0005]在某些情形下，主安全阀可以与高压截断策略一起使用。特别地，当系统压力增加时，能控制泵以减少动力，且当系统压力进一步增加并超过期望水平时，主安全阀能打开以保护系统部件不受破坏性极端损害。然而，这种策略可能仍会引起操作员意想不到的和不期望的动力下降。
[0006]这里公开的液压控制系统旨在克服以上提出的一个或多个问题和/或现有技术中的其它问题。
【发明内容】
[0007]本发明的一个方面涉及一种液压控制系统。该液压控制系统可包括罐、被配置为从罐中抽取流体并给流体加压的泵、致动器以及控制阀，被配置为将流体从泵选择性地引导到致动器以及从致动器选择性地引导到罐以移动致动器。该液压系统还可具有主安全阀，当引导到致动器中的流体的压力超过第一阈值压力时，主安全阀可移离闭合位置以将加压流体传送到罐中，该液压系统还可具有与泵连通的控制器。控制器可被配置为:当引导到致动器中的流体压力超过第二阈值压力时，主安全阀移离闭合位置后，选择性地减少泵的排量。
[0008]本发明的另外一方面涉及一种操作液压控制系统的方法。该方法可包括用泵给流体加压，并将加压流体从泵引导到致动器并将流体从致动器中排出以移动致动器。该方法可进一步包括:当致动器处的流体的压力超过第一阀值压力时，将主安全阀从闭合位置移离，并且当致动器处的流体压力超过第二阀值压力，主安全阀移离闭合位置之后，减少泵的排量。
【附图说明】
[0009]图1为处于作业环境中的示例性公开机器的示意图；
[0010]图2为可与图1中的机器配合使用的示例性公开液压控制系统的示意图；以及
[0011]图3是可用于图2中液压控制系统的示例性公开控制图。
【具体实施方式】
[0012]图1示出了示例性机器10，机器10具有协同挖掘土制材料并将土制材料装载到附近的拖车12上的多个系统和部件。在描述的例子中，机器10为液压挖掘机。然而，可以设想，机器10能选择性地实施为另一种类型的挖掘或物料处理机器，如反向铲、前铲机、平路机、推土机或其它相似机器。除了别的之外，机器10还可包括:实施系统14，被配置为在沟内或粧上的挖掘位置18与倾卸位置20，例如，在拖车12上方之间移动作业工具16。机器10还可包括用于人工控制实施系统14的操作员站22。可以设想，如果需要，机器10能执行除了装车之外的操作，如起重、挖沟、物料搬运、散装物料移除、平整、推土等等。
[0013]实施系统14可包括通过流体致动器起作用以移动作业工具16的连杆结构。特别地，实施系统14可包括通过一对相邻的双作用液压缸28 (只在图1中示出)可相对于作业表面26垂直枢转的动臂24。实施系统14还可包括通过单、双作用液压缸36可相对于动臂24绕水平枢转轴线32垂直枢转的斗杆30。实施系统14可进一步包括操作地连接到作业工具16以相对于斗杆30绕水平枢转轴线40垂直倾斜作业工具16的单、双作用液压缸38。动臂24可枢转地连接到机器10的框架42，同时框架42可枢转地连接到底盘构件44，并通过回转马达49绕垂直轴线46回转。斗杆30可通过枢转轴线32和40枢转地将作业工具I6连接到动臂24。可以设想，在实施系统14中可包括不同数量和/或类型的流体致动器，如果需要，可以以上述方式以外的方式连接。
[0014]许多不同的作业工具16可以附接到单个机器10并可通过操作员站22控制。作业工具16可包括用于执行特定任务的任何装置，诸如，举例而言，铲斗、叉形装置、铲、铁铲、破碎机、剪叉、抓斗、抓斗器、磁铁或本领域已知的任何其它任务执行装置。虽然在图1的实施例中连接以相对于机器10举起、摇摆和倾斜，但是作业工具16能选择地或另外以本领域已知的其它方式旋转、滑动、扩展、打开和关闭或移动。
[0015]操作员站22可被配置为接收指示期望的作业工具移动的机器操作员的输入。特别地，操作员站22可包括一个或多个接口装置48，接口装置实施为，例如，位置邻近驾驶座的单轴或多轴操纵杆(未示出)。接口装置48可以为比例型控制器，被配置为通过产生指示作业工具在特定方向上的期望速度和/或力的作业工具位置信号来为作业工具16定位和/或定向。位置信号可用于驱动液压缸28、36、38和/或回转马达49中的任何一者或多者。可以设想，不同的接口装置可选择或另外包括在操作员站22中，例如，如车轮、旋钮、推拉装置、开关、踏板以及本领域中已知的其它装置。
[0016]如图2所示，机器10可包括具有协同移动作业工具16(见图1)和机器10的多个流体部件的液压控制系统150。具体而言，液压控制系统150可包括第一回路50，被配置为接收来自第一源51的第一加压流体流，且包括第二回路52，被配置为接收来自第二源53的第二加压流体流。第一回路50可包括并联连接以接收第一加压流体流的动臂控制阀54、铲斗控制阀56及左行控制阀58。第二回路52可包括并联连接以接收第二加压流体流的右行控制阀60、斗杆控制阀62及回转控制阀63。可以设想，在第一回路50和/或第二回路52中可包括额外控制阀机构，例如，一个或多个附接控制阀及其它合适的控制阀机构。
[0017]第一源51和第二源53可从一个或多个罐64中抽取流体并且使流体加压到预定水平。特别地，第一源51和第二源53中的每一者可实施一个泵浦机构，诸如，举例而言，可变排量泵(图2所示)、固定排量泵或者本领域中已知的其它源。第一源51和第二源53能通过，例如，副轴(未示出)、皮带(未示出)、电路(未示出)或者以任何其它合适的方式各自单独地且可驱动地连接到机器10的动力源(未示出)。或者，第一源51和第二源53中的每一者能通过液力变矩器、减速齿轮箱或者其它合适的方式间接连接到动力源。第一源51能产生第一加压流体流，独立于第二源53产生的第二加压流体流。第一加压流体流和第二加压流体流可处于不同压力水平和