CN101855457B - 具有加热回路的液压系统 - Google Patents

Abstract

一种液压控制系统，其中用于为液压流体增压的泵与阀组件连接，阀组件具有在腔室内可移置以选择性地指引流体流向由液压系统驱动的负载的阀元件。阀元件的端面上的表面接触来自控制器经由电液电磁阀的流体压力。邻近端面的阀元件的表面具有底切以建立泄露流动路径以选择性地致动电磁阀，以将端面增压到低于阀元件的正常致动但是高到足以引起流体返回排出口的水平，并因此增加系统内液压流体的温度。

Description

具有加热回路的液压系统

技术领域

本发明涉及液压系统，尤其涉及电液控制系统。

背景技术

液压控制系统已经使用于农业和工业领域多年，以致动用于这些目的的车辆中的各种部件。这些部件，一般称为负载，可以是犁、圆盘、锄耕机、螺旋土钻和许多其它类型的装置。液压系统一般包括使液压流体增压而选择性运送到致动器以操作负载的泵(通常由车辆的原动机驱动)。典型的致动器具有在腔室内的、联结到输出轴的活塞。为了移置致动杆，选择性地指引液压流体流向活塞的任一面。这样能够使施加到负载的力远远大于任何操作员可通过机械连杆施加到负载的力。

早期的这种系统使用阀的手动致动控制液压流体流向致动器的活塞的任一侧。由于工具和设备已经变得更复杂和更精细，阀的手动控制已经被电液伺服系统取代。

许多电液系统将增压的流体供应到控制阀的至少一面，并优选控制阀的两面，控制阀指引增压的流体流向致动器。电磁控制阀指引来自适当的源的控制流体，适当的源在典型的情况与致动流体的相同。电磁阀由适当的控制器控制，所以阀元件可遍及车辆分布，而不必邻近手动致动的操作员。使用电信号来控制这个功能也能实现根据安全盈余的附加控制功能和混杂，以及其它先进系统的要求。

然而，电液阀的其中一个问题是，对于农业和工业设备，车辆常常存放在外面并暴露于邻近车辆的任何周围温度。液压流体是粘性受控流体，在低温环境，粘性显著增加。同样的，这种系统的初始启动由于主阀的控制通道相对较小而受到控制输入的迟缓响应，因此引起延迟流体运送到阀元件的末端。已经提出了许多建议，建立次级和分立回路，通过增压并节流到排放口的增压流体来实现系统的加热。然而，这些增加了系统不必要的开支和复杂性。

因此，技术中需要的是用于增加这种系统的液压流体温度的简化系统。

发明内容

本发明的一种形式包括具有壳体的液压控制阀，该壳体具有用于增压流体的入口、连接至所述入口的腔室以及指引流体流向负载的一对出口。一阀元件在所述腔室内可移置以选择性地指引流体流向所述出口，所述阀元件具有响应于流体压力的至少一个表面，以移置所述阀用以选择性地指引增压流体流向所述出口。一装置建立邻近所述阀元件表面的选择性泄漏流动路径，以便增加用于所述阀的液压流体的温度。

本发明的另一形式包括一种液压系统，该液压系统具有用于产生增压流体的泵。一负载通过液压控制阀连接到所述泵并通过一控制器控制，以选择性地指引增压流体流向所述负载用以致动。一液压控制阀具有壳体，该壳体具有连接到来自所述泵的增压流体的入口和用于选择性地指引液压流体流向所述负载的一对出口。一腔室，其连接到所述入口和所述出口，该腔室具有一可移置阀元件以选择性地指引流体流向所述出口。所述阀元件具有响应于流体压力的至少一个表面，以按照所述控制器的指令移置所述阀用以选择性地指引流体流向所述负载。包括一装置，以从邻近所述阀元件上的表面建立选择性泄漏路径，以增加液压流体的温度。

附图说明

图1显示本发明所述的阀连同使用阀元件的液压系统的示意性元件的纵向剖面图。

具体实施方案

参考图1，显示了包括泵10的液压系统，泵10用于具有延伸到控制阀的高压补给线12的液压流体，控制阀总体用参考字符14指示。控制阀14选择性地指引增压流体通过出口管道16和18到致动器20。致动器20包括形成腔室24的壳体22，活塞26在腔室24内往复运动。活塞26连接到输出轴28，所以活塞在腔室24内的移置引起输出轴28线性移置。管道16和18内的增压液压流体作用在活塞26的两个相反侧面上，以控制输出轴28的移置。虽然示出了可线性移置的致动器20，但是对本领域技术人员明显的是，用本发明可使用许多不同形式的液压致动装置。

阀14的控制由控制器30提供，控制器30从线路32接收操作员输入31并可选地从线路34接收温度输入33。也可以提供其它控制输入，例如，对本领域技术人员明显的发动机负载。如所示，控制器30产生电输出以分别通过线路40和42提供给线性电磁阀36和38。如将在下面描述的，电磁阀36和38用作控制通过管道16和18的流体方向。

阀组件14包括中央壳体44，电磁阀壳体46和48通过适合的紧固件固定到中央壳体44。中央壳体44具有纵向孔50，滑阀52位于该纵向孔内用以在轴向移置。滑阀52具有一连串槽脊，使滑阀52能够实现具体功能。为了说明的目的，将仅讨论本发明的操作必要的那些槽脊。一对槽脊54和56与高压通道58配合以选择性地指引来自管线12的增压流体通过槽脊54和56到通道59和60。通道58和60连接到出口62和64，出口62和64又连接到管道16和18。滑阀52具有贮槽腔66，贮槽腔66连接到穿过储液器69通向泵10的返回管线68。本领域技术人员明显的是典型地泵应包括储液器和罐69以提供液压流体给泵10。

滑阀元件52具有端面70和72，端面70和72被压力作用在孔74和76上，将增压流体应用到端面70和72，因此纵向移置滑阀元件52，并指引流体流向管道16或18。孔74和76提供有控制流体分别通过从电磁阀36和38引导的壳体46、48内的通道78和80。孔74和76形成在邻接阀元件52的端面70和72的阀座75和77内。弹簧79和81抵制阀元件52从所示中立位置运动。

电磁阀36和38经由线路40和42从控制器30接收电信号，以指引增压流体流向端面70和72，因此纵向移置滑阀元件52。电磁阀36和38能够是用于本组合的许多阀中的任何一个。这些示出为比例电磁阀，所以通路78和80内的压力，以及因此孔74和76内的压力可变化。

在像图1示出的那些的回路中，通道对粘性的增加敏感。电磁阀36和38内的通道和关联的通道78和80的大小使得高粘性引起压力施加到端面70和72的时间以及因此滑阀元件52对控制输入的响应时间大幅增加。依照本发明，为贮槽区66设置泄露路径，所以增压和排出流体的温度增加被用来增加控制流体和流向致动器20的运动流体的温度。施加到端面70和72的压力由槽脊82和84保持，槽脊82和84与孔50配合以密封端面上的压力。为了提供温度增加，在孔74和76与贮槽区66之间设置泄露路径。虽然可使用许多不同的排列来实现泄露路径，但是这里示出为提供具有底切的槽脊82和84，所以在槽脊82和84的外径与孔50的内径之间存在间隙。这被选择以便提供相对低的流速。这被证明对于提供液压流体适当的温度增加是有效的。因为腔室在阀元件52的相反端，所以这些腔室内的压力互相抵消。然而，控制腔室内的压力被选择在低于克服弹簧79和81的弹簧弹力的水平以使滑阀52从其所示中心中立位置移置。这允许在操作控制致动器20之前产生通过系统的流动，所以温度达到提供适当响应的水平。系统控制器30将信号提供给电磁阀36和38以产生足以达到泄露流速的压力水平并计划减小粘性到可接受的水平。在不需要增加流体的温度时，控制器30指引信号到电磁阀36和38，以在控制腔室内具有零压力并因此使流向贮槽区66的泄露最小化。当温度低于可接受水平时，系统可达到来自线路34的温度输入引起控制器30指令适当的流动的自动化程度。

因此，可看出对阀组件进行最小限度的改造，液压流体设置适当的温度增加，因此改进了液压系统在低温环境下的响应时间。

已经描述了优选实施方式，将变得明显的是如附图定义的，可进行各种更改而不背离本发明的范围。

Claims (21)

1.一种电液阀，包括：

一壳体，其具有一增压流体的入口；

一腔室，其连接到所述入口和一对出口以指引所述流体流向一负载；

一阀元件，其在所述腔室内可移置以选择性地指引流体流向所述出口，所述阀元件具有响应于流体压力的至少一个表面，以移置所述阀元件用以选择性地指引增压流体流向所述出口之一或所述两个出口；以及

一装置，其用于选择性地从邻接所述至少一个表面的所述腔室建立一连续泄漏流动路径，从而在寒冷气候条件下增加所述流体的温度。

2.如权利要求1所述的电液阀，其中所述阀元件在所述腔室内可线性移置。

3.如权利要求2所述的电液阀，其中所述表面建立在所述阀元件的两端。

4.如权利要求1所述的电液阀，其中所述阀元件上的所述表面限定接收增压流体的腔室的至少一个壁，以移置所述阀元件。

5.如权利要求4所述的电液阀，其中邻近所述阀元件上的所述表面提供一泄漏流动路径。

6.如权利要求4所述的电液阀，其中所述阀元件是一滑阀，且所述腔室是一邻近所述滑阀元件的端部的孔，所述泄漏流动路径由邻近所述表面的所述阀元件上的一底切提供。

7.如权利要求1所述的电液阀，其中所述阀元件可退让地维持在一中立位置，且邻近所述阀元件表面提供的压力小于移置所述阀元件所需的压力。

8.如权利要求1所述的电液阀，其中所述表面上的压力由一比例电磁阀控制。

9.如权利要求1所述的电液阀，其中所述泄漏流动路径按需要提供以维持流体温度。

10.如权利要求9所述的电液阀，其中所述腔室内的压力由响应于信号的一电磁阀提供以提供一泄漏流动路径。

11.一种液压致动系统，包括：

一泵，其产生增压液压流体；

一负载，其由增压液压流体致动；

一电液阀，其包括一壳体，所述壳体具有一接收来自所述泵的增压流体的入口，一腔室，该腔室连接到所述入口和一对出口以指引所述增压液压流体流向所述负载；

一阀元件，其在所述腔室内可移置以选择性地指引所述增压液压流体流向所述出口，所述阀元件具有响应于流体压力的至少一个表面以移置所述阀元件用以选择性地指引流体流向所述负载；

一控制器，其用于至少控制到所述表面的流体压力以移置所述阀元件；以及

一装置，其用于选择性地从所述阀元件表面建立一连续泄漏流动路径以增加所述系统内液压流体的温度。

12.如权利要求11所述的液压致动系统，其中所述阀元件在所述腔室内可线性移置。

13.如权利要求12所述的液压致动系统，其中所述阀元件在其两端具有所述表面。

14.如权利要求11所述的液压致动系统，其中所述阀元件上的所述表面形成所述壳体内的一腔室的至少一部分，用于增压流体移置所述阀元件。

15.如权利要求14所述的液压致动系统，其中所述泄漏流动路径由邻近所述阀元件的所述表面的一间隙建立。

16.如权利要求14所述的液压致动系统，其中所述阀元件在一孔内往复运动，以及所述泄漏流动路径由邻近端面的一底切建立。

17.如权利要求11所述的液压致动系统，其中建立产生所述泄漏流动路径的端面上的压力小于移置所述阀元件所需的压力。

18.如权利要求11所述的液压致动系统，其中端面上的压力由电力致动的比例控制阀控制。

19.如权利要求11所述的液压致动系统，其中施加到端面上的所述表面的压力按需要增加液压流体的温度。

20.如权利要求19所述的液压致动系统，其中所述电液阀是电动控制的，以及所述控制器发出电信号以控制所述电液阀。

21.如权利要求20所述的液压致动系统，还包括一温度传感器，其用于感测低于建立所述泄漏流动路径的温度以增加液压流体温度。

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