CN108368691B - 工程机械的液压控制装置及液压控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的工程机械的液压系统包括：动臂缸，其用于使工程机械的动臂工作；主控阀，其具有动臂控制滑阀，该动臂控制滑阀选择性地通过动臂头液压管线和动臂杆液压管线向所述动臂缸的动臂头室和动臂杆室供应来自液压泵的工作油；再生装置，其通过液压再生管线连接至所述动臂缸的所述动臂头室，且用于回生所述动臂缸的能量；再生阀单元，其设置于所述液压再生管线，且具有排出量控制阀，该排出量控制阀用于控制通过所述液压再生管线流动的工作油的流量；以及控制单元，其连接至所述主控阀和所述再生阀单元而控制所述主控阀和所述再生阀单元的动作，并控制为，在动臂下降低速模式下通过所述再生装置排出工作油以使所述动臂以第一速度下降，在动臂下降高速模式下通过所述再生装置和所述主控阀排出工作油以使所述动臂以大于第一速度的第二速度下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程机械的液压系统及液压控制方法。更详细而言，涉及一种用于控制升降工程机械的动臂的动臂缸的工程机械的液压系统及液压控制方法。
背景技术
在诸如挖掘机的工程机械中，为上下升降前作业装置，可以使用液压缸。例如，可以使用发动机动力旋转液压泵，随着从所述液压泵吐出的工作油经由主控阀流入动臂缸并产生所述动臂缸的行程来使动臂上升。另一方面，使动臂下降时，可以利用所述前作业装置的自重，使工作油从所述动臂缸通过所述主控阀被排出至排泄槽。在这种动臂下降动作中，由于所述前作业装置所具有的势能无法被有效运用而丢弃，因而正在开发一种用适当的方法对其进行回收来再利用的技术。
发明内容
技术课题
本发明的一课题在于，提供一种具有能够增加工程机械的每小时作业量的动臂能量再生装置的工程机械的液压系统。
本发明的另一课题在于，提供一种使用上述工程机械的液压系统的液压控制方法。
技术方案
用于达成上述本发明的一课题的示例性的实施例的工程机械的液压系统包括：动臂缸，其用于使工程机械的动臂工作；主控阀，其具有动臂控制滑阀，该动臂控制滑阀选择性地通过动臂头液压管线和动臂杆液压管线向所述动臂缸的动臂头室和动臂杆室供应来自液压泵的工作油；再生装置，其通过液压再生管线连接至所述动臂缸的所述动臂头室，且用于回生所述动臂缸的能量；再生阀单元，其设置于所述液压再生管线，且具有排出量控制阀，该排出量控制阀用于控制通过所述液压再生管线流动的工作油的流量；以及控制单元，其连接至所述主控阀和所述再生阀单元而控制所述主控阀和所述再生阀单元的动作，并控制为，在动臂下降低速模式下通过所述再生装置排出工作油以使所述动臂以第一速度下降，在动臂下降高速模式下通过所述再生装置和所述主控阀排出工作油以使所述动臂以大于第一速度的第二速度下降。
在一些示例性的实施例中，所述控制单元可以包括控制阀，该控制阀施加用于开闭所述排出量控制阀的先导信号压。
在一些示例性的实施例中，所述控制阀可以是电磁比例减压阀。
在一些示例性的实施例中，所述再生阀单元还可以包括止回阀，该止回阀设置于所述排出量控制阀的前方的所述液压再生管线。
在一些示例性的实施例中，所述再生阀单元还可以包括开闭阀，该开闭阀设置于连接所述液压再生管线和所述动臂杆室的连接管线而用于向所述动臂缸的动臂杆室选择性地供应通过液压再生管线排出的工作油的一部分。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械的液压系统还可以包括旁通阀，其具备于操作所述动臂的操作部与所述主控阀之间而用于阻断来自所述操作部的控制压力被传递至所述主控阀。
在一些示例性的实施例中，所述控制单元可以控制为在所述动臂下降低速模式下开放所述排出量控制阀并阻断来自操作部的控制压力被传递至所述动臂控制滑阀。
在一些示例性的实施例中，所述控制单元可以控制为在所述动臂下降高速模式下开放所述排出量控制阀并使来自操作部的控制压力被传递至所述动臂控制滑阀。
在一些示例性的实施例中，来自所述动臂头室的工作油可以经由所述动臂头液压管线和所述动臂控制滑阀被排出至排泄槽。
在一些示例性的实施例中，所述再生装置可以包括连接至所述液压再生管线的液压电机，所述液压电机可以连接至发动机的驱动轴并向所述液压泵提供旋转力。
在一些示例性的实施例中，所述再生装置还可以包括连接至所述液压再生管线的蓄能器。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械的液压系统还可以包括：开闭阀，其设置于连接至所述蓄能器的所述液压再生管线而用于向所述蓄能器选择性地供应工作油。
在用于达成所述本发明的另一课题的示例性的实施例的工程机械的液压控制方法中，决定是否在用于回收工程机械的动臂能量的再生模式中使用动臂下降高速模式。在未选择所述动臂下降高速模式的情况下，通过利用液压再生管线连接至动臂缸的动臂头室的再生装置从所述动臂头室排出工作油以使所述动臂以第一速度下降。在选择了所述动臂下降高速模式的情况下，通过所述再生装置从所述动臂头室排出工作油，并通过利用动臂头液压管线连接至所述动臂缸的动臂头室的主控阀从所述动臂头室排出工作油以使所述动臂以大于所述第一速度的第二速度下降。
在一些示例性的实施例中，决定是否使用所述动臂下降高速模式的步骤可以包括在所述再生模式中选择动臂下降低速模式和所述动臂下降高速模式中的某一个，所述方法可以包括：在选择了所述动臂下降低速模式的情况下，阻断来自操作所述动臂的操作部的控制压力被传递至所述主控阀的动臂控制滑阀。
在一些示例性的实施例中，阻断向所述主控阀传递来自所述操作部的控制压力的步骤可以包括：阻断具备于所述操作部与所述主控阀之间的旁通阀。
在一些示例性的实施例中，所述方法可以包括：在选择了所述动臂下降高速模式的情况下，向所述主控阀的动臂控制滑阀传递来自操作所述动臂的操作部的控制压力。
在一些示例性的实施例中，通过所述再生装置从所述动臂头室排出工作油的步骤可以包括开放设置于所述液压再生管线的排出量控制阀。
在一些示例性的实施例中，所述再生装置可以包括连接至所述液压再生管线的蓄能器和液压电机。
在一些示例性的实施例中，所述方法还可以包括：在所述动臂下降高速模式下阻断向所述蓄能器供应工作油。
在一些示例性的实施例中，所述方法还可以包括：在选择了动臂下降通常模式的情况下，阻断所述液压再生管线，并向所述主控阀的动臂控制滑阀传递来自操作部的控制压力。
发明的效果
在一些示例性的实施例的工程机械的液压系统及液压控制方法中，能够在动臂下降时通过再生装置回收动臂能量来减少燃料消耗量来改善燃料效率。此外，能够加快动臂下降速度以增加每小时作业量来改善生产性。尤其，能够在反复进行动臂上升和下降作业的作业(例如，装车作业)中使生产性最大化。
但是，本发明的效果不限于上面提及的效果，在不脱离本发明的思想和领域的范围内，可以被多样地扩展。
附图说明
图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的侧面图。
图2是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的液压回路图。
图3是在图2的液压系统中选择了动臂下降低速模式的情况的液压回路图。
图4是示出在图2的液压系统中选择了动臂下降高速模式的情况的液压回路图。
图5是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的液压回路图。
图6是在图5的液压系统中选择了动臂下降低速模式的情况的液压回路图。
图7是示出在图5的液压系统中选择了动臂下降高速模式的情况的液压回路图。
图8是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压控制方法的顺序图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。本发明的实施例为向本领域的一般的技术人员更完整地说明本发明而提供，以下实施例可以被变形为多种不同的形态，本发明的范围并不限于以下实施例。反而，这些实施例为使本公开更充实、完整，并向本领域的技术人员完整地传递本发明的思想而提供。此外，为了说明的方便性和清晰性，图中各层的厚度或尺寸被夸张。
贯穿整个说明书，当提及一构成要素位于另一构成要素“上”或与另一构成要素“连接”或“连结”而配置时，可以解释为上述一构成要素直接位于另一构成要素“上”或与其“连接”或“连结”而接触，或者可以存在介于其之间的又一构成要素。反之，当提及一构成要素“直接”位于另一构成要素“上”、与该另一构成要素“直接连接”或“直接连结”而配置时，解释为不存在介于其之间的别的构成要素。相同的符号指相同的要素。如同在本说明书中使用，术语“和/或”包括该列举的项目中的一个和一个以上的所有组合。
本说明书中，尽管“第一”、“第二”等术语为说明多种部件、部品、区域和/或部分而使用，显而易见地，这些部件、部品、区域和/或部分不应限于这些术语。这些术语仅为区分一个部件、部品、区域或部分与另一区域或部分而使用。因此，待下面详述的第一部件、部品、区域或部分即使不脱离本发明的教示也可以指第二部件、部品、区域或部分。
此外，诸如“上的”或“上方的”和“下的”或“下方的”的相对性术语可以如图解于图中为描述某些要素相对于另一些要素的关系而使用此处。相对性术语可以理解为意欲包括图中描绘的方向以外的装置的其他方向。例如，若图中装置被翻转(turned over)，则被描绘为存在于其他要素的上部的面上的要素将具有上述其他要素的下部的面上的方向。因此，举例而言的术语“上的”可以依赖于图中特定的方向而既包括“下的”方向，也包括“上的”方向。若构成要素朝向别的方向(相对于别的方向旋转90度)，则可以依此解释本说明书中使用的相对性的说明。
本说明书中使用的术语为说明特定实施例而使用，并不用于限制本发明。如同在本说明书中使用，除非上下文中明确指出另外的情况，单数形式可以包括复数形式。此外，本说明书中使用的“包括(comprise)”和/或“包括……的(comprising...)”用于特定所提及的形状、数字、步骤、动作、部件、要素和/或这些的组合的存在，而不是排除一个以上的其他形状、数字、动作、部件、要素和/或组合的存在或附加。
下面参照示意性地图示本发明的优选实施例的附图对本发明的实施例进行说明。在附图中，例如，根据制造技术和/或公差(tolerance)，可以预想到一些所图示的形状的变形。因此，本发明思想的实施例不应解释为限于本说明书所图示的区域的特定形状，而是应包括例如制造上导致的形状的变化。以下实施例也可以被组合一个或多个而构成。
图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的侧面图。图2是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的液压回路图。图3是在图2的液压系统中选择了动臂下降低速模式的情况的液压回路图。图4是示出在图2的液压系统中选择了动臂下降高速模式的情况的液压回路图。
参照图1至图3，工程机械10可以包括下部行驶体20、能够旋回地搭载于下部行驶体20上的上部旋回体30以及设置于上部旋回体30的驾驶室50和前作业装置60。
下部行驶体20可以支撑上部旋回体30，并利用在发动机100产生的动力使诸如挖掘机的工程机械10行驶。下部行驶体20可以是包括无线轨道的无线轨道式行驶体。与此不同地，下部行驶体20可以是包括行驶轮的轮式行驶体。上部旋回体30具备作为底座的上部框架32，且在下部行驶体20，可以在与地面平行的平面上旋转来设定作业方向。驾驶室50可以设置于上部框架32的左侧前方部，前作业装置60可以安装于上部框架32的前方部。
前作业装置60可以包括动臂70、斗杆80以及铲斗90。在动臂70与上部框架32之间可以设置有用于控制动臂70的动作的动臂缸72。在动臂70与斗杆80之间可以设置有用于控制斗杆80的动作的斗杆缸82。另外，在斗杆80与铲斗90之间可以设置有用于控制铲斗90的动作的铲斗缸92。随着动臂缸72、斗杆缸82以及铲斗缸92伸长或收缩，动臂70、斗杆80以及铲斗90可以实现多种动作，且前作业装置60可以执行多种作业。此时，动臂缸72、斗杆缸82以及铲斗缸92可以由从液压泵200、202供应的工作油伸长或收缩。
另一方面，可以具备能量再生系统，其用于再生动臂70下降时从动臂缸72排出的动臂能量。具有多个阀的再生阀单元400可以构成所述能量再生系统的一部分。
如后述，这种能量再生系统可以将动臂70下降时从动臂缸72吐出的高压的工作油蓄压于蓄能器500或旋转液压电机510来辅助发动机的功率。
如图2所图示，一些示例性的实施例的工程机械的液压系统可以包括：连接至发动机100的至少一个液压泵200、202；用于使所述前作业装置工作的至少一个驱动器72、82、92；设置于所述液压泵与所述驱动器之间的流路而控制所述驱动器的动作的主控阀300(MCV)；用于再生所述前作业装置的能量的再生装置；以及用于控制所述前作业装置的动作的控制单元600。
在一些示例性的实施例中，发动机100是诸如挖掘机的工程机械的驱动源，可以包括柴油发动机。至少一个液压泵200、202可以通过动力传递装置(PTO，Power take-off)连接至发动机100。虽然图中未图示，但在发动机100可以连接有先导泵和追加性的液压泵。从而，来自发动机100的动力可以被传递至液压泵200、202和所述先导泵。
液压泵200、202可以通过液压管线210连接至主控阀300。主控阀300可以通过液压管线210从液压泵200、202接受工作油并供应至诸如动臂缸72、斗杆缸82、铲斗缸92等的所述驱动器。
主控阀300可以通过高压液压管线220分别连接至包括动臂缸72、斗杆缸82以及铲斗缸92的多个驱动器。从而，诸如所述动臂缸、斗杆缸以及铲斗缸的驱动器可以分别由从液压泵200、202吐出的工作油的液压来驱动。
例如，动臂控制滑阀310可以通过动臂头液压管线222和动臂杆液压管线224分别与动臂缸72的动臂头室72a和动臂杆室72b连接。从而，动臂控制滑阀310可以被切换而向动臂头室72a和动臂杆室72b选择性地供应从液压泵200吐出的工作油。
驱动所述驱动器的工作油可以通过回程液压管线212返回至排泄槽T。在一些示例性的实施例中，在动臂下降通常模式下，动臂下降时来自动臂头室72a的工作油可以通过动臂头液压管线222经由动臂控制滑阀310被排出至排泄槽T。此外，动臂上升时来自动臂杆室72b的工作油可以通过动臂杆液压管线224经由动臂控制滑阀310被排出至排泄槽T。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械的液压系统可以包括再生阀单元400，其设置于连接至动臂头室72a的液压再生管线230而用于控制向所述再生装置的工作油的供应。所述再生阀单元可以包括排出量控制阀410、止回阀420以及辅助流量控制阀430，但不限于此，且可以包括适合于能量再生系统的多种阀。
液压再生管线230可以连接至动臂头室72a。来自动臂锁紧阀76的液压管线可以从动臂头液压管线222与液压再生管线230分歧。排出量控制阀410可以设置于液压再生管线230，且控制通过液压再生管线230流动的工作油的流量。止回阀420可以设置于排出量控制阀410的前方的液压再生管线230以保持(holding)动臂70而选择性地开闭液压再生管线230。开闭阀240可以设置于连接液压再生管线230和动臂杆室72b的连接管线240而向动臂缸72的动臂杆室72b选择性地供应通过液压再生管线230排出的工作油的一部分。
在一些示例性的实施例中，控制单元600可以根据被选择的控制模式向所述再生阀单元输出先导信号压来控制通过液压再生管线230的向所述再生装置的工作油的供应。
控制单元600可以包括用于选择控制模式的选择部、根据所述被选择的控制模式施加电信号的控制部以及用于输出相应于被施加的所述电信号的先导信号压的第一至第三控制阀。
具体而言，所述第一控制阀可以向排出量控制阀410施加相应于从所述控制部施加的电信号的先导信号压。所述第一控制阀可以是电磁比例减压阀(EPPRV)。从所述第一控制阀输出的先导信号压可以被供应至排出量控制阀410的左侧端口而切换至图2的图中右侧方向来开放液压再生管线230。就排出量控制阀410而言，根据控制滑阀的位置，待通过流量的开度面积可变。从而，排出量控制阀410能够控制液压再生管线230的开闭动作或所通过的流量。
所述第二控制阀可以向止回阀420施加相应于从所述控制部施加的电信号的先导信号压。所述第二控制阀可以是电磁比例减压阀(EPPRV)。从所述第二控制阀输出的先导信号压可以被供应至止回阀420来开放液压再生管线230。止回阀420可以是由所述先导信号压开放的先导操作止回阀(pilot-operated check valve)。
所述第三控制阀可以向开闭阀430施加相应于从所述控制部施加的电信号的先导信号压。所述第三控制阀可以是电磁比例减压阀(EPPRV)。从所述第三控制阀输出的先导信号压可以被供应至开闭阀430的左侧端口而向图2的图中右侧方向切换来开放连接管线240。因此，动臂杆室72b可以通过连接管线240连接至液压再生管线230，从而向动臂缸72的动臂杆室72b供应动臂下降时动臂缸72的头侧与杆侧之间的面积差导致的不足流量。
在一些示例性的实施例中，所述再生装置可以利用动臂70下降时从动臂缸72的动臂头室72a吐出的高压的工作油再生能量。所述再生装置可以包括蓄能器500和液压电机510。液压再生管线230的一端可以被分歧而分别连接至蓄能器500和液压电机510。
蓄能器500可以储存动臂下降时从发动臂缸72的动臂头室72a吐出的高压的工作油。在连接至蓄能器500的液压再生管线230可以设置有开闭阀502而控制向/来自蓄能器500的工作油的供应/排出。
具体而言，所述控制单元可以包括第四控制阀，其用于输出相应于被施加的电信号的先导信号压，所述第四控制阀可以向开闭阀502施加所述先导信号压。所述第四控制阀可以是电磁比例减压阀(EPPRV)。从所述第四控制阀输出的先导信号压可以转换开闭阀502来阻断向/来自蓄能器500的工作油的供应/排出。
液压电机510可以连接至发动机100的驱动轴，且辅助发动机输出来向辅所述液压泵提供旋转力。液压电机510可以通过具有规定的齿轮比的动力传递装置(PTO)连接至发动机100的驱动轴。
在一些示例性的实施例中，主控阀300可以包括液压式控制阀。动臂控制滑阀310可以由与操作部52的操作量成比例的先导压力控制。
具体而言，随着作业者操作操作部52，以与操作量成比例的方式从所述先导泵吐出而通过操作部52的先导工作油可以通过控制流路被供应至动臂控制滑阀310。从而，由于与所述先导工作油的先导压力成比例地发生动臂控制滑阀310的位移，因而来自液压泵200的工作油可以经由动臂控制滑阀310被供应至动臂缸72。
所述控制单元可以包括旁通阀610，其具备于操作部52与主控阀300之间的所述控制流路而用于阻断来自操作部52的控制压力(先导压力)被传递至主控阀300。旁通阀610可以包括开闭阀。
在这种情况下，所述控制单元可以包括第五控制阀，其用于输出相应于被施加的电信号的先导信号压，所述第五控制阀可以向旁通阀610施加先导信号压。所述第五控制阀可以是电磁比例减压阀(EPPRV)。从所述第五控制阀输出的先导信号压可以切换旁通阀610来开闭所述控制流路，从而选择性地阻断来自操作部52的先导压力被传递至动臂控制滑阀310。
所述控制单元的所述选择部可以向所述控制部输出对应于通过作业者的选择或控制逻辑决定的控制模式的选择信号。所述选择部可以选择动臂下降通常模式、动臂下降低速模式以及动臂下降高速模式中某一个的控制模式并将与之对应的选择信号输出至所述控制部。
例如，所述选择部可以通过通过诸如选择开关的用户界面输入的信息决定控制模式。与此不同地，所述选择部可以包括能够对作业者的操作模式信息进行运算来决定控制模式的控制逻辑而自动地决定所述控制模式。
如图3所图示，若由作业者选择的控制模式为动臂下降低速模式，并由作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则所述控制单元可以向排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430施加对应于所述动臂下降低速模式的先导信号压来开放液压再生管线230。此外，所述控制单元可以向旁通阀610施加先导信号压来阻断来自操作部52的先导压力被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310。
从而，在所述动臂下降低速模式下，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油可以通过液压再生管线230被供应至所述再生装置来回收动臂的势能。另一方面，由于旁通阀610，来自操作部52的先导压力不会被供应至主控阀300的动臂控制滑阀310，因而动臂控制滑阀310不会被操作部52的所述动臂下降信号切换，且来自动臂头室72a的工作油不会沿动臂头液压管线222流动。因此，在所述动臂下降低速模式下，从动臂缸72排出的工作油可以通过所述再生装置的液压电机510被排出至排泄槽T。
如图4所图示，若由作业者选择的控制模式为动臂下降高速模式，并由作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则所述控制单元可以向排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430施加对应于所述动臂下降高速模式的先导信号压来开放液压再生管线230。此外，所述控制单元可以开放旁通阀610以使来自操作部52的先导压力被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310。此时，所述控制单元可以向蓄能器500的开闭阀502施加先导信号压来阻断向蓄能器500供应工作油。
从而，在所述动臂下降高速模式下，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油可以通过液压再生管线230被供应至所述再生装置，并通过动臂头液压管线222被供应至主控阀300的动臂控制滑阀310来回收动臂的势能。在所述动臂下降高速模式下，从动臂缸72排出的工作油可以通过所述再生装置的液压电机510被排出至排泄槽T并通过主控阀300被排出至排泄槽T。
当利用所述前作业装置的自重从动臂缸72排出工作油时，在所述动臂下降高速模式下，工作油能够经过的流路面积可以大于所述动臂下降低速模式。从而，动臂70在所述动臂下降低速模式下可以以第一速度V1下降，在所述动臂下降高速模式下可以以大于第一速度V1的第二速度V2下降。从而，在所述动臂下降高速模式下，能够增加动臂70的每小时作业量。
如上述，在所述工程机械的液压系统中，动臂下降时，可以通过所述再生装置回收动臂能量来减少燃料消耗量来改善燃料效率。此外，可以加快动臂下降速度来增加每小时作业量来改善生产性。尤其，在反复进行动臂上升和下降作业的作业(例如，装车作业)中，能够使生产性最大化。
另一方面，若由作业者选择的控制模式为动臂下降通常模式，并由作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则所述控制单元可以封闭液压再生管线230来阻断通过液压再生管线230供应至所述再生装置。此外，所述控制单元可以开放旁通阀610，以使来自操作部52的先导压力被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310。
从而，在所述动臂下降通常模式下，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油可以通过动臂头液压管线222被供应至主控阀300的动臂控制滑阀310。在所述动臂下降通常模式下，从动臂缸72排出的工作油可以通过主控阀300被排出至排泄槽T。另一方面，液压再生管线230将被封闭以不向所述再生装置供应来自动臂头室72a的工作油。
图5是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的液压回路图。图6是在图5的液压系统中选择了动臂下降低速模式的情况的液压回路图。图7是示出在图5的液压系统中选择了动臂下降高速模式的情况的液压回路图。除了包括电磁液压式控制阀，所述液压系统与参照图2至图4说明的工程机械的液压系统实质上相同或相似。因此，对于相同的构成要素，用相同的参照符号表示，并省略对相同的构成要素的反复说明。
参照图5至图7，在一些示例性的实施例中，主控阀300可以包括电磁液压式控制阀。动臂控制滑阀310可以由输出与外部的压力指令信号(控制电流信号)成比例的二次压力(先导压力)的电磁比例减压阀312控制。
具体而言，控制单元可以从操作部52接收与作业者的操作量成比例的电信号，并以对应于所述电信号的方式分别向电磁比例减压阀312输出所述压力指令信号(控制电流信号)。电磁比例减压阀312可以向动臂控制滑阀310输出与所述压力指令信号成比例的二次压力来用电信号控制所述动臂控制滑阀。
一对电磁比例减压阀312可以分别具备于动臂控制滑阀310的两侧。所述电磁比例减压阀向所述动臂控制滑阀供应与所述压力指令信号成比例的二次压力，且与二次压力成比例地发生所述动臂控制滑阀的位移。因此，来自液压泵200的工作油可以经由动臂控制滑阀310被供应至动臂缸72。
所述控制单元可以包括控制部，其根据被选择的控制模式向主控阀300的电磁比例减压阀312施加作为电信号的压力指令信号(例如，控制电流信号)。所述控制部可以向主控阀300的电磁比例减压阀312选择性地施加相应于从操作部52输入的电信号的压力指令信号。例如，所述控制部可以根据所选择的控制模式不向电磁比例减压阀312施加所述压力指令信号来阻断来自操作部52的控制压力(先导压力)被传递至主控阀300。
如图6所图示，若由作业者选择的控制模式为动臂下降低速模式，并由作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则所述控制单元可以向排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430施加对应于被选择的所述控制模式的先导信号压来开放液压再生管线230。此外，所述控制单元可以不向电磁比例减压阀312施加所述压力指令信号来阻断来自操作部52的先导压力被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310。
从而，在所述动臂下降低速模式下，一方面，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油通过液压再生管线230被供应至所述再生装置来回收动臂的势能，另一方面，主控阀300的动臂控制滑阀310不工作，因而来自动臂头室72a的工作油将不沿动臂头液压管线222流动。在所述动臂下降低速模式下，工作油可以通过所述再生装置的液压电机被排出至排泄槽。
如图7所图示，若由作业者选择的控制模式为动臂下降高速模式，并由作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则所述控制单元可以向排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430施加对应于被选择的所述控制模式的先导信号压来开放液压再生管线230。此外，所述控制单元可以向电磁比例减压阀312施加所述压力指令信号，以使来自操作部52的先导压力被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310。此时，所述控制单元可以向开闭阀502施加先导信号压来阻断向蓄能器500供应工作油。
从而，在所述动臂下降高速模式下，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油可以通过液压再生管线230被供应至所述再生装置，并通过动臂头液压管线222被供应至主控阀300的动臂控制滑阀310来回收动臂的势能。在所述动臂下降高速模式下，工作油可以通过所述再生装置的液压电机510被排出至排泄槽，并通过主控阀300被排出至排泄槽T。
当利用所述前作业装置的自重从动臂缸72排出工作油时，在所述动臂下降低速模式下，通过所述再生装置排出，而在所述动臂下降高速模式下，通过所述再生装置和所述主控阀排出。从而，在所述动臂下降高速模式下，工作油能够经过的流路面积大于所述动臂下降低速模式。从而，动臂70在所述动臂下降低速模式下可以以第一速度V1下降，在所述动臂下降高速模式下可以以大于第一速度V1的第二速度V2下降。
下面利用图2和图5的液压系统对工程机械的液压控制方法进行说明。
图8是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压控制方法的顺序图。
参照图2、图5和图8，从用于回收工程机械的动臂能量的再生模式中选择动臂下降低速模式和动臂下降高速模式中的某一个(S100、S110)。
在一些示例性的实施例中，可以通过作业者的选择或控制逻辑决定控制模式。所述控制模式可以包括动臂下降通常模式、动臂下降低速模式以及动臂下降高速模式。
例如，可以通过通过诸如选择开关的用户界面输入的信息决定控制模式。与此不同地，控制单元可以包括能够对作业者的操作模式信息进行运算来决定控制模式的控制逻辑而自动地决定所述控制模式。
接着，可以根据被选择的所述控制模式向主控阀300选择性地传递来自操作部52的控制压力，并选择性地开闭液压再生管线230。
在一些示例性的实施例中，在选择了所述动臂下降低速模式的情况下，若作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则可以阻断来自操作部52的控制压力被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310(S200)，并切换排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430来开放液压再生管线230(S300)。接着，随着来自动臂缸72的工作油被供应至连接至液压再生管线230的再生装置，从而动臂70可以下降(S400)。
在所述动臂下降低速模式下，一方面，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油通过液压再生管线230被供应至所述再生装置来回收动臂的势能，另一方面，主控阀300的动臂控制滑阀310不工作，因而来自动臂头室72a的工作油将不沿动臂头液压管线222流动。在所述动臂下降低速模式下，工作油可以通过所述再生装置的液压电机被排出至排泄槽。
在一些示例性的实施例中，在选择了所述动臂下降高速模式的情况下，若作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则来自操作部52的控制压力可以被传递至主控阀300的动臂控制滑阀310(S210)，并切换排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430来开放液压再生管线230(S310)。接着，随着来自动臂缸72的工作油被供应至连接至液压再生管线230的再生装置和连接至动臂头液压管线222的主控阀300，从而动臂70可以下降(S410)。
在所述动臂下降高速模式下，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油可以通过液压再生管线230被供应至所述再生装置，并通过动臂头液压管线222被供应至主控阀300的动臂控制滑阀310来回收动臂的势能。在所述动臂下降高速模式下，工作油可以通过所述再生装置的液压电机510被排出至排泄槽，并通过主控阀300被排出至排泄槽T。
当利用所述前作业装置的自重从动臂缸72排出工作油时，在所述动臂下降高速模式下，工作油能够经过的流路面积大于所述动臂下降低速模式。从而，动臂70在所述动臂下降低速模式下可以以第一速度V1下降，在所述动臂下降高速模式下可以以大于第一速度V1的第二速度V2下降。
在一些示例性的实施例中，在选择了所述动臂下降通常模式的情况下，若作业者通过操作部52输入动臂下降信号，则可以向主控阀300的动臂控制滑阀310传递来自操作部52的控制压力(S220)，并切换排出量控制阀410、止回阀420以及开闭阀430来封闭液压再生管线230(S320)。接着，随着来自动臂缸72的工作油被供应至连接至动臂头液压管线222的主控阀300，从而动臂70可以下降(S420)。
从而，在所述动臂下降通常模式下，来自动臂缸72的动臂头室72a的工作油可以通过动臂头液压管线222被供应至主控阀300的动臂控制滑阀310。在所述动臂下降通常模式下，从动臂缸72排出的工作油可以通过主控阀300被排出至排泄槽T。另一方面，液压再生管线230将被封闭，以不向所述再生装置供应来自动臂头室72a的工作油。
尽管上面参照本发明的实施例进行了说明，但该技术领域的一般的技术人员可以理解在不脱离下面的权利要求书中记载的本发明的思想或领域的范围内，可以对本发明实施多种修改和变更。
符号说明
10：工程机械，20：下部行驶体，30：上部旋回体，32：上部框架，40：平衡锤，50：驾驶室，52：操作部，60：作业装置，70：动臂，72：动臂缸，72a：动臂头室，72b：动臂杆室，76：动臂锁紧(lock)阀，80：斗杆，82：斗杆缸，90：铲斗，92：铲斗缸，100：发动机，200、202：液压泵，210：液压管线，212：回程液压管线，220：高压液压管线，222：动臂头液压管线，224：动臂杆液压管线，230：液压再生管线，300：主控阀，310：动臂控制滑阀，312：电磁比例减压阀，400：再生阀单元，410：排出量控制阀，420：止回阀，430：开闭阀，500：蓄能器，502：开闭阀，510：液压电机，600：控制单元，610：旁通阀。
Claims (17)
1.一种工程机械的液压系统，其特征在于，包括：
动臂缸，其用于使工程机械的动臂工作；
主控阀，其具有动臂控制滑阀，该动臂控制滑阀选择性地通过动臂头液压管线和动臂杆液压管线向所述动臂缸的动臂头室和动臂杆室供应来自液压泵的工作油；
再生装置，其通过液压再生管线连接至所述动臂缸的所述动臂头室，且用于回生所述动臂缸的能量；
再生阀单元，其设置于所述液压再生管线，且具有排出量控制阀，该排出量控制阀用于控制通过所述液压再生管线流动的工作油的流量；
旁通阀，其具备于操作所述动臂的操作部与所述主控阀之间而用于阻断来自所述操作部的控制压力被传递至所述主控阀；以及
控制单元，其连接至所述主控阀和所述再生阀单元而控制所述主控阀和所述再生阀单元的动作，并控制为，在动臂下降低速模式下通过所述再生装置排出工作油以使所述动臂以第一速度下降，在动臂下降高速模式下通过所述再生装置和所述主控阀排出工作油以使所述动臂以大于第一速度的第二速度下降。
2.根据权利要求1所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述控制单元包括控制阀，该控制阀施加用于开闭所述排出量控制阀的先导信号压。
3.根据权利要求2所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述控制阀是电磁比例减压阀。
4.根据权利要求1所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述再生阀单元还包括止回阀，该止回阀设置于所述动臂头室与所述排出量控制阀之间的所述液压再生管线。
5.根据权利要求1所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述再生阀单元还包括开闭阀，该开闭阀设置于连接所述液压再生管线和所述动臂杆室的连接管线而用于向所述动臂缸的动臂杆室选择性地供应通过液压再生管线排出的工作油的一部分。
6.根据权利要求1所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述再生装置包括连接至所述液压再生管线的液压电机，所述液压电机连接至发动机的驱动轴而向所述液压泵提供旋转力。
7.根据权利要求6所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述再生装置还包括连接至所述液压再生管线的蓄能器。
8.根据权利要求7所述的工程机械的液压系统，其特征在于，还包括：
开闭阀，其设置于连接至所述蓄能器的所述液压再生管线而用于向所述蓄能器选择性地供应工作油。
9.一种工程机械的液压系统，其特征在于，包括：
动臂缸，其用于使工程机械的动臂工作；
主控阀，其具有动臂控制滑阀，该动臂控制滑阀选择性地通过动臂头液压管线和动臂杆液压管线向所述动臂缸的动臂头室和动臂杆室供应来自液压泵的工作油；
再生装置，其通过液压再生管线连接至所述动臂缸的所述动臂头室，且用于回生所述动臂缸的能量；
再生阀单元，其设置于所述液压再生管线，且具有排出量控制阀，该排出量控制阀用于控制通过所述液压再生管线流动的工作油的流量；以及
控制单元，其连接至所述主控阀和所述再生阀单元而控制所述主控阀和所述再生阀单元的动作，并控制为，在动臂下降低速模式下通过所述再生装置排出工作油以使所述动臂以第一速度下降，在动臂下降高速模式下通过所述再生装置和所述主控阀排出工作油以使所述动臂以大于第一速度的第二速度下降，
所述控制单元控制为在所述动臂下降低速模式下开放所述排出量控制阀并阻断来自操作部的控制压力被传递至所述动臂控制滑阀。
10.根据权利要求9所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
所述控制单元控制为在所述动臂下降高速模式下开放所述排出量控制阀并使来自操作部的控制压力被传递至所述动臂控制滑阀。
11.根据权利要求10所述的工程机械的液压系统，其特征在于，
来自所述动臂头室的工作油经由所述动臂头液压管线和所述动臂控制滑阀被排出至排泄槽。
12.一种工程机械的液压控制方法，其特征在于，包括：
决定是否在用于回收工程机械的动臂能量的再生模式中使用动臂下降低速模式和动臂下降高速模式中的某一个；
在选择所述动臂下降低速模式的情况下，通过利用液压再生管线连接至动臂缸的动臂头室的再生装置从所述动臂头室排出工作油以使所述动臂以第一速度下降；以及
在选择了所述动臂下降高速模式的情况下，通过所述再生装置从所述动臂头室排出工作油，并通过利用动臂头液压管线连接至所述动臂缸的动臂头室的主控阀从所述动臂头室排出工作油以使所述动臂以大于所述第一速度的第二速度下降，
所述工程机械的液压控制方法还包括：
在选择了所述动臂下降低速模式的情况下，阻断来自操作所述动臂的操作部的控制压力被传递至所述主控阀的动臂控制滑阀。
13.根据权利要求12所述的工程机械的液压控制方法，其特征在于，包括：
在选择了所述动臂下降高速模式的情况下，向所述主控阀的动臂控制滑阀传递来自操作所述动臂的操作部的控制压力。
14.根据权利要求12所述的工程机械的液压控制方法，其特征在于，
通过所述再生装置从所述动臂头室排出工作油的步骤包括开放设置于所述液压再生管线的排出量控制阀。
15.根据权利要求12所述的工程机械的液压控制方法，其特征在于，
所述再生装置包括连接至所述液压再生管线的蓄能器和液压电机。
16.根据权利要求15所述的工程机械的液压控制方法，其特征在于，还包括：
在所述动臂下降高速模式下阻断向所述蓄能器供应工作油。
17.根据权利要求12所述的工程机械的液压控制方法，其特征在于，还包括：
在选择了动臂下降非再生模式的情况下，阻断所述液压再生管线，并向所述主控阀的动臂控制滑阀传递来自操作部的控制压力。
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