CN109844324A - 用于履带钻孔机电路的双压逻辑 - Google Patents

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Abstract

液压回路(38、54)可以用于控制多个液压机具(36、50、52)。液压回路(38、54)可以包括第一方向阀(66)、第二方向阀(64)和减压阀。可变排量泵(42)(42)可以流体地联接到第一方向阀(66)、第二方向阀(64)和减压阀。液压回路(38、54)可以通信地并且可操作地联接到控制器，并且控制器(56)可以被编程为在第一操作模式(60)与第二操作模式(62)之间可选择地控制液压回路(38、54)。另外，控制器(56)可以被编程为在打开位置与关闭位置之间致动第一方向阀(66)，并且在第一打开位置、第二打开位置、第一关闭位置和第二关闭位置之间致动第二方向阀(64)。

Description

用于履带钻孔机电路的双压逻辑
技术领域
本发明总体上涉及一种液压回路，并且具体涉及一种能够在多个操作模式之间进行切换的液压回路及控制系统。
背景技术
液压回路及控制系统被结合到许多机器和设备中，诸如但不限于牵引机、自卸卡车、采矿车辆、公路车辆、火车、机动平路机、装载机、挖掘机、土方车辆、推土机、拖拉机、反铲挖土机、农业设备、物料搬运设备、发电机等。此外，液压回路及控制系统可以被配置为分配和控制加压流体的供应，所述加压流体在整个机器中循环并用于执行一个或多个任务。例如，诸如马达、致动器、工具和其他已知装置等机器部件可以使用加压液压流体来进行机器部件的致动、旋转、操作或其他动作。
此外，液压回路及控制系统可以依赖于一个或多个泵来使加压流体循环和分配到液压部件。在一些情况下，机器可以包括多个液压部件，所述液压部件需要不同压力和流速的液压流体以执行必要的致动、旋转或其他液压功能。结果，一些液压回路及控制系统将泵配置为在一个设定下操作，所述设定使液压流体在固定压力下循环。然后，液压回路及控制系统将使用一组控制阀和其他部件来调节每个不同液压部件所需的液压流体的流量和压力。
在固定压力下提供液压流体的液压系统配置可以很好地用于机器机具和部件，诸如但不限于锤子、钻孔机或其他此类振荡机具，因为恒定的泵压有助于在机具操作期间保持液压流体泵的稳定性。此外，可变或负载响应液压系统配置可以很好地用于机器机具和部件，诸如但不限于行走马达以及其他已知的负载响应部件，因为使用可变或负载响应的流量和压力可以省电和否则被浪费的能量。然而，可变或负载响应液压系统可能更难以控制，因此不适合与振荡机机具和部件一起使用。在一些情况下，机器机具的振荡本质可能导致可变或负载响应液压系统内的不稳定性，并且不稳定系统可能导致系统部件过早磨损和增加液压噪声。
因此，需要改进对液压回路及系统的控制。
在题为“具有开环电液压力补偿的液压系统”的第9303387B2号美国专利(下文称为“'387申请”)中公开了一种具有泵的液压系统，所述泵将加压流体提供给连接到多个功能的供应节点。'387申请的液压系统包括可变排量泵，所述可变排量泵被配置为向出口提供加压流体。液压系统还包括常规的负载感测机构，所述负载感测机构用于控制可变排量泵的输出。此外，可以将控制器添加到液压系统以控制泵的输出。此外，控制器被配置为打开和关闭液压系统阀以在液压系统操作期间按比例控制流体流。然而，'387专利的电子装置没有提供对液压系统提供在可变泵模式与固定泵模式之间进行切换的能力的控制阀配置。此外，'387专利的电子装置没有提供在多种模式之间控制可变泵的能力，其中每种模式能够限制和维持不同的最大泵压力。
发明内容
根据一个实施例，公开了一种具有可变液压的液压回路。所述液压回路可以包括储存器，所述储存器被配置为存储液压流体，并且可变排量泵可在第一操作模式与第二操作模式之间进行选择，并且所述可变排量泵被配置为通过液压流体管线泵送所述液压流体。在一些实施例中，所述液压回路还可以包括第一液压机具和第二液压机具，所述第二液压机具流体地连接到所述液压流体管线，所述第一液压机具和所述第二液压机具可以被配置为从所述可变排量泵接收所述液压流体。所述液压回路还可以包括第一方向阀，所述第一方向阀联接到所述液压流体管线，并且所述第一方向阀可以具有打开位置以将所述第一液压机具和减压阀流体地连接到所述可变排量泵。此外，所述减压阀的输出可以流体地连接到所述储存器的回流管线。所述第一方向阀可以具有关闭位置以将所述第一液压机具和所述减压阀与所述可变排量泵流体地断开。所述液压回路还可以包括第二方向阀，所述第二方向阀联接到所述液压流体管线，所述第二方向阀具有第一打开位置以将所述第一液压机具和泵负载感测管线流体地连接到所述可变排量泵。所述第二方向阀可以具有第一关闭位置和第二打开位置，所述第一关闭位置用于讲所述第二液压机具与所述可变排量泵流体地断开，所述第二打开位置用于将所述第二液压机具流体地连接到所述可变排量泵。最后，所述液压回路可以包括所述第二方向阀的第二关闭位置以将所述第一液压机具和所述泵负载感测管线与所述可变排量泵流体地断开。
根据另一个实施例，公开了一种用于控制多个液压机具的液压控制系统。所述液压控制系统可以包括液压回路，所述液压回路具有第一方向阀和第二方向阀。在一些实施例中，所述第一方向阀可以流体地联接到减压阀。所述液压控制系统还可以包括可变排量泵，所述可变排量泵流体地联接到所述第一方向阀和所述第二方向阀。第一液压机具和第二液压机具可以被配置为接收液压流体，所述液压流体通过所述可变排量泵而被泵送通过液压流体管线。所述液压控制系统还可以包括控制器，所述控制器可操作地并且可通信地耦合到所述可变排量泵、所述第一方向阀和所述第二方向阀。所述控制器可以被编程为在第一操作模式与第二操作模式之间可选择地控制所述可变排量泵。另外，所述控制器可以被编程为在打开位置与关闭位置之间致动所述第一方向阀并且在第一打开位置、第二打开位置、第一关闭位置和第二关闭位置之间致动所述第二方向阀。
根据另一个实施例，公开了一种具有液压回路的机器。所述机器可以包括被配置为存储液压流体的储存器和联接到所述储存器的可变排量泵。所述可变排量泵可以被配置为可在第一操作模式与第二操作模式之间进行选择，并且所述可变排量泵可以被配置为将所述液压流体泵送通过所述液压控制系统的液压流体管线。所述机器还可以包括第一液压机具和第二液压机具，所述第二液压机具通过所述液压流体管线流体地联接到所述可变排量泵，并且所述液压流体可以由所述可变排量泵通过所述液压流体管线来供应以致动所述第一液压机具和所述第二液压机具。第一方向阀可以联接到所述液压流体管线，并且所述第一方向阀可以具有打开位置以将所述第一液压机具和减压阀流体连接到所述可变排量泵。此外，所述减压阀的输出可以流体地联接到所述储存器的回流管线。所述第一方向阀可以具有关闭位置以将所述第一液压机具和所述减压阀与所述可变排量泵流体地断开。所述机器还可以包括第二方向阀，所述第二方向阀联接到所述液压流体管线，所述第二方向阀具有第一打开位置和第一关闭位置，所述第一打开位置用于将所述第一液压机具和泵负载感测管线流体地连接到所述可变排量泵，所述第一关闭位置用于将所述第二液压机具与所述可变排量泵流体地断开。所述第二方向阀还可以包括第二打开位置和第二关闭位置，所述第二打开位置用于将所述第二液压机具流体连接到所述可变排量泵，所述第二关闭位置用于将所述第一液压机具和所述泵负载感测管线与所述可变排量泵流体地断开。在一些实施例中，所述机器还可以包括控制器，所述控制器可操作地并且可通信地耦合到所述可变排量泵、所述第一方向阀和所述第二方向阀。所述控制器可以被编程为在第一操作模式与第二操作模式之间可选择地控制所述可变排量泵。所述控制器还可以被编程为在所述打开位置与所述关闭位置之间致动所述第一方向阀并且在所述第一打开位置、所述第二打开位置、所述第一关闭位置和所述第二关闭位置之间致动所述第二方向阀。
当结合附图阅读以下详细描述时，将更容易理解这些和其他方面和特征。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的机器的透视图；
图2是根据本发明的一个实施例的被结合到图1的机器中的液压回路的示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的图2的液压回路的一部分的示意图；
图4是根据本发明的另一个实施例的图2的液压回路的一部分的示意图；以及
虽然本发明易于进行各种修改和替代构造，但是下面将详细示出和描述其某些说明性实施例。本发明不限于所公开的特定实施例，而是包括所有修改、替代构造及其等同物。
具体实施方式
现在参考附图并具体参考图1，根据本发明构造的机器的示例性实施例通常由附图标记20指代。虽然所描绘的示例被示为履带式钻孔机的示例，但是机器20可以是任何设备，诸如但不限于挖掘机、越野卡车、公路卡车、推土机、反铲挖土机、平地机、装载机或其他已知设备。此外，机器20可以被配置有动力源22，诸如但不限于内燃机、柴油发动机、天然气发动机、混合动力发动机或其任何此类组合。动力源22可以被配置为向机器20的移动、活动、控制、致动和其他功能供应动力。此外，机器20还可以包括框架24和主体26。框架24可以被配置为支撑动力源22和主体26。此外，主体26可以围绕并提供用于动力源22和机器20的其他部件的保护外壳。在一些实施例中，机器还可以包括也由框架24支撑的驾驶室28，并且驾驶室28可以被配置为向操作员提供封闭区域以便在操作机器20时坐下，站立或以其他方式驻留。此外，驾驶室28可以包括一组操作控制器和监控装置(未示出)，诸如但不限于控制杆、踏板、方向盘、操纵杆、按钮、拨盘、开关、监视器、仪表或在操作和控制机器20时操作员可以使用的其他此类装置。另外，机器20的框架24和主体26可以由多个地面接合元件30(诸如履带、轮子或其他此类元件)支撑，并且地面接合元件30可以被配置为行走、推进、驱动、转向或提供机器20的其他类型的移动。
此外，机器20可以被配置有动臂32或其他此类附件，所述附件联接到机器20的框架24并远离所述框架延伸。在一些实施例中，动臂32可以将框架24或机器20的其他部分与一个或多个致动器34可移动地联接，并且致动器34被配置为升高、降低或以其他方式移动动臂32。在一个非限制性示例中，机器20可以配备有附接到动臂32的机具或工具36。工具36可以是如图1中所示的钻孔机，或其他附件，诸如但不限于铲斗、螺旋钻、切割器、锤子、抓斗、叉子或其他已知工具。在一些实施例中，一个以上的工具36可以安装在动臂32或机器20的其他位置上。另外或替代地，动臂32和机器20可以被配置为根据需要可互换地接受不同的机具或工具36。此外，动臂32和一个或多个致动器34可以被配置为向工具36提供必要的支撑和致动以便能够完成手头任务。
现在参考图2并继续参考图1，示出了根据本发明的液压控制回路38的一个非限制性示例。液压控制回路38可以被结合到机器20中并且被配置为提供对机器20的某些功能的操作控制，诸如机器20的行走(例如，行驶或转弯)、升高或降低动臂32、移动或致动工具36，和/或其他此类的移动或操作。液压控制回路38可以被配置为控制液压流体的流速和压力，并且将液压流体输送到一个或多个致动器34、工具36、第一行走马达50和第二行走马达52以及机器20的其他液压部件。在一些实施例中，液压流体存储在液压流体箱40中，所述液压流体箱可以联接到一个或多个可变排量液压流体泵42。此外，一个或多个可变排量泵42可以被配置为使得泵排量是可调的以便根据需要控制泵的输出以完成特定任务。一个或多个可变排量泵42可以流体地联接到液压流体管线44，并且一个或多个可变排量泵42和液压流体管线44可以被配置为通过液压控制回路38从液压流体箱40输送液压流体，并且将液压流体供应到一个或多个致动器34、工具36、第一行走马达50和第二行走马达52以及机器20的其他液压部件。
在液压控制回路38的一个实施例中，至少一个可变排量泵42可以被配置为将液压流体通过液压流体管线44从液压流体箱40输送到动臂阀46或其他此类部件，所述其他此类部件可以被配置为控制向一个或多个致动器34供应液压流体，所述一个或多个致动器提供动臂32的致动或其他移动。此外，动臂阀46可以被配置为选择性地控制液压流体输送到联接到悬臂32的一个或多个致动器34。在一些实施例中，对动臂阀46的选择性控制可以通过使致动器34延伸或缩回使得动臂32升高、降低或以其他方式调整的方式将液压流体引导至一个或多个致动器34。另外或替代地，动臂阀46可以根据需要将液压流体引导至一个或多个致动器34以摆动、延伸、缩回或执行动臂32的其他致动和移动。
另外，液压控制回路38可以包括至少一个行走阀48和至少一个锤阀49。在一些实施例中，至少一个行走阀48和至少一个锤阀49可以被配置为根据需要基于液压控制回路38的定向应用而引导由可变排量泵42供应的液压流体的流动。例如，当机器20以可变压力或负载感测模式操作时可以激活行走阀48，并且行走阀48可以被配置为控制向第一行走马达50和第二行走马达52的液压流体输送。然而，可以使用替代数量的行走马达50、52。第一行走马达50和第二行走马达52可以联接到机器20的地面接合元件30，并且第一行走马达50和第二行走马达52可以向地面接合元件30提供必要的动力以便推进、转向或者以其他方式在行驶方向上操纵机器20。在一个非限制性示例中，行走阀48可以将液压流体引导到第一行走马达50和第二行走马达52两者，使得功率由第一行走马达50和第二行走马达52输送到地面接合元件30以便于行走(例如，行驶或转弯)或以其他方式沿行驶方向推进机器20。此外，行走阀48可以被配置为控制液压流体输送到第一行走马达50和第二行走马达52，使得地面接合元件30使机器20转动。在一些情况下，行走阀48可以将不同流速的液压流体输送到第一行走马达50和第二行走马达52，以允许机器20转动或以其他方式在作业现场周围操纵。
锤阀49还可以被配置为控制液压流体输送到工具36，所述工具安装在机器20的动臂32上或以其他方式附接到所述动臂。在一些实施例中，当机器20以固定压力模式操作时，可以激活锤阀49。当可变排量泵42处于固定压力模式时，机具阀(诸如但不限于锤阀49和行走阀49)调节流向致动器和工具36的流量以执行期望的功能或操作。此外，锤阀49和行走阀48各自可以被配置为使得液压流体能够同时输送到第一行走马达50和第二行走马达52以及动臂32。这可以允许机器20的行走或其他操纵，同时动臂32将工具36定位成准备执行指定任务。另外，锤阀49和行走阀48可以限制液压流体同时输送到第一行走马达50和第二行走马达52以及工具36。结果，在一些实施例中，当工具36被激活时，通过限制液压流体被输送到第一行走马达50和第二行走马达52，机器20可以保持在静止位置。相反，在替代实施例中，当第一行走马达50和/或第二行走马达52被激活时，可以限制工具36被使用，使得当机器20在行驶方向上移动时工具36不能被激活。
在一些实施例中，在第一行走马达50和第二行走马达52的致动与工具36的致动之间可能需要不同的液压流体压力和流速。结果，液压控制回路38可以结合逻辑电路54，所述逻辑电路被配置为帮助控制和输送液压流体到行走阀48、动臂阀46、工具36和/或联接到机器20的液压控制回路38的其他部件。在一个非限制性示例中，逻辑电路54通过至少一个可变排量泵42接收从液压流体箱40供应的液压流体。此外，逻辑电路54和液压控制电路38的其他部分可以可操作地联接到控制器56，所述控制器被编程为控制逻辑电路54、液压控制回路38、一个或多个可变排量泵42，以及机器20的其他系统和部件。逻辑电路54还可以被配置为能够在机器20的多个操作模式之间切换。在一个非限制性示例中，控制器56可以被编程为自动控制、激活和/或停用逻辑电路54、液压控制回路38以及机器20的其他系统和部件。在一些实施例中，一个或多个传感器58(诸如但不限于流量传感器、压力传感器或任何其他已知传感器或传感器组合)可以被结合到液压控制回路38和逻辑电路54中。一个或多个传感器58可以被配置为监控液压控制回路38、逻辑电路54和机器20的其他系统的操作参数，并且一个或多个传感器58可以可通信地耦合到控制器56，使得由一个或多个传感器58收集的数据由控制器56接收和利用以自动地控制、激活和/或停用液压控制回路38、逻辑电路54以及机器20的其他系统和部件。替代地，在一些实施例中，机器20的操作员可以使用控制器56手动输入命令以激活、停用和控制液压控制回路38、逻辑电路以及机器20的其他系统和部件以便引导机器20根据完成期望任务或功能。
参考图3至4并继续参考图1至2，示出了示例性逻辑电路54的示意图。在一些实施例中，逻辑电路54可以被结合到液压控制回路38中，以提供在第一操作模式或压力补偿模式60与第二操作模式或负载感测模式62之间切换的能力。为了提供在压力补偿模式60与负载感测模式62之间的切换能力，逻辑电路54可以包括负载感测控制阀64、压力补偿控制阀66、减压阀68和压力补偿选择器电磁阀70。然而，其他部件可以包括在逻辑电路54中。此外，压力补偿选择器电磁阀70或液压控制回路38的其他此类部件可以可操作地联接到控制器56以便控制逻辑电路54。在一些实施例中，控制器56可以激活和/或停用压力补偿选择器电磁阀70以便将液压控制回路38在压力补偿模式60、负载感测模式62和/或其他操作模式之间切换。
例如，负载感测控制阀64可以被配置为基于来自作业机器20的操作员的输入从控制器54接收信号以将逻辑电路54在压力补偿模式60与负载感测模式62之间切换。在压力补偿模式60中，压力补偿选择器电磁阀70可以被激励，使得来自可变排量泵42的压力或诸如先导压力等其他压力被引向压力补偿控制阀66，并且压力补偿控制阀66还可以被配置为选择性地使减压阀68在线。在一些实施例中，当选择逻辑电路54以在压力补偿模式60下操作时，减压阀68用于限制压力使得向锤阀49和动臂阀46提供一致的压力。锤阀49和动臂阀46然后可以被配置为调节压力和流量以匹配操作员期望的命令。替代地，在负载感测模式62中，压力补偿选择器电磁阀70可以断电使得负载感测通过负载感测控制阀64被引导到可变排量泵42。结果，负载感测可以发信号通知可变排量泵42根据行走马达50、52或机器20的其他部件的压力要求来增加或减少流量。
参考图3并继续参考图1至2，示出了压力补偿模式60中的逻辑电路54的示例性实施例。如其中所示，当机器20的工具36被激活时，液压控制回路38和逻辑电路54可以在压力补偿模式60下操作。在压力补偿模式60中，逻辑电路54以较低的固定压力设置操作至少一个可变排量泵42以便输送工具36可能需要的固定液压流体流速和压力。当逻辑电路54处于压力补偿模式60时，压力补偿控制阀66被置于打开位置，使得由至少一个可变排量泵42输送的液压流体被引导至机器的工具36。此外，调整压力补偿控制阀66以将至少一个可变排量泵42流体地连接到减压阀68。在一些实施例中，减压阀68流体地连接到回流管线，所述回流管线将液压流体引回液压流体箱40。此外，减压阀68防止流速和压力进一步升高，结果，逻辑电路54的负载感测模式62被配置为调节液压流体流量并维持正确操作工具36所需的液压流体压力。
当逻辑电路54被置于压力补偿模式60时，可以激活压力补偿选择器电磁阀70使得供应具有受控压力的液压流体以致动工具36。此外，当逻辑电路54被置于压力补偿模式60时，负载感测控制阀64可以在打开位置中被致动使得从至少一个可变排量泵42供应的一些液压流体被引导通过负载感测控制阀64并进入负载感测管线72。在一些实施例中，负载感测管线72从逻辑电路54行进到可变排量泵42上的负载感测端口(未示出)。负载感测管线72可以提供由可变排量泵42接收的负载感测液压信号。此外，可变排量泵42可以被配置为基于负载感测液压信号而增大或减小流量，使得可变排量泵42的余量设置得以保持。
参考图4并继续参考图1至2，提供了被配置为在负载感测模式62下操作的逻辑电路54的一个非限制性示例。当机器20在行走模式下操作时，逻辑电路54可以指示液压控制回路38激活负载感测模式62。在一些实施例中，逻辑电路54的负载感测模式62能够供应更高的负载响应性液压流体压力以致动第一行走马达50和第二行走马达52。逻辑电路54的负载感测模式62可以被配置为基于在负载感测控制阀64上游感测到的负载引起的压力来控制由至少一个可变排量泵42供应的压力。此外，在一个非限制性示例中，当逻辑电路54被置于负载感测模式62时，动臂阀46、行走阀48、锤阀49或其他此类阀可以产生负载感测信号，所述负载感测信号由负载感测控制阀64接收并且通过负载感测管线72引导至可变排量泵42。在一些实施例中，负载感测信号可以基于所接收的负载感测信号来指示可变排量泵42增加或减少流量。
在机器20的行走期间，液压流体可以流过液压控制回路38并且被供应到第一行走马达50和第二行走马达52。液压流体的供应可以致动第一行走马达50和第二行走马达52，使得第一行走马达50和第二行走马达52产生推动地面接合元件30所需的动力。在一些情况下，机器20的操作员可能想要调整速度或使机器20转动。结果，机器20的速度的增加或减小或操纵可能导致由第一行走马达50和第二行走马达52产生的液压负载的相应增加或减少。此外，在负载感测模式62中，至少一个可变排量泵42可以通过可变压力模式操作，使得至少一个可变排量泵42的输出可基于通过激活第一行走马达50和第二行走马达52或其他液压元件产生的感测负载来调整。例如，在负载感测模式62中，如果由第一行走马达50和第二行走马达52产生的负载增加，则由至少一个可变排量泵42供应的液压流体的压力可以增加相应的量以便产生被供应第一行走马达50和第二行走马达52的期望或命令的液压流体流。相反，如果由第一行走马达50和第二行走马达52产生的负载减小，则由至少一个可变排量泵42供应的液压流体的压力可以被调整(即，减小)相应的量以匹配通过满足到第一行走马达50和第二行走马达52的期望流量所产生的负载。类似地，被输送到第一行走马达50和第二行走马达52的液压流体的流量可以基于第一行走马达50和第二行走马达52的需求和操作负载而变化。
在图4中进一步示出并继续参考图1至2，负载感测控制阀64可以是多位置控制阀，并且当逻辑电路54被置于负载感测模式62时，控制器56向逻辑电路54发送信号，所述信号可以停用压力补偿选择器电磁阀70。在一些实施例中，逻辑电路54可以被配置为使得负载感测模式62是逻辑电路54的默认模式。结果，当逻辑电路54被选择为在负载感测模式62下操作时，控制器56可以被配置为向压力补偿选择器电磁阀70提供零电流或其他此类控制信号。例如，当逻辑电路54被选择处于负载感测模式62中时，压力补偿选择器电磁阀70可以断电，使得来自可变排量泵42的先导压力或排放压力转向作用于负载感测控制阀64。结果，在负载感测模式62中，动臂阀46、行走阀48或其他此类阀可以将负载感测信号通过负载感测控制阀64引导到负载感测管线72。此外，负载感测信号可以由可变排量泵42接收，所述信号发信号通知可变排量泵42根据行走马达50、52或机器20的其他液压部件的期望或命令流量要求而增加或减少流量。
再次参考图2，控制器56可以由机器20的操作员用来控制某些移动和动作，诸如但不限于行走(行驶或转弯)、操纵动臂32、致动工具36，或其他操作或功能。在一些实施例中，控制器56可以被配置有中央处理单元76(CPU)、输入/输出装置78和存储器装置80。在一些实施例中，存储器装置80可以存储软件82或控制逻辑，所述软件或控制逻辑包括将由控制器56的CPU76执行的编程指令集。此外，存储在存储器装置80中的软件82可以被编程为向液压回路38、逻辑电路54以及机器20的其他系统和部件提供控制指令集。另外，控制器56可以耦合到输入/输出装置78并且位于驾驶室28中，使得机器20的操作员可以访问控制器56。在一些实施例中，输入/输出装置78可以允许操作员通过键盘、鼠标、拨盘、按钮、触摸屏、传声器或其他已知的输入机构来输入控制命令和其他指令。此外，由控制器56产生的数据和其他信息可以通过监视器、扬声器、打印机或其他已知的输出装置输出给操作员。
控制器56可以可操作地且可通信地耦合到液压控制回路38和逻辑电路54，并且控制器56可以用于控制、引导和命令液压控制回路38和逻辑电路54的操作。此外，软件82可以提供控制器56所使用的控制逻辑以控制液压控制回路38和逻辑电路54。另外，控制器56可以使用从一个或多个传感器58、负载感测管线72接收的数据，或与液压控制回路38和逻辑电路54相关的任何其他信号、命令和信息。在一些实施例中，从一个或多个传感器58和负载感测管线72接收的该数据存储在存储器装置80中以供后续使用。CPU76可以访问来自存储器装置80的存储数据，并执行可以用于更新或调整软件82的控制逻辑的计算或其他此类功能。在一个非限制性示例中，控制器56可以向液压控制回路和逻辑电路54发送信号以便在逻辑电路的压力补偿模式60和负载感测模式62之间切换。
工业实用性
通常，前述公开内容可用于各种工业应用，诸如但不限于液压机具和部件的控制和致动。此外，液压回路及控制系统可以被结合到用于采矿、建筑、工业、土方工程、农业、林业和其他此类应用中的机器和设备中。具体地，所公开的液压控制回路及控制系统可以被应用于履带式机器、于牵引机、自卸卡车、采矿车辆、公路车辆、火车、机动平路机、装载机、挖掘机、土方车辆、推土机、拖拉机、反铲挖土机、农业设备、物料搬运设备、发电机等。
此外，本发明的液压控制回路38可以用于控制、致动和操作机器20的多个液压部件，诸如但不限于工具36、一个或多个致动器34、动臂32、第一行走马达50和第二行走马达52以及其他此类液压部件和系统。在一些实施例中，一个或多个可变排量泵42可以与液压控制回路38联接以在整个机器20的液压系统中泵送或以其他方式循环液压流体。此外，在本发明的一些实施例中，液压控制回路38可以包括逻辑电路54，所述逻辑电路被配置为允许机器20在多个液压操作模式之间切换。例如，逻辑电路54可以包括负载感测控制阀64、压力补偿控制阀66、减压阀68、压力补偿选择器电磁阀70和其他此类部件。此外，液压控制回路38和逻辑电路54可以联接到控制器56，所述控制器向液压控制回路38和逻辑电路54提供控制信号，所述控制信号可以指示液压控制回路38在压力补偿模式60、负载感测模式62或其他指定模式中操作之间切换。
在一个非限制性示例中，液压控制回路38的压力补偿模式60可以在机器20操作工具36时被激活，其中工具36可以是钻孔机/锤子或附接到机器20的其他此类工具。在一些实施例中，工具36可以是液压致动的钻孔机/锤附件，或本质上进行振荡的其他此类附件。结果，液压控制回路38在压力补偿模式60中的操作可以将一个或多个可变排量泵42设定为操作工具36所需的预定固定流体压力输出。此外，在压力补偿模式60中，液压回路38和逻辑电路54可以调整(即，打开和关闭)压力补偿控制阀66以将液压流体的流动引导到工具36和减压阀68。在一些实施例中，可以具体地选择减压阀68以防止液压流体的压力高于正确致动工具36所需的预定值。结果，当液压控制回路38在压力补偿模式60下操作时，输送不间断的液压流体流以用于工具36的正确操作。此外，在压力补偿模式60中，可变排量泵42保持在恒定压力，并且液压流体流量可以是恒定的或可变的，这取决于动臂阀46和锤阀49的控制。保持对动臂阀46和锤阀49的恒定压力可以有助于提高系统稳定性。
这可以与负载感测模式62形成对比，所述负载感测模式可以在机器20以行走(行驶/转向)模式操作时被激活。当选择液压控制回路的负载感测模式62时，可以将一个或多个可变排量泵42设定为更高的负载响应泵压力，所述负载响应泵压力被供应以致动第一行走马达50和第二行走马达52、一个或多个压力致动器34和其他负载感测液压部件。在一些实施例中，液压控制回路38在负载感测模式62中的操作可以将一个或多个可变排量泵42设定为可变压力模式，其中基于在负载感测控制阀64或其他孔口上监控的压降来调整泵输出。。因而，当第一行走马达50和第二行走马达52或其他液压部件的液压负载增大或减小时，一个或多个可变排量泵42的泵输出使用所感测的负载反馈来调整泵输出。
液压控制回路38和逻辑电路54可以为使用中的其他液压系统提供若干优点。在典型的液压系统中，当液压回路在作用中时，液压泵被设定为以最大输出或最大压力补偿极限运行。液压泵可以被配置为输出220巴的最大压力补偿极限，然后液压系统将使用控制阀、减压阀和其他部件来调节液压流体在液压系统中循环并被供应给各种液压部件时的流量和压力。相反，如在本发明中所讨论的，液压控制回路38和逻辑电路54被配置为包括在压力补偿模式60与负载感测模式62之间切换的能力。结果，液压控制回路38能够在两个离散的操作压力极限下操作。例如，机器20的输送系统或活动系统可能需要345巴的压力以满足行走马达50、52的转矩要求。相反，工具36(诸如但不限于锤子)可能需要在较低的压力极限(诸如210巴)下操作。
本发明的液压控制回路38和逻辑电路54提供被供应给工具36、第一行走马达50和第二行走马达52以及其他液压部件的不同的最大压力。通过在负载感测模式62中操作第一行走马达50和第二行走马达52，在压力补偿模式60与负载感测模式62之间切换的能力可以提供显著省电量。另外，负载感测模式62可以通过允许更好地转动机器20和增加行走速度来提供改进的期望行走性能。此外，在机器20行走时使用负载感测模式62可以减少在液压控制回路38中产生的多余热量并且有助于延长液压流体的寿命。
虽然已经关于某些具体实施例给出并提供了上述详细描述，但是应当理解的是，本公开的范围不应该限于这些实施例，而是简单地提供这些实施例以达到可施行和最佳模式目的。本公开的范围和精神比所附权利要求书内所具体公开并且包括在其中的实施例更广泛。另外，虽然结合某些具体实施例描述了某些特征，但是这些特征并不限于仅与描述其的实施例一起使用，而是可以与结合替代实施例公开的其他特征一起或分开使用。

Claims (10)

1.一种具有可变液压的液压回路(38、54)，所述液压回路(38、54)包括：
储存器(40)，其被配置为存储液压流体；
可变排量泵(42)，其能够在第一操作模式(60)与第二操作模式(62)之间进行选择，并且所述可变排量泵(42)被配置为将所述液压流体泵送通过液压流体管线(44)；
第一液压机具(36)和第二液压机具(50、52)，其流体地连接到所述液压流体管线(44)，并且所述第一液压机具(36)和所述第二液压机具(50、52)被配置为从所述可变排量泵(42)接收所述液压流体；
联接到所述液压流体管线(44)的第一方向阀(66)，所述第一方向阀(66)具有打开位置以将所述第一液压机具(36)和减压阀(68)流体地连接到所述可变排量泵(42)，所述减压阀(68)的输出流体地连接到所述储存器(40)的回流管线，并且所述第一方向阀(66)具有关闭位置以将所述第一液压机具(36)和所述减压阀(68)与所述可变排量泵(42)流体地断开；以及
联接到所述液压流体管线(44)的第二方向阀(64)，其具有第一打开位置、第一关闭位置、第二打开位置和第二关闭位置，所述第一打开位置用于将所述第一液压机具(36)和泵负载感测管线(72)流体地连接到所述可变排量泵(42)，所述第一关闭位置用于将所述第二液压机具(50、52)与所述可变排量泵(42)流体地断开，所述第二打开位置用于将所述第二液压机具(50、52)流体地连接到所述可变排量泵(42)，所述第二关闭位置用于将所述第一液压机具(36)和所述泵负载感测管线(72)与所述可变排量泵(42)流体地断开。
2.根据权利要求1所述的液压回路(38、54)，其中所述第一方向阀(66)的所述打开位置和所述第二方向阀(64)的所述第一打开位置激活所述可变排量泵(42)的所述第一操作模式(60)。
3.根据权利要求2所述的液压回路(38、54)，其中所述第一操作模式(60)是在固定压力设置下操作所述可变排量泵(42)的压力补偿模式，并且所述减压阀(68)被配置为保持所述液压流体的预定压力以致动所述第一液压机具(36)使得所述可变排量泵(42)向所述第一液压机具(36)供应恒定压力。
4.根据权利要求2所述的液压回路(38、54)，其中所述第一液压机具(36)是液压致动钻孔机。
5.根据权利要求1所述的液压回路(38、54)，其中所述第一方向阀(66)的所述关闭位置和所述第二方向阀(64)的所述第二打开位置激活所述可变排量泵的所述第二操作模式(62)。
6.根据权利要求5所述的液压回路(38、54)，其中所述第二操作模式(62)是负载感测模式，并且所述负载感测模式包括基于所述第二液压机具(50、52)的所感测负载的所述可变排量泵(42)的可调压力输出。
7.根据权利要求6所述的液压回路(38、54)，其中所述第二液压机具(50、52)包括至少一个行走马达。
8.根据权利要求1所述的液压回路(38、54)，其还包括可操作地联接到所述第一方向阀(66)和所述第二方向阀(64)的控制器(56)，所述控制器(56)被编程为控制所述第一方向阀(66)和所述第二方向阀(64)的致动，并且所述控制器(56)被编程以控制所述可变排量泵(42)的所述第一操作模式(60)和所述第二操作模式(62)之间的选择。
9.一种具有液压控制系统的机器，所述机器包括：
储存器(40)，其被配置为存储液压流体；
联接到所述储存器(40)的可变排量泵(42)并且所述可变排量泵(42)被配置为能够在第一操作模式(60)与第二操作模式(62)之间进行选择，并且所述可变排量泵(42)被配置为将所述液压流体泵送通过所述液压控制系统的液压流体管线(44)；
第一液压机具(36)和第二液压机具(50、52)，所述第二液压机具通过所述液压流体管线(44)流体地联接到所述可变排量泵(42)，并且所述液压流体由所述可变排量泵(42)通过所述液压流体管线(44)来供应以致动所述第一液压机具(36)和第二液压机具(50、52)；
联接到所述液压流体管线(44)的第一方向阀(66)，所述第一方向阀(66)具有打开位置以将所述第一液压机具(36)和减压阀(68)流体地连接到所述可变排量泵(42)，所述减压阀(68)的输出流体地联接到所述储存器(40)的回流管线，并且所述第一方向阀(66)具有关闭位置以将所述第一液压机具(36)和所述减压阀(68)与所述可变排量泵(42)流体地断开；
联接到所述液压流体管线(44)的第二方向阀(64)，其具有第一打开位置、第一关闭位置、第二打开位置和第二关闭位置，所述第一打开位置用于将所述第一液压机具(36)和泵负载感测管线(72)流体地连接到所述可变排量泵(42)，所述第一关闭位置用于将所述第二液压机具(50、52)与所述可变排量泵(42)流体地断开，所述第二打开位置用于将所述第二液压机具(50、52)流体地连接到所述可变排量泵(42)，所述第二关闭位置用于将所述第一液压机具(36)和所述泵负载感测管线(72)与所述可变排量泵(42)流体地断开；以及
控制器(56)，其能够操作地并且能够通信地耦合到所述第一方向阀(66)和所述第二方向阀(64)，所述控制器(56)被编程为能够在所述第一操作模式(60)与所述第二操作模式(62)之间选择地控制所述可变排量泵(42)，并且所述控制器(56)被编程为在所述打开位置与所述关闭位置之间致动所述第一方向阀(66)并且在所述第一打开位置、所述第二打开位置、所述第一关闭位置和所述第二关闭位置之间致动所述第二方向阀(64)。
10.根据权利要求9所述的机器，其中所述液压控制系统的所述第一操作模式(60)是在固定压力设置下操作所述可变排量泵(42)(42)的压力补偿模式，并且所述减压阀(68)被配置为保持所述液压流体的预定压力以致动所述第一液压机具(36)使得所述可变排量泵(42)(42)向所述第一液压机具(36)供应恒定压力，并且其中所述液压控制系统的所述第二操作模式(62)是负载感测模式，并且所述负载感测模式还包括基于所述第二液压机具(50、52)的所感测负载的所述可变排量泵(42)(42)的可调压力输出。
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