CN114207296A - 液压系统架构和可用于系统架构中的双向比例阀 - Google Patents

液压系统架构和可用于系统架构中的双向比例阀 Download PDF

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Abstract

本披露内容涉及使用单一比例阀来控制荷载的上升和下降的系统。本披露内容还涉及比例阀，该比例阀在穿过比例阀的相反的第一和第二流动方向上提供比例流量控制。

Description

液压系统架构和可用于系统架构中的双向比例阀
技术领域
本披露内容总体上涉及用于控制液压致动器和为液压致动器提供动力的液压系统架构。
背景技术
存在用于为比如液压缸等液压致动器提供动力并控制液压致动器的液压系统架构。这种液压系统架构典型地包括用于控制流入和流出给定液压致动器的液压流体的液压部件，比如液压泵、减压阀和比例阀。由液压系统架构供以动力并控制的液压致动器通常用于驱动被集成为野外设备(比如，施工设备和农业设备)的机械部件。
发明内容
本披露内容的一个方面涉及一种液压系统架构，该液压系统架构利用单一比例阀来控制流入和流出比如液压缸的液压致动器的液压流体。液压系统架构还可以包括与该单一比例阀结合使用的其他类型的阀，比如螺线管阀、止回阀和减压阀。比例阀是由可变电信号控制的阀。可变电信号被提供给与电枢结合工作的螺线管线圈，以控制阀构件(例如，阀芯、提动件(poppet)或其他构件)相对于一个或多个计量端口的行程。典型地，阀构件可无限定位并且与提供给螺线管线圈的电信号的量值成比例地移动。穿过阀的流量取决于阀构件的位置，并且因此取决于提供给螺线管线圈的电信号的量值。能够控制阀构件相对于计量端口的位置将允许改变和控制流动穿过阀的液压流体的流量，这进而提供了改变比例阀所控制的致动器的速度的能力。
本披露内容的另一方面涉及一种比例阀，该比例阀被配置为在穿过阀的相反的第一和第二流动方向上提供比例流量控制。
在下文的描述中将阐述多个附加的方面。这些方面涉及独立的特征以及特征的组合。应理解，前述一般性描述和以下详细描述两者都仅是示例性和解释性的，并且不限制本文中披露的示例所基于的宽泛的发明概念。
附图说明
并入说明书中并构成说明书一部分的附图中展示了本披露内容的若干方面。附图的简要描述如下：
图1示意性地描绘了根据本披露内容的原理的液压系统架构；
图2是图1的液压系统架构的控制器的位置控制图；
图3是示出可用于图1的液压系统架构中的比例阀的示例性构型的截面视图；
图4描绘了根据本披露内容的原理的另一液压系统架构，该系统架构被示出为处于中性的荷载保持状态；
图5示意性地描绘了在上升状态下图4的液压系统架构；
图6展示了在下降状态下图4的液压系统架构；
图7是描绘根据本披露内容的原理的双向比例阀处于关闭状态时的截面视图；
图8是图7的双向比例阀处于关闭状态时的另一截面视图；
图9是图7的双向比例阀处于打开状态时的截面视图；
图10是图8的双向比例阀处于打开状态时的截面视图；
图11描绘了图7至图10的双向比例阀的内阀体的下端；
图12描绘了图11的内阀体的上端；
图13是图11的内阀体的下端的立体图；
图14是图11的内阀体的另一立体图，示出了内阀体的侧面和下端；
图15是立体图，示出了安装在内阀体的下端内的止回座的上侧；
图16是图15的止回座的下侧的立体图；
图17描绘了可以用于内阀体的下端处的示例流量控制凹口形状；
图18描绘了可以用于内阀体的下端处的另一示例流量控制凹口形状；
图19描绘了可以用于内阀体的下端处的另一示例流量控制凹口形状；
图20是描绘表示图7的阀的流量相对于阀位置的示例性曲线的图表；不同的示例性曲线对应于设置在内阀体的下端处的不同流量控制凹口形状；以及
图21是展示间隙大小/阀位置相对于施加到内阀体的螺线管力的图表；当螺线管力等于施加到内阀体的弹簧力时，内阀体停止在特定的间隙大小，如弹簧力线300与对应于给定控制命令的螺线管力之间的交叉点所指示。
具体实施方式
图1描绘了根据本披露内容的原理的液压系统架构20。液压系统架构20为联接到机械装置24的致动器22(例如，液压缸)提供动力并对其进行控制。在某些示例中，机械装置24可以集成为野外车辆(比如拖拉机或施工设备)的一部分。在某些示例中，机械装置24可以包括由致动器22移动的一个或多个枢轴连杆。在某些示例中，机械装置24可以包括在某些示例中可以联接到铲斗、叶片、铲子、农业设备等的枢转臂或臂节。
再次参考图1，液压系统架构20包括电子控制器26，该电子控制器可以具有一个或多个处理器并且可以与软件、固件和/或硬件对接。处理器可以包括数字模拟处理能力，并且可以与存储器(例如，随机存取存储器、只读存储器或其他数据存储装置)对接。在某些示例中，处理器可以包括可编程逻辑控制器、一个或多个微处理器或类似结构。
仍然参考图1，电子控制器26与位置传感器28对接，这些位置传感器提供与机械装置24的位置有关的反馈信息。在一个示例中，位置传感器28可以包括感测机械装置24的部件的旋转位置的旋转传感器或者可以感测机械装置的线性运动的线性传感器。
液压系统架构20还包括液压泵30、液压储罐32(例如，储器)、减压阀34、单向止回阀36、孔口38、螺线管阀40和单一比例阀42。泵30具有连接到储罐32的输入侧和连接到液压流动管线44的输出侧，该液压流动管线用于将泵30液压连接到致动器22。孔口38和单向止回阀36沿着液压流动管线44定位。单向止回阀36允许液压流体在朝向致动器22的方向上流经液压流动管线44，并且防止液压流体在背离致动器22且朝向泵30的方向上流经流动管线44。液压系统架构20进一步包括再循环流动管线46，该再循环流动管线在泵30与单向止回阀36之间的某个位置处从液压流动管线44分支出来。螺线管阀40沿着再循环流动管线46定位并且可在打开位置(参见图1)与关闭位置之间移动。液压系统架构20还包括分支流动管线48，该分支流动管线在单向止回阀36与孔口38之间的某个位置处从液压流动管线44分支出来并且延伸到储罐32。比例阀42沿着分支流动管线48定位。比例阀42可以处于关闭位置(参见图1)或可以从关闭位置移动到多个比例流量位置之一以改变液压流体穿过比例阀42的流量。
图3是比例阀42的示例性构型的截面视图。在一个示例中，比例阀42是由伊顿公司(Eaton Corporation)出售的型号为ESV1-10-C的比例阀，该比例阀在通电时提供比例流量控制，在断电时为常闭，并且包括提动式构型。如图3所示，比例阀42包括联接到先导提动件52的电枢50。线圈54围绕电枢50。电枢50和先导提动件52被弹簧56朝向下方向偏置。先导提动件52定位在主提动件58内，该主提动件位于阀体60内。阀体60限定第一端口62和第二端口64。当比例阀42处于断电位置时，阻断从第二端口64到第一端口62的流动，但允许从第一端口62到第二端口64的流动。当比例阀42通电时，允许从第二端口64到第一端口62的流动，其中，阀流量与施加到线圈54的控制电信号的量值(例如，电流的量值)成比例。第一端口62和第二端口64也在图1中标记出。
阀体60限定了与主提动件58的端部63对接的阀座61。主提动件58的端部63限定了用于在第一端口62与主提动件58的内部容积之间提供流体连通的开口65。主提动件58限定了内部阀座67，该内部阀座与先导提动件52的端部69对接，使得先导提动件52起作用来打开和关闭开口65。主提动件58还限定了侧孔口71，该侧孔口提供了第二端口64与主提动件58的内部之间的流体连通。
当比例阀42断电时，比例阀42作为单向止回阀操作，该单向止回阀允许在从第一端口62到第二端口的方向上流经阀42，但防止在从第二端口64到第一端口62的方向上流经阀42。具体来说，第一端口62处的压力高于第二端口64处的压力使得主提动件58克服弹簧56的偏置而从阀座61提升。这允许液压流体在阀座61与主提动件58的端部63之间从第一端口62流到第二端口。第二端口64处的较高压力经由侧孔口71对主提动件58的内部加压，从而迫使主提动件58到达关闭位置，此时下端63抵靠阀座61。由于阀42断电，弹簧56使先导提动件52的端部69抵靠内部阀座67偏置，使得开口65被阻塞，从而允许在主提动件58内部维持液压。
当阀42通电时，电枢50与控制电信号的量值成比例地移动，以将先导提动件52从内部阀座67提升预定距离。该预定距离由控制信号的量值确定。在第二端口64处的压力大于第一端口62处的压力的情况下，先导提动件52的提升使得主提动件58内部的压力通过开口65释放，其速度比可以通过孔口71补充压力的速度更快。当这种情况发生时，第二端口64处的作用在主提动件58外部的液压提供足够的力将主提动件58从阀座61提升并且打开第一端口62与第二端口64之间的流体连通。然后通过限定在主提动件58的下端与阀座61之间的区域发生从第二端口64到第一端口62的流动。主提动件58提升到直至主提动件58重新接合先导提动件52的端部69。因此，主提动件58的移动量取决于先导提动件52的移动量，该先导提动件的移动量取决于提供给线圈54的控制信号的量值。阀座61和/或主提动件58具有相反形状(例如，凹口形状)，这些形状基于主提动件58相对于阀座61提升的量而改变主提动件58的下端与阀座61之间的流动通道的大小。因此，这些对接的形状允许与主提动件58相对于阀座61的位置成比例地控制从第二端口64到第一端口61的流量。可以使用不同的相反形状(例如方形凹口、圆化的凹口、三角形凹口、矩形凹口及其组合)和形状大小来提供不同的比例流量特性。如上所述，主提动件58的位置由先导提动件52的位置控制，该先导提动件的位置由提供给线圈54的控制电信号的量值确定。因此，可以基于提供给线圈54的控制信号的量值来控制从第二端口64到第一端口62的流量。
返回参考图1，减压管线66在再循环流动管线46与泵30之间的某个位置处从液压流动管线44分支出来。减压管线66从液压流动管线44延伸到储罐32。减压阀34沿着减压管线66定位。当液压流动管线44内的压力超过减压阀34的压力设置时，减压阀34打开，以允许液压流体经减压管线66倾倒到储罐32。否则，减压阀34关闭以阻断液压流动管线44与储罐32之间的流体连通。
电子控制器26与位置传感器28对接，以接收关于机械装置24的位置的反馈。电子控制器26还与螺线管阀40和比例阀42对接以控制这些阀的操作。应当理解，电子控制器26可以控制被提供给比例阀42的电流的量值从而控制穿过阀42的流量。电子控制器26还可以控制螺线管阀40是打开还是关闭。螺线管阀40可以常开，但可以在通电时关闭。
图2示出了电子控制器26控制机械装置24的定位所使用的示例运动控制图。实线68代表机械装置24随时间的预期位置，这取决于提供给比例阀42的电流水平。如果机械装置24的速度慢于线69a所指示的预期速度，则可以向比例阀42提供增大的电流以提供速度补偿，如线69b所示。相反，如果机械装置24的感测速度大于预期速度，则可以减小被提供给比例阀42的电流。线70a代表大于预期速度的感测速度，而线70b示出了通过减小给比例阀42的电流所引起的速度补偿。
当液压系统架构20处于荷载保持状态时，比例阀42关闭，而螺线管阀40打开，使得来自泵30的流经过再循环流动管线46被引导到储罐32。单向止回阀36和关闭的比例阀42协作来液压地锁定致动器22。
当液压系统架构20处于上升状态(其中，流被引导到致动器22)时，螺线管阀40被通电从而关闭从泵30经由管线46到储罐32的流动。同时，用控制信号对比例阀42通电，该信号的量值决定了允许穿过阀42的流量。提供给比例阀42的控制信号优选地在量值上变化，以控制从泵引导到致动器22和储罐32的流量之比。为了降低到致动器22的流量，增大穿过比例阀42的比例流量，使得更多的流被引导到储罐32而更少的流被引导到致动器。相反，为了增大到致动器22的流量，减小穿过比例阀42的比例流量，使得更少的流被引导到储罐而更多的流被引导到致动器。以此方式，可以基于比例阀42的位置来控制在上升期间致动器22的移动速率。
液压系统架构20也可以在液压流体从致动器22被排出的下降状态下操作。在下降状态，螺线管阀40打开，使得来自泵30的流再循环到储罐。此外，比例阀42被按比例控制，以控制穿过阀42到达储罐32的流量。以此方式，可以基于比例阀42的位置来控制在下降期间致动器22的移动速率。
图4至图6描绘了根据本披露内容的原理的另一液压系统架构120。液压系统架构120被适配用于为致动器122提供动力并且控制其速度和方向。液压系统架构20包括泵130、储罐132、高压减压阀134、先导操作式减压阀136、螺线管阀140和单一双向比例阀142。主液压流动管线144从泵130的输出侧延伸到致动器122。泵130的输入侧联接到储罐。双向比例阀142控制穿过主液压流动管线144的流量。先导操作式减压阀136沿着减压管线146定位，该减压管线从主液压流动管线144延伸到储罐132。减压管线146在双向比例阀142与泵130之间的某个位置处连接到主液压流动管线144。
液压系统架构120还包括再循环管线148和第二减压管线150。螺线管阀140沿着再循环管线148定位并且被适配用于打开和关闭再循环管线148。管线148在螺线管阀140断电时打开，而在螺线管阀140通电时关闭。再循环管线148从主液压流动管线144延伸到储罐132并且在第一减压管线146与泵130之间的某个位置处连接到液压流动管线144。第二减压管线150从主液压流动管线144延伸到储罐并且在再循环管线148与泵130之间的某个位置处连接到主液压流动管线144。高压减压阀134沿着第二减压管线150定位。高压减压阀134被配置为当主液压流动管线144中的压力超过高压减压阀134的压力设置时打开储罐与主液压流动管线144之间的流体连通。否则，高压减压阀134关闭，使得第二减压管线150关闭。
图4示出了处于荷载保持状态的液压系统架构120，在荷载保持状态下，双向阀142关闭，使得致动器122与泵130之间的流体连通被阻断。在这种构型中，致动器122被液压地锁定在适当位置。在这种构型中，螺线管阀140可以断电从而处于打开位置，这允许从泵130输出的流体经再循环管线148被引导到储罐。
图5示出了处于上升模式的液压系统架构120，在上升模式中，双向阀142被通电，以控制从泵130提供到致动器122的液压流体的流量。因此，提供给致动器122的流量以及因此致动器122的速度可以通过改变被提供给双向比例阀142的电流来改变。电流的量控制了穿过阀142的流动通道大小并且控制了在穿过阀的第一状态方向上穿过阀的流量。在上升模式中，螺线管阀140关闭，并且来自泵130的多余流量穿过先导操作式减压阀136被引导到储罐132。为了效率的目的，先导操作式减压阀136具有先导变化的减压值，该值取决于阀136的弹簧裕度压力而被维持为刚好高于致动器122的工作压力(例如，水头压力)。在上升期间，位置传感器可以将上升速率传送到系统控制器，并且该控制器可以调整给阀142的控制命令以调整穿过阀的流量从而实现期望的上升速度。
图6示出了处于下降状态的液压系统架构120，在下降状态下，双向比例阀142再次通电从而打开液压流动管线144。来自致动器122的液压流体被引导穿过双向比例阀142并且穿过螺线管阀140到达储罐132。螺线管阀140被断电而呈打开状态。比例阀142可以通过改变被提供给双向阀142的电流来控制离开致动器122的流量并因此控制致动器122的下降速度。应当理解，通过改变给双向比例阀142的电流，可以控制在致动器122下降时穿过阀142的流动路径大小并且因此控制穿过双向阀142的流量。在下降期间穿过阀142的流量由阀142控制并且是朝与第一方向相反的第二方向。在下降期间，位置传感器可以将下降速率传送到系统控制器，并且该控制器可以调整给阀142的控制命令以调整穿过阀的流量从而实现期望的下降速度。
图7和图8示出了双向比例阀142的示例性构型。双向阀142包括螺线管布置，该螺线管布置包括被线圈202围绕的可移动电枢200。可移动电枢200定位在位于可移动电枢200与线圈202之间的非磁性芯管203内。可移动电枢200被弹簧204朝向下方向偏置并且可相对于线圈202在芯管203内沿着轴线207轴向移动。可移动电枢200的上端与固定电枢205轴向相隔了间隙g。间隙g的大小随着可移动电枢200相对于线圈202沿着轴线207移动而变化。固定电枢205装配在芯管203的上端中。阀构件206(例如，阀销)固定到可移动电枢200的下端，使得阀构件206与可移动电枢200一起沿着轴线207轴向移动。
螺线管布置被安装在外阀体210上，该外阀体限定了第一端口212和第二端口214。外阀体210包括第一阀体部分210a和第二阀体部分210b。外部密封件211安装在外阀体210上，用于在外阀体210被插入(例如，螺纹拧入)到阀歧管的开口中时密封第二端口214的上方和下方。内阀体216定位在外阀体210内。内阀体216(例如，主提动件)限定了中心通道218(参见图7至图10)，该中心通道可以在其下端处被止回球220打开和关闭。止回球220允许液压流体离开通道210的下端，但防止液压流体进入通道的下端。因此，止回球220允许从内阀体216的顶部流经中心通道218到达第一端口212并且防止相反方向上的流动。侧通道219(参见图7和图9)提供第二端口214与中心通道218之间的流体连通。止回球215允许从第二端口214流经侧通道219到达中心通道218并且防止在相反方向上流经侧通道219。
内阀体216还限定了通道222(参见图8和图10)，该通道在第二端口214与内阀体216的顶侧之间提供流体连通。通道222的上端由止回阀224打开和关闭，该止回阀允许从第二端口214流经通道222到达内阀体216的顶侧并且防止在相反方向上流经通道222。通道222包括孔口223。内阀体216还限定了通道226(参见图7和图9)，该通道从内阀体216的底部延伸到内阀体216的顶部。通道226的下端与第一端口212流体连通。通道226的顶端处的止回球228允许从第一端口212流经通道226到达内阀体216的顶侧并且防止在相反方向上流经通道226。通道226包括孔口225。固位环409将止回球224、228固位在内阀体216的顶部处(参见图12)。
止回球220通过止回座321被固位在内阀体216中，该止回座被比如卡环(参见图13)等固位环323保持在内阀体216的下端内。止回阀321包括周边凹口325(参见图13、图15和图16)，从而允许来自中心通道的液压流体轴向流过止回座323到达第一端口212，并且允许来自第一端口212的流体流过轴向止回座223到达通道226。密封件327(比如O形环)安装在内阀体216的外部上并且被适配用于抵靠外阀体210的内部进行密封。密封件327轴向地安装在支撑垫圈411之间并且用于防止液压流体在第二端口214与位于内阀体216的上侧上方的上腔室之间沿着内阀体216的外部轴向泄漏。外阀体210限定了内阀座231。
止回座321具有大致齿轮状构型，该大致齿轮状构型具有一个中心部分421和从中心部分径向向外突出的多个齿423。凹口325在齿423之间被周向地限定并且用于限定流动通道以在第一端口212处的液压高于内阀体216上方的腔室处的液压时允许液压流体从第一端口212流到通道226。当阀206打开通道218并且内阀体216上方的腔室处的液压高于第一端口212处的压力时，凹口325还允许液压流体从通道218流到第一端口212。止回球220防止来自第一端口212的流体流入通道218中。止回座321和环323协作将止回球220固位在内阀体216的下端内。止回座321的顶侧包括中心轴向突出部425，该中心轴向突出部被适配成在止回球220移动到打开位置时接合止回球220，以允许从通道218流经凹口325到达第一端口212。
限定在内阀体216的上侧处的中心通道218上端可以由阀构件206的下端打开和关闭。当螺线管布置被断电时，弹簧204使阀构件206抵靠在中心通道218的上端处的阀座407向下偏置，使得中心通道218的上端被阻塞/关闭。因此，通道218是常闭的。当螺线管布置被断电时，中心通道218被阻塞并且阀142关闭(参见图7和图8)。当阀142关闭时，环部233抵靠内阀座231就位，使得内阀体216阻断第一端口212与第二端口214之间的流体连通并且防止流从第一端口212移动穿过阀142到达第二端口214，反之亦然。在螺线管断电的情况下，弹簧204使阀构件206抵靠内阀体216的顶侧偏置，使得内阀体216被弹簧204朝关闭位置偏置。此外，在阀断电且中心通道218被阻塞的情况下，阀142的高压侧(无论是在第一端口212还是第二端口214处)会在内阀体216的上方产生先导压力，从而使内阀体216保持在关闭位置。
当螺线管布置被通电时，阀142以比例流量模式操作，在比例流量模式中，在第一端口212与第二端口214之间穿过阀142的流量能够在从第一端口212到第二端口214的第一方向上被按比例控制，并且能够在从第二端口214到第一端口212的第二方向上被按比例控制。当螺线管布置被通电时，阀构件206从内阀体216提升了与用于给螺线管布置通电的控制信号的量值成比例的距离，并且间隙g缩短了与阀构件206的移动距离相等的距离。当阀构件206从内阀体216提升时，中心通道218打开并且先导压力使内阀体216跟随阀构件206，从而使环部233从内阀座231提升，由此打开第一端口212与第二端口214之间经由在外阀体210的内部与内阀体216的外部区域235之间限定的流动通道的流体连通(参见图9和图10)。该流动通道的截面积随着内阀体216的位置而变化，该位置由阀构件206的位置决定，该阀构件在内阀体216从阀座231提升时用作止动件。阀构件206的位置取决于用于给螺线管布置通电的控制信号(例如，电流)的量值。
内阀体216的外部区域235的形状使得在外阀体210与内阀体216之间限定的流动通道的截面积随着内阀体216相对于外阀体210的轴向位置而变化。如图14所示，该形状对接了弯曲凹口237。应当理解，阀142的流量控制特性可以通过使用在外部区域235处具有不同形状和大小的流量控制形状来改变。例如，这些形状可以包括不同形状的凹口，比如三角形凹口237a(参见图17)、正方形或矩形凹口(参见图18)、具有形状组合(参见图19)或其他形状的凹口237c以提供控制命令/阀位置与流量之间的不同依赖关系。图20示出了流量与阀位置之间的不同示例性依赖关系250a、250b、250c、250d。示例性依赖关系可以是线性关系、曲线关系、具有不同斜率的线性关系、及其组合。这些不同的关系使得阀具有不同的阀通道截面积变化率，并且因此针对内阀体的给定线性移动距离具有不同的流量变化率。
图21示出了当阀在通电/比例流量控制模式下操作时控制信号的量值(例如，提供给螺线管线圈的电流的量值)与内阀体的位置之间的示例性比例关系。具体地，图21示出了间隙g的大小与弹簧204和线圈202施加到电枢200的轴向力之间的关系。间隙g的大小对应于电枢200、阀构件206和内阀体216的位置。当施加到电枢的弹簧力与通过线圈202施加电流时产生的电磁力相等且相反时，电枢200停止移动。在图21中，线300描绘了弹簧204的力。此外，线301描绘了当施加值为最大控制命令的25％的控制信号时由线圈202施加到电枢200的电磁力。线302描绘了当施加值为最大控制命令的50％的控制信号时由线圈202施加到电枢200的电磁力。线303描绘了当施加值为最大控制命令的75％的控制信号时由线圈202施加到电枢200的电磁力。线304描绘了当施加值为最大控制命令的100％的控制信号时由线圈202施加到电枢200的电磁力。电枢位置被定义为对应于给定控制命令量值的力线与弹簧力线300相交的位置。内阀体216的大量(例如，无限个)位置和对应的多个不同流量可以通过改变控制命令的量值并且因此改变施加到电枢的电磁力的量值来建立。
如上所述，穿过阀142的流量在从第一端口212延伸到第二端口214的第一方向上以及在从第二端口214延伸到第一端口212的第二相反方向上是可控的。比例流量控制是通过用具有对应于期望流量的量值的控制信号给阀142的螺线管通电来提供。通过调整控制信号的量值，可以调整在端口212、214之间的阀通道截面积的大小，从而调整端口212、214之间的流量。由阀142控制的液压致动器的运动可以被监测并且用于提供反馈回路以修改控制信号从而确保液压致动器以期望速度移动。通道218、219、222和226限定了阀先导流动路径，该阀先导流动路径被配置为使得当螺线管通电且阀构件206从中心通道218提升时，内阀体216通过先导压力从关闭位置移动到比例流量位置，在该比例流量位置，内阀体216接触阀构件206，并且允许在第一端口212与第二端口214之间穿过阀142的流量受到控制。
当阀142断电时，阀构件206关闭中心通道218的顶端以阻断内阀体216的顶部与通道218之间的流体连通。此外，在阀142断电的情况下，内阀体216处于关闭位置，在该关闭位置，内阀体216防止流体流在第一端口212与第二端口214之间在两个方向上流动。在第一端口212具有比第二端口214更高的压力的第一条件下，内阀体216上方的区域被来自第一端口212穿过通道226的先导压力加压。内阀体216上方的压力作用于内阀体216的顶部而将内阀构件216保持在关闭位置。在这个第一条件下，为了提供从第一端口212到第二端口214的按比例控制的流量，给阀通电，从而使阀构件206从中心通道218的顶部提升。当发生这种情况时，内阀体216上方的区域经由通过中心通道218和侧通道219与第二端口214的流体连通而减压。孔口225通过限制从第一端口212到内阀体216上方的区域的流量来协助这种减压。在内阀体216上方的区域被减压的情况下，第一端口212处的较高压力使内阀体从阀座231提升并且移动到在与从第一端口212到第二端口214的期望流量相对应的阀位置处与阀构件206接触。当阀断电时，弹簧204维持阀构件206与内阀体216的顶部相接触，从而维持中心通道218的阻塞。这允许内阀体216上方的区域重新加压，从而经由作用于内阀体216的顶部的先导压力使内阀体216返回并且保持在关闭位置。
在第二端口214具有比第一端口212更高的压力的第二条件下，内阀体216上方的区域被来自第二端口214穿过通道222的先导压力加压。内阀体216上方的压力作用于内阀体216的顶部而将内阀构件216保持在关闭位置。在这个第二条件下，为了提供从第二端口214到第一端口212的按比例控制的流量，给阀通电，从而使阀构件206从中心通道218的顶部提升。当发生这种情况时，内阀体216上方的区域经由通过中心通道218与第一端口212的流体连通而减压。孔口223通过限制从第二端口214到内阀体216上方的区域的流动来协助这种减压。在内阀体216上方的区域被减压的情况下，第二端口214处的较高压力作用于内阀体216的外部，从而使内阀体216从阀座231提升并且移动到在与从第二端口214到第一端口212的期望流量相对应的阀位置处与阀构件206接触。当阀断电时，弹簧204维持阀构件206与内阀体216的顶部相接触，从而维持中心通道218的阻塞。这允许内阀体216上方的区域重新加压，从而经由作用于内阀体216的顶部的先导压力使内阀体216返回并且保持在关闭位置。
根据前面的详细描述，显然可以在不脱离本披露内容的精神和范围的情况下作出修改和变化。

Claims (14)

1.一种经由液压致动器使部件上升和下降的液压系统，该液压系统包括：
液压泵；以及
单一比例流量控制阀，该单一比例流量控制阀用于在该部件上升期间按比例控制到该致动器的流量并且在该部件下降期间按比例控制来自该致动器的流量。
2.如权利要求1所述的液压系统，其中，该单一比例控制阀被配置为通过该比例控制阀提供双向比例流量控制。
3.如权利要求1所述的液压系统，其中，在该部件下降期间，来自该致动器的流量被引导穿过该单一比例控制阀到达储罐，并且其中，在该部件上升期间，该单一比例控制阀在该致动器与该储罐之间按比例分配来自该液压泵的流量。
4.一种液压装置，包括：
比例阀，该比例阀被配置为在穿过该比例阀的相反的第一和第二流动方向上提供比例流量控制。
5.如权利要求4所述的液压装置，其中，该比例阀包括外阀体和在该外阀体内的内阀体，该内阀体可相对于该外阀体沿着轴线移动。
6.如权利要求5所述的液压装置，其中，该外阀体限定了第一端口和第二端口，其中，该外阀体限定了内阀座，其中，在该外阀体与该内阀体之间限定了比例流量接口，其中该比例流量接口限定了该第一端口与该第二端口之间的主流动通道，其中，该内阀体可相对于该外阀体沿着该轴线在一个关闭阀位置与多个比例流量位置之间移动，其中，当该内阀体处于该关闭位置时，该内阀体接合该内阀座以阻断该第一端口与该第二端口之间经由该主流动通道的流体连通，其中，该比例流量接口为该主流动通道提供与这些比例流量位置中的每个比例流量位置相对应的不同截面积，并且其中，该比例阀包括用于将该内阀体移动到该关闭位置和该多个不同的比例流量位置的螺线管布置，该螺线管布置具有弹簧偏置电枢，该弹簧偏置电枢取决于提供到该螺线管布置的线圈的电流的量值而沿着该轴线移动到多个不同的电枢位置，并且其中，这些不同的电枢位置对应于该关闭位置和这些不同的比例流量位置。
7.如权利要求5或6中任一项所述的液压装置，其中，该内阀体限定了用于经由来自该第一端口的压力对该内阀体上方的区域加压的第一加压路径，其中，该内阀体限定了用于从该第二端口对该内阀体上方的该区域加压的第二加压路径，其中，该内阀体限定了用于经由与该第二端口的流体连通对该内阀体上方的该区域减压的第一减压路径，其中，该内阀体限定了用于经由与该第一端口的流体连通对该内阀体上方的该区域减压的第二减压路径，并且其中，该液压装置包括联接到该电枢、用于打开和关闭该第一减压路径和该第二减压路径的阀构件。
8.如权利要求7所述的液压装置，其中，该第一加压路径、该第二加压路径、该第一减压路径和该第二减压路径各自包括单向止回阀。
9.如权利要求7或8中任一项所述的液压装置，其中，该第一加压路径和该第二加压路径各自包括孔口。
10.如权利要求9所述的液压装置，其中，该阀构件与该轴线同轴。
11.如权利要求7至10中任一项所述的液压装置，其中，该第一减压路径和该第二减压路径共有由该阀构件打开和关闭的通道。
12.如权利要求11所述的液压装置，其中，该第一减压路径和该第二减压路径所共有的该通道具有在该内阀体的顶端处的上端，并且其中，该阀构件被适配用于打开和关闭该通道的上端，并且其中，该阀构件与该内阀体的顶端之间的接触控制该内阀体的轴向位置。
13.如权利要求1所述的液压系统，进一步包括控制系统，该控制系统包括用于监测该部件的位置以及提供位置反馈的传感器，该位置反馈用于电子调整该单一比例控制阀以提供运动校正。
14.如权利要求1所述的液压系统，其中，在该部件下降期间，来自该致动器的流量被引导穿过该单一比例控制阀到达储罐，并且其中，在该部件上升期间，来自该液压泵的流量被引导穿过该单一比例控制阀到达该致动器。
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