[發明專利]具有擺動馬達能量回收的液壓控制系統

有效

• 申請號: 201380044682.X
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104583609B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 章佼;馬鵬飛;尚同林;R·塞蘇爾;B·J·希爾曼;P·斯普林;L·J·托格內蒂;R·N·彼得森;D·陳
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;E02F9/22;F15B1/02;F15B13/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明總體上涉及液壓控制系統，且更具體地涉及具有擺動馬達能量回收的液壓控制系統。

背景技術

擺動式挖掘機器(例如液壓挖掘機和前鏟)需要顯著液壓和流量以將材料從挖翻位置轉移到傾卸位置。這些機器通過擺動馬達引導來自發動機驅動的泵的高壓流體以在每次擺動開始時加速裝載作業工具，然后限制在每次擺動結束時離開馬達的流體的流量以減緩并停止作業工具的擺動。

與這種類型的液壓裝置相聯的一個問題涉及效率。特別而言，由于裝載作業工具的減速，在每次擺動結束時從擺動馬達離開的流體處于相對較高壓力下。除非被回收，否則與高壓流體相聯的能量可能被浪費。此外，在每次擺動結束時從擺動馬達離開的這種高壓流體的限制可導致加熱流體，這必須與增加的機器的冷卻能力適應。

在于2011年3月22日發布的Zhang等人的美國專利號7,908,852(以下簡稱’852專利)中公開了一種改進擺動型機器的效率的嘗試?！?52專利公開了用于包括蓄能器的機器的液壓控制系統。蓄能器存儲從擺動馬達離開的油，該油已經由機器的上部結構施加到運動的擺動馬達的慣性轉矩加壓。然后，蓄能器中的加壓油被選擇性地再利用以通過將積聚油供應回擺動馬達在隨后擺動過程中加速擺動馬達。

雖然’852專利的液壓控制系統可有助于在某些情況下提高擺動型機器的效率，但仍然可小于最佳效率。特別而言，在’852專利中描述的蓄能器的排放過程中，離開擺動馬達的一些加壓流體可仍然具有被浪費的有用能量。此外，當泵輸出無法以足以防止擺動馬達中的空化的速率供應流體時，可能存在’852專利的液壓控制系統的操作過程(例如減速和蓄能器排放過程)中的情況。此外，機器可在不同條件和不同情況下不同地操作，且’852專利的液壓控制系統可不被配置為適于控制這些不同條件和情況。最后，’852專利沒有公開正常操作模式和蓄能器擺動操作模式之間轉換的方法。

所公開的液壓控制系統旨在克服上面闡述的一個或多個問題和/或現有技術的其它問題。

發明內容

本發明的一方面涉及一種液壓控制系統。液壓控制系統可包括罐、被配置為從罐抽取流體并加壓流體的泵，以及由來自泵的加壓流體驅動的擺動馬達。液壓控制系統還可包括至少一個控制閥，其被配置為控制泵、擺動馬達和罐之間的流體流量；蓄能器，其被配置為選擇性地接收從擺動馬達排放的加壓流體并將加壓流體選擇性地供應到擺動馬達；以及至少一個蓄能器閥，其被配置為調節流入和流出蓄能器的流體流量。液壓控制系統還可包括控制器，其與至少一個控制閥和至少一個蓄能器閥連通?？刂破骺杀慌渲脼榻邮罩甘緮[動馬達的期望速度和實際速度之間的差的輸入，并基于期望速度和實際速度之間的差確定擺動馬達是加速還是減速?？刂破鬟€可被配置為控制至少一個蓄能器閥以使蓄能器僅在擺動馬達加速或減速時選擇性地接收或供應加壓流體。

本發明的另一方面涉及一種控制機器的擺動馬達的方法。所述方法可包括接收指示擺動馬達的期望速度和實際速度之間的差的輸入，并基于期望速度和實際速度之間的差確定擺動馬達是加速還是減速。所述方法還可包括使蓄能器僅在擺動馬達加速或減速時選擇性地接收來自擺動馬達的加壓流體或將加壓流體供應到擺動馬達。

附圖說明

圖1是由運輸車輛在工地作業的示例性公開的機器的示意圖；

圖2是可與圖1的機器一起使用的示例性公開的液壓控制系統的示意圖；

圖3是可由圖2的液壓控制系統使用的示例性公開的控制圖；以及

圖4是描繪可由圖2的液壓控制系統執行的示例性公開的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1示出具有多個系統和協作以挖掘和裝載土制材料到附近運輸車輛12上的組件的示例性機器10。在所描繪的實例中，機器10是液壓挖掘機。然而，可設想，機器10可替換地實施為另一擺動型挖掘或材料搬運機器，諸如反鏟、前鏟、拉鏟挖掘機，或其它類似的機器。除其它外，機器10還可包括實施系統14，其被配置為例如通過運輸車輛12在溝槽內或在堆料處的挖翻位置18和傾卸位置20之間運動作業工具16。機器10還可包括用于手動控制實施系統14的操作員站22?？稍O想，如果需要，機器10可進行除卡車裝載之外的操作，諸如吊裝、挖溝和材料搬運。