CN104603372A - 液压控制*** - Google Patents
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Abstract
一种液压控制***(50)包括:机具(16),其可移动以执行具有多个节段的挖掘周期;可变排量马达(49),其配置为使机具(16)在挖掘周期期间以期望速度摆动;和泵(58),其配置为加压用于驱动马达(49)的流体。所述***还包括蓄能器(108),其配置为经由填充阀(122)选择性地接收从马达(49)排出的流体并经由排出阀(124)将流体排至马达(49)。所述***包括流体连接至填充阀(122)和排出阀(124)的选择阀(120)。所述***还包括控制器(100),其配置为改变马达(49)的排量以产生期望的速度。
Description
技术领域
本发明通常涉及一种液压控制***,尤其涉及一种能够实现摆动马达能量回收的液压控制***。
背景技术
摆动式挖掘机(例如液压挖掘机和前方铲斗)需要大量的液压压力和流量将材料从挖掘位置转移到卸载位置。这些机器引导来自发动机驱动泵的高压流体通过摆动马达以在每一摆动起始时加速负载机具,且然后在每一摆动结束时限制离开马达的流体流,以减慢并停止机具。
与这种类型的液压装置相关的一个问题涉及效率。特别是,在每一摆动结束时,由于负载机具的减速排出摆动马达的流体处于相对较高的压力下。除非回收,否则与高压流体相关的能量可能被浪费。此外,在每一摆动结束时,对排出摆动马达的这一高压流体的限制会导致加热流体,这要求机器必须具有增强的冷却能力。
美国专利第7908852号(’852专利)中公开了一种提高摆动型机器效率的尝试。所述’852专利公开了一种用于包括蓄能器的机器的液压控制***。所述蓄能器存储来自摆动马达的排出油,所述排出油通过机器上部结构施加在移动摆动马达上的惯性扭矩被加压。接着,在随后的摆动期间,通过将积累的油供应回到摆动马达,选择性地再次利用蓄能器中的加压油来加速摆动马达。
虽然’852专利的液压控制***可能有助于改善摆动型机器在某些情况下的效率,但这样的***通常使用相对大容量的蓄能器以在摆动马达加速期间以足够的速率供应流体并在电机减速期间存储这样的流体。由于空间的限制,这样一个大蓄能器可能难以在机器上携带。此外,这样的***可能难以适应例如蓄能器压力、制动扭矩以及其它机器状况的改变。
本发明的液压控制***涉及克服上述的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。
发明内容
在本公开的一个示例性实施方案中,一种液压控制***包括:机具,其可移动以执行具有多个节段的挖掘周期;可变排量马达,其配置为使机具在挖掘周期期间以期望速度摆动;和泵,其配置为加压用于驱动马达的流体。所述液压控制***还包括至少一个蓄能器,其配置为经由流体连接至蓄能器的填充阀选择性地接收从马达排出的流体,并在多个节段期间经由流体连接至蓄能器的排出阀将流体排出到马达。所述***包括流体连接至填充阀和排出阀的选择阀。所述***还包括控制器,其配置为在多个节段的至少一个节段中,基于蓄能器的流体压力改变马达的排量。马达的可变排量产生期望的速度。
在本公开的另一个示例性实施方案中,一种控制机器的方法包括:用泵对流体加压,引导加压流体通过可变排量马达以在整个挖掘周期移动机具,并在多个节段的第一节段期间经由流体连接至蓄能器的选择阀和填充阀将从马达排出的流体引导到蓄能器。所述方法还包括选择性地将从马达排出的流体存储在蓄能器中。所述方法还包括在多个节段的第二节段期间,经由流体连接至蓄能器的选择阀和排出阀,选择性地从蓄能器排出流体并将排出的流体引导至马达。所述方法还包括在第一节段和第二节段中的至少一个节段期间,基于蓄能器的流体压力改变马达的排量。在本公开的又一个示例性实施例中,一种控制机器的方法包括:用泵对流体加压;以及引导所述加压流体通过可变排量马达以在整个挖掘周期移动机具,所述挖掘周期具有挖掘节段、摆动-倾卸加速节段、摆动-倾卸减速节段、倾卸节段、摆动-挖掘加速节段和摆动-挖掘减速节段。所述方法还包括选择性地将在摆动-倾卸加速节段和摆动-挖掘加速节段中从马达排出的流体存储在第一蓄能器中。所述方法还包括选择性地从第一蓄能器排出流体,并在摆动-倾卸加速节段和摆动-挖掘加速节段这两个节段中将排出的流体引导到马达,并在摆动-倾卸加速节段和摆动-挖掘加速节段的至少一个节段中将加压流体从第二蓄能器引导到马达。所述方法还包括基于第一蓄能器中流体压力的下降改变马达的排量,使得马达在摆动-倾卸加速节段和摆动-挖掘加速节段这两个节段中输出正扭矩。所述方法还包括基于第一蓄能器中的流体压力增加改变马达的排量,使得马达在摆动-倾卸减速节段和摆动-挖掘减速节段这两个节段中输出负扭矩。
附图说明
图1是示例性公开的在作业现场与运输车辆一起操作的机器的示意图;
图2是示例性公开的可与图1的机器一起使用的液压控制***的示意图;和
图3示出了可由图2中的液压控制***使用的几个示例性的控制映射。
具体实施方式
图1示出了具有多个协作以挖掘材料并将材料装载到附近运输车辆12上的***和部件的示例性机器10。在一个实例中,机器10可具体化为液压挖掘机。然而,可以预期的是,机器10可具体化为另一摆动型挖掘或材料处理机器,诸如反铲挖掘机、正铲挖掘机、拉铲挖掘机或其它类似的机器。除此之外,机器10可包括机具***14,其配置为在沟壕内或地桩处的挖掘位置18与倾卸位置20(例如在运输车辆12之上)之间移动机具16。除此之外,机器10可包括用于手动控制机具***14的操作员站22。可以预期的是,如果需要的话,机器10可执行除装车以外的操作,诸如吊运、挖沟和材料处理。
机具***14可包括通过流体制动器致动以移动机具16的链接结构。具体地,机具***14可包括悬臂24,悬臂24通过一对相邻的双动式液压缸28(图1中只示出一个)相对于作业表面26垂直枢转。机具***14还可包括操纵杆30,操纵杆30通过单体双动式液压缸36相对于悬臂24围绕水平枢轴32垂直枢转。机具***14还可包括单体双动式液压缸38,其可操作地连接至机具16以使机具16相对于操纵杆30围绕水平枢轴40垂直地倾斜。悬臂24可枢转地连接至机器10的机架42,而机架42可枢转地连接至底盘构件44并通过摆动马达49围绕垂直轴46摆动。操纵杆30可经由枢轴32和40将机具16枢转地连接至悬臂24。可以预见的是,如果需要的话,在机具***14内可包括更多或更少数量的流体制动器,并且这些流体制动器可按照除以上描述外的其它方式连接。
若干不同的机具16可连接到单个机器10并且经由操作员站22可控。机具16可包括用于执行特定任务的任何装置,例如铲斗、拨叉装置、桨叶、铲斗或其它本领域已知的任何其它任务执行装置。虽然在图1的实施例中,机具16连接为相对于机器10升降、摆动和倾斜,但是机具16可以替代地或附加地以本领域已知的其它方式旋转、滑动、伸展或移动。
操作员站22可配置为接收机器操作员的指示所期望机具移动的输入。具体地说,操作员站22可包括一个或多个输入装置48,例如具体化为位于邻近操作员座位(未示出)的单轴或多轴控制杆。输入装置48可以是配置为通过产生机具位置信号来定位和/或定向机具16的比例型控制器,所述机具位置信号指示所期望的机具速度和/或特定方向上的力。位置信号可用于制动液压缸28、36、38中的任何一个或多个和/或摆动马达49。预期在操作员站22内可替代地或附加地包括不同的输入装置,诸如,举例来说轮、旋钮、推拉装置、开关、踩踏板和本领域中已知的其它操作员输入装置。
如图2所示,机器10可包括液压控制***50,其具有多个协作以移动机具***14(参照图1)的流体部件。特别地,液压控制***50可包括与摆动马达49相关联的第一回路52,以及与液压缸28、36和38相关联的至少一个第二回路54。除此之外,第一回路52可包括摆动控制阀56,摆动控制阀56经连接以调节加压流体从泵58到摆动马达49和从摆动马达49到低压罐60的流以使机具16根据经由输入装置48所接收的操作员请求围绕轴46(参照图1)产生摆动运动。第二回路54可包括类似的控制阀,例如悬臂控制阀(未示出)、操纵杆控制阀(未示出)、机具控制阀(未示出)、行驶控制阀(未示出)和/或辅助控制阀,所述控制阀并联连接以从泵58接收加压流体并将废液排出至罐60,从而调节相应的制动器(例如,液压缸28、36和38)。
摆动马达49可包括壳体62,壳体62至少部分地形成位于流体控制装置64任一侧的第一腔室和第二腔室(未示出)。在示例性的实施方案中,流体控制装置64可包括叶轮、活塞和/或任何其它类似的泵部件。当第一腔室连接至泵58的输出(例如,经由在壳体62内形成的第一腔室通道66)并且第二腔室连接至罐60(例如,经由在壳体62内形成的第二腔室通道68)时,流体控制装置64可被驱动以沿第一方向移动(例如,顺时针旋转、向前移动、向上移动、侧向移动)。相反,当第一腔室经由第一腔室通道66连接至罐60并且第二腔室经由第二腔室通道68连接至泵58时,流体控制装置64可被驱动以沿相反方向移动(例如,逆时针旋转、向后移动、向下移动、侧向移动)。流体通过流体控制装置64的流率可能与摆动马达49的旋转速度或线速度有关,而在整个流体控制装置64中的压力差可能与其输出扭矩有关。
在示例性的实施例中,摆动马达49可包括可变排量型流体马达,并且可被控制以在指定的加压条件下吸入和排出流体。例如,摆动马达49可包括旋转斜盘型柱塞马达、弯曲轴型柱塞马达和/或任何其它类型的流体马达。在示例性的实施例中,摆动马达49可包括冲程调节机构(未示出),所述冲程调节机构的位置可以调节,从而改变摆动马达49的输出(例如,排放速度和/或扭矩)。摆动马达49的排量可从最小排量调节至最大排量,在所述最小排量下相对较少的流体从摆动马达49排出,在所述最大排量下流体以最大速率从摆动马达49排出。应理解,在示例性的操作诸如机具16的减速中,摆动马达49可以用作泵,从而将加压流体从第一液压回路52提供至图2中所示的液压控制***50的其它液压回路和/或液压部件。
摆动马达49可包括内置的补充和释放功能。特别地,补充通道70和释放通道72可在壳体62内形成于第一腔室通道66与第二腔室通道68之间。一对相对的止回阀74可分别设置在补充通道70和释放通道72内。此外,单个设置释放阀76可流体连接到释放通道72。在其它示例性实施方案中,附加的释放阀76可流体连接至补充通道70或单个释放阀76可流体连接至补充通道70和释放通道72。如图2所示,低压通道78可在所述止回阀74对之间的位置处连接到补充通道70和释放通道72中的每一个,并且释放阀76可设置在低压通道78内。基于低压通道78与第一腔室通道66和第二腔室通道68之间的压力差,止回阀74中的一个可打开以允许流体从低压通道78进入第一腔室和第二腔室中压力较低的一个。同样地,基于第一腔室通道66和第二腔室通道68与低压通道78之间的压力差,止回阀74中的一个可打开以允许流体从第一腔室和第二腔室中压力较高的一个进入低压通道78。显著的压力差通常可在机具***14的摆动运动期间存在于第一和第二腔室之间。
泵58可配置为经由入口通道80从罐60吸收流体,将流体加压到所需水平,并经由排出通道82将流体排至第一回路52和第二回路54。如果需要,止回阀83可设置在排出通道82内,以提供加压流体从泵58到第一回路52和第二回路54的单向流。泵58可具体化为例如可变排量泵(图1中示出)、固定排量泵或本领域已知的其它源。泵58通过例如副轴(未示出)、皮带(未示出)、电路(未示出)或以其它适当方式可驱动地连接到机器10的动力源(未示出)。替代地,泵58可经由扭矩转换器、减速齿轮箱、电路或以任何其它适当方式间接地连接到机器10的动力源。泵58可产生具有确定的压力水平和/或流率的加压流体流,所述压力水平和/或流率至少部分地由第一回路52和第二回路54内制动器对应于操作员要求运动的需求确定。排出通道82可在第一回路52内经由摆动控制阀56及第一腔室导管84和第二腔室导管86分别连接到第一腔室通道66和第二腔室通道68,其中所述第一腔室导管84和第二腔室导管86在摆动控制阀56与摆动马达49之间延伸。
罐60可构成经配置以保持流体的低压供给的蓄能器。所述流体可包括例如专用液压油、发动机润滑油、变速器润滑油或本领域已知的任何其它流体。机器10内的一个或多个液压***可从罐60吸收流体并使流体返回到罐60。可以预期的是,如果需要,液压控制***50可连接到多个独立的流体罐或连接到单个罐。罐60可经由排出通道88流体连接至摆动控制阀56,并经由摆动控制阀56及第一腔室导管84和第二腔室导管86分别连接到第一腔室通道66和第二腔室通道68。罐60也可以连接到低压通道78。如果需要,止回阀90可以设置在排出通道88内,以促进流体单向流动到罐60。
摆动控制阀56可具有可移动以控制摆动马达49的旋转和机具***14相应的摆动运动的元件。具体地说,摆动控制阀56可包括都设置在公共块或壳体97内的第一腔室供应元件92、第一腔室排出元件94、第二腔室供应元件96和第二腔室排出元件98。第一腔室供应元件92和第二腔室供应元件96可与排出通道82并联连接,以调节来自泵58的流体对其各自的腔室的填充,而第一腔室排出元件94和第二腔室排出元件98可与排出通道88并联连接,以调节各自腔室流体的排出。补充阀99例如止回阀可设置在第一腔室排出元件94的出口与第一腔室导管84之间以及在第二腔室排出元件98的出口与第二腔室导管86之间。
为了驱动摆动马达49沿第一方向旋转(例如,顺时针旋转、向前移动、向上移动、侧向移动),第一腔室供应元件92可移位以允许来自泵58的加压流体经由排出通道82和第一腔室管道84进入摆动马达49的第一腔室,同时第二腔室排出元件98可移位以允许流体从摆动马达49的第二腔室经由第二腔室导管86和排出通道88排出至罐60。为了驱动摆动马达49沿相反方向旋转(例如,逆时针旋转、向后移动、向下移动、侧向移动),第二腔室供应元件96可移位以将摆动马达49的第二腔室与来自泵58的加压流体连通,同时第一腔室排出元件94可移位以允许流体从摆动马达49的第一腔室排至罐60。可以预期的是,如果需要,摆动控制阀56(即,四个不同的供应元件和排出元件)的供应和排出功能两者可通过与第一腔室关联的单阀元件和与第二腔室关联的单阀元件或通过与第一和第二腔室二者关联的单阀元件交替执行。
摆动控制阀56的供应元件和排出元件92-98可响应于由控制器100发出的流率指令可电磁移动地对抗弹簧偏压。在示例性的实施方案中,摆动马达49可以与流入和流出第一腔室和第二腔室的流体的流速相对应的速度旋转。为了实现在所述实施例中操作员期望的摆动速度和/或扭矩,可将基于假定的或测得的压力的指令发送到供应元件和排出元件92-98的电磁线圈(未示出),使其打开对应于通过摆动马达49所需流率的量。这种指令可以是流率指令形式或由控制器100发出的阀元件位置指令形式。
控制器100可与液压控制***50的不同部件连通以调节机器10的操作。例如,控制器100可与第一回路52中的摆动控制阀56的元件连通并与第二电路54相关联的控制阀(未示出)的元件连通。基于不同操作员的输入和监视参数,如下面更加详细地描述的,控制器100可配置为以协调的方式选择性地激活不同的控制阀,以有效地执行机具***14的操作员指令动作。
控制器100可包括协作来完成与本发明一致的任务的存储器、辅助存储装置、时钟和一个或多个处理器。若干市售的微处理器可配置为执行控制器100的功能。应当理解的是,控制器100可容易地体现为能够控制机器10的许多其它功能的通用机器控制器。各种已知的电路可与控制器100相关联,包括信号调节电路、通信电路和其它适当的电路。应当理解的是,控制器100可包括经配置以允许控制器100根据本发明作用的专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、计算机***和逻辑电路的一种或多种。
在一个实施方案中,由控制器100监测的操作参数可包括第一回路52和/或第二回路54内的流体压力。例如,可策略性地将一个或多个压力传感器102设置在第一腔室和/或第二腔室导管84、86内以感测相应通道中的压力,并产生表示定向到控制器100的压力的相应信号。可以预期的是,如果需要,可将任意数量的压力传感器102放置在第一和/或第二回路52、54内的任何位置。进一步设想,如果需要的话,也可以或替代地监测其它操作参数诸如速度、温度、粘度密度等,并用于调节摆动能量回收***50的操作。
液压控制***50可装配有能量回收装置104,所述能量回收装置104至少与第一电路52连通并且配置为选择性地从摆动马达49排出的废液提取和回收能量。除此之外,能量回收装置(ERA)104可包括回收阀块(RVB)106、第一蓄能器108和第二蓄能器110,回收阀块(RVB)106在泵58与摆动马达49之间流体连接,第一蓄能器108配置为经由RVB 106选择性地与摆动马达49连通,第二蓄能器110也配置为选择性地与摆动马达49连通。在所公开的实施方案中,RVB 106可固定地且机械地连接到摆动控制阀56和摆动马达49之一或两者,例如,直接连接到壳体62和/或直接连接到壳体97。RVB 106可包括流体连接至第一腔室导管84的内部第一通道112和流体连接至第二腔室导管86的内部第二通道114。第一蓄能器108经由导管116流体连接至RVB 106,而第二蓄能器110可经由导管118与罐60并联地流体连接至低压通道78和排出通道88。一个或多个释放阀77可流体连接至导管116,并且在示例性的实施方案中,释放阀77可设置在导管116内。在这样的实施方案中,第一蓄能器108可经由导管116流体连接至释放阀77。释放阀77也可以流体连接至罐60。
RVB 106可容纳选择阀120、填充阀122和排出阀124,填充阀122与第一蓄能器108相关联,排出阀124与第一蓄能器108相关联并设置成与填充阀122平行。基于第一和第二通道112、114的压力,选择阀120可选择性地将第一通道112和第二通道114之一与填充阀122和排出阀124流体连通。为了填充流体和排出流体的目的,填充阀122和排出阀124可为响应于来自控制器100的指令可移动以选择性地将第一蓄能器108与选择阀120流体连通。
选择阀120可以是本领域已知的任何类型的可控流体阀。例如,选择阀120可包括导阀控制的多位阀,所述多位阀为响应于第一通道112和第二通道114中的流体压力(即,响应于摆动马达49的第一腔室和第二腔室内的流体压力)可移动。特别地,选择阀120可包括阀元件126,阀元件126可从第一位置(在图2中示出)朝向第二位置(未示出)移动,在所述第一位置,第一通道112经由内部通道128流体连接至填充阀122和排出阀124,在所述第二位置,第二通道114经由通道128流体连接至填充阀122和排出阀124。当第一通道112经由内部通道128流体连接至填充阀122和排出阀124时,流经第二通道114的流体可由选择阀120抑制,反之亦然。第一导引通路130和第二导引通路132可将流体从第一通道112和第二通道114传递至阀元件126的相对端部,因此第一通道112或第二通道114中压力较高的一个可能会导致阀元件126移动并使相应的通道经由通道128与填充阀122和排出阀124连接。
填充阀122可以是电磁操作的可变位两通阀,其可响应来自控制器100的指令移动以允许流体从通道128进入第一蓄能器108。特别地,填充阀122可包括阀元件134,阀元件134可从第一位置(在图2中示出)朝向第二位置(未示出)移动,在所述第一位置,抑制从通道128流入第一蓄能器108的流体流,在所述第二位置,通道128流体连接至第一蓄能器108。当阀元件134远离第一位置(即,处于第二位置,或处于第一位置与第二位置之间的另一位置)并且通道128内的流体压力超过第一蓄能器108内的流体压力时,来自通道128的流体可填充(即填充)第一蓄能器108。阀元件134可以朝向第一位置弹簧偏置并且可响应来自控制器100的指令移动至第一和第二位置之间的任意位置,从而改变从通道128流入第一蓄能器108的流体的流率。止回阀136可设置在填充阀122与第一蓄能器108之间,以提供流体经由填充阀122到蓄能器108的单向流动。
排出阀124在组成上可与填充阀122实质相同,并且可响应来自控制器100的指令移动以允许流体从第一蓄能器108的进入通道128(即,排出)。特别地,排出阀124可包括阀元件138,阀元件138可从第一位置(未示出在图2中示出)朝向第二位置(在图2中示出)移动,在所述第一位置,抑制从第一蓄能器108流入通道128的流体流,在所述第二位置,第一蓄能器108流体连接至通道128。当阀元件138远离第一位置(即,处于第二位置,或处于第一位置与第二位置之间的另一位置)并且第一蓄能器108内的流体压力超过通道128内的流体压力时,来自第一蓄能器108的流体可流入通道128。阀元件138可朝向第一位置弹簧偏置并且可响应来自控制器100的指令移动到第一位置和第二位置之间的任意位置,从而改变从第一蓄能器108流入通道128的流体的流率。止回阀140可设置在第一蓄能器108和排出阀124之间,以提供用于流体经由排出阀124从蓄能器108到通道128的单向流动。
如果需要的话,附加的压力传感器102可与第一蓄能器108相关联,并配置为产生指示第一蓄能器108内流体压力的信号。在所公开的实施例中,附加的压力传感器102可设置在第一蓄能器108和排出阀124之间。然而,可以预期的是,如果需要的话,附加的压力传感器102可以替代地设置在第一蓄能器108和填充阀122之间或直接连接至第一蓄能器108。来自附加的压力传感器102的信号可被导向控制器100,用于调节填充阀122和/或排出阀124的操作。
第一蓄能器108和第二蓄能器110可分别具体化为填充有可压缩气体的压力容器,所述压力容器配置为存储加压流体以供将来通过摆动马达49使用。可压缩气体可包括,例如,氮气、氩气、氦气或其它适当的可压缩气体。当与第一蓄能器108和第二蓄能器110连通的流体超过了第一蓄能器108和第二蓄能器110的预定压力时,所述流体可流入蓄能器108、110。因为其中的气体是可压缩的,因此在流体流入第一蓄能器108和第二蓄能器110时,它可以表现得像弹簧一样并压缩。当导管116、118内的流体压力下降到低于第一和第二蓄能器108、110的预定压力时,可压缩气体可以膨胀,并从第一和第二蓄能器108、110内部推动流体110排出。可以设想的是,如果需要的话,第一蓄能器108和第二蓄能器110可以替代地具体化为隔膜/弹簧偏置的或袋式的蓄能器。
在所公开的实施例中,与第二蓄能器110相比,第一蓄能器108可以是更大的(即,约5-20倍大)且更高压力的(即,约5-60倍高的压力)蓄能器。具体地,第一蓄能器108可配置为累积高达约50-100L的具有范围约为21-31mPa的压力的流体,而第二蓄能器110可配置为累积达到约10L的具有范围为约5-30mPa的压力的流体。在所述配置中,第一蓄能器108可主要用于协助摆动马达49的运动,并且提高机器效率,而第二蓄能器110可主要用作补充蓄能器,以帮助减少在摆动马达49处出现孔隙的可能性。例如,第二蓄能器110可配置为在摆动马达49的加速期间,经由例如释放阀76将加压补充流体引导至摆动马达49。这种补充流体可以补充例如从第一蓄能器108提供至摆动马达49的流体。应当理解,此处描述的关于蓄能器108、110体积和压力仅仅是示例性的,并且在附加的示例性实施方案中,如果需要的话,第一蓄能器108和/或第二蓄能器110可适应其它体积和压力。
控制器100可配置为选择性地使第一蓄能器108进行充液和排液,从而提高机器10的性能。特别地,通过摆动马达49实现的机具***14的典型摆动运动可包括:其间摆动马达49使机具***14的摆动运动加速的时间节段和其间摆动马达49使机具***14的摆动运动减速的时间节段。加速节段可能需要来自摆动马达49的大量能量,这通常是通过由泵58供给摆动马达49的加压流体来实现的,而在减速节段可以加压流体的形式产生大量能量,这通常通过排到罐53而被浪费掉。加速节段和减速节段可能都需要摆动马达49来将大量的液压能转换为摆动动能,反之亦然。然而,加压流体通过摆动马达49之后,仍然含有大量的能量。如果在减速节段选择性地将通过摆动马达49的流体回收在第一蓄能器108内,则这种能量可返回到(即,排出)摆动马达49并在随后的加速节段被摆动马达49再次利用。在加速节段期间,可通过下述方式选择性地协助摆动马达49,使第一蓄能器108将加压流体单独地或与来自泵58和/或第二储液器110的高压流体一起排至摆动马达49的较高压腔室中(经由排出阀124、通道128、选择阀120以及第一腔室导管84和第二腔室导管86中适当的一个),从而以比其它可能的单独经由泵58的更小的泵功率相同或更高的速率推动摆动马达49。在减速节段期间,可选择性地通过下述方式协助摆动马达49,使第一蓄能器108和/或第二蓄能器110填充排出摆动马达49的流体,从而对摆动马达49的运动提供附加的阻力并降低对排出摆动马达49的流体的限制和冷却要求。
在替代的实施例中,控制器100可配置为相对于排出摆动马达49的流体,选择性地控制向第一蓄能器108填充排出泵58的流体。也就是说,在调峰或经济模式操作中,控制器100可配置为当泵58具有过剩容量(即,大于摆动马达49用来完成操作员所要求的机具16的当前摆动所需的容量)时,使蓄能器108填充从泵58排出的流体(例如,经由控制阀56、第一腔室导管84和第二腔室导管86中适当的一个、选择阀126、通道128和填充阀122)。然后,当泵58的容量不足以提供摆动马达49足够的动力时,可将在第一蓄能器108内先前从泵58收集的高压流体以上述方式排出,以协助摆动马达49。
控制器100可经配置以基于机器10的挖掘作业周期的当前或正在进行的节段,调节第一蓄能器108和/或第二蓄能器110的填充和排放。特别地,基于从一个或多个性能传感器141接收的输入,控制器100可配置为将由机器10执行的典型作业周期划分成多个节段,例如,划分为挖掘节段、摆动-倾卸加速端、摆动-倾卸减速节段、倾卸端、摆动-挖掘加速节段和摆动-挖掘减速节段,下文将进行更加详细的描述。基于挖掘作业周期当前正在执行的节段,控制器100可选择性地使第一蓄能器108进行填充或排放,从而在加速节段和减速节段期间协助摆动马达49。
涉及来自传感器141的关于挖掘作业周期的不同节段的信号的一个或多个映射可被存储在控制器100的存储器内。这些映射中的每个可包括以表格、图形和/或方程形式的数据集合。在一个实例中,阈值速度、气缸压力、和/或与一个或多个节段的启动和/或结束相关联的操作员输入(即,操纵杆位置)可以被存储在映射内。在另一个实例中,与一个或多个节段的启动和/或结束相关联的临界力和/或制动器位置可以被存储在映射内。控制器100可配置为通过参考来自(多个)传感器141的信号和存储在存储器内的映射,来确定当前正在执行的挖掘作业周期的节段,然后相应地调节第一蓄能器108和/或第二蓄能器110的填充和排放。控制器100可允许机器10的操作者直接修改这些映射和/或从存储在控制器100的存储器中可用的关系映射中选择特定的映射,以根据需要对节段划分和蓄能器控制起作用。可以设想,如果需要的话,所述映射可以另外地或替代地基于机器的操作模式而被自动选择。
传感器141可与通过摆动马达49传递的机具16的大致水平的摆动运动(即,框架42相对于底盘构件44的运动)相关联。例如,传感器141可具体化为与摆动马达49的操作相关联的旋转位置或速度传感器、与框架42与底盘构件44之间的枢轴连接相关联的角位置或速度传感器、与将机具16连接至底盘构件44的任何连杆构件相关联或与机具16本身相关联的局部或全局坐标位置或速度传感器、与操作者输入装置48的运动相关联的位移传感器,或本领域已知的可产生指示机器10的摆动位置、速度、扭矩、力或其它与摆动有关的参数的信号的任何其它类型的传感器。在每个挖掘作业周期期间,由传感器141产生的信号可以被发送到控制器100并被控制器100记录。可以预期的是,如果需要的话,控制器100可基于来自传感器141的位置信号和经过的时间周期导出摆动速度和/或摆动扭矩。
替代地或附加地,传感器141可与由液压缸28传递的机具16的垂直枢转运动相关联(即与悬臂24相对于框架42的提升和下降运动相关联)。具体地,传感器141可以是与悬臂24和框架42之间的枢轴节相关联的角位置或速度传感器、与液压缸28相关联的位移传感器、与将机具16连接至框架42的任何连杆构件相关联或与机具16本身相关联的局部或全局坐标位置或速度传感器、与操作者输入装置48的运动相关联的位移传感器,或本领域已知的可产生指示悬臂24的枢转位置或速度的信号的任何其它类型的传感器。可以预期的是,如果需要的话,控制器100可基于来自传感器141的位置信号和经过的时间周期导出枢转速度。
在另一个附加实施方案中,传感器141可与由液压缸38传递的机具16的倾斜力相关联。具体地,传感器141可以是与液压缸38内的一个或多个腔室相关联的压力传感器,或本领域已知的可产生指示机器10在机具16的挖掘和倾斜操作期间所产生的倾斜力的信号的任何其它类型的传感器。
参照图3,示例曲线142可表示相对于贯穿所述挖掘作业周期的每个节段的时间(例如与整个90°装车相关联的工作周期)传感器141产生的摆动速度信号。示例曲线150可表示贯穿所述挖掘作业周期的每个节段对应的摆动马达的流体排量。同样地,示例曲线146可表示在作业周期中的相应的摆动马达的扭矩输出,示例曲线148可表示在作业周期中第一蓄能器108内对应的流体压力。
在大多数的挖掘节段中,摆动速度通常约为零(即,机器10在挖掘操作期间通常不摆动)。在挖掘节段期间,摆动马达排量接近最小排量,并且摆动马达扭矩接近为零。在挖掘冲程完成时,通常可机器10控制机具16摆向等待的运输车辆12(参照图1)。这样,摆动速度和摆动马达扭矩在挖掘节段结束时可能会开始增加。当挖掘作业周期的摆动-倾卸节段开始时,摆动速度可能会继续增加,并且当机具16位于挖掘位置18和倾卸位置20中间时可能加速至最大速度。然后在摆动-倾卸节段结束时摆动速度可减至约为零。
如曲线150所示,为提供所需的摆动马达扭矩输出和/或所期望的摆动速度,摆动马达的排量可以在整个挖掘作业周期中变化。在示例性实施方案中,摆动马达排量可以其它基于传感器141、102产生的指示一个或多个第一液压回路压力、第一液压回路的流量、泵58输出的压力、泵58输出的流量、第一蓄能器压力、摆动马达49压力差、和/或液压控制***50的其它操作条件的信号增加、减少、基本上保持恒定、和/或其它控制。特别地,摆动马达排量可基于传感器141、102产生的信号由控制器100增加,以便在机具加速度期间提供基本上恒定的正扭矩。摆动马达排量也可由控制器100增加以在机具减速时提供大致恒定的负扭矩。如图3所示,摆动马达排量可以在摆动-倾卸加速节段期间增加至第一个峰值152。摆动马达排量的这一增加可能导致上述关于摆动-倾卸加速节段摆动速度的增加,并且也可能导致相应的摆动马达扭矩的增加。如曲线146所示,当摆动马达排量增大到第一峰值152时,摆动马达扭矩可能会增加至最大扭矩。如曲线148所示,在摆动倾卸加速节段,当摆动马达排量增大到第一峰值152时,第一蓄能器压力可能降低到最小压力。第一蓄能器压力的这一减少可能发生在例如摆动马达的扭矩处于大约最大扭矩时。在示例性实施方案中,在摆动倾卸加速节段,摆动马达49所提供的帮助加速机具16的正扭矩可通过从第一蓄能器108释放的加压流体来补充。因此,在示例性实施方案中,在摆动倾卸加速节段的摆动马达49加速时,第一蓄能器压力可能会从约等于31mPa的最大压力降低至约等于21mPa的最小压力。可以理解的是,上述压力范围仅是示例性的,根据第一蓄能器108的配置和/或其它机器参数可使用其它压力范围。
在摆动倾卸加速节段的末期,当摆动速度达到其最大值时,摆动马达排量可以被控制而降低。如曲线150所示,摆动马达排量可在摆动-倾卸加速节段结束时达到其最小排量。摆动马达扭矩也可在摆动-倾卸加速节段结束时保持在最小的扭矩,并且在上述的最小压力下第一蓄能器压力可保持大致恒定。
如曲线142所示,在摆动倾卸减速节段期间,摆动速度可从最大速度减小到大约为零。为了影响摆动速度的这一减小,在摆动-倾卸减速节段,摆动马达排量可以增加至第二峰值排量154。第一峰值排量152和所述第二峰值排量154相比可能具有不同的值,并且在示例性实施例中,第二峰值排量154可能大于第一峰值排量152。可以理解的是,在第一峰值152和第二峰值154之间(即在摆动-倾卸加速节段和摆动-倾卸节段之间的过渡期间),摆动马达排量可达到最小排量并且摆动马达扭矩约为零。另外,在这个过渡期间,第一蓄能器压力可在最小压力下保持大致恒定。如曲线146所示,当摆动马达排量增大到第二峰值排量154时,摆动马达扭矩可能降低到最小扭矩,并且当摆动马达排量达到第二峰值154时,摆动马达扭矩可在这一最小扭矩下保持恒定。如曲线148所示,在摆动倾卸节段,当摆动马达排量增加到第二峰值154时,第一蓄能器压力可能增加到上述的最大压力。第一蓄能器压力的这一增加可能会出现在当例如摆动马达扭矩基本保持恒定在最小扭矩时。在示例性实施例中,在摆动-倾卸减速节段期间,通过摆动马达49和/或泵58排出的加压流体可以被引导到第一蓄能器108。因此,在示例性实施例中,在摆动倾卸减速节段,当摆动马达49减速时,第一蓄能器压力可能从最小压力会增加至最大压力。
在大部分倾卸节段期间,摆动速度通常约为零(即,机器10在倾卸操作期间通常可不摆动)。在大部分倾卸节段期间,摆动马达排量可以是最小排量且摆动马达扭矩约为零,并且第一蓄能器压力约为最大压力。当倾卸完成时,机器10通常被控制以使机具16摆回挖掘位置18(参照图1)。这样,在倾卸部分结束时,机器10的摆动速度可能会增加。随着挖掘作业周期中的摆动挖掘节段的进行,摆动速度可能在与挖掘作业周期的摆动-倾卸节段期间的摆动方向相反的方向上增加到最大值。这个最大速度通常可在机具16处在倾卸位置20与挖掘位置18的中途时获得。这样的最大速度可能受摆动-挖掘加速节段摆动马达排量的增加所影响,而在摆动-挖掘加速节段期间,摆动马达排量的控制、摆动马达扭矩以及第一蓄能器压力可与上述关于图3中摆动-倾卸加速节段中所描述的大致相同。
在摆动-挖掘减速节段结束时,当机具16接近挖掘位置18时,机具16的摆动速度可从最大速度减速到接近为零。摆动速度的这一降低可能受摆动-挖掘减速节段摆动马达的排量增加影响,而在摆动挖掘减速节段期间,摆动马达排量的控制、摆动马达扭矩以及第一蓄能器压的可与上述关于图3中摆动-倾卸减速节段中所描述的大致相同。控制器100可基于从传感器141、102接收的信号和存储在存储器中的映射、基于摆动速度、蓄能器压力倾斜力、和/或所记录的先前的挖掘作业周期的操作员输入,或本领域中已知的任何其它方式将当前挖掘作业周期划分成如上所述的六个节段。控制器100可基于从传感器141、102接收的信号以开放回路或闭合回路的方式改变和/或以其它方式控制摆动马达的排量、摆动速度、摆动马达扭矩和/或第一蓄能器压力,并且如上所指出的,这样的信号可以指示蓄能器的压力、液压回路的压力、和/或其它机器的参数。
控制器100可选择地基于挖掘作业周期中的当前的或正在进行的阶节段使第一蓄能器108进行充液和排液。例如,图3的表格部分144(即,下部)阐明了在此期间挖掘作业周期就可以完成的6个不同的操作以及关于第一蓄能器108相对于挖掘作业周期的各时节段何时被控制充入加压流体(用“C”表示)或排出加压流体(用“D”表示)的指示。当通道128内的压力大于第一蓄能器108内的压力时,第一蓄能器108可通过移动填充阀的阀元件134至第二或通流位置而控制充入加压流体。当通道108内的压力大于第一蓄能器128内的压力时,第一蓄能器108可通过移动填充阀的阀元件138至第二或通流位置而控制排出加压流体。
基于图3的图表,可以给出一些常规的观测结果。首先,可以看出,控制器100可禁止第一蓄能器108在挖掘和倾卸节段的所有操作模式下接收或排出流体(即,控制器100可维持阀元件134和138在挖掘和倾卸节段中的第一阻流位置)。由于在完成挖掘作业周期中的这部分过程不需要或很少需要摆动,控制器100可禁止在挖掘和倾卸节段填充和排放。第二,对于主要模式,期间控制器100使第一蓄能器108接收流体的节段数可能比期间控制器100使的第一蓄能器108排出流体的节段数多(例如,模式2-6)。控制器100通常会使第一蓄能器108填充比排放频繁,这是由于在足够高压力(即在大于第一蓄能器108的阈值压力的压力下)处可利用的填充能量的量小于机具***14运动过程中所需要的能量。第三,对于所有模式,控制器100使第一蓄能器108排出流体的节段数绝不可能比控制器100引起的第一蓄能器108接收流体的节段数多。第四,对于所有模式,控制器100仅在摆动-挖掘或摆动-倾卸加速节段可引起第一蓄能器108排出流体。在挖掘作业周期的任何其它节段排出可能只会降低机器的效率。第五,对于大部分操作模式,控制器100仅在摆动-挖掘或摆动-倾卸减速节段会导致第一蓄能器108接收流体(例如,模式1-4)。
模式1可对应于摆动密集型操作,在此操作中大量的摆动能量可用于第一蓄能器108存储。示例性摆动密集型操作可以包括150°(或更大)的摆动操作,诸如图1中所示的卡车装载的实例,材料处理(例如,使用抓钩或者磁铁)、从附近的桩料斗进料、或种机器10的操作者通常要求严苛的停止-前进指令的另一操作。当在模式1下操作时,在摆动-倾卸加速节段期间,控制器100可配置为促使第一蓄能器108将流体排至摆动马达49,在摆动-倾卸减速节段接收摆动马达49的流体,在摆动-挖掘加速节段将流体排至摆动马达49,以及在摆动-挖掘减速节段从摆动马达49接收流体。
控制器100可被机器10的操作者所指示,第一操作模式是即时生效(例如,正在被执行的卡车装载),或者,可选地,控制器100可基于经传感器141监测的机器的性能自动识别第一模式操作。例如,控制器100可监控停止位置之间机具***14的摆动角(即,在挖掘和倾卸位置18、20之间),并且当摆动角重复大于阈角时,例如大于约150°,控制器100可确定第一操作模式有效。在另一实例中,输入装置48的操作可经由传感器141监控以检测指示操作模式1的“苛刻”输入。特别地,如果输入在短时间(例如,大约0.2秒或更小)内反复地从低于低阈值(例如,约10%的操纵杆指令)移动到高于阈值水平(例如,约100%操纵杆指令)时,输入装置48可被认为是以苛刻的方式***纵,并且控制器100可以响应地确定第一操作模式有效。在最后一个实例中,控制器100可基于上一个周期和/或蓄能器100内的压力值,例如当反复达到阈值压力时,确定第一操作模式有效。在这一最后的实例中,阈值压力可以是最大压力的约75%。
模式2-4通常可对应于摆动操作,其中仅有限量的摆动能量可被用于第一蓄能器108存储。具有有限量能量的示例性摆动操作可包括90°卡车装载、45°挖沟、填塞、或缓慢和平稳吊装。在这些操作中,在积累的能量可能大量排放之前,可能需要从挖掘作业周期中的两个或两个以上的时节段来累积流体能量。应当指出的是,虽然模式4显示为允许在两个时节段从第一蓄能器108排放,但一个节段(例如,摆动倾卸节段)可能只允许对累积能量的局部放。与上述模式1一样,模式2-4可由机器10的操作者手动触发,或者通过传感器141监控的机器10的性能自动触发。例如,当确定机器10反复通过角度小于约100°的角度摆动时,控制器100可确定模式2-4中的一个有效。在另一实例中,控制器100可基于操作员要求的吊杆移动小于阈值(例如,小于模式2或4约80%的操纵杆指令),和/或机具倾斜小于阈值(例如,小于模式3或4约80%的操纵杆指令)来确定模式2-4有效。
在模式2中,控制器100仅可在挖掘-倾卸加速节段期间使第一蓄能器108将流体排到摆动马达49,在摆动-倾卸减速节段期间从摆动马达49接收流体,且在摆动-挖掘减速节段期间从摆动马达49接收流体。在模式3中,控制器100可使第一蓄能器108在摆动-倾卸减速节段期间从摆动马达49接收流体,仅在摆动-挖掘加速节段期间将流体排到摆动马达49,并在摆动-挖掘减速节段期间从摆动马达49接收流体。在模式4中,控制器100仅可使第一蓄能器108在摆动-倾卸加速节段期间将一部分先前回收的流体排至摆动马达49,在摆动-倾卸减速节段期间从摆动马达49接收流体,在摆动-挖掘加速节段期间将流体排至摆动马达49,以及在摆动-挖掘减速节段期间从摆动马达49接收流体。
模式5和6可为已知的经济或调峰模式,在这一模式下,在挖掘作业周期中的某一个节段,多余的流体能量通过泵58产生,(根据操作者的要求,流体能量多余足够驱动摆动马达49的量),并被储存以在另一个节段当没有足够的流体能量可用于所希望的摆动操作时使用。在这些操作模式中,当过多的流体能量可用时,控制器100可使第一蓄能器108在摆动加速节段(例如在摆动倾卸或摆动挖掘加速节段)期间充入来自泵58的加压流体。接着,当没有足够的能量可用时,控制器100可使第一蓄能器108在另一加速节段期间排出积累的流体。具体地说,在模式5中,控制器100可以使第一蓄能器108仅在摆动-倾卸加速节段期间将流体排至摆动马达49,在摆动-倾卸减速节段期间从摆动马达49接收流体,在摆动-挖掘加速节段期间从泵58接收流体,且在摆动-挖掘减速节段期间从摆动马达49接收流体,总共有三个填充节段和一个排出节段。在模式6下,控制器100可使第一蓄能器108在摆动-倾卸加速节段期间从泵58接收流体,在摆动-倾卸减速节段期间从摆动马达49接收流体,在摆动-挖掘加速节段期间将流体排到摆动马达49,并在摆动-挖掘减速节段期间从摆动马达49接收流体。
应当注意的是,控制器100可在第一蓄能器108的填充和排出期间受到第一腔室导管84、第二腔室导管86和第一蓄能器108内的流体压力的限制。也就是说,即使在特定操作模式下,机器10作业周期中的特定节段也可能要求第一蓄能器108填充或排放,控制器100仅在相关的压力达到相应的值时才被允许执行该操作。例如,如果传感器102指示第一蓄能器108内流体的压力低于第一腔室导管84内流体的压力,则控制器100可能不被允许引发第一蓄能器108的流体排入第一腔室导管84。同样地,如果传感器102指示第二腔室导管86内流体的压力小于第一蓄能器108内流体的压力,则控制器100可能不被允许引发第一蓄能器108接收来自第二腔室导管86的流体。,不仅示例性过程在相关的压力不合适时不能在特定时间执行,而且执行所述过程的尝试可能会导致不希望的机械性能。
当加压流体从第一蓄能器108排到摆动马达49时,离开摆动马达49的流体仍然可能具有高压,如果允许将其排放到箱60中,那么可能导致浪费。此时,第二蓄能器110可配置为在第一蓄能器108将流体排到摆动马达49的任何时刻填充排出摆动马达49的流体。此外,在第一蓄能器108填充期间,摆动马达49可能从泵58接收的流体太少,除非另有说明,否则在这些条件下从泵58到摆动马达49的不充分流体供应可能导致摆动马达49被抽空。因此,第二蓄能器110可配置为在第一蓄能器108填充来自摆动马达49的流体的任何时刻将流体排至摆动马达49。
如上所述,第二蓄能器110可在低压通道78内的压力下降到低于第二蓄能器110内流体压力的任何时刻排出流体。因此,流体从第二蓄能器110到第一回路52的排放可能不直接经由控制器100调节。然而,由于第二蓄能器110可以在排出通道88内的压力超过第二蓄能器110内流体压力的任何时候填充来自第一回路52的流体,并且由于控制阀56可能影响排出通道88内的压力,因此控制器100可经由控制阀56在一定程度上控制第二蓄能器110填充来自第一回路52的流体。
工业适用性
所公开的液压控制***可适用于任何执行涉及机具摆动的大量重复作业周期的挖掘机器。所公开的液压控制***可基于现行的操作模式通过协助机具在工作周期的不同节段期间使摆动加速和减速来帮助改善机器的性能和效率。具体地说,所公开的液压控制***可将工作周期划分成若干节段,并基于当前的操作模式,选择性地在所划分的节段期间存储加压废液或释放所存储的流体以协助摆动马达运动。
所公开的液压控制***可具有多项优点。首先,由于液压控制***50可利用高压蓄能器和低压蓄能器(即,第一蓄能器108和第二蓄能器110),因此在挖掘作业周期的加速节段期间从摆动马达49排出的流体可被回收到第二蓄能器110内。这种能量双重回收可帮助增加机器10的效率。第二,第二蓄能器110的使用可有助于减少摆动马达49排空的可能性。第三,基于挖掘作业周期的当前节段和/或基于当前操作模式调整蓄能器填充和排放的能力可允许液压控制***50调整机器10用于特定用途的摆动性能,从而增强机器性能和/或进一步改进机器效率。
第四,可变排量摆动马达49的使用可使液压控制***50通过宽范围的蓄能器压力提供期望的加速和减速回转扭矩和/或期望的摆动速度。例如,使用可变排量摆动马达49可方便使用具有相对较小容量的第一蓄能器108。最小化第一蓄能器108的容量可降低液压控制***50的整体尺寸和成本。这一较小容量的第一蓄能器108与较大容量蓄能器相比特征在于具有较大压力差。因此,使用可变排量的摆动马达49可使第一蓄能器108在挖掘作业周期中存储和释放更大量的动能,从而在这样一个周期期间产生更有效的能量回收。除此以外,可变排量摆动马达49的排量可基于第一蓄能器108内的可变压力控制,以在挖掘作业周期的各个节段期间提供基本恒定的摆动马达扭矩。如以上关于图3的描述,这种基本恒定的摆动马达扭矩可能在例如摆动-倾卸加速节段、摆动-倾卸减速节段、摆动-挖掘加速节段和/或摆动-挖掘减速节段期间提供。
第六,利用可变容量摆动马达49可减少第一液压回路52采用的释放阀76的数量和复杂性。例如,由于摆动速度和摆动马达扭矩可以通过改变和/或其它控制可变排量摆动马达49的排量的方式来控制,因此可比例如利用固定排量摆动马达的液压控制***50更加精确地控制第一液压回路52和ERA 104内的压力。由于这种控制,第一液压回路52的示例性实施方案是可仅采用设置在第一腔室导管84和第二腔室导管86之间的释放阀76,而这样的单个释放阀76可以是单级释放阀。使用此一释放阀76可进一步降低液压控制***50的整体占用空间和成本,并且还可降低液压控制***50的复杂性。
本领域技术人员将显而易见,可对所公开的液压控制***进行各种变形及改良。通过参考说明书和所公开的液压控制***的实践,本领域技术人员将明了其它实施方案。应当理解,本说明书和实例仅为示例性的,其真实范围由所附权利要求及其等价内容表明。
Claims (10)
1.一种液压控制***(50),包括:
机具(16),其可运动以执行具有多个节段的挖掘周期;
可变排量马达(49),其能够使所述机具(16)在所述挖掘周期期间以期望速度摆动;
泵(58),其能够加压被引导用于驱动所述马达(49)的流体;
至少一个蓄能器(108),其能够经由流体连接至所述蓄能器(108)的填充阀(122)选择性地接收从所述马达(49)排出的流体,并经由流体连接至所述蓄能器(108)的排出阀(124)在所述多个节段期间将流体排至所述马达(49);
选择阀(120),其流体连接至所述填充阀(122)和所述排出阀(124);和
控制器(100),其能够在所述多个节段的至少一个节段期间,基于所述蓄能器(108)的流体压力而改变所述马达(49)的排量,其中改变所述马达(49)的排量产生期望的速度。
2.根据权利要求1所述的液压控制***(50),其中,所述多个节段包括挖掘节段、摆动-倾卸加速节段、摆动-倾卸减速节段、倾卸节段、摆动-挖掘加速节段和摆动-挖掘减速节段。
3.根据权利要求2所述的液压控制***(50),其中,在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-挖掘加速节段期间,流体从所述蓄能器(108)排出至所述马达(49)。
4.根据权利要求3所述的液压控制***(50),其中,在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-挖掘加速节段期间,所述蓄能器(108)的流体压力从约31mPa降至约21mPa。
5.根据权利要求2所述的液压控制***(50),其中,所述控制器(100)在所述摆动-倾卸加速节段期间将所述马达(49)的排量增加至第一峰值排量(152),并且在所述摆动-倾卸减速节段期间将所述马达(49)的排量增加至第二峰值排量(154)。
6.根据权利要求5所述的液压控制***(50),其中,所述控制器(100)将马达(49)的排量维持在约零处计在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-倾卸减速节段之间的一部分挖掘周期。
7.根据权利要求5所述的液压控制***(50),其中,所述第二峰值排量(154)大于所述第一峰值排量(152)。
8.根据权利要求5所述的液压控制***(50),其中,随着所述控制器(100)将所述马达(49)的排量增加至所述第一峰值排量(152),所述蓄能器(108)的流体压力下降,并且随着所述控制器(100)将所述马达(49)的排量增加至所述第二峰值排量(154),所述蓄能器(108)的流体压力增加。
9.一种控制机器(10)的方法,包括:
用泵(58)对流体加压;
引导所述加压流体通过可变排量马达(49)以在整个挖掘周期运动机具(16),所述挖掘周期具有挖掘节段、摆动-倾卸加速节段、摆动-倾卸减速节段、倾卸节段、摆动-挖掘加速节段和摆动-挖掘减速节段;
在所述摆动-倾卸减速节段和所述摆动-挖掘减速节段期间,选择性地将从所述马达(49)排出的流体存储在第一蓄能器(108)中;
在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-挖掘加速节段二者期间,选择性地从所述第一蓄能器(108)排出流体并将排出的流体引导至所述马达(49);
在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-挖掘加速节段的至少一个节段期间,将加压流体从第二蓄能器(110)引导至所述马达(49);
在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-挖掘加速节段二者期间,基于所述第一蓄能器(108)中流体压力的下降改变所述马达(49)的排量,使得所述马达(49)输出正扭矩;和
在所述摆动-倾卸减速节段和所述摆动-挖掘减速节段二者期间,基于所述第一蓄能器(108)中流体压力的增加改变所述马达(49)的排量,使得所述马达(49)输出负扭矩。
10.根据权利要求9所述的方法,还包括在所述摆动-倾卸加速节段和所述摆动-挖掘加速节段的至少一个节段期间,经由流体连接至所述第二蓄能器(110)的单个释放阀(76)将加压流体从所述第二蓄能器(110)引导至所述马达(49);和
其中,在所述摆动-倾卸减速节段和所述摆动-挖掘减速节段期间,选择性地将从所述马达(49)排出的流体存储在所述第一蓄能器(108)中包括将从所述马达(49)排出的流体经由流体连接至所述第一蓄能器(108)的选择阀(120)和填充阀(122)引导至所述第一蓄能器(108)。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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