[发明专利]用于工程机械的液压系统

说明书

本发明涉及一种液压系统，包括：第一致动器(101)；第一变量泵(102)，其经由第一回路流体地连接到第一致动器，并适于驱动第一致动器(101)。该系统还包括：第二致动器(201)；第二泵(202)，其经由第二回路能够流体地连接到第二致动器(201)，并适于驱动第二致动器，其中，第二泵(202)经由第一控制阀(701)能够流体地连接到第一致动器(101)，第二泵经由第二控制阀(702)能够流体地连接到第二致动器(201)。

技术领域

本发明涉及液压系统，具体涉及用于诸如挖掘机等工程机械的液压系统。本发明还涉及包括液压系统的工程机械。

背景技术

用于工程机械的各种不同的液压系统在本领域中是已知的。液压系统包括若干液压致动器，其接收用于致动机械的可移动构件的加压流体的供应器，诸如回转驱动器、动臂、挖斗、铲斗、移动马达和各个工程机械等其他可移动部件。在传统的液压系统中，根据工程机械的尺寸，使用一个或多个大尺寸的容积式泵以将加压的液压流体供应到相应机械的全部致动器。为此，一个或多个液压容积式泵通过方向(换向)控制阀(各自)连接到一些致动器，上述方向控制阀将一个或多个泵的出口连接到所有的液压致动器。因此，一个或多个液压泵的输出流通过比例控制阀分配在若干致动器之间。这些所谓的计量系统会导致通过控制阀的液流节流，因此已知会浪费能量。

考虑到提高能量效率，在最新进展中，研究了一种替代型液压系统，其被称为排量控制系统或无计量液压系统。排量控制液压系统包括多个液压泵，每个液压泵连接到单个致动器。排量控制系统的液压泵通常是变量泵，以选择性地将由泵提供的加压流体流调节到其相应的致动器。例如，为了高速移动致动器，则相应的泵的流量增加，如果需要较慢的驱动致动器，则流量减小。已知排量控制液压系统比计量系统更节能，因为被导向致动器的流量是通过改变泵的输出流量来控制的，而不是用比例计量阀来限制流量。换言之，排量控制液压系统的泵被控制为仅在必需的流速和压力下排放液压流体，从而以所需速度和作用力移动致动器，因此不会通过流体流的节流或降低压力而引起能量损失。

尽管排量控制液压系统示出在能量效率方面的显著改善，但是发现它们对于诸如挖掘机等工程机械不具有商业可用性。这是因为已知的排量控制系统通常需要使各个容积式泵具有较大的尺寸，从而以期望的速度移动致动器(在挖掘机中，该速度由致动器在空气中完全延伸和缩回所需的所谓的周期时间决定)。然而，实施多个大尺寸泵(每个致动器一个)显著增加了排量控制系统的制造成本。此外，已知的问题是，当以降低的输出流速操作时，即如果致动器以较慢的速度移动，则大的液压泵呈现出较差的能量效率。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种在高载荷/速度条件下和低载荷/速度条件下具有高燃料效率的液压系统。与传统的排量控制液压系统相比，本发明的另一个目的是降低制造成本并提高能量效率。

在第一实施例中，本发明涉及一种液压系统，其包括：第一致动器；第一变量泵，其经由第一回路流体地连接到第一致动器，并适于驱动第一致动器。系统还包括：第二致动器；第二泵，其经由第二回路能够流体地连接到第二致动器，并适于驱动第二致动器。第二泵经由第一控制阀能够流体地连接到第一致动器，且第二泵经由第二控制阀能够流体地连接到第二致动器。

简言之，本发明的液压系统是排量控制液压系统和计量系统的结合。更详细地，第一回路可被改为第一排量控制致动器回路，其包括以不同速度/流速致动第一致动器的第一变量泵。另一方面，第二泵可以用于驱动第二致动器和/或经由第一控制阀帮助致动第一致动器，该第一控制阀使第二泵与第一致动器在高速条件(即，当需要的周期时间较短时)下连接。本领域技术人员应理解，工程机械的一个或多个致动器的致动速度由所谓的“周期时间”确定，其涉及相应的液压致动器在空气中完全延伸和缩回所需的时间。根据本发明，通过结合第一泵和第二泵的液流来实现最短周期时间，该最短周期时间被称为最小周期时间。客户期望的是，机器能够实现最小的周期时间，这是用于判断工程机械性能的关键指标。然而，已经发现，在大多数工作循环中，最小周期时间仅需要偶尔实现，且平均工作循环(即平均挖掘工作循环)需要相对较低的平均致动速度。