專利名稱：具有加熱回路的液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓系統(tǒng)，尤其涉及電液控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液壓控制系統(tǒng)已經(jīng)使用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域多年，以致動(dòng)用于這些目的的車(chē)輛中的 各種部件。這些部件，一般稱為負(fù)載，可以是犁、圓盤(pán)、鋤耕機(jī)、螺旋土鉆和許多其它類型的 裝置。液壓系統(tǒng)一般包括使液壓流體增壓而選擇性運(yùn)送到致動(dòng)器以操作負(fù)載的泵(通常由 車(chē)輛的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng))。典型的致動(dòng)器具有在腔室內(nèi)的、聯(lián)結(jié)到輸出軸的活塞。為了移置致動(dòng) 桿，選擇性地指引液壓流體流向活塞的任一面。這樣能夠使施加到負(fù)載的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何 操作員可通過(guò)機(jī)械連桿施加到負(fù)載的力。早期的這種系統(tǒng)使用閥的手動(dòng)致動(dòng)控制液壓流體流向致動(dòng)器的活塞的任一側(cè)。由 于工具和設(shè)備已經(jīng)變得更復(fù)雜和更精細(xì)，閥的手動(dòng)控制已經(jīng)被電液伺服系統(tǒng)取代。許多電液系統(tǒng)將增壓的流體供應(yīng)到控制閥的至少一面，并優(yōu)選控制閥的兩面，控 制閥指引增壓的流體流向致動(dòng)器。電磁控制閥指引來(lái)自適當(dāng)?shù)脑吹目刂屏黧w，適當(dāng)?shù)脑丛?典型的情況與致動(dòng)流體的相同。電磁閥由適當(dāng)?shù)目刂破骺刂?，所以閥元件可遍及車(chē)輛分布， 而不必鄰近手動(dòng)致動(dòng)的操作員。使用電信號(hào)來(lái)控制這個(gè)功能也能實(shí)現(xiàn)根據(jù)安全盈余的附加 控制功能和混雜，以及其它先進(jìn)系統(tǒng)的要求。然而，電液閥的其中一個(gè)問(wèn)題是，對(duì)于農(nóng)業(yè)和工業(yè)設(shè)備，車(chē)輛常常存放在外面并暴 露于鄰近車(chē)輛的任何周?chē)鷾囟取Ｒ簤毫黧w是粘性受控流體，在低溫環(huán)境，粘性顯著增加。同 樣的，這種系統(tǒng)的初始啟動(dòng)由于主閥的控制通道相對(duì)較小而受到控制輸入的遲緩響應(yīng)，因 此引起延遲流體運(yùn)送到閥元件的末端。已經(jīng)提出了許多建議，建立次級(jí)和分立回路，通過(guò)增 壓并節(jié)流到排放口的增壓流體來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的加熱。然而，這些增加了系統(tǒng)不必要的開(kāi)支和 復(fù)雜性。因此，技術(shù)中需要的是用于增加這種系統(tǒng)的液壓流體溫度的簡(jiǎn)化系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種形式包括具有殼體的液壓控制閥，該殼體具有用于增壓流體的入 口、連接至所述入口的腔室以及指引流體流向負(fù)載的一對(duì)出口。一閥元件在所述腔室內(nèi)可 移置以選擇性地指引流體流向所述出口，所述閥元件具有響應(yīng)于流體壓力的至少一個(gè)表 面，以移置所述閥用以選擇性地指引增壓流體流向所述出口。一裝置建立鄰近所述閥元件 表面的選擇性泄漏流動(dòng)路徑，以便增加用于所述閥的液壓流體的溫度。本發(fā)明的另一形式包括一種液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)具有用于產(chǎn)生增壓流體的泵。 一負(fù)載通過(guò)液壓控制閥連接到所述泵并通過(guò)一控制器控制，以選擇性地指引增壓流體流向 所述負(fù)載用以致動(dòng)。一液壓控制閥具有殼體，該殼體具有連接到來(lái)自所述泵的增壓流體的 入口和用于選擇性地指引液壓流體流向所述負(fù)載的一對(duì)出口。一腔室，其連接到所述入口 和所述出口，該腔室具有一可移置閥元件以選擇性地指引流體流向所述出口。所述閥元件
4具有響應(yīng)于流體壓力的至少一個(gè)表面，以按照所述控制器的指令移置所述閥用以選擇性地 指引流體流向所述負(fù)載。包括一裝置，以從鄰近所述閥元件上的表面建立選擇性泄漏路徑， 以增加液壓流體的溫度。


圖1顯示本發(fā)明所述的閥連同使用閥元件的液壓系統(tǒng)的示意性元件的縱向剖面 圖。
具體實(shí)施方案參考圖1，顯示了包括泵10的液壓系統(tǒng)，泵10用于具有延伸到控制閥的高壓補(bǔ)給 線12的液壓流體，控制閥總體用參考字符14指示。控制閥14選擇性地指引增壓流體通過(guò) 出口管道16和18到致動(dòng)器20。致動(dòng)器20包括形成腔室24的殼體22，活塞26在腔室24 內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊?6連接到輸出軸28，所以活塞在腔室24內(nèi)的移置引起輸出軸28線性移 置。管道16和18內(nèi)的增壓液壓流體作用在活塞26的兩個(gè)相反側(cè)面上，以控制輸出軸28 的移置。雖然示出了可線性移置的致動(dòng)器20，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，用本發(fā)明可 使用許多不同形式的液壓致動(dòng)裝置。閥14的控制由控制器30提供，控制器30從線路32接收操作員輸入31并可選地 從線路34接收溫度輸入33。也可以提供其它控制輸入，例如，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的發(fā) 動(dòng)機(jī)負(fù)載。如所示，控制器30產(chǎn)生電輸出以分別通過(guò)線路40和42提供給線性電磁閥36 和38。如將在下面描述的，電磁閥36和38用作控制通過(guò)管道16和18的流體方向。閥組件14包括中央殼體44，電磁閥殼體46和48通過(guò)適合的緊固件固定到中央殼 體44。中央殼體44具有縱向孔50，滑閥52位于該縱向孔內(nèi)用以在軸向移置?；y52具 有一連串槽脊，使滑閥52能夠?qū)崿F(xiàn)具體功能。為了說(shuō)明的目的，將僅討論本發(fā)明的操作必 要的那些槽脊。一對(duì)槽脊54和56與高壓通道58配合以選擇性地指引來(lái)自管線12的增壓 流體通過(guò)槽脊54和56到通道59和60。通道58和60連接到出口 62和64，出口 62和64 又連接到管道16和18。滑閥52具有貯槽腔66，貯槽腔66連接到穿過(guò)儲(chǔ)液器69通向泵10 的返回管線68。本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是典型地泵應(yīng)包括儲(chǔ)液器和罐69以提供液壓流體 給泵10?；y元件52具有端面70和72，端面70和72被壓力作用在孔74和76上，將增 壓流體應(yīng)用到端面70和72，因此縱向移置滑閥元件52，并指引流體流向管道16或18?？?74和76提供有控制流體分別通過(guò)從電磁閥36和38引導(dǎo)的殼體46、48內(nèi)的通道78和80。 孔74和76形成在鄰接閥元件52的端面70和72的閥座75和77內(nèi)。彈簧79和81抵制 閥元件52從所示中立位置運(yùn)動(dòng)。電磁閥36和38經(jīng)由線路40和42從控制器30接收電信號(hào)，以指引增壓流體流向 端面70和72，因此縱向移置滑閥元件52。電磁閥36和38能夠是用于本組合的許多閥中 的任何一個(gè)。這些示出為比例電磁閥，所以通路78和80內(nèi)的壓力，以及因此孔74和76內(nèi) 的壓力可變化。在像圖1示出的那些的回路中，通道對(duì)粘性的增加敏感。電磁閥36和38內(nèi)的通道 和關(guān)聯(lián)的通道78和80的大小使得高粘性引起壓力施加到端面70和72的時(shí)間以及因此滑閥元件52對(duì)控制輸入的響應(yīng)時(shí)間大幅增加。依照本發(fā)明，為貯槽區(qū)66設(shè)置泄露路徑，所以 增壓和排出流體的溫度增加被用來(lái)增加控制流體和流向致動(dòng)器20的運(yùn)動(dòng)流體的溫度。施 加到端面70和72的壓力由槽脊82和84保持，槽脊82和84與孔50配合以密封端面上的 壓力。為了提供溫度增加，在孔74和76與貯槽區(qū)66之間設(shè)置泄露路徑。雖然可使用許多 不同的排列來(lái)實(shí)現(xiàn)泄露路徑，但是這里示出為提供具有底切的槽脊82和84，所以在槽脊82 和84的外徑與孔50的內(nèi)徑之間存在間隙。這被選擇以便提供相對(duì)低的流速。這被證明對(duì) 于提供液壓流體適當(dāng)?shù)臏囟仍黾邮怯行У摹Ｒ驗(yàn)榍皇以陂y元件52的相反端，所以這些腔室 內(nèi)的壓力互相抵消。然而，控制腔室內(nèi)的壓力被選擇在低于克服彈簧79和81的彈簧彈力 的水平以使滑閥52從其所示中心中立位置移置。這允許在操作控制致動(dòng)器20之前產(chǎn)生通 過(guò)系統(tǒng)的流動(dòng)，所以溫度達(dá)到提供適當(dāng)響應(yīng)的水平。系統(tǒng)控制器30將信號(hào)提供給電磁閥36 和38以產(chǎn)生足以達(dá)到泄露流速的壓力水平并計(jì)劃減小粘性到可接受的水平。在不需要增 加流體的溫度時(shí)，控制器30指引信號(hào)到電磁閥36和38，以在控制腔室內(nèi)具有零壓力并因此 使流向貯槽區(qū)66的泄露最小化。當(dāng)溫度低于可接受水平時(shí)，系統(tǒng)可達(dá)到來(lái)自線路34的溫 度輸入引起控制器30指令適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)的自動(dòng)化程度。因此，可看出對(duì)閥組件進(jìn)行最小限度的改造，液壓流體設(shè)置適當(dāng)?shù)臏囟仍黾?，因?改進(jìn)了液壓系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的響應(yīng)時(shí)間。已經(jīng)描述了優(yōu)選實(shí)施方式，將變得明顯的是如附圖定義的，可進(jìn)行各種更改而不 背離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種電液閥包括一殼體，其具有一增壓流體的入口；一腔室，其連接到所述入口和一對(duì)出口以指引所述流體流向一負(fù)載；一閥元件，其在所述腔室內(nèi)可移置以選擇性地指引流體流向所述出口，所述閥元件具有響應(yīng)于流體壓力的至少一個(gè)表面，以移置所述閥用以選擇性地指引增壓流體流向所述出口之一或所述兩個(gè)出口；以及一裝置，其用于選擇性地從所述腔室建立一泄露流動(dòng)路徑，從而在寒冷氣候條件下增加所述流體的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的電液閥，其中所述閥元件在所述腔室內(nèi)可線性移置。
3.如權(quán)利要求2所述的電液閥，其中所述表面建立在所述閥元件的兩端。
4.如權(quán)利要求1所述的電液閥，其中所述閥元件上的所述表面限定接收增壓流體的腔 室的至少一個(gè)壁，以移置所述閥元件。
5.如權(quán)利要求4所述的電液閥元件，其中鄰近所述閥元件上的所述表面提供一泄露路徑。
6.如權(quán)利要求4所述的電液閥元件，其中所述閥元件是一滑閥，且所述腔室是一鄰近 所述滑閥元件的端部的孔，所述泄露路徑由鄰近所述表面的所述閥元件上的一底切提供。
7.如權(quán)利要求1所述的電液閥元件，其中所述閥元件可退讓地維持在一中立位置，且 鄰近所述閥元件表面提供的壓力小于移置所述閥元件所需的壓力。
8.如權(quán)利要求1所述的電液閥元件，其中所述表面上的壓力由一比例電磁閥控制。
9.如權(quán)利要求1所述的電液控制系統(tǒng)，其中所述泄露路徑按需要提供以維持流體溫度。
10.如權(quán)利要求9所述的電液閥元件，其中所述腔室內(nèi)的壓力由響應(yīng)于信號(hào)的一電磁 閥提供以提供一泄露流動(dòng)路徑。
11.一種液壓致動(dòng)系統(tǒng)，包括 一泵，其產(chǎn)生增壓液壓流體； 一負(fù)載，其由增壓液壓流體致動(dòng)；一電液閥，其包括一殼體，所述殼體具有一接收來(lái)自所述泵的增壓流體的入口，一腔 室，該腔室連接到所述入口和一對(duì)出口以指引所述增壓液壓流體流向所述負(fù)載；一閥元件，其在所述腔室內(nèi)可移置以選擇性地指引所述增壓液壓流體流向所述出口， 所述閥元件具有響應(yīng)于流體壓力的至少一個(gè)表面以移置所述閥用以選擇性地指引流體流 向所述負(fù)載；一控制器，其用于至少控制到所述表面的流體壓力以移置所述閥元件；以及 一裝置，其用于選擇性地從所述閥元件表面建立一泄露流動(dòng)路徑以增加所述系統(tǒng)內(nèi)液 壓流體的溫度。
12.如權(quán)利要求11所述的液壓系統(tǒng)，其中所述閥在所述腔室內(nèi)可線性移置。
13.如權(quán)利要求12所述的液壓系統(tǒng)，其中所述閥元件在其兩端具有所述表面。
14.如權(quán)利要求11所述的液壓系統(tǒng)，其中所述閥元件上的所述表面形成所述殼體內(nèi)的 一腔室的至少一部分，用于增壓流體移置所述閥元件。
15.如權(quán)利要求14所述的液壓系統(tǒng)，其中所述泄露流動(dòng)路徑由鄰近所述閥元件的所述表面的一間隙建立。
16.如權(quán)利要求14所述的液壓系統(tǒng)，其中所述閥元件在一孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及所述泄 露路徑由鄰近所述端面的一底切建立。
17.如權(quán)利要求11所述的液壓系統(tǒng)，其中建立產(chǎn)生所述泄露路徑的所述端面上的壓力 小于移置所述閥元件所需的壓力。
18.如權(quán)利要求11所述的液壓系統(tǒng)，其中所述端面上的壓力由電力致動(dòng)的比例控制閥 控制。
19.如權(quán)利要求11所述的液壓系統(tǒng)，其中施加到所述端面上的所述表面的壓力按需要 增加液壓流體的溫度。
20.如權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其中所述電磁閥是電動(dòng)控制的，以及所述控制器 發(fā)出電信號(hào)以控制所述電磁閥。
21.如權(quán)利要求20所述的液壓系統(tǒng)，還包括一溫度傳感器，其用于感測(cè)低于建立所述 泄露路徑的溫度以增加液壓流體溫度。
全文摘要
一種液壓控制系統(tǒng)，其中用于為液壓流體增壓的泵與閥組件連接，閥組件具有在腔室內(nèi)可移置以選擇性地指引流體流向由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的閥元件。閥元件的端面上的表面接觸來(lái)自控制器經(jīng)由電液電磁閥的流體壓力。鄰近端面的閥元件的表面具有底切以建立泄漏流動(dòng)路徑以選擇性地致動(dòng)電磁閥，以將端面增壓到低于閥元件的正常致動(dòng)但是高到足以引起流體返回排出口的水平，并因此增加系統(tǒng)內(nèi)液壓流體的溫度。
文檔編號(hào)F15B11/06GK101855457SQ200880115160
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者尼爾·V·哈柏, 愛(ài)德華·C·美舍列, 約書(shū)亞·D·格蘭威 申請(qǐng)人:迪爾公司