CN102704527A - 挖掘机液压泵功率控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机液压泵功率控制装置，包括发动机(5)，发动机(5)与变排量的第一液压泵(2)、第二液压泵(3)、第三液压泵(4)和固定排量的先导泵(1)驱动连接，还包括伺服阀(7)和压力调节柱塞(8)，压力调节柱塞(8)上设有第一台阶面(8a)、第二台阶面(8b)、第三台阶面(8c)、第四台阶面(8d)，所述的先导泵(1)的出口与压力调节阀(24)的一个油口连接，所述的压力调节柱塞(8)的第四台阶面(8d)通过第十管路(27)与压力调节阀(24)的另一个油口连接。本发明是一种能够使发动机的输出功率能够得到有效的利用，防止处在低功率输出区间，提高液压挖掘机的工作效率，增加燃油的利用率的挖掘机液压泵功率控制装置。

Description

挖掘机液压泵功率控制装置

技术领域

本发明涉及一种液压泵功率控制装置，特别是涉及一种挖掘机液压泵功率控制装置，该控制装置可以使发动机的输出功率得以有效和充分的利用，同时保证发动机不超过额定的输出功率。

背景技术

作为现有技术，如图1，该技术包括一台发动机驱动3个变排量的液压泵、1个固定排量的先导液压泵和多个执行器，为了防止过载，4个液压泵的总功率不超过发动机的最大输出功率，同时为了提高挖掘机的工作效率和有效利用发动机的功率，需要使发动机工作在最佳的功率输出区间，即在第一液压泵2、第二液压泵3、第三液压泵4工作时，需要使第一液压泵2、第二液压泵3、第三液压泵4的总吸收功率为发动机某一设定的功率值附近，如图3的L1理想恒功率曲线。

第一液压泵2的压力-流量曲线如图4所示，当第一液压泵2工作在d2-d3阶段时，由于第一液压泵2输出的压力上升使自身排量降低同时使压力调节柱塞8产生向左侧的压力增大，伺服阀7在压力调节柱塞8作用力的推动下向左移动，降低了第二液压泵3和第三液压泵4的变量点，若第一液压泵2的输出压力越来越高，使第二液压泵3和第三液压泵4的变量点不断降低，如图3其第二液压泵3和第三液压泵4的流量-压力变化曲线将由s-a1-a2-a3曲线（L1为理想的恒功率曲线）变为s-c1-c2-c3（L 3为理想的恒功率曲线），可见第二液压泵3和第三液压泵4吸收功率急剧降低，而由第一液压泵2压力-流量曲线可知随着压力的增加，第一液压泵2的吸收功率也在降低，由此可见第一液压泵2、第二液压泵3、第三液压泵4的吸收功率不能使发动机的功率得到充分利用，使其工作在较低的功率输出区间，影响了工作效率，降低了燃油的利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使发动机的输出功率能够得到有效的利用，防止处在低功率输出区间，提高液压挖掘机的工作效率，增加燃油的利用率的挖掘机液压泵功率控制装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的挖掘机液压泵功率控制装置，包括发动机，发动机与变排量的第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵和固定排量的先导泵驱动连接，还包括伺服阀和压力调节柱塞，压力调节柱塞上设有第一台阶面8a、第二台阶面8b、第三台阶面8c、第四台阶面8d，所述的先导泵的出口与压力调节阀的一个油口连接，所述的压力调节柱塞的第四台阶面8d通过第十管路与压力调节阀的另一个油口连接。

所述的先导泵的出口连接有溢流阀。

所述的压力调节阀的控制端采用液压压力信号，即所述的压力调节阀24的控制油口与所述的第一液压泵的出口连接。

所述的压力调节阀的控制端采用电气信号。

采用上述技术方案的挖掘机液压泵功率控制装置，第一液压泵的吸收功率由调节器来调节，根据第一液压泵的流量-压力曲线，当第一液压泵的输出压力没有达到变量点之前，第一液压泵的吸收功率随压力的增加而递增；当第一液压泵的输出压力增加到变量点后，第一液压泵的吸收功率随着排量的降低，吸收功率不超过第一液压泵的最大吸收功率，并随着压力的增加其吸收功率不断下降。

第二液压泵和第三液压泵的排量是由伺服阀、压力调节柱塞和排量调节柱塞共同决定的，第二液压泵、第三液压泵随着这两个泵的输出压力增加，在两个泵输出压力平均值小于变量点时，第二液压泵、第三液压泵的吸收功率随着压力的增加而增加；当第二液压泵、第三液压泵输出压力平均值大于等于变量点时，第二液压泵、第三液压泵的吸收功率随着压力的增加而保持近似常数值。

为了使发动机的功率有效利用，需要使第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵的吸收功率总和小于等于发动机的最大输出功率，故第二液压泵和第三液压泵的吸收功率和，随着第一液压泵的吸收功率变化而变化，其工作状态可根据第一液压泵的状态分为两种工作情况：

情况一：当第一液压泵输出压力小于变量点时，第一液压泵的吸收功率随着输出压力增加而增加，此时要保证第一液压泵、第二液压第三液压泵的吸收功率，即利用第一液压泵的输出压力作用于压力调节阀，使第二液压泵、第三液压泵总的吸收功率降低，但第二液压泵、第三液压泵仍旧满足恒功率控制。

情况二：当第一液压泵输出压力大于等于变量点时，根据第一液压泵的压力-流量曲线知第二液压泵、第三液压泵的吸收功率随着输出压力增加而急剧降低，从而导致了第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵的总的吸收功率远低于发动机实际的最大输出功率。

为了使发动机的功率在情况二时能够充分利用，增加压力调节阀，先导泵与压力调节阀连接，先导泵的压力经过压力调节阀调节后作用于压力调节柱塞的台阶面上，为了使第二液压泵、第三液压泵在情况一下的吸收功率不下降，增加伺服阀的弹簧力，保证了情况一下发动机的最大输出功率被第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵吸收。

改进后，在情况二时由于压力调节阀的输出压力根据第二液压泵的压力增加而降低，此时降低了作用在压力调节柱塞上的作用力，使第二液压泵、第三液压泵的总吸收功率不因为第一液压泵输出压力而急剧下降，从而有效地利用了发动机的功率。

综上所述，本发明是一种能够使发动机的输出功率能够得到有效的利用，防止处在低功率输出区间，提高液压挖掘机的工作效率，增加燃油的利用率的挖掘机液压泵功率控制装置。

附图说明

图1是原有泵功率控装置的液压回路。

图2是本发明泵功率控制装置的液压回路。

图3是第二液压泵和第三液压泵的流量-压力曲线和理想吸收功率曲线。

图4是第一液压泵的流量-压力曲线和理想吸收功率曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图2所示，发动机5与变排量的第一液压泵2、第二液压泵3、第三液压泵4和固定排量的先导泵1驱动连接，先导泵1的输出压力经过溢流阀25保持一定值，先导泵1的出口通过第一管路23与压力调节阀24的一个油口连接，第一液压泵2、第二液压泵3、第三液压泵4分别与第一控制阀19、第二控制阀18、第三控制阀17连接并驱动液压执行器第一液压油缸20、第二液压油缸21、液压马达22执行动作，第二管路14与第一液压泵2的第三管路16连接，第四管路14b连接调节器15，第一液压泵2的油液排量通过第三管路16，流经第二管路14和第四管路14b作用在调节器15上，实现压力与排量的对应变化，其压力-流量变化关系如图4（L4为理想的恒功率曲线）所示。

第二液压泵3、第三液压泵4分别与第五管路13、第六管路12连接，两个管路中最大的压力经过梭阀组2 6的比较并经过伺服阀7的控制后作用于排量调节柱塞6的左端面处和直接与排量调节柱塞6右端面连通。

压力调节柱塞8是用于控制伺服阀7的位移，压力调节柱塞8上有四个台阶面，即第一台阶面8a、第二台阶面8b、第三台阶面8c、第四台阶面8d，第一台阶面8a通过第七管路9与第三液压泵4的输出管路第六管路12连通，第二台阶面8b通过第八管路10与第二液压泵3的输出管路第五管路13连通，第三台阶面8c通过第九管路14a与第一液压泵2的输出管路第三管路16连通，压力调节柱塞8的第四台阶面8d通过第十管路27与压力调节阀24的另一个油口连接，压力调节阀24的控制油口与第一液压泵2的出口连接，压力调节阀2 4的控制端也可以是电气信号；第一液压泵2、第二液压泵3、第三液压泵4的输出压力直接作用于压力调节柱塞8的第三台阶面8c、第二台阶面8b、第一台阶面8a台阶面上，先导泵1的输出压力经过压力调节阀24的比例调节后作用于压力调节柱塞8的第四台阶面8d台阶面上，压力调节柱塞8与伺服阀7相接触，伺服阀7上的弹簧7a使伺服阀7和压力调节柱塞8向排量变大的方向移动。

如图4所示，在第一液压泵2压力在d1-d2阶段时，第一液压泵2处于小于变量点工作区间，此时随着第一液压泵2压力的增加，第一液压泵2吸收功率成随着压力增加而增加，在此阶段压力调节阀24的输出压力为先导泵1的定值，由此可见，在P2的输出压力非常小时，第二液压泵3和第三液压泵4的压力-流量曲线如图3所示的s-a1-a2-a3曲线（L1为此时最大的理想功率曲线），随着第一液压泵2的输出压力的增加，第一液压泵2的吸收功率在增加，第二液压泵3和第三液压泵4的吸收功率降低，逐渐变成如图3所示的s-b1-b2-b3曲线所示（L2为此时最大的理想功率曲线），发动机5的输出功率保持在合理、有效的工作区间；

在第一液压泵2压力在d2-d3阶段时，第一液压泵2处于大于变量点工作区间，此时随着第一液压泵2压力的增加，第一液压泵2吸收功率成随着压力增加而降低，在此阶段压力调节阀24的输出压力随着第一液压泵2的输出压力增加而进行节流控制，使压力调节阀24的输出压力降低，此时压力调节柱塞8由于第三台阶面8c的压力增加、第四台阶面8d的压力降低，使其对排量的降低比较小，故第二液压泵3、第三液压泵4的吸收功率仍旧保持在s-b1-b2-b3曲线所示（L 2为此时最大的理想功率曲线）附近，发动机5的输出功率保持在最大的输出范围，充分利用了发动机5的功率，防止了第二液压泵3和第三液压泵4的压力-流量曲线在s-c1-c2-c3范围内工作（L3为此时最大的理想功率曲线）。

Claims (4)

1.一种挖掘机液压泵功率控制装置，包括发动机(5)，发动机(5)与变排量的第一液压泵(2)、第二液压泵(3)、第三液压泵(4)和固定排量的先导泵(1)驱动连接，还包括伺服阀(7)和压力调节柱塞(8)，压力调节柱塞(8)上设有第一台阶面(8a)、第二台阶面(8b)、第三台阶面(8c)、第四台阶面(8d)，其特征是：所述的先导泵(1)的出口与压力调节阀(24)的一个油口连接，所述的压力调节柱塞(8)的第四台阶面(8d)通过第十管路(27)与压力调节阀(24)的另一个油口连接。

2.根据权利要求1所述的挖掘机液压泵功率控制装置，其特征是：所述的先导泵(1)的出口连接有溢流阀(25)。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘机液压泵功率控制装置，其特征是：所述的压力调节阀(24)的控制端采用液压压力信号，即所述的压力调节阀(24)的控制油口与所述的第一液压泵(2)的出口连接。

4.根据权利要求1或2所述的挖掘机液压泵功率控制装置，其特征是：所述的压力调节阀(24)的控制端采用电气信号。

Images