CN102918281A - 用于施工机械的液压泵的流动控制系统 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其能够根据动臂油缸或类似装置的液压致动器处产生的载荷压力可变地控制液压泵的排出流动。在根据本发明的用于液压泵的流动控制系统中，在检测液压泵的排出压力和用于相应液压致动器的控制杆的相应控制程度且为各液压致动器设定平均载荷压力之后，执行控制以减小流量，使得如果液压泵处的排出压力大于相应液压致动器的平均载荷压力，则使液压泵的排出流动等于液压致动器处的载荷量，以及执行控制，使得如果液压泵处的排放压力小于相应液压致动器处的平均载荷压力，则使液压泵处的排出流动与控制程度成比例。

Description

用于施工机械的液压泵的流动控制系统
技术领域
本发明涉及一种设置于诸如挖掘机的施工机械中的液压泵的流动控制系统。更特别地，本发明涉及一种用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其能根据诸如动臂油缸的液压致动器中产生的载荷压力可变地控制可变排量液压泵（下文称作“液压泵”）的排放速率。
背景技术
一般而言，液压施工机械根据操作杆的操作速率（这表示以与操作杆的操作量成比例的方式供应到滑阀以移动控制液压流体流动的滑阀的先导信号压力）控制液压泵的流量，以节省能量。
在现有技术中，不管载荷压力如何，操作速率与液压泵的排放流量之间的关系恒定。也即，在不管载荷压力而控制排放流量的情况下，大量液压流体从液压泵排出，甚至在在产生中等或高载荷时也如此，因此流量和压力的损耗产生，致使能量损耗发生。
另一方面，在使用挖掘机或类似设备的作业期间，在以低于标准载荷压力的载荷压力完成作业的情况下，以与操作杆的操作速率成比例的方式排放期望流量的液压流体，在所述低于标准载荷压力的载荷压力下，排放流量的变化范围较宽并且需要精确控制。
对比而言，在以高于标准载荷压力的载荷压力作业期间，也即，在缓慢地提升和移动重型物体的情况下，高流量是不必要的，且流量变化不大。在挖掘和负载作业期间，操作速率快速地达到最大水平。因此，在以高于标准载荷压力的载荷压力作业期间，根据载荷压力的操作速率和排放流量之间的关系校正不引起操作感觉上的较大变化。
发明内容
技术问题
因此，本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题，且本发明的一个实施方式涉及一种用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其在以高于标准载荷压力的载荷压力作业期间，可根据载荷压力降低排放流量的损耗和液压泵的压力损耗。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种用于施工机械的液压泵的流动控制系统，所述流动控制系统包括可变排量液压泵，连接到所述液压泵的至少一个液压致动器，在由与操作杆的操作速率成比例供应的信号压力移动时控制被供应到所述液压致动器的液压流体的滑阀，检测所述液压泵的排放压力的检测传感器，检测根据所述操作杆的操作速率的信号压力的检测传感器，以及根据所述检测传感器的检测信号控制所述液压泵的排放流量的控制单元，所述流动控制系统包括：第一步骤，借助于所述检测传感器检测所述液压泵的排放压力和用于所述液压致动器的操作杆的操作速率；第二步骤，分别设定所述液压致动器的标准载荷压力；第三步骤，将所述液压泵的排放压力水平与所述液压致动器的标准载荷压力水平彼此比较；第四步骤，如果所述液压泵的排放压力高于所述液压致动器的预设标准载荷压力，则调整系数，使得所述液压泵的排出流量根据所述液压致动器产生的载荷程度对于相同操作速率而言成比例地减小；第五步骤，如果所述液压泵的排放压力低于所述液压致动器的标准载荷压力，则控制所述液压泵的排放流量与所述操作速率成比例。
根据本发明的方面，如果所述操作速率与所述液压泵的排放流量之间的关系由所述第四步骤中的N阶方程表示且所述液压泵的排放压力高于所述预设标准载荷压力，则可通过根据由所述液压致动器产生的载荷程度改变所述N阶方程的系数，对于相同操作速率而言的所述液压泵的排放流量减小。
即使在N阶方程的系数根据由所述液压致动器产生的载荷程度而改变且对于相同操作速率而言的所述液压泵的排放流量减小的情况下，所述系数的变化范围也受限，使得所述液压泵的最大流量能以高于预定值的操作速率排出。
如果在所述第五步骤中，所述液压泵的排放压力低于所述液压致动器的标准载荷压力，则可根据用于预设操作速率的液压泵的控制流量关系Q计算所述液压泵的排放流量，Q=(a×(操作速率)+b)。
如果在所述第四步骤中，所述液压泵的排放压力高于所述液压致动器的标准载荷压力，则可根据所述液压泵的控制流量关系Q计算所述液压泵的排放流量，Q=((a+a’)×(操作速率)+(b+b’))。
技术效果
根据本发明方面的如上述构造的用于施工机械的液压泵的流动控制系统具有以下优点。
由于随着液压致动器的载荷压力的增加，液压泵的排放流量减小，因此压力损耗减小从而提高效率，且燃料消耗率可提高。
附图说明
通过参照附图描述本发明的优选实施方式，将更清楚本发明的上述目的、其它特征和优点，其中：
图1是被施加于根据本发明一实施方式的用于施工机械的液压泵的流动控制系统的液压回路的示意图；
图2的曲线图示出根据本发明一实施方式的用于施工机械的液压泵的流动控制系统中的操作速率与排放流量之间的关系；以及
图3的流程图图示出根据本发明一实施方式的用于施工机械的液压泵的流动控制系统的操作。
附图元件标号列表
1：发动机
2：可变排量液压泵；
3：先导泵
4：操作杆
5：滑阀
6：排放路径
7、8：检测传感器
9：控制单元
10：比例控制阀
具体实施方式
现在，将参照附图详述本发明的优选实施方式。诸如详细构造和元件等描述中所限定的对象仅是提供用来帮助本领域技术人员全面理解本发明的具体细节，本发明并不局限于下文所公开的实施方式。
根据如图1和2所示的本发明一实施方式，用于施工机械的液压泵的流动控制系统具有与发动机1和先导泵3连接的可变排量液压泵2，连接到液压泵2的至少一个液压致动器（动臂油缸、斗杆油缸、挖斗油缸等，未示出），在由与操作杆4的操作速率成比例供应的信号压力移动时控制被供应到液压致动器的液压流体的滑阀5，安装在液压泵2的排放流动路径6中以检测液压泵2的排放压力的检测传感器7，检测根据操作杆4的操作速率的先导信号压力（移动滑阀5的次级信号压力）的检测传感器8，以及根据检测传感器7和8的检测信号控制液压泵2的排放流量的控制单元9，所述流动控制系统还包括：借助于检测传感器7和8检测液压泵2的排放压力和用于所述液压致动器的操作杆4的操作速率的第一步骤S100；分别设定所述液压致动器的标准载荷压力的第二步骤S200；将液压泵2的排放压力水平与所述液压致动器的标准载荷压力水平彼此比较的第三步骤S300；如果液压泵2的排放压力高于液压致动器的预设标准载荷压力，则调整系数，使得液压泵2的排出流量根据液压致动器产生的载荷程度对于相同操作速率而言成比例地减小的第四步骤S400；如果液压泵2的排放压力低于液压致动器的标准载荷压力，则控制液压泵2的排放流量与操作速率成比例的第五步骤S500。
如果操作速率与液压泵2的排放流量之间的关系由第四步骤中的N阶方程表示且液压泵2的排放压力高于预设标准载荷压力，则通过根据由液压致动器产生的载荷程度改变N阶方程的系数，对于相同操作速率而言的液压泵2的排放流量减小。
即使在N阶方程的系数根据由液压致动器产生的载荷程度而改变且对于相同操作速率而言的液压泵2的排放流量减小的情况下，所述系数的变化范围也受限，使得液压泵2的最大流量能以高于预定值的操作速率排出。
如果在第四步骤S400中，液压泵2的排放压力高于液压致动器的标准载荷压力，则根据液压泵2的控制流量关系Q计算液压泵2的排放流量，Q=((a+a’)×(操作速率)+(b+b’))。
如果在第五步骤S500中，液压泵2的排放压力低于液压致动器的标准载荷压力，则根据用于预设操作速率的液压泵2的控制流量关系Q计算液压泵2的排放流量，Q=(a×(操作速率)+b)。
在附图中，参考标号10标示比例控制阀，其以与来自控制单元9的控制信号成比例的方式改变从操作杆4供应的信号压力，以控制液压泵2的排放流量。
下文，将参照附图详述根据本发明一实施方式的用于施工机械的液压泵的流动控制系统的使用示例。
如图2和3所示，检测传感器7和8检测液压泵2的排放压力和用于所述液压致动器的操作杆4的操作速率（参见S100），所检测到的排放压力信号和操作速率信号传输到控制单元9。
如在S200中，设定所述液压致动器的标准载荷压力（举例而言，在动臂油缸情况下，120kg/cm2）。
如在S300中，将液压泵2的排放压力水平与所述液压致动器的标准载荷压力水平彼此比较。如果液压泵2的排放压力高于液压致动器的标准载荷压力，则处理进行至下一步骤（S400），而如果液压泵2的排放压力低于标准载荷压力，则处理进行至S500。
如在S400中，如果液压泵2的排放压力高于液压致动器的标准载荷压力，则调整系数，使得液压泵2的排放流量根据由液压致动器产生的载荷程度对于相同操作速率而言成比例地减小。
也即，如图2的曲线中的虚线所示，利用液压泵2的控制流量关系Q计算液压泵2的排放流量，Q=((a+a’)×(操作速率)+(b+b’))（此时，a表示用于控制液压泵的斜盘的斜率，b表示用于控制液压泵的斜率截距，a’表示f（液压泵压力），f表示指定函数，b’表示g（液压泵马力），以及g表示指定函数）。
也即，通过提高液压泵的控制流量最小化的点处和液压泵的控制流量最大化的点处的操作速率，对于相同操作速率而言，降低了液压泵2的排放流量，且因此可减小压力和压力损耗。
如S500中，如果液压泵2的排放压力低于液压致动器的标准载荷压力，则控制液压泵2的排放流量与操作速率成比例。也即，如图2中的曲线的实线所示，通过应用用于预设操作速率原状的液压泵2的控制流量关系Q，Q=(a×(操作速率)+b)，计算液压泵2的排放流量。
如S600中，根据上述的S400或S500中的液压泵2的控制流量关系，计算液压泵2的排放流量。
产业应用性
如从上述中清楚的，依据根据本发明实施方式的用于施工机械的液压泵的流动控制系统，由于随着由诸如动臂油缸的液压致动器所产生的载荷压力的增加，对于相同操作速率而言，液压泵的排放流量减小，因此压力损耗减小从而提高效率，且燃料消耗率可提高。

Claims (5)

1.一种用于施工机械的液压泵的流动控制系统，所述流动控制系统包括可变排量液压泵，连接到所述液压泵的至少一个液压致动器，在由与操作杆的操作速率成比例供应的信号压力移动时控制被供应到所述液压致动器的液压流体的滑阀，检测所述液压泵的排放压力的检测传感器，检测根据所述操作杆的操作速率的信号压力的检测传感器，以及根据所述检测传感器的检测信号控制所述液压泵的排放流量的控制单元，所述流动控制系统包括：
第一步骤，借助于所述检测传感器检测所述液压泵的排放压力和用于所述液压致动器的操作杆的操作速率；
第二步骤，分别设定所述液压致动器的标准载荷压力；
第三步骤，将所述液压泵的排放压力水平与所述液压致动器的标准载荷压力水平彼此比较；
第四步骤，如果所述液压泵的排放压力高于所述液压致动器的预设标准载荷压力，则调整系数，使得所述液压泵的排出流量根据所述液压致动器产生的载荷程度对于相同操作速率而言成比例地减小；以及
第五步骤，如果所述液压泵的排放压力低于所述液压致动器的标准载荷压力，则控制所述液压泵的排放流量与所述操作速率成比例。
2.如权利要求1所述的用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其中，如果所述操作速率与所述液压泵的排放流量之间的关系由所述第四步骤中的N阶方程表示且所述液压泵的排放压力高于所述预设标准载荷压力，则通过根据由所述液压致动器产生的载荷程度改变所述N阶方程的系数，对于相同操作速率而言的所述液压泵的排放流量减小。
3.如权利要求2所述的用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其中，即使在N阶方程的系数根据由所述液压致动器产生的载荷程度而改变且对于相同操作速率而言的所述液压泵的排放流量减小的情况下，所述系数的变化范围也受限，使得所述液压泵的最大流量能以高于预定值的操作速率排出。
4.如权利要求1所述的用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其中，如果在所述第五步骤中，所述液压泵的排放压力低于所述液压致动器的标准载荷压力，则根据用于预设操作速率的液压泵的控制流量关系Q计算所述液压泵的排放流量，Q=(a×(操作速率)+b)。
5.如权利要求1所述的用于施工机械的液压泵的流动控制系统，其中，如果在所述第四步骤中，所述液压泵的排放压力高于所述液压致动器的标准载荷压力，则根据所述液压泵的控制流量关系Q计算所述液压泵的排放流量，Q=((a+a’)×(操作速率)+(b+b’))。
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