CN103221695B - 用于施工机械的液压泵控制系统 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于在上回转结构突然回转时通过最优地限制液压泵的排放流量而最小化流量损失的液压泵控制系统。根据本发明的液压泵控制系统包括：回转马达，其连接到液压泵；用于回转马达的控制滑阀，其借助于用于远程控制阀的控制信号在切换过程中控制被供应到回转马达的液压流体；节流孔，其设置在中心旁路路径的最下游侧；调节器，其控制液压泵的斜盘的倾斜角；回转操纵信号检测装置，其检测从远程控制阀输出的回转操纵信号；电比例减压阀，其输出与回转操纵信号检测装置的检测信号成比例的次级压力；以及梭阀，梭阀的输入侧分别与节流孔和电比例减压阀连接，输出侧与调节器连接。

Description

用于施工机械的液压泵控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制用于施工机械的液压泵的系统，其中当上回转结构相对于诸如挖掘机等施工机械的下行进结构可回转地转动时，在操作期间内液压泵的排放流量可减小，而在此操作期间，不需要从液压泵排出的液压流体的最大流量。
更特别地，本发明涉及一种用于施工机械的液压泵控制系统，其中当上回转结构相对于施工机械的下行进结构突然可回转地转动时，液压泵的排放流量被最优地限制，使得在保证回转加速度最大的同时，从液压泵排出的液压流体的流量损失可最小化。
背景技术
如图1所示的现有技术的用于施工机械的液压泵控制系统，包括：
变排量液压泵（下文称作“液压泵”）1和先导泵2，液压泵1和先导泵2连接到发动机；
动臂油缸3和回转马达4，动臂油缸3和回转马达4连接到液压泵1并且由液压泵1驱动；
控制阀5和6，其安装在液压泵1的中心旁路路径1a中，并在移动过程中分别控制动臂油缸3和回转马达4的起动、停止以及换向；
远程控制阀（RCV）7，其将先导信号压力P3、P4、P1和P2供应到控制阀5和6以驱动动臂油缸3和回转马达4；
节流孔8，其安装在中心旁路路径1a的最下游侧，以产生负信号压力；以及
调节器9，其接收从节流孔8产生的信号压力，并控制液压泵1的斜盘的旋转角以控制液压泵1的排放流量。
在如上述构造的用于施工机械的液压泵控制系统中，控制阀6由通过操纵远程控制阀7而从先导泵2供应的先导信号压力P1和P2移动，使得从液压泵1排出的液压流体可经由控制阀6输送到回转马达4以驱动回转马达4，从而使上回转结构相对于下行进结构可回转地转动。
另外，对远程控制阀7的操纵使控制阀5由从先导泵2供应的先导信号压力P3和P4移动，使得从液压泵1排出的液压流体可经由控制阀5输送到动臂油缸3，以驱动动臂油缸3向上或向下移动动臂。
在这种情况下，不管从诸如动臂等工作装置产生的载荷压力如何，从液压泵1排出的液压流体的流量与远程控制阀7的操纵角或先导信号压力成比例。由于此原因，如果用全冲程操纵远程控制阀7的控制杆或者设定先导信号压力超过预定压力，则液压泵1以最大流量排出液压流体。
如果操作者突然操纵远程控制阀7以驱动回转马达4，则从液压泵1排出的液压流体的流量与回转操纵杆的操纵量成比例地增加，导致上回转结构相对于下行进结构以突然加速的方式可回转地转动。也即，供应到回转马达4的液压流体的流量初始从“0”开始，并逐渐增加，直到回转马达4在其停止状态下开始被加速并以回转速度增加为止。
同时，当上回转结构相对于下行进结构开始突然可回转地转动时，与通过回转马达4的转动而吸入流量的液压流体与从液压泵1排出流量的液压流体之差对应的所有液压流体通过释压阀10回流到液压箱T，以保护回转马达4和回转结构。也即，如果从液压泵1排出的流量的液压流体增加从而导致液压流体的排放压力超过释压阀10的预定压力，则除了用于转动回转马达4的流量的液压流体外的其它流量的液压流体回流到液压箱T。
如图2所示，在从上回转结构开始回转的时间点到上回转结构加速的时间点的操作时期内，不需要液压流体的高流量。另一方面，由于液压泵1排出液压流体的最大流量，因此出现如下问题，即导致流量损失（即图2的阴影区），且发动机耗费的燃料量增加从而降低设备的燃料效率。
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，且本发明的目的是提供一种用于施工机械的液压泵控制系统，其中当操作者突然操纵远程控制阀以相对于施工机械的下行进结构回转上回转结构时，液压泵的排放流量被最优地限制，使得在保证回转加速度最大的同时，从液压泵排出的液压流体的流量损失可被最小化，直到上回转结构被加速为止。
技术方案
为实现上述目的，根据本发明一实施方式，提供一种用于施工机械的液压泵控制系统，其包括：
变排量液压泵和先导泵，所述液压泵和先导泵连接到发动机；
回转马达，所述回转马达连接到所述液压泵，并且由所述液压泵驱动；
控制滑阀，所述控制滑阀安装在所述液压泵的中心旁路路径中，并构造为在移动过程中控制所述回转马达的起动、停止以及换向；
远程控制阀，所述远程控制阀构造为将用于移动的先导信号压力供应到所述控制滑阀以驱动所述回转马达；
节流孔，所述节流孔安装在所述中心旁路路径的最下游侧，以产生负信号压力；
调节器，所述调节器构造为接收从所述节流孔产生的信号压力，并控制所述液压泵的斜盘的旋转角以控制所述液压泵的排放流量；
回转操纵信号检测装置，所述回转操纵信号检测装置构造为检测从所述远程控制阀输出的回转操纵信号，并输出检测信号；
控制单元，所述控制单元构造为响应于从所述回转操纵信号检测装置输入到所述控制单元的检测信号，将控制信号输出到所述调节器，以减小所述液压泵的排放流量；
电比例减压阀，所述电比例减压阀构造为产生与所述回转操纵信号检测装置的检测信号成比例的次级压力，所述回转操纵信号检测装置的所述检测信号从所述控制单元输入到所述电比例减压阀；以及
梭阀，所述梭阀具有与所述节流孔和所述电比例减压阀连接的输入侧以及与所述调节器连接的输出侧，并构造为将从所述节流孔产生的信号压力和从所述电比例减压阀产生的次级压力中的较高压力供应到所述调节器。
根据更优选实施方式，
如果所述回转操纵信号检测装置的检测信号增加到超过预定变化率、或者基于所述回转操纵信号检测装置的检测信号预测的所述液压泵的排放流量增加到超过预定变化率，则所述控制单元将控制信号输出到所述电比例减压阀，使得所述液压泵的排放流量被限制到预定变化率，且因此供应到所述回转马达的液压流体的排放流量减小。
有益效果
如上述构造的根据本发明实施方式的用于施工机械的液压泵控制系统具有如下优点。当上回转结构相对于下行进结构可回转地转动时，在从上回转结构通过接收回转操纵信号而开始回转的时间点到上回转结构被加速的时间点的特定控制时期内，液压泵的排放流量受到限制，且因此供应到回转马达的液压流体的流量减小，由此最小化流量损失，并减小发动机耗费的燃料量从而提高设备的燃料效率。
附图说明
图1是现有技术的用于施工机械的液压泵控制系统的液压回路图；
图2是图示现有技术的用于施工机械的液压泵控制系统中液压泵的排放流量与用于回转操作的压力之间关系的曲线图；以及
图3是根据本发明一实施方式的用于施工机械的液压泵控制系统的液压回路图。
附图主要元件标号列表：
1：变排量液压泵
2：先导泵
3：动臂油缸
4：回转马达
5、6：控制阀
7：远程控制阀（RCV）
8：节流孔
9：调节器
10：释压阀
11：回转操纵信号检测装置
12：控制单元（V-ECU）
13：电比例减压阀（PPRV）
14：梭阀
具体实施方式
下文，将参照附图详述本发明的优选实施方式。诸如详细构件和元件等在具体实施方式中限定的对象，仅是提供用来帮助本领域技术人员透彻理解本发明的具体细节，因此本发明并不限于下文公开的实施方式。
如图3所示，根据本发明一实施方式的用于施工机械的液压泵控制系统包括：
变排量液压泵（下文称作“液压泵”）1和先导泵2，液压泵1和先导泵2连接到发动机；
回转马达4，其连接到液压泵1并且由液压泵1驱动；
控制阀6，其安装在液压泵1的中心旁路路径1a中，并在移动过程中控制回转马达4的起动、停止以及换向；
远程控制阀（RCV）7，其将用于移动的先导信号压力P1和P2供应到控制阀6以驱动回转马达4；
节流孔8，其安装在中心旁路路径1a的最下游侧，以产生负信号压力；
调节器9，其接收从节流孔8产生的信号压力，并控制液压泵1的斜盘的旋转角以控制液压泵1的排放流量；
回转操纵信号检测装置11，其检测从远程控制阀7输出的回转操纵信号，并输出检测信号；
控制单元（V-ECU）12，其响应于从回转操纵信号检测装置11输入到控制单元12的检测信号，将控制信号输出到调节器9，以减小液压泵1的排放流量；
电比例减压阀（PPRV）13，其产生与回转操纵信号检测装置11的检测信号成比例的次级压力，回转操纵信号检测装置11的检测信号从控制单元12输入到电比例减压阀13；以及
梭阀14，其具有与节流孔8和电比例减压阀13连接的输入侧以及与调节器9连接的输出侧，并将从节流孔8产生的信号压力和从电比例减压阀13产生的次级压力中的较高压力供应到调节器9。
如果回转操纵信号检测装置11的检测信号增加到超过预定变化率、或者基于回转操纵信号检测装置11的检测信号预测的液压泵1的排放流量增加到超过预定变化率，
则控制单元12将控制信号输出到电比例减压阀13，使得液压泵1的排放流量被限制到预定变化率，且因此供应到回转马达的液压流体的排放流量减小。
在附图中，未解释的参考标号5指示如下控制阀，所述控制阀安装在液压泵1的中心旁路路径1a中，并响应于从远程控制阀7产生的先导信号压力P1和P2而在移动过程中控制动臂油缸3的起动、停止以及换向。
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控制系统的使用示例。
如图3所示，当操纵远程控制阀7以相对于诸如挖掘机等施工机械的下行进结构回转上回转结构时，从先导泵2排出的先导信号压力P1和P2经由远程控制阀7供应到控制阀6，以移动内部阀芯。
因此，从液压泵1排出的液压流体经由控制阀6供应到回转马达4以驱动回转马达4，使得上回转结构可向左或向右可回转地转动。
其间，如果操作者突然操纵远程控制阀7，则由回转操纵信号检测装置11检测到的检测信号施加到控制单元12。
因此，控制单元12响应于从回转操纵信号检测装置11施加到控制单元12的检测信号，产生施加到电比例减压阀13的用于控制调节器9的控制信号，以控制液压泵1的排放流量。
也即，如果回转操纵信号检测装置11的检测信号增加到超过预定变化率、或者基于回转操纵信号检测装置11的检测信号预测的液压泵1的排放流量增加到超过预定变化率，则控制单元12将适当的电流值输出到电比例减压阀13，使得液压泵1的排放流量被限制到预定变化率，且因此供应到回转马达4的液压流体的排放流量减小。
然后，从电比例减压阀13产生与回转操纵信号检测装置11的检测信号成比例的次级压力，且该次级压力供应到梭阀14。
同时，由操作者对远程控制阀7进行的突然操作导致从液压泵1排出的液压流体总量增加，使得从安装在中心旁路路径1a最下游侧的节流孔8产生的信号压力供应到梭阀14。
因此，从节流孔8产生的信号压力和从电比例减压阀13产生的次级压力中的相对较高压力供应到调节器9。
如上所述，如果操作者突然操纵远程控制阀7，则响应于指示对远程控制阀7的操纵的回转操纵信号，调节器9根据输入到调节器9的信号压力而被驱动。也即，在从上回转结构通过接收回转操纵信号而开始回转的时间点到上回转结构被加速的时间点的特定控制时期内，通过控制液压泵1的斜盘的旋转角，限制液压泵1的排放流量，因此供应到回转马达4的液压流体的流量减小，由此最小化流量损失。
产业应用性
在如上述构造的根据本发明实施方式的用于施工机械的液压泵控制系统中，在从上回转结构通过接收回转操纵信号而开始回转的时间点到上回转结构被加速的时间点的预定时期（例如2至3秒）内，液压泵1的排放流量受到限制，且因此供应到回转马达4的液压流体的流量减小，由此最小化流量损失，并减小发动机耗费的燃料量从而提高设备的燃料效率。

Claims (2)

1.一种用于施工机械的液压泵控制系统，包括：
变排量液压泵和先导泵，所述液压泵和先导泵连接到发动机；
回转马达，所述回转马达连接到所述液压泵，并且由所述液压泵驱动；
控制阀，所述控制阀安装在所述液压泵的中心旁路路径中，并构造为在移动过程中控制所述回转马达的起动、停止以及换向；
远程控制阀，所述远程控制阀构造为将用于移动的先导信号压力供应到所述控制阀以驱动所述回转马达；
节流孔，所述节流孔安装在所述中心旁路路径的最下游侧，以产生负信号压力；
调节器，所述调节器构造为接收从所述节流孔产生的信号压力，并控制所述液压泵的斜盘的旋转角以控制所述液压泵的排放流量；
回转操纵信号检测装置，所述回转操纵信号检测装置构造为检测从所述远程控制阀输出的回转操纵信号，并输出检测信号；
控制单元，所述控制单元构造为响应于从所述回转操纵信号检测装置输入到所述控制单元的检测信号，将控制信号输出到所述调节器，以减小所述液压泵的排放流量；
电比例减压阀，所述电比例减压阀构造为产生与所述回转操纵信号检测装置的检测信号成比例的次级压力，所述回转操纵信号检测装置的所述检测信号从所述控制单元输入到所述电比例减压阀；以及
梭阀，所述梭阀具有与所述节流孔和所述电比例减压阀连接的输入侧以及与所述调节器连接的输出侧，并构造为将从所述节流孔产生的信号压力和从所述电比例减压阀产生的次级压力中的较高压力供应到所述调节器。
2.如权利要求1所述的用于施工机械的液压泵控制系统，其中，如果所述回转操纵信号检测装置的检测信号增加到超过预定变化率、或者基于所述回转操纵信号检测装置的检测信号预测的所述液压泵的排放流量增加到超过预定变化率，则所述控制单元将控制信号输出到所述电比例减压阀，使得所述液压泵的排放流量被限制到预定变化率，且因此供应到所述回转马达的液压流体的排放流量减小。
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