CN104136782A - 液压工作机 - Google Patents

Abstract

本发明解决当发动机转速在正常工作期间被设定为低时避免在诸如液压铲的液压机械中的轻载期间不充足的流量被供给至液压执行器和速度变得不充足的问题。解决方案是：当液压泵(2)排放压力为轻载泵排放压力、液压泵(2)倾角为最大倾角并且负控制信号压力为当液压执行器操作装置(7)充分操作时的信号压力时，通过将发动机(1)的转速增加到由发动机转速设定装置(14)设定的目标转速之上来增加液压泵(2)的排放流量。

Description

液压工作机

技术领域

本发明涉及诸如液压铲的液压工作机的技术领域。

背景技术

一般地，诸如液压铲的液压工作机被构造成通过发动机驱动液压泵来操作使用液压泵作为液压压力供给源的各种液压执行器(液压马达和液压缸)，并且因此执行诸如行驶和挖掘的各种操作。近年来，这些液压工作机的燃料效率的改进和排气减少一直在进步。实现这些目的的一个研究方法是在正常操作期间将发动机转速设定为低。然而，当发动机转速因此被设定为低时，由发动机驱动的液压泵的转速也下降。因此，能够从液压泵供给至液压执行器的最大流率减小。作为结果，当液压执行器在轻载状态下被以高速操作时，出现的问题在于，不能获得充足的速度。

根据载荷压力控制发动机转速以提高轻载状态下的燃料效率的技术是已知的(参见，例如，专利文献1)。在此处，当液压执行器上的载荷为轻且液压泵的排放压力为低时，期望的排放流率通过降低发动机转速且增加液压泵的容量来获得。

专利文献1：日本专利申请特开No.H6-81802

发明内容

然而，在上述专利文献1中所描述的技术中，当在正常操作期间将发动机转速设定为低以试图实现更低的燃料消耗时，在液压执行器上的载荷为轻的时候，发动机转速比在正常操作期间的转速甚至更低。因此，从液压泵到液压执行器的流率不随着液压泵的增加的容量而增加。作为结果，不能解决当液压执行器在轻载状态下被以高速操作时不充足的速度的问题。因此，本发明的目的是解决该问题。

鉴于前述观点，完成了本发明以解决这些问题，并且权利要求1的发明为液压工作机，该液压工作机包括：发动机；由该发动机驱动的可变容量液压泵；使用该液压泵作为液压压力供给源来操作的液压执行器；控制阀，该控制阀根据液压执行器操作装置的操作量来移位以便控制从液压泵到液压执行器的压力油供给流率；负控制回路，该负控制回路将负控制信号压力输出至液压泵的容量变化装置以根据控制阀的移位量来增大或减小液压泵的排放流率；发动机转速设定装置，该发动机转速设定装置操作以设定发动机的目标转速；以及发动机控制器件，该发动机控制器件基于利用发动机转速设定装置设定的目标转速来控制发动机的转速。该液压工作机还包括用于检测液压泵的排放压力的泵压力检测装置、用于检测液压泵的容量的泵容量检测装置和用于检测负控制信号压力的负控制信号压力检测装置。当由泵压力检测装置检测的液压泵的排放压力不大于事先设定为在轻载状态下的泵排放压力的设定泵压力、由泵容量检测装置检测的泵容量为液压泵的最大容量并且由负控制信号压力检测装置检测的负控制信号压力不大于事先设定为在液压执行器操作装置的充分操作状态下的负控制信号压力的设定信号压力时，发动机控制器件执行发动机转速增加控制以便将发动机转速增加到高于利用发动机转速设定装置设定的目标转速。

利用权利要求1的发明，即使在正常操作期间发动机转速被设定为低以实现更少的燃料消耗的情况下，当执行发动机转速增加控制时，发动机转速增加，并且因此，液压泵的排放流率能够增加。这能够防止在执行在轻载下需要高速的操作的情况下由于到液压执行器的不充足的供给流率而导致的不充足的速度，因而保证了优良的可操作性，并且大大方便对于提高工作效率的尝试。

附图说明

图1为液压铲的液压压力控制回路图。

图2为发动机转速控制的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的实施例。

图1示出提供给作为液压工作机的示例的液压铲的液压压力控制回路，其中，1表示发动机，2表示由发动机1驱动的可变容量液压泵，2a表示液压泵2的容量变化装置，3表示油箱，并且A表示使用液压泵2作为液压压力供给源来操作的液压执行器。在该实施例中，液压铲包括作为液压执行器A的左右驱动马达、摆动马达、吊杆缸、臂缸、和铲斗缸。在该实施例中，轴向活塞泵被用作液压泵2，其中，容量根据斜盘的倾角而改变。

此外，4表示为相应的液压执行器A执行油供给/排放控制的控制阀。控制阀4被构造成定位在中性位置N处，在该中性位置N处，在没有先导压力被供给至先导端口4a和4B的状态下，压力油不被供给至液压执行器A，并且控制阀4被构造成当先导压力被供给至先导端口4a和4b时被移位并且将被切换至操作位置X或Y，在该操作位置X或Y中，来自液压泵2的排放油被供给至液压执行器A。其中，控制以这样的方式执行：使得控制阀4的移位量(移动行程)根据输入至先导端口4a和4b的先导压力的增加/减小而增加/减小，并且当控制阀4的移位量增加时，到液压执行器A的压力油供给流率增加。将连接到稍后描述的中央旁通油路5的中央旁通阀路4c形成在每个控制阀4中。当控制阀4处于中性位置N时，中央旁通阀路4c的开度最大，并且该开度随着控制阀4的移位量增加而减小。

此外，6表示先导阀。基于液压执行器操作器件7(在这个实施例中，分别用于左右行驶、摆动、吊杆、臂和铲斗的操作器件)的操作，先导阀6将先导压力输出到控制阀4的先导端口4a和4b中的每一个。其中，从先导阀6输出的先导压力根据液压执行器操作装置7上的操作量而增加/减小。在图1中，仅在右端示出将先导压力输出至控制阀4的先导阀6，并且省略将先导压力输出至其它控制阀4的先导阀6，因为这些先导阀与右端先导阀相同。

中央旁通油路5是形成为从液压泵2延伸、依次经过形成在相应的控制阀4中的中央旁通阀路4c、然后经过负控制小孔8到达油箱3的油路。中央旁通油路5中的负控制小孔8的上游侧上的压力作为负控制信号压力经信号回路9被输入至液压泵2的容量变化装置2a。当控制阀4的中央旁通阀路4c的开度最大时，也就是，当控制阀4定位在中性位置N处时，负控制信号压力高，而随着中央旁通阀路4c的开度变小，也就是，随着控制阀4的移位量变大，负控制信号压力变低。液压泵2的容量变化装置2a以这样的方式控制液压泵2的排放流率：使得在越高压力下的负控制信号压力导致液压泵2的越小的排放流率，并且在越低压力下的负控制信号压力导致液压泵2的越大的排放流率。控制阀4的中央旁通阀路4c、中央旁通油路5、负控制小孔8和信号回路9形成本发明的负控制回路。

此外，10表示控制发动机1的转速的发动机控制器件。发动机控制器件10从检测液压泵2排放压力的泵压力检测传感器(对应于本发明的泵压力检测装置)11、检测液压泵2的斜盘的倾角的倾角检测传感器(对应于本发明的泵容量检测装置)12、检测负控制信号压力的负控制信号压力检测传感器(对应于本发明的负控制信号压力检测装置)13和发动机转速设定装置(诸如，加速器刻度盘和加速器杠杆)14中的每一个接收信号。发动机控制器件10基于输入信号来控制发动机1的转速。

在此处，发动机转速设定装置14是由操作员用来根据需要设定发动机1的目标转速的操作装置。在该实施例中，操作员通过使用发动机转速设定装置14能够将发动机转速设定成多个水平。发动机转速设定装置14可以使得发动机转速能够以无级方式进行设定。

接着，将参照图2中的流程图来描述由发动机控制器件10执行的发动机转速控制。

首先，发动机控制器件10从泵压力检测传感器11、倾角检测传感器12、负控制信号压力检测传感器13和发动机转速设定装置14接收信号(步骤S1)。

接着，发动机控制器件10确定由负控制信号压力检测传感器13检测的负控制信号压力Pn是否不大于设定信号压力PnS(例如，1.8Mpa)(Pn≤PnS？)，该设定信号压力Pns事先被设定为当至少一个液压执行器操作装置7处于充分操作状态(使至少一个控制阀4移位最大移位量)时的负控制信号压力(步骤S2)。

当在上文描述的步骤S2中确定为“是”时，也就是，当负控制信号压力Pn不大于设定信号压力PnS(Pn≤PnS)时，进一步确定由泵压力检测传感器11检测的液压泵2的排放压力Pp是否不大于设定泵压力PpS(例如，20MPa)(Pp≤PpS？)，该设定泵压力PpS事先被设定为轻载状态下的泵排放压力(步骤S3)。

当在上文描述的步骤S3中确定为“是”时，也就是，当液压泵2的排放压力Pp不大于设定泵压力PpS(Pp≤PpS)时，进一步确定由倾角检测传感器12检测的液压泵2的斜盘的倾角Sθ是否为最大倾角Sθm(Sθ＝Sθm？)，液压泵2的容量在该最大倾角Sθm下是最大的(步骤S4)。

当在上文描述的步骤S4中确定为“是”时，也就是，当液压泵2的斜盘的倾角Sθ为最大倾角Sθm(Sθ＝Sθm)时，发动机控制器件10执行发动机转速增加控制以便将发动机转速增加到高于利用发动机转速设定装置14设定的目标转速的轻载状态转速(步骤S5)。其中，轻载状态转速比利用发动机转速设定装置14设定的目标转速高出预定的转速(200rps，例如)，并且针对每个目标转速被设定。

当在上文描述的所有步骤S2、S3和S4中确定为“是”时，也就是，当负控制信号压力Pn不大于设定信号压力PnS(液压执行器操作装置7处于充分操作状态下)、液压泵2的排放压力Pp不大于设定泵压力PpS(在轻载状态下)并且液压泵2的斜盘的倾角Sθ为最大倾角Sθm(液压泵2的容量为最大)时，执行发动机转速增加控制用于将发动机转速增加到高于利用发动机转速设定装置14设定的目标转速的轻载状态转速。因此，由发动机1驱动的液压泵2的转速通过执行发动机转速增加控制而增加，因而液压泵2的排放流率能够增加。

另一方面，当在上文描述的步骤S2、S3和S4中的任一个确定为“否”时，也就是，当负控制信号压力超过设定信号压力(Pn＞PnS)、当液压泵2的排放压力超过设定泵压力(Pp＞PpS)时或当液压泵2的斜盘的倾角不为最大倾角(Sθ≠Sθm)时，发动机控制器件10控制发动机转速，使得利用发动机转速设定装置14设定的目标转速被实现(步骤S6)。

在如上述构造的该实施例中，液压铲包括：发动机1；由发动机1驱动的可变容量液压泵2；使用液压泵2作为液压压力供给源来操作的液压执行器A；控制阀4，该控制阀4根据液压执行器操作装置7的操作量来移位以便控制从液压泵2到液压执行器A的压力油供给流率；负控制回路(控制阀4的中央旁通阀路4c、中央旁通油路5、负控制小孔8和信号回路9)，该负控制回路将负控制信号压力输出至液压泵2的容量变化装置2a以根据控制阀4的移位量来增大或减小液压泵2的排放流率；发动机转速设定装置14，该发动机转速设定装置操作以设定发动机1的目标转速；以及发动机控制器件10，该发动机控制器件10基于利用发动机转速设定装置14设定的目标转速来控制发动机1的转速。液压铲还包括用于检测液压泵2的排放压力的泵压力检测传感器11、用于检测液压泵2的倾角的倾角检测传感器12和用于检测负控制信号压力的负控制信号压力检测传感器13。当由泵压力检测传感器11检测的液压泵2的排放压力不大于事先设定为轻载状态下的泵排放压力的设定泵压力、由倾角检测传感器12检测的液压泵2的斜盘的倾角为最大倾角(泵容量为最大容量)并且由负控制信号压力检测传感器13检测的负控制信号压力不大于事先设定为在液压执行器操作装置7的充分操作状态下的负控制信号压力的设定信号压力时，发动机控制器件10执行发动机转速增加控制以便将发动机1的转速增加到高于利用发动机转速设定装置14设定的目标转速的轻载状态转速。

在轻载状态下，当液压泵2的容量为最大容量，并且液压执行器操作装置7处于充分操作状态下时，执行发动机转速增加控制以便将发动机转速增加到高于利用发动机转速设定装置14设定的目标转速的轻载状态转速。因此，液压泵2的转速也增加。作为结果，通过利用发动机转速设定装置14设定低目标转速并且在正常操作期间以低目标转速执行操作，能够实现更低的燃料消耗，并且通过在轻载状态下的发动机转速增加控制，能够增加液压泵2的排放流率。因此，例如，当在需要高速且轻载的卡车加载期间执行诸如翻卸或返回操作的操作时，能够防止由于到液压执行器A的不充足的供给流率而引起的不充足的速度，因而保证了优良的可操作性，并且大大方便了提高工作效率的尝试。

工业实用性

本发明能够被用于诸如液压铲的各种液压工作机，其包括由发动机驱动的液压泵和使用液压泵作为液压压力供给源来操作的液压执行器。

附图标记说明：

1：发动机 2：液压泵

2a：容量变化装置 4：控制阀

4c：中央旁通阀路 5：中央旁通油路

7：液压执行器操作装置 8：负控制小孔

9：信号回路 10：发动机控制器件

11：泵压力检测传感器 12：倾角检测传感器

13：负控制信号压力检测传感器

14：发动机转速设定装置

A：液压执行器

Claims (1)

1.一种液压工作机，包括：

发动机；

由所述发动机驱动的可变容量液压泵；

使用所述液压泵作为液压压力供给源来操作的液压执行器；

控制阀，所述控制阀根据液压执行器操作装置的操作量来移位以便控制从所述液压泵到所述液压执行器的压力油供给流率；

负控制回路，所述负控制回路将负控制信号压力输出至所述液压泵的容量变化装置以根据所述控制阀的移位量来增大或减小所述液压泵的排放流率；

发动机转速设定装置，所述发动机转速设定装置操作以设定所述发动机的目标转速；以及

发动机控制器件，所述发动机控制器件基于利用所述发动机转速设定装置设定的所述目标转速来控制所述发动机的转速，

所述液压工作机还包括：

用于检测所述液压泵的排放压力的泵压力检测装置；

用于检测所述液压泵的容量的泵容量检测装置；以及

用于检测所述负控制信号压力的负控制信号压力检测装置，

其中，当由所述泵压力检测装置检测的所述液压泵的排放压力不大于事先设定为在轻载状态下的泵排放压力的设定泵压力、由所述泵容量检测装置检测的所述泵容量为所述液压泵的最大容量并且由所述负控制信号压力检测装置检测的所述负控制信号压力不大于事先设定为在所述液压执行器操作装置的充分操作状态下的负控制信号压力的设定信号压力时，所述发动机控制器件执行发动机转速增加控制以便将所述发动机转速增加到高于利用所述发动机转速设定装置设定的所述目标转速。