CN1796669A - 轮式装载机的液压泵控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种轮式装载机的液压泵控制装置，包括通过传动装置驱动轮轴的发动机，主泵，带有泵调节器的可变排量转向泵，辅助泵，设置于通向泵调节器的排量控制信号管路上的、用于可变地控制传送给泵调节器的辅助压力的电子比例控制阀，用于探测实际液压负荷(Px)的液压负荷探测器，用于探测发动机的转数(N1)的发动机转数探测器，用于探测传动装置的输出轴转数(N2)的传动装置转数探测器。控制器被用于根据实际液压负荷(Px)、发动机的转数(N1)和传动装置的输出轴转数(N2)来控制电子比例控制阀，并因此控制转向泵的流体排量。

Description

轮式装载机的液压泵控制装置
技术领域
本发明涉及轮式装载机的液压泵控制装置，更特别的，涉及能根据液压工作负荷和行程负荷以最优的方式分配和控制发动机的输出功率的轮式装载机的液压泵控制装置。
背景技术
轮式装载机是一种重型建筑设备，包括单发动机，轮轴和液压泵驱动连接于发动机，如此，发动机提供转动轮轴的行程功率和用于驱动如液压泵的液压发生装置的液压工作功率，液压发生装置启动如吊杆、臂、铲斗等的前部工作装置。
更详细地，如图1所示，轮式装载机的发动机8通过传动装置9连接于轮轴，以驱动车辆向前或向后，发动机8还与主泵P1、转向泵P2和辅助泵P3联接。因此，发动机8的输出功率分成轮轴驱动功率和液压工作功率。
主泵P1设计成向驱动如吊杆、臂、铲斗等的前部工作装置的驱动装置排放和提供液压流。转向泵P2产生液压流，该液压流或者供给转向装置7，或者与由主泵P1产生的液压流汇合后供给前部工作装置。
辅助泵P3向刹车装置12和操纵杆阀15输入液压流。操纵杆阀15对操纵杆15a的前后或左右动作作出响应，用于减小从辅助阀P3供给的液压流的压力，然后向用来控制前部工作装置移动的控制阀1输送辅助信号压力。
如上面简略提到的，现有技术的轮式装载机设计成将发动机的输出功率分成行进所需的功率，和用于驱动包括主泵P1、转向泵P2和辅助泵P3的液压发生装置的功率。
根据在液压工作负荷和行程负荷同时发生的情况下，如在同时执行液压工作和行进任务的过程中，如何控制由泵排放的液压流，传统的轮式装载机的液压控制装置分成两种类型。一种是组合型液压控制装置，其将由转向泵产生的液压流与由主泵排放的液压流汇合以使它们能够共同承担液压工作负荷。另一种是独立(self-reliance)型液压控制装置，其使主泵液压流承担液压工作负荷，而使转向泵液压流承担行程负荷。
在如图1所示的利用主泵和转向泵排放的液压流的组合型液压控制装置中，发动机的输出功率首先分配给液压工作负荷一方。这有助于提高处理液压工作负荷的性能，但可能导致行程扭矩减小。
另一方面，独立型液压控制装置的优势在于即使同时执行行进和工作任务时也能够获得足够大的行程扭矩。但是，因为仅主泵的液压流用于承担液压工作负荷，所以独立型液压控制装置在液压工作性能方面是较差的。
简单地说，用于现有技术的轮式装载机中的两类液压控制装置都着重于液压工作负荷和行进任务中的一个，因此，不能展现出对于另一个任务的令人满意的性能。
发明内容
考虑到现有技术的液压控制装置固有的前面所提及的和其他的问题，本发明的目的是提供轮式装载机的液压泵控制装置，其能针对液压工作负荷和行程负荷以最优的方式分配发动机的输出功率，因此当同时发生液压工作负荷和行程负荷时，能特别地确保液压工作性能和行进性能。
考虑该目的，本发明提供的轮式装载机的液压泵控制装置，包括：通过传动装置驱动轮轴的发动机；由发动机驱动的为前部工作装置提供液压流的主泵；由发动机驱动的可变排量转向泵，用于排放液压流，以提供给转向装置，或与主泵的液压流合并后提供给前部工作装置，转向泵包括旋转斜盘和泵调节器，泵调节器用于调整旋转斜盘的倾斜角度以改变由转向泵排放的流体量；由发动机驱动的辅助泵，用于给工作装置控制阀和刹车装置提供液压流；设置于排量控制信号管路上的电子比例控制阀，用于可变地控制传送给泵调节器的辅助压力，排量控制信号管路由操纵杆阀的辅助信号管路分出，并与泵调节器连接；液压负荷探测装置，用于基于主泵排放的液压流的液压探测实际液压负荷Px；发动机转数探测装置，用于探测发动机转数N1；传动装置转数探测装置，用于探测传动装置的输出轴转数N2；和控制器，用于计算传动装置的输出轴转数N2与发动机转数N1之比以得到实际行程负荷La，计算实际行程负荷La与预定最大行程负荷Lmax之比以得到行程负荷比Rt，计算实际液压负荷Px与预定最大液压负荷Pmax之比以得到液压负荷比Rp，如果行程负荷比Rt超过预定参考行程负荷值以及如果液压负荷比Rp大于预定参考液压负荷值则用减少转向阀的排放流量的方式控制电子比例控制阀，如果行程负荷比Rt和液压负荷比Rp之一不能达到相应参考值，就用使转向阀的排放流量最大化的方式控制电子比例控制阀。
在本发明的液压泵控制装置中，优选地，如果行程负荷比Rt超过预定参考行程负荷值以及如果液压负荷比Rp大于预定参考液压负荷值，那么控制器用于将使电子比例控制阀的开启范围最小化，而如果行程负荷比Rt和液压负荷比Rp之一不能达到相应的参考值就不使电子比例控制阀的开启范围最小化。
在本发明的液压泵控制装置中，优选地，预定参考行程负荷值和预定参考液压负荷值等于0.85。
按照如上面所概括的轮式装载机的液压泵控制装置，在轮式装载机独立地或组合地执行前部工作和行进任务的情况下，根据实际行程负荷与预定最大行程负荷之比以及实际液压负荷与预定最大液压负荷之比控制电子比例控制阀，因此改变转向泵的流体排量。这能更有效率地利用发动机的输出功率，进一步确保根据行程负荷和液压工作负荷以最优状态控制轮式装载机的移动。
附图说明
本发明的上述的和其他目的、特征和益处将通过下面的结合附图所给出的优选实施例的描述清楚地得出，其中：
图1示意地表示现有技术的轮式装载机的液压泵控制装置；
图2为表示本发明的轮式装载机的液压泵控制装置的示意图；
图3说明图2中所示的轮式装载机的液压泵控制装置的控制器执行的各步骤的流程图。
具体实施方式
现在参照附图对依照本发明的轮式装载机的液压泵控制装置的优选实施例进行详细描述。
图2所示为依照本发明的轮式装载机的液压泵控制装置的示意图。图2中相似的部分或部件采用与图1中相同的附图标记标出。
参考图1，轮式装载机的液压泵控制装置包括发动机8，该发动机通过传动装置9与轮轴21驱动连接，以使轮式装载机向前或向后移动。发动机8将其输出功率分配给主泵P1，转向泵P2和辅助泵P3，同样发动机8将其输出功率分配给轮轴21。
主泵P1由发动机8排出液压流驱动旋转，该液压流通过主液压管路2供给如铲斗液压缸和吊杆液压缸等前部工作装置的驱动机构，以使前部工作装置以可控方式工作。换言之，由主泵P1排出的液压流通过主液压管路2传送到具有多个控制卷轴1A、1B和1C的控制阀1，然后在控制卷轴1A、1B和1C的控制下分配给前部工作装置的驱动机构，以便前部工作装置能完成指定的任务。
转向泵P2用于通过转向管路6向转向装置7排放和提供液压流，以在轮式装载机的行进过程中驱动转向装置7。或者，由转向泵P2排出的液压流可以在卸荷阀3的作用下通过汇合管路5供给到主液压管路2，然后与主泵1的液压流汇合，以使用更大的液压力驱动前部工作装置。
辅助泵P3用于通过辅助液压管路18向刹车装置12和操纵杆阀15排放和供给液压流。对操纵杆15A的前后或左右动作作出响应，操纵杆阀15在辅助信号管路19中产生辅助信号压力，该辅助信号压力用于移位控制阀1中的控制卷轴1A、1B和1C。更详细地，操纵杆15A的手动操作使操纵杆阀15减小由辅助泵P3经过辅助液压管路18供给的液压流的压力，这样产生用于控制控制阀1的各控制卷轴1A、1B和1C的位置的辅助信号压力。
而且，转向泵P2是可变排量泵，其根据旋转斜盘13的倾斜角度排放变化量的液压流。泵调节器14与旋转斜盘13连接，以可变化地控制其倾斜角度。泵调节器14通过排量控制信号管路16与辅助信号管路19流体连通。这使泵调节器14能调整旋转斜盘13的倾斜角度，并因此与操纵杆15A的移动量，即通过排量控制信号管路16传送给泵调节器14的控制信号压力的大小，成比例地调整转向泵P2排放的流体量。
更明确地，如果更大程度地移动操纵杆15A并因此增大辅助信号管路19中的辅助信号压力大小，那么增大了的辅助信号压力通过排量控制信号管路16传送到泵调节器14，从而泵调节器14能增大旋转斜盘13的倾斜角度，并因此增大转向泵P2排放的流量。
相反，如果减小操纵杆15A的移动量，那么操纵杆阀15产生的辅助信号压力量值变得更小，减小了的辅助信号压力通过排量控制信号管路16传送到泵调节器14，从而泵调节器14能减小旋转斜盘13的倾斜角度，并因此减小转向泵P2排放的流量。
电子比例控制阀17以电子比例控制阀17的开启范围可响应于从控制器20输入的电子控制电流Ii变化的方式设置于排量控制信号管路16上。电子比例控制阀17通过对电子控制电流Ii作出响应变化其开启范围，起到可变地控制通过排量控制信号管路16传送到转向阀P2的泵调节器14的辅助信号压力的作用。
控制器20适于根据轮轴21的行程负荷和前部工作装置的液压工作负荷向电子比例控制阀17供给可控制的电子控制电流Ii量，因此控制转向阀P2的流体排量。
借助于电子控制电流Ii，控制器20控制电子比例控制阀17的运行。连接于发动机8的发动机转数探测装置10探测发动机8的转数N1并输入控制器20。传动装置转数探测装置11连接于传动装置9，用于探测传动装置9的输出轴转数N2。这样探测到的传动装置输出轴转数N2输入控制器20。液压负荷探测装置4设置于主液压管路2，用于根据由主泵P1排出并供给前部工作装置的操纵机构的液压流的液压检测实际液压负荷Px。压力传感器可以用作液压负荷探测装置4。
转到图3，图示为由本发明的轮式装载机的液压泵控制装置的控制器20实施的各步骤。
首先，计算由传动装置转数探测装置11探测到的传动装置输出轴转数N2与由发动机转数探测装置10探测到的发动机转数N1之比，以得到实际行程负荷La，然后计算这样得到的实际行程负荷La与预定的最大行程负荷Lmax之比，以得到行程负荷比Rt。
另外，控制器20计算由液压负荷探测装置4探测到的实际液压负荷Px与预定的最大液压负荷Pmax之比，以得到液压负荷比Rp。最大液压负荷Pmax可以等于与主泵P1相连的安全阀的释放压力。
然后，控制器20确定行程负荷比Rt是否超过预定的参考行程负荷值，如0.85，和液压负荷比Rp是否大于预定的参考液压负荷值，如0.85。
在这种确定过程结束后，如果行程负荷比Rt超过参考行程负荷值，以及如果液压负荷比Rp大于参考液压负荷值，那么控制器20视为作用于发动机8的行程负荷为相对大的值，并向电子比例控制阀17输入最小控制电流Imin，而以此减少转向泵P2的流体排量。
响应控制器20供给的最小控制电流Imin，电子比例控制阀17进行转换以使其开启范围降到最小，并因此使通过排量控制信号管路16作用于泵调节器14的辅助控制压力降到最小值。这样促使泵调节器14将转向泵P2的旋转斜盘13的倾斜角度降到最小角度，因而使转向泵P2排放最小液压流量。因此，发动机8的输出功率分配给轮轴21的多于分配给转向泵P2的，这将改善行进性能。
另一方面，如果行程负荷比Rt和液压负荷比Rp中的一个没有达到相应的参考值，那么控制器20视为作用于发动机8的行程负荷为相对较小值，并向电子比例控制阀17输入最大控制电流Imax，并以此使转向泵P2的流体排量最大化。
响应控制器20供给的最大控制电流Imax，电子比例控制阀17进行转换以使其开启范围最大化，并因此使通过排量控制信号管路16作用于泵调节器14的辅助控制压力最大化。这样促使泵调节器14将转向泵P2的旋转斜盘13的倾斜角度调节至最大角度，因而使转向泵P2排放最大液压流量。这样排放的液压流与主泵P1的液压流合并，从而以增强的液压力操作前部工作装置。因此，发动机8的输出功率分配给转向泵P2的多于分配给轮轴21的，这将提高液压工作性能。
如前面所描述的，本发明的轮式装载机的液压泵控制装置能同时确保行进性能和液压工作性能，并能使轮式装载机以最优状态完成其任务。这是因为控制器以根据行程负荷和液压工作负荷合理地分配发动机的输出功率给轮轴和泵的方式调整转向泵的流体排量。
虽然上面描述了本发明的优选实施例，但在由所附的权利要求限定的本发明范围内可以对本发明所做的各种变化或修改对本技术领域内的技术人员来说是显而易见的。

Claims (3)

1、一种轮式装载机的液压泵控制装置，包括：
用于通过传动装置(9)驱动轮轴的发动机(8)；
由发动机(8)驱动的主泵(P1)，用于为前部工作装置提供液压流；
由发动机(8)驱动的可变排量转向泵(P2)，用于排放液压流以提供给转向装置(7)，或与主泵(P1)的液压流汇合后提供给前部工作装置，该转向泵(P2)包括旋转斜盘(13)和泵调节器(14)，泵调节器用于调节旋转斜盘(13)的倾斜角度以改变由转向泵(P2)排放的流量；
由发动机(8)驱动的辅助泵(P3)，用于给工作装置控制阀(1)和刹车装置(12)提供液压流；
设置于排量控制信号管路(16)上的电子比例控制阀(17)，用于可变地控制传送给泵调节器(14)的辅助压力，排量控制信号管路(16)由操纵杆阀(15)的辅助信号管路(19)分出，并与泵调节器(14)连接；
液压负荷探测装置(4)，用于根据主泵(P1)排放的液压流的液压探测实际液压负荷(Px)；
发动机转数探测装置(10)，用于探测发动机(8)的转数(N1)；
传动装置转数探测装置(11)，用于探测传动装置(9)的输出轴转数(N2)；和
控制器(20)，用于计算传动装置的输出轴转数(N2)与发动机转数(N1)之比以得到实际行程负荷(La)，计算实际行程负荷(La)与预定最大行程负荷(Lmax)之比以得到行程负荷比(Rt)，计算实际液压负荷(Px)与预定最大液压负荷(Pmax)之比以得到液压负荷比(Rp)，如果行程负荷比(Rt)超过预定参考行程负荷值以及如果液压负荷比(Rp)大于预定参考液压负荷值则用减少转向阀(P2)的流体排量的方式控制电子比例控制阀(17)，而如果行程负荷比(Rt)和液压负荷比(Rp)之一未达到相应参考值，就用使转向阀(P2)的流体排量达到最大值的方式控制电子比例控制阀。
2、如权利要求1所述装置，其中，如果行程负荷比(Rt)超过预定参考行程负荷值以及如果液压负荷比(Rp)大于预定参考液压负荷值，那么控制器(20)用于使电子比例控制阀(17)的开启范围最小化，而不是在行程负荷比(Rt)和液压负荷比(Rp)之一未达到相应的参考值时使电子比例控制阀(17)的开启范围最小化。
3、如权利要求2所述装置，其中，预定参考行程负荷值和预定参考液压负荷值等于0.85。
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