CN1824895A

CN1824895A - 挖掘机的液压泵控制系统

Info

Publication number: CN1824895A
Application number: CNA2005100971285A
Authority: CN
Inventors: 张达植; 郑祈南
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: Hyundai Doosan Infracore Co Ltd
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2025-12-30
Also published as: EP1676963A2; CN1824895B; US20060147315A1; KR20060079101A; US7430859B2; EP1676963A3; KR100752115B1

Abstract

一种挖掘机的液压泵控制系统，该液压泵控制系统能使液压泵产生足够大量的液压流，以为平滑联动操作而驱动联动操作液压驱动装置。该系统包括可变排量液压泵，用于控制各液压泵的排量的流量控制装置，分别连接于流量控制装置的流量控制信号管线，用于将流量控制信号管线接入贮液罐、以降低流量控制信号管线内的流量控制信号压的信号压控制管线，和顺次连接于信号压控制管线的多个截流阀，该截流阀的移动与控制阀的卷轴的移动一致，用于与截流阀的移动量成比例地增加信号压控制管线内的流量控制信号压。

Description

挖掘机的液压泵控制系统

技术领域

本发明关于挖掘机的液压泵控制系统，更具体地，是关于适合与遥控阀的移动量成比例地控制可变排量液压泵的排量的液压泵控制系统。

背景技术

已知的用于控制挖掘机的液压泵的系统包括与输入信号量成比例地控制泵的排量的正排量泵控制系统，和与输入信号量成反比地控制泵的排量的负排量泵控制系统。

图1为正控制系统的一个例子。如图所示，正控制系统包括用于产生进入主液压管线110、111的液压流的可变排量液压泵101、102，控制阀103、104的多个卷轴103A、103B、104A、104B沿主液压管线110、111相继设置。卷轴103A、103B，104A，104B还通过并列管管线与液压泵101、102连通。

遥控阀105、106用于减小由先导泵(未示出)产生的液压流的压力，并因此产生导引信号压，该导引信号压通过导引信号管线105A-D、106A-D顺次传送给与控制阀103、104的卷轴103A、103B、104A、104B相对的压力接收部件。响应于导引信号压，卷轴103A、103B、104A，104B向一个方向移动，以使液压泵101、102的液压流供给图中未示出的多种驱动装置。

排量调节装置101A、102A驱动连接于可变排量液压泵101、102的旋转斜盘，排量调节装置101A、102A与梭形滑阀107A、107B、108A、108B保持连通，梭形滑阀用于选择从遥控阀105、106输出的最大的导引信号压，以向调节装置101A、102A提供流量控制信号压Pi。调节装置101A、102A用来与流量控制信号压Pi的强度成比例地可变地控制液压泵101、102的排量。

参考图2，图2用图表显示了流量控制信号压Pi与液压泵101、102的排量Q的相互关系，可以看出，当遥控阀105、106产生的更大的导引信号压时，液压泵101、102的排量Q从Q1增加到Q2，并因此由梭形滑阀107A、107B、108A、108B提供的流量控制信号压Pi从P1升到P2。相反地，流量控制信号压Pi的减小会导致液压泵101、102的排量Q成比例地减少。

在以上提到的正排量泵控制系统中，如果为了通过同时驱动至少两个液压驱动装置以使挖掘机执行联动操作从而遥控阀105、106被同时驱动、并产生两个导引信号压P1、P2，那么，梭形滑阀107A、107B、108A、108B就会采用导引信号压P1、P2中较大的导引信号压P2作为流量控制信号压Pi，而放弃较小的导引信号压P1。

结果，液压泵101、102会产生对应于采用的导引信号压P2的排量Q2的液压流，这意味着液压流量不足以在同一时间驱动两个或更多的驱动装置、并平滑地完成联动操作。

相反，负排量泵控制系统可获得包括施加于控制阀的各卷轴的全部导引信号压的流量控制信号压，这样就消除了正排量泵控制系统固有的缺陷。但是，在负排量泵控制系统中，为探测流量控制信号压，节流孔和安全阀连接于旁通管线的最下游端。节流孔和安全阀容易发生压力损失，这导致很难准确地探测流量控制信号压。这样导致液压泵排出不准确地控制的液压流的量，这会使难以以精确的方式执行。

发明内容

考虑到存在于现有技术的液压泵控制系统中的上面提到的问题以及其它问题，本发明的目的在于提供一种挖掘机的液压泵控制系统，其能获得与由遥控阀产生的导引信号压的总量相应的正流量控制信号，并使液压泵能与这样获得的正流量控制信号的量成比例地产生足够大量的液压流，以为平滑联动操作而驱动多个液压驱动器。

基于此目的，本发明的一个技术方案着重于挖掘机的液压泵控制系统，包括：至少一个可变排量液压泵和先导泵，各用于产生液压流；用于控制各液压泵的排量的流量控制装置；具有多个卷轴的控制阀，用于控制由液压泵产生的、并通过主液压管线供给多个液压驱动装置液压流；遥控阀，用于与操纵杆的操作量成比例地减少由先导泵产生的液压流压力，还用于通过导引信号管线将导引信号压施加于控制阀，从而以一个方向移动卷轴；流量控制信号管线，分别从主液压管线分出，并以主液压管线内的液压流能将流量控制信号压施加于流量控制装置的方式连接于流量控制装置；信号压控制管线，用于使流量控制信号管线接入贮液罐，以降低流量控制信号管线中的流量控制信号压；和多个顺次连接于信号压控制管线的截流阀，该截流阀的移动与控制阀的卷轴的移动一致，用于与截流阀的移动量成比例地增加信号压控制管线内的流量控制信号压。

在本发明的液压泵控制系统中，优选地，各截流阀应该适于通过与遥控阀的导引信号压的量成比例地减少信号压控制管线的液压流通路截面积，以增加流量控制信号压。

在本发明的液压泵控制系统中，优选地，该系统进一步包括连接于流量控制信号管线的减压阀和节流孔。

本发明的另一技术方案着重于挖掘机的液压泵控制系统，包括：至少一个可变排量液压泵和先导泵，各用于产生液压流；用于控制各液压泵的排量的流量控制装置；具有多个卷轴的控制阀，用于控制由液压泵产生的并通过主液压管线供给多个液压驱动装置的液压流；遥控阀，用于与操纵杆的操纵量成比例地减少由先导泵产生的液压流的压力，还用于通过导引信号管线将导引信号压施加于控制阀，从而以一个方向移动卷轴；至少一个用于产生和向流量控制装置施加流量控制信号压的辅助泵；流量控制信号管线，用于将辅助泵连接于流量控制装置，以便由先导泵产生的流量控制信号压可以施加于流量控制装置；信号压控制管线，用于将使流量控制信号管线接入贮液罐，以降低流量控制信号压；和多个顺次连接于信号压控制管线的截流阀，该截流阀通过施加于控制阀的卷轴上的导引信号压产生移动，用于减少信号压控制管线的液压流通路截面积，以与截流阀的移动量成比例地增加信号压控制管线内的流量控制信号压。

在本发明的液压泵控制系统中，优选地，该系统应进一步包括连接于流量控制信号管线的安全阀。

根据上面所概括的本发明，用于控制液压泵的排量的流量控制信号压通过导引信号压的总量决定和改变，这样能使液压泵产生足够大量的液压流，以为多个用于平滑联动操作而驱动液压驱动装置。这有助于提高挖掘机执行联动操作的性能。

附图说明

本发明的上述的和它他目的、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是显示现有技术的挖掘机液压泵控制系统的液压循环示意图；

图2是显示图1中所示的现有技术的系统中的流量控制信号压和液压泵的排量的相互关系的图表；

图3是显示根据本发明的一个实施例的挖掘机液压泵控制系统的液压循环示意图；

图4是显示在图3所示的本发明的系统中流量控制信号压和液压泵的排量的相互关系的图解表示；

图5是显示根据本发明的另一个实施例的挖掘机液压泵控制系统的液压循环示意图。

具体实施方式

现在，将参照附图对本发明的挖掘机的液压泵控制系统的优选实施例进行详细描述。

首先，参照表示了根据本发明的一个实施例的挖掘机的液压泵控制系统的图3，液压泵控制系统包括两个可变排量液压泵10、50和排放量保持不变的先导泵30，可变排量液压泵10、50的排放量通过驱动连接于流量控制装置11、51的旋转斜盘10A、50A的倾斜角度而改变。

控制阀14通过主液压管线12、52连接于液压泵10、50，并且控制阀具有多个卷轴14A-D，用于控制由液压泵10、50产生、并通过主液压管线12、52提供给多个液压驱动装置(未示出)的液压流。

主液压管线12、52内的液压流通过中央旁通管线16A、16B排向贮液罐T，控制阀14的卷轴14A-D沿旁通管线16A、16B从上游到下游顺次设置。

控制阀14的卷轴14A-D在其相对面上设置有压力接收部件，该压力接收部件通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A和61B与遥控阀18、58连通。遥控阀18、58适于与操纵杆18A、58A的操纵量成比例地减小由先导泵30产生的液压流的压力，然后产生、并通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A和61B向控制阀14的卷轴14A-D的压力接收部件施加导引信号压，从而以一个方向移动卷轴14A-D。

各液压泵10、50的流量控制装置11、51通过流量控制信号管线22、62连接于主液压管线12、52，以接受主液压管线12、52中累积的液压作为液压泵10、50的流量控制信号压。减压阀23、63和节流孔24、64连接于流量控制信号管线22、62。减压阀23、63用于限定作用在流量控制装置11、51的流量控制信号压低于预定压力值，而节流孔24、64用于减少输向流量控制装置11、51的液压流。

信号压控制管线41A、41B从节流孔24、64下游的流量控制信号管线22、62分出，以将流量控制信号管线22、62接入贮液罐T。

多个与控制阀14的卷轴14A-D相应的截流阀31-34串联地顺次连接于信号压控制管线41A、41B。与控制阀14的卷轴14A-D的移动一致，截流阀31-34可转换地进入运转位置，用于与截流阀31-34的移动量成比例地增加信号压控制管线41A、41B内的流量控制信号压。通常截流阀31-34一般保持在中间位置，在该中间位置，信号压控制管线41A、41B中的液压流通过旁通流路31A-34A排向贮液罐T，并可以向左或向右移动到运转位置，在该运转位置，信号压控制管线41A、41B与贮液罐T分离，从而积累信号压控制管线41A、41B内的流量控制信号压。

截流阀31-34在其相对面设有压力接收部件和弹簧S。截流阀31-34的压力接收部件通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B和导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B与遥控阀18、58连通，以便截流阀31-34和控制阀14的卷轴14A-D可以与由遥控阀18、58产生的导引信号压的大小成比例地同步转换。如果没有导引信号压施加在截流阀31-34的压力接收部件上，那么弹簧S使截流阀31-34回复到中间位置。

现在将提供关于本发明的挖掘机的液压泵控制系统的运行的描述。

(1)不驱动液压驱动装置的情况

控制阀14的卷轴14A-D没有接收到由遥控阀18、58产生的导引信号压，并因此始终保持在中间的位置，在该中间位置，由液压泵10、50产生的液压流通过旁通管线16A、16B排向贮液罐T，这样，没有在主液压管线12、52积累压力。因此，与主液压管线12、52连接的流量控制信号管线22、62中没有产生流量控制信号压Pi。这使流量控制装置11、51将旋转斜盘10A、50A的倾斜角度减到最小值，以便液压泵10、50可以排放最小量的液压流。

(2)驱动单液压驱动装置的情况

如果操纵遥控阀18、58的控制杆18A、58A之一以驱动单液压驱动装置，则所相应的遥控阀18、58之一与控制杆18A或控制杆58A的操纵量成比例地产生导引信号压。这样产生的导引信号压通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B施加于控制阀14的相应的卷轴14A-D的压力接收部件，也通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B施加于截流阀31-34的压力接收部件，以便使卷轴14A-D和截流阀31-34与导引信号压成比例地从其中间位置向一个方向移动。

与从中间位置的移动量成比例，截流阀31-34减少通过信号压控制管线41A、41B排放的液压流量，并因此增加流量控制信号管线22、62中的流量控制信号压，与此相应，流量控制装置11、51增大旋转斜盘10A、50A的倾斜角度，从而液压泵10、50可以排放增大量的液压流。

例如，如果遥控阀18、58的控制杆18A、58A之一推至最大限度，则相应的遥控阀18或58与控制杆18A或58A的移动量成比例地产生最大强度的导引信号压，并通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B将该导引信号压施加于控制阀14的相应的卷轴14A-D的压力接收部件，并且该导引信号压也通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B施加于截流阀31-34的压力接收部件，从而卷轴14A-D和截流阀31-34移至到其最大行程。

因而，截流阀31-34完全关闭信号压控制管线41A、41B，以使流量控制信号管线22、62中的流量控制信号压达到最大值，藉此，流量控制装置11、51能使液压泵10、50产生最大量的液压流，该液压流顺次通过控制阀14的卷轴14A-D供给相应的驱动装置，从而以最大速度驱动驱动装置。

另一方面，如果为了精细地驱动液压驱动装置之一，而操纵遥控阀18、58的控制杆18A、58A之一至较小程度，则相应的遥控阀18或58就会与控制杆18A或58A的操纵量成比例地产生降低强度的导引信号压，并通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B将该导引信号压施加于控制阀14的相应卷轴14A-D的压力接收部件，并且该导引信号压也通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B施加于截流阀31-34的压力接收部件，从而卷轴14A-D和截流阀31-34能随着减小的排放量移动，因此部分地减少信号压控制管线41A、41B的液压流通路截面积。

结果，截流阀31-34部分关闭信号压控制管线41A、41B，从而与信号压控制管线41A、41B的液压流通路截面积的减少成比例地增加流量控制信号管线22、62中的流量控制信号压。与流量控制信号压的增加响应，流量控制装置11、51能使液压泵10、50产生少量增加的液压流的量，该液压流顺次通过控制阀14的卷轴14A-D供给相应的驱动装置，从而以低速驱动驱动装置。

(3)驱动两个或更多用于联动操作的驱动装置的情况

如果操纵遥控阀18、58的控制杆18A、58A同时驱动两个或多个用于挖掘机的联动操作的液压驱动装置(本例中为两个驱动装置)，则遥控阀18、58产生两个与控制杆18A、58A的操纵量成比例的导引信号压。这样产生的导引信号压通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B施加于控制阀14的卷轴14A-D的压力接收部件，并且该导引信号压还通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B施加于截流阀31-34的压力接收部件。这确保卷轴14A-D和截流阀31-34从其中间位置与传送至其压力接收部件的导引信号压成比例地以一个方向移动。

由于截流阀31-34沿信号压控制管线41A、41B串联地设置的事实，所以截流阀31-34与通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B施加于其上的导引信号压的强度成比例地相互独立移动，这样，在控制管线的基础上，减少通过信号压控制管线41A、41B排放的液压流的量。因此，由各截流阀31-34积累的流量控制信号压量的总量传送到流量控制装置11、51，与之响应，液压泵10、50增加液压流的排放量。

换而言之，设置于各旁通管线30A、30B的上游段的截流阀31、33(“第一截流阀”)与导引信号压的强度成比例地随排量移动，并与转换排量成比例地降低通过旁通管线30A、30B排放的液压流的量。这样在流量控制信号管线22、62中积累了与通过旁通管线30A、30B排放的液压流的减少量的相应的流量控制信号压(“第一流量控制信号压”)。

同时，设置于各旁通管线30A、30B上相对于第一截流阀31、33的下游段的截流阀32、34(“第二截流阀”)，与导引信号压的强度成比例地随排量移动，并与其转换排量成比例地降低通过旁通管线30A、30B排放的液压流的量。这样在流量控制信号管线22、62积累不同于第一流量控制信号压的第二流量控制信号压。

因此，如图4所示，由截流阀31-34的转换排量积累的第一流量控制信号压和第二流量控制信号压的总和(P1+P2)，作为流量控制信号压Pi施加于流量控制装置11、51。这使液压泵10、50能够产生足够大量的液压流以为平滑的联动操作而驱动液压驱动装置。

如图5，显示了根据本发明的另一个实施例的挖掘机的液压泵控制系统。下面的描述将集中于那些与上一实施例不同的部分或部件。

第二个实施例中的液压泵控制系统包括两个辅助泵40A、40B，辅助泵40A、40B向不同排量的液压泵10、50的流量控制装置11、51输入流量控制信号压Pi。

辅助泵40A、40B通过流量控制信号管线22、62连接于流量控制装置11、51，从而流量控制信号压Pi可以施加于流量控制装置11、51。流量控制信号管线22、62通过信号压控制管线41A、41B与贮液罐T连通。

多个截流阀31-34串联地连接于信号压控制管线41A、41B。截流阀31-34在其相对面设有压力接收部件和弹簧S。截流阀31-34的压力接收部件通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B和导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B与遥控阀18、58流体连通，从而截流阀31-34和控制阀14的卷轴14A-D可以与由遥控阀18、58产生的导引信号压量成比例地同步移动。如果没有导引信号压施加于截流阀31-34的压力接收部件，那么弹簧S使截流阀31-34回复到中间的位置。

截流阀31-34通常保持在中间位置，在该中间位置，信号压控制管线41A、41B中的液压流通过旁通管线31A-34A排入贮液罐T，而且截流阀31-34可以向左或向右转换至操作位置，在该操纵位置，信号压控制管线41A、41B的液压流通路截面积与截流阀31-34的转换排量成比例地减少，以积累信号压控制管线41A、41B内的流量控制信号压。

安全阀42A、42B连接于流量控制信号管线22、62，以将流量控制信号管线22、62内的流量控制信号压限定在预定压力值之下。

如果操纵遥控阀18、58的控制杆18A、58A以同时为挖掘机的联动操作而驱动两个液压驱动装置，那么遥控阀18、58就会与控制杆18A、58A的操作量成比例地产生两个导引信号压。这样产生的导引信号压通过导引信号管线20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B施加于控制阀14的卷轴14A-D的压力接收部件，并且这样产生的导引信号压还通过控制管线35A、35B、36A、36B、75A、75B、76A、76B施加于截流阀31-34的压力接收部件。这样确保卷轴14A-D和截流阀31-34其中间位置以一个方向与传送至其压力接收部件的导引信号压成比例地移动。

与截流阀31-34的移动量成比例，截流阀31-34减少信号压控制管线41A、41B的液压流通路截面积，并增加信号压控制管线41A、41B中的流量控制信号压Pi。

这时，由截流阀31-34的转换排量积累的流量控制信号压的总量(P1+P2)作为流量控制信号压Pi施加于流量控制装置11、51。这样使液压泵10、50能产生足够大量的液压流，以为平滑的联动操作而驱动液压驱动装置。

虽然本发明的某些的优选实施例已在上面加以描述，但是在由本发明的附属权利要求所限定的范围内所做的各种变化或修改对于本领域的技术人员是显而易见的。

Claims

1、一种挖掘机的液压泵控制系统，包括：

至少一个可变排量液压泵(10、50)和先导泵(30)，各用于产生液压流；

用于控制各液压泵的排量的流量控制装置(11、51)；

具有多个卷轴(14A-D)的控制阀(14)，用于控制由液压泵(10、50)产生、并通过主液压管线(12、52)供给多个液压驱动装置的液压流；

遥控阀(18、58)，用于与操纵杆(18A、58A)的操作量成比例地减少由先导泵(30)产生的液压流的压力，还用于通过导引信号管线(20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B)将导引信号压施加于控制阀(14)，从而以一个方向移动卷轴(14A-D)；

流量控制信号管线(22、62)，分别从主液压管线(12、52)分出，并以主液压管线(12，52)内的液压流能将流量控制信号压施加于流量控制装置(11、51)的方式连接于流量控制装置(11、51)；

信号压控制管线(41A、41B)，用于使流量控制信号管线(22、62)接入贮液罐(T)，以降低流量控制信号管线(22、62)中的流量控制信号压；和

多个顺次连接于信号压控制管线(41A、41B)的截流阀(31-34)，该截流阀的移动与控制阀(14)的卷轴(14A-D)的移动量一致，用于与截流阀(31-34)的移动量成比例地增加信号压控制管线(41A、41B)内的流量控制信号压。

2、如权利要求1所述的系统，其中，各截流阀(31-34)适于通过与遥控阀(18、58)的导引信号压的强度成比例地减少信号压控制管线(41A、41B)的液压流通路截面积，以增加流量控制信号压。

3、如权利要求1所述的系统，进一步包括连接于流量控制信号管线(22、62)的减压阀(23、63)和节流孔(24、64)。

4、一种挖掘机的液压泵控制系统，包括：

用于控制各液压泵(10、50)的排量的流量控制装置(11、51)；

遥控阀(18、58)，用于与操纵杆(18A、58A)的操纵量成比例地减少由先导泵(30)产生的液压流的压力，还用于通过导引信号管线(20A、20B、21A、21B、60A、60B、61A、61B)将导引信号压施加于控制阀(14)，从而以一个方向移动卷轴(14A-D)；

至少一个用于产生和向流量控制装置(11、51)施加流量控制信号压(Pi)的辅助泵(40A、40B)；

流量控制信号管线(22、62)，用于将辅助泵(40A、40B)连接于流量控制装置(11、51)，以便由辅助泵(40A、40B)产生的流量控制信号压(Pi)可以施加于流量控制装置(11、51)；

信号压控制管线(41A、41B)，用于将使流量控制信号管线(22、62)接入贮液罐(T)，以降低流量控制信号压(Pi)；和

多个顺次连接于信号压控制管线(41A、41B)的截流阀(31-34)，该截流阀通过施加于控制阀(14)的卷轴(14A-D)上的导引信号压而移动，用于减少信号压控制管线(41A、41B)的液压流通路截面积，以与截流阀(31-34)的移动量成比例地增加流量控制信号管线(22、62)内的流量控制信号压(Pi)。

5、如权利要求4所述的系统，进一步包括连接于流量控制信号管线(22、62)的安全阀(42A、42B)。