JPH037030B2 - - Google Patents

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JPH037030B2
JPH037030B2 JP56197663A JP19766381A JPH037030B2 JP H037030 B2 JPH037030 B2 JP H037030B2 JP 56197663 A JP56197663 A JP 56197663A JP 19766381 A JP19766381 A JP 19766381A JP H037030 B2 JPH037030 B2 JP H037030B2
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JP
Japan
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pressure
pump
horsepower
discharge
flow rate
Prior art date
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JP56197663A
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JPS58101277A (ja
Inventor
Sachio Kawabata
Masanobu Sato
Masao Oohashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP56197663A priority Critical patent/JPS58101277A/ja
Publication of JPS58101277A publication Critical patent/JPS58101277A/ja
Publication of JPH037030B2 publication Critical patent/JPH037030B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/225Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変容量ポンプの制御装置に関するも
のである。
1台の原動機により複数台のポンプを駆動する
場合のように全ポンプの入力馬力の和を一定値以
下に制御することが必要な場合がある。この場合
に各ポンプの入力馬力の制御値を一定値、例えば
原動機馬力を等分した値に設定すると、あるポン
プの実質消費馬力が少ない場合には原動機出力馬
力に余裕が出るが、これを他のポンプで利用する
ことができないという不都合が生じる。このた
め、一つのポンプの消費馬力に応じて他のポンプ
の入力馬力の制御値を変化させる方法がとられて
いる。
例えば2台のポンプの場合についてみると、全
入力馬力を2αとすると、一方のポンプの消費馬
力がβとすれば他方のポンプの設定馬力は2α−
βに制御され全体としての許容入力馬力は2αと
一定値になるように制御される。
可変容量ポンプにおいては、吐出圧力と吐出流
量とによつて消費馬力が定まるので、一定馬力以
下に制御するためには、吐出圧力に応じて吐出流
量を制限する方法がとられる。この流量の制限値
を別ポンプの消費馬力に応じて変化させるのに、
従来は、別ポンプの吐出圧力を信号として使用し
ていた。
可変容量ポンプがアキシアルピストンポンプで
あり吐出油量が傾転角度を変えることにより変え
られる場合の従来の方法の例を第1図に示す。可
変容量ポンプ1の吐出流路3における吐出圧力
Pd1の変動に応じて流量制御レギユレータ2のサ
ーボ弁4を作動させて大径室7の圧力を制御しサ
ーボ弁ピストン5を変位させることによりサーボ
ピストン5に連結されている傾転レバー6を動か
して可変容量ポンプ1の傾転量を制御するという
方法により馬力制限が行なわれる。他ポンプの消
費馬力に応じてこの馬力制限値を変えるため従来
は他のポンプの吐出圧力Pd2によりパイロツト装
置4aを動かし、他ポンプの吐出圧力Pd2の変動
に応じてサーボ弁4を作動させて可変容量ポンプ
の傾転角を制御し吐出量を制限した。
このような従来のポンプ制御装置においては必
ずしも原動機の馬力を入力として有効に利用でき
ず、可成り効率の低い制御方法であつた。例えば
一つの原動機で2台のポンプを枢動する場合、第
2図に示す横軸に吐出圧力Pdを、縦軸には吐出
流量、例えばポンプの流量制御レギユレータの傾
転角を示す圧力信号Pcをとつた馬力曲線におい
て、一方のポンプの吐出圧力が、Pd0であるとす
ると、最大吐出流量に相当する圧力信号PCMとの
交点Bを通る馬力曲線より例えばβ馬力消費して
いると算定し、原動機の出力馬力がγであるとす
ると他方のポンプの馬力制限値をγ−βに設定す
るように制御した。ポンプとして吐出流量が最大
量PCMに固定されている場合にはこの方法でも複
数のポンプの馬力を効率よく制御することができ
たが、可変容量ポンプの場合には吐出圧力Pb0
あつても吐出流量はPCMとは限らず、それ以下の
場合が多いのでこの方法では効率が悪い場合があ
る。今ポンプの吐出流量に相当する圧力信号が
PCOであり、第2図の点Aで表わされる状態で使
用されているポンプは実際の消費馬力線図はεで
あるが、前記の方法ではβと算出するのでβ−ε
馬力だけ使用可能な動力が利用されないことにな
る。なお従来の方法では、吐出圧力P0以上の場
合は常にγを消費していると設定されていた。
本発明は従来のポンプ制御装置では複数台のポ
ンプを用いた場合に全ポンプの入力が一定値以内
で有効に利用できず効率が悪い点があつたものを
解消し、原動機の動力を入力馬力としてフルに利
用できるポンプ制御装置を提供することを目的と
している。
本発明は上記の目的を上記の従来の方法におけ
る別のポンプの吐出圧力と同時に吐出流量に比例
した圧力を信号としてレギユレータに導き当該ポ
ンプの吐出流量を制御する制御装置により上記の
目的を達成した。
本発明により従来に比べ実際の消費馬力に近い
馬力を算定して、当該ポンプの馬力制限を行なう
ことが可能となるので有効に利用できる馬力が大
となり作業効率の向上をはかることができる。
本発明の詳細を図示の実施例により説明する。
第3図において第1可変容量ポンプ11と第2
可変容量ポンプ12が使用され、両ポンプ11と
12の全入力馬力が一定値に制御される場合を示
す。説明を簡単にするため第2ポンプ12の吐出
圧力、流量による第1ポンプ11の制御について
以下説明する。
ポンプの流量制御レギユレータ13は何れのポ
ンプの場合もサーボ弁14とサーボピストン装置
15を有し、サーボピストン装置15のピストン
ロツド及びサーボ弁14のスリーブに連結された
傾転レバー16によりポンプ11,12の傾転角
が制御され吐出流量が制御される。尚この例に限
定されるものではなく公知のあらゆる流量制御装
置が利用できることは当然である。区別を明確に
するため第2ポンプ12の関連部分には符号に
「′」を付す。
流量制御レギユレータ13の作動源としては可
変容量ポンプ(以下主ポンプと呼ぶ)11又は1
2の自己圧力を使用する。主ポンプの吐出流量の
信号として主ポンプと同一の駆動装置によつて駆
動される補助ポンプ17の吐出圧力を使用し、傾
転レバー16の動きに応じて設定圧力が変化する
リリーフ弁118によつて補助ポンプ17の吐出
圧力を制御することによつて主ポンプ11の傾転
量に比例した圧力を得ている。
制御装置19は段付ピストン20とこれを収容
するケーシングによつて形成され、段付ピストン
20の一端はサーボ弁14のスプールに連結さ
れ、段付ピストン20の移動が直接又はばねを介
してスプールに伝達されてスプールが移動する。
制御装置19のパイロツト室A(受圧面積a)
には他方の主ポンプ12の吐出圧力Pd2が導入さ
れ同様に第2主ポンプ12用の流量制御レギユレ
ータ13′を制御する制御装置19′のパイロツト
室Aには第1主ポンプ11の吐出圧力Pd1が導か
れている。更に制御装置19のパイロツト室B
(受圧面積b)には第2主ポンプ12の吐出流量
に比例した信号圧力Pc2即ち補助ポンプ17′の
吐出圧力が導入され、同様に第2主ポンプ12用
の制御装置19′のパイロツト室Bには第1主ポ
ンプ11の補助ポンプ17の吐出圧力が導かれて
いる。
第1主ポンプ11の吐出路は切換弁21を介し
て図示しないアクチユエータに接続され第2主ポ
ンプ12の吐出路は切換弁21′を介して別のア
クチユエータに接続される。
制御装置19のピストン20は第2主ポンプ1
2の吐出圧力Pd2と傾転角に比例する圧力Pc2
より生ずる力とそれに対抗するばね22の力との
関係で移動制御される。そのとき制御装置19に
おいてはaPd2+bPc2=K…(1)で表わされる値K
に応じて第1主ポンプ11の馬力制限を行なう。
この式(1)は第2図においてはパラメータKなる直
線群として表わされることができる。今第2主ポ
ンプ12の吐出圧力がPd0で吐出流量がPc0であ
る場合第2図においては直線K0上の点Aに位置
する。すなわち式(1)のKはK0に相当する。第2
主ポンプ12の消費馬力は直線K0が接する馬力
曲線αよりα馬力であると算出し、第1ポンプの
馬力設定値をγ−αに設定する。
第2主ポンプの吐出圧力Pd2と吐出量に比例す
る圧力Pc2との間係が直線K0上にあるとき、例え
ば第2図のD点、G点等のような場合は何れも消
費馬力はαであるとして第1主ポンプ11の馬力
設定値はγ−αになるように制御される。この場
合A点では実際の消費馬力と算出馬力との間には
α−ε、G点ではα−δの誤差があるがD点では
誤差がない。従来の方法ではA点の場合はβ−
ε、G点の場合はβ−δと大きな誤差があつたの
に対し本発明の場合は少ない誤差ですみ入力馬力
の利用効率は非常に高くなる。
流量制御レギユレータ13の作動を説明する。
第1主ポンプ11の吐出圧力がP0以上に増大
するとサーボ弁14のスプール14aがばね14
cの押付力に打勝つて図において左に移動する
し、サーボピストン15の大径室15aに自己圧
力を導くのでサーボピストン15は左へ移動し傾
転レバー16を介してポンプの傾転量を減少させ
る。同時に傾転レバー16に接続されたサーボ弁
14のスリーブ14bも左へ移動し、サーボ弁1
4のスプール14a、スリーブ14bの関係が図
示の中立位置へ戻る位置でサーボピストンの移動
は停止し、ポンプの傾転量が定まる。即ちばね1
4cによつて吐出圧力に応じた傾転量が定めら
れ、馬力制限されることになる。なお第3図では
省略されているが、パイロツト圧力に応じて流量
制御を行なう場合には、このパイロツト圧力によ
る傾転指令が、前記馬力制限による許容傾転量よ
り小さい場合には、馬力制限は行なわれない。
次に第2主ポンプ12で仕事を行ない、第2主
ポンプの吐出圧力、吐出流量が増加した場合に
は、その信号であるPd2,Pc2の圧力が上昇し、
制御装置19のピストン20を左方へ移動させ、
ばね14cの押付力を減少させる。即ちばね23
によつて設定されている馬力設定値を小さくする
ことになるので、第1主ポンプ11の吐出圧力が
同じ値であればその傾転量を小さくすることにな
る。
可変容量ポンプの吐出圧力Pと吐出量Qの積
PQがほぼ一定になるように制御する本出願人に
よる提案に係る制御装置に本考案を用いた例を第
4図に示す。減圧弁23と第1可変絞り24と第
2可変絞り25を順次直列に接続し、減圧弁23
に第1主ポンプ11の吐出圧力Pd1と第1絞り2
4の前後の圧力を導入し、第1主ポンプ11の吐
出圧力の変動に応じて第1絞り24の前後の圧力
差を制御し、第1絞り24の下流の圧力によりサ
ーボ弁14を制御する。この場合第2絞り25の
開口面積は第1主ポンプ11の吐出圧力により制
御されている。この制御装置26においては第1
主ポンプの吐出圧力の変動に応じて吐出流量は予
め設定された一定馬力になるように制御され、第
1主ポンプの設定馬力値が第1絞り24の開口面
積を変えることにより変えられる。このことから
第2主ポンプの消費馬力に応じて第1主ポンプの
設定馬力を変えたい場合には第4図の第1絞り2
4の開口面積を変えればよい。即ち第3図に示す
ものと同様の制御装置20のピストン19によつ
て第1絞り24を変位させることにより、近似度
の高い馬力制限を行なうことが可能となる。
パイロツト圧力に応じて流量制御を行なうポン
プの場合の実施例を第5図に示す。サーボ弁14
に接続される制御流路32に固定絞り28が設け
られ、サーボ弁14と固定絞り28の間にリリー
フ弁29を接続して制御流路のパイロツト圧を制
御する。このリリーフ弁29の設定圧力は制御ピ
ストン装置30により制御される。この制御ピス
トン装置30は段付ピストンとばねによつて形成
され、その一方のパイロツト室に第1主ポンプ1
1自身の吐出圧力を導入し、他のパイロツト室に
は減圧弁31の2次圧力を導入する。減圧弁31
には第3図の制御装置19に相応する段付ピスト
ン装置を設け、aPd2+bPc2=Kによる値Kに応
じて2次圧力を制御するように構成する。斯かる
減圧弁31を設けることにより制御ピストン装置
30は前記のKの値と第1主ポンプ11の吐出圧
力Pd1の値によつてリリーフ弁29の圧力を設定
することになり、流量指令のパイロツト圧力Pi1
にかかわらず、第3図の場合と同様自己吐出圧力
Pd1及び第2主ポンプ12の消費馬力Kに応じて
その傾転量を制限される。なお絞り28とリリー
フ弁29のかわりに減圧弁33を使用しても同様
の効果が得られる。(第5図A) 第6図に別の実施例を示す。本実施例は本出願
人による馬力線図の近似度を高めたポンプ制御装
置に応用したものであり、第5図の減圧弁31の
2次圧力をリリーフ弁29′のパイロツト室にも
導いてある。この例では、第5図に示す回路より
更に無駄なく原動機の出力馬力を利用することが
可能である。
本発明によれば、複数のポンプの消費馬力の和
を一定値以下に制限する回路において、従来の吐
出圧力の信号のみでなく、吐出流量の信号をも導
入する段付ピストンによつて構成される制御装置
を用いたことにより、従来に比べて無駄なく原動
機の出力を油圧力に利用することが可能となり、
作業効率の向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の可変容量ポンプの流量制御レギ
ユレータの制御装置の説明略図、第2図はポンプ
の吐出圧力と吐出流量に対する馬力曲線を示す
図、第3図は本発明の実施例の説明略図、第4図
及び第5図は本発明の別の実施例を示す説明略
図、第5図Aは第5図の一部分の別の実施例、第
6図は第5図の例に対する変形例の説明略図であ
る。 11……第1主ポンプ、12……第2主ポン
プ、13……流量制御レギユレータ、14……サ
ーボ弁、15……サーボピストン、17……補助
ポンプ、26,27,19……制御装置、20…
…段付ピストン、21……切換弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 全体入力馬力を一定値以下に制御される複数
    台のポンプの1つとして使用される可変容量ポン
    プの吐出圧力に応じて吐出量を変化させ該ポンプ
    の消費馬力を一定の値に制御するレギユレータに
    おいて段付ピストンと該段付ピストンを軸方向に
    摺動可能に支持するケーシングとを有し、該段付
    ピストンとケーシングによつて形成される2つの
    パイロツト室のそれぞれに、他ポンプの吐出圧力
    と他ポンプの吐出液量に比例する圧力とを導き、
    該ピストンの他端に設置したばねの押付力と対抗
    させることによつて、他ポンプの消費馬力に比例
    して該ピストンを変位させ、その変位に応じて該
    ポンプの馬力設定値を変化させるようにしたこと
    を特徴とする可変容量ポンプの制御装置。 2 その2次側圧力を設定するばねの押付力を段
    付ピストンによつて可変にした減圧弁を有し、該
    ピストンの2つのパイロツト室に他ポンプの吐出
    圧力と、他ポンプの吐出流量に比例した圧力とを
    それぞれ導き、該減圧弁の2次側圧力によつて前
    記レギユレータの馬力設定値を変化させるように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の可変容量ポンプの制御装置。 3 パイロツト圧力に応じて吐出流量を制御する
    レギユレータをそなえた可変容量ポンプにおい
    て、2つのパイロツト室の一方に2項記載の減圧
    弁の2次側圧力を、他方に該ポンプの吐出圧力を
    導いた段付ピストンによつてその設定圧力を可変
    にしたリリーフ弁又は減圧弁を設け、該リリーフ
    弁又は減圧弁によつて前記流量指令のパイロツト
    圧力を減圧することによつて吐出流量を制御する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の
    可変容量ポンプの制御装置。
JP56197663A 1981-12-10 1981-12-10 可変容量ポンプの制御装置 Granted JPS58101277A (ja)

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