JPH0819922B2 - Variable displacement hydraulic pump controller - Google Patents
Variable displacement hydraulic pump controllerInfo
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- JPH0819922B2 JPH0819922B2 JP61295683A JP29568386A JPH0819922B2 JP H0819922 B2 JPH0819922 B2 JP H0819922B2 JP 61295683 A JP61295683 A JP 61295683A JP 29568386 A JP29568386 A JP 29568386A JP H0819922 B2 JPH0819922 B2 JP H0819922B2
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/26—Control
- F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
- F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、可変容量型ポンプ系統に関する。The present invention relates to a variable displacement pump system.
可変容量型のポンプに対して、ポンプ調節機構を作動
してポンプの容量を変化させるための圧力補償器と、こ
の圧力補償器に弾性的に対抗するようバネ偏倚ピストン
を備えさせることは公知である。また、ポンプの容量を
変化させるよう機能する負荷検知補償器（弁）と、この
負荷検知補償器に弾性的に対抗するようバネ偏倚ピスト
ンを備えさせることも公知である。負荷検知補償器は、
ポンプの圧力が、圧力補償器によって設定された限界に
ある場合を除いて、主たるポンプ制御装置として機能す
る。ポンプの圧力が上記限界にある場合には、圧力補償
器が負荷検知補償器に代わって機能するようになる。さ
らにまた、ポンプ系統または方向性弁へと給送された流
体の圧力を、バネ偏倚ピストンと一致して作用するよう
に加えることも公知である。It is known to provide a variable displacement pump with a pressure compensator for actuating a pump adjustment mechanism to change the displacement of the pump and with a spring biased piston to resiliently oppose the pressure compensator. is there. It is also known to provide a load-sensing compensator (valve) that functions to change the displacement of the pump and a spring-biased piston to resiliently oppose the load-sensing compensator. The load detection compensator is
Acts as the primary pump controller, except when the pump pressure is at the limit set by the pressure compensator. If the pump pressure is at the above limits, the pressure compensator will take the place of the load sensing compensator. It is also known to apply the pressure of the fluid delivered to the pump system or directional valve to act in concert with the spring biased piston.
第１図は、米国特許第3,554,093号に示されている如
き従来技術の系統を概略的に示す油圧系統であり、該米
国特許は参照として此処に取り込むこととする。FIG. 1 is a hydraulic system schematically illustrating a prior art system such as that shown in US Pat. No. 3,554,093, which is incorporated herein by reference.
第１図に示されているように、可変容量型ポンプ10
は、前記特許に示されている如き可変型斜板式のもので
あり、軸方向ピストンの容量を変化させるように可動な
斜板11を含んでいる。バネ偏倚ピストン12が、斜板11を
その最大容量位置へと弾性的に付勢している。ヨークに
位置した、より大きな位置決めピストン13が、バネ偏倚
ピストン12に対抗して斜板11上へと作用している。As shown in FIG. 1, the variable displacement pump 10
Is of the variable swash plate type as shown in the above patent and includes a swash plate 11 movable to change the displacement of the axial piston. A spring biased piston 12 elastically biases the swash plate 11 to its maximum capacity position. A larger positioning piston 13 located on the yoke acts on the swash plate 11 against the spring biased piston 12.
ポンプ10からの流体は、供給ライン14を通り方向性弁
であるシステム弁15を介して油圧アクチュエータの如き
負荷に対して方向付けられ、ライン16を介してバネ偏倚
ピストン12へと方向付けられる。Fluid from the pump 10 is directed through a supply line 14 via a directional valve, a system valve 15, to a load such as a hydraulic actuator and via a line 16 to a spring biased piston 12.
図１において、ポンプ出口圧力は、ポンプ圧力検知ラ
イン17を介して、圧力補償器18に、及びライン17aを介
して、負荷検知補償器19に接続される。圧力補償器18
は、パイロット弁22により動作し、パイロット弁22は、
そのばねの力により設定された予荷重に相当する圧力限
界で開放する。次に、パイロット弁22による圧力補償動
作を説明する。In FIG. 1, the pump outlet pressure is connected to a pressure compensator 18 via a pump pressure sensing line 17 and to a load sensing compensator 19 via a line 17a. Pressure compensator 18
Is operated by the pilot valve 22, and the pilot valve 22 is
It opens at the pressure limit corresponding to the preload set by the force of the spring. Next, the pressure compensation operation by the pilot valve 22 will be described.
ポンプ出口圧力が、パイロット弁22のバネ予荷重より
も高くなった場合、ライン17から圧力補償器18のバネ室
を介して、パイロット弁22の弁体の左側に加わるポンプ
圧力により、パイロット弁22が開放する。圧力補償器18
のバネ室は減圧され、その結果、圧力補償器18のスプー
ルが、図１において右方向に移動し、スプールの左ラン
ドにより今まで遮断されていた、ポンプ圧力検知ライン
17と、制御圧力ライン17cとの間が連通し、ポンプ圧力
が、位置決めピストン13を下方へと移動せしめ、ポンプ
の吐出し量を減少させる。ポンプ圧力が減少すると、パ
イロット弁22が閉じ、圧力補償が終了する。When the pump outlet pressure becomes higher than the spring preload of the pilot valve 22, the pump pressure applied to the left side of the valve body of the pilot valve 22 from the line 17 via the spring chamber of the pressure compensator 18 causes Opens. Pressure compensator 18
The spring chamber of is decompressed, and as a result, the spool of the pressure compensator 18 moves to the right in FIG. 1 and is blocked by the left land of the spool until now.
The 17 and the control pressure line 17c communicate with each other, and the pump pressure causes the positioning piston 13 to move downward, thereby reducing the discharge amount of the pump. When the pump pressure decreases, the pilot valve 22 closes and pressure compensation ends.
次に、ポンプ出口圧力が、パイロット弁22のバネ予荷
重よりも低い場合、パイロット弁22は閉じたままで、圧
力補償器18のスプールは移動せず、ポンプ圧力検知ライ
ン17と、制御圧力ライン17cとの間は遮断され、負荷検
知補償器19によるポンプ容量制御が行われる。Next, when the pump outlet pressure is lower than the spring preload of the pilot valve 22, the pilot valve 22 remains closed, the spool of the pressure compensator 18 does not move, and the pump pressure detection line 17 and the control pressure line 17c The load detection compensator 19 controls the pump displacement.
負荷検知補償器19のスプール19aの左端は、ポンプ圧
力検知ライン17、及びライン17aを介してポンプ出口圧
力に連通され、スプール19aの右端は、システム弁15の
下流の負荷圧力検知ライン20により、負荷に供給すべき
流体圧力に連通されている。負荷検知補償器19は、ポン
プ圧力と負荷圧力との差が、負荷検知補償器19のバネ予
荷重により設定される、例えば、14〜21kg/cm2（200〜3
00p.s.i.）の範囲内になるように、位置決めピストン13
における圧力を制御する。The left end of the spool 19a of the load detection compensator 19 is in communication with the pump outlet pressure via the pump pressure detection line 17 and the line 17a, and the right end of the spool 19a is a load pressure detection line 20 downstream of the system valve 15, It is in communication with the fluid pressure to be supplied to the load. In the load detection compensator 19, the difference between the pump pressure and the load pressure is set by the spring preload of the load detection compensator 19, for example, 14 to 21 kg / cm 2 (200 to 3
00p.si) so that the positioning piston 13
Control the pressure at.
ポンプ圧力が、負荷圧力よりも14〜21kg/cm2（200〜3
00p.s.i.）だけ高い場合、スプール19aの右端に加わる
負荷圧力とバネ予荷重の合力よりも大きい、ポンプ圧力
により、スプール19aが右方向へと移動し、スプール19a
の左ランドにより今まで遮断されていた、ライン17aと
ライン17bとの間が連通し、ライン17b、17cを介して、
位置決めピストン13に制御圧力が加えられ、位置決めピ
ストン13を下方へと移動せしめて、ポンプ吐出し量を減
少させる。その結果、ポンプ圧力と負荷圧力間の所定圧
力差が維持される。If the pump pressure is 14-21 kg / cm 2 (200-3
00p.si) is higher, the spool 19a moves to the right due to the pump pressure, which is greater than the combined force of the load pressure applied to the right end of the spool 19a and the spring preload, and the spool 19a moves to the right.
The line 17a and the line 17b, which had been blocked by the left land of, communicate with each other, and through the lines 17b and 17c,
Control pressure is applied to the positioning piston 13 to move the positioning piston 13 downward to reduce the pump discharge amount. As a result, the predetermined pressure difference between the pump pressure and the load pressure is maintained.
ポンプ圧力が、負荷圧力よりも14〜21kg/cm2（200〜3
00p.s.i.）だけ低い場合、スプール19aの左端に加わる
ポンプ圧力よりも大きい、負荷圧力とバネ予荷重の合力
により、スプール19aが左方向へと移動し、スプール19a
の左ランドにより今まで遮断されていた。ライン17b
と、パイロット弁22を介して、タンクへと連通するライ
ン（符号なし）との間が連通し、ライン17c、17bを介し
て、位置決めピストン13からの圧力流体がタンクへと引
かれ、位置決めピストン13を上方へと移動せしめて、ポ
ンプ吐出し量を増大させる。その結果、ポンプ圧力と負
荷圧力間の所定圧力差が維持される。If the pump pressure is 14-21 kg / cm 2 (200-3
00p.si) lower than the pump pressure applied to the left end of the spool 19a, the combined force of the load pressure and the spring preload causes the spool 19a to move leftward,
It had been blocked until now by the left land. Line 17b
And a line (no reference numeral) communicating with the tank via the pilot valve 22, and the pressure fluid from the positioning piston 13 is drawn into the tank via the lines 17c and 17b. Move 13 upwards to increase pump discharge. As a result, the predetermined pressure difference between the pump pressure and the load pressure is maintained.
従って、ポンプ出口圧力よりも14〜21kg/cm2（200〜3
00p.s.i.）だけ低い負荷圧力において、特定のアクチュ
エータ、又は幾つかのアクチュエータにより、必要とさ
れる負荷流量を正確に供給するように、容量は変化され
る。Therefore, 14-21 kg / cm 2 (200-3
At a load pressure as low as 00p.si), the capacity is varied by a particular actuator, or several actuators, to deliver exactly the required load flow rate.
上記のようなポンプ系統において、ポンプ出口は、バ
ネ偏倚ピストンに、及びシステム弁15を含む供給ライン
14に直接に連結されている。In the pump system as described above, the pump outlet is at the spring biased piston and the supply line including the system valve 15.
Directly linked to 14.
かかるポンプ系統の一つの問題点として、システム弁
15が遮断された場合、ポンプ圧力が上昇し、負荷検知補
償器19は、ポンプをストローク運動させないように、位
置決めピストン13を制御し、その結果、バネ偏倚ピスト
ン12は、ポンプ圧力を更に上昇させようとして、流体を
供給ライン14へと変位させる。反対に、システム弁15が
開放された場合には、ポンプ圧力が下降し、負荷検知補
償器19は、ポンプをストローク運動させるために、位置
決めピストン13を制御し、その結果、バネ偏倚ピストン
12は、ポンプ圧力を更に低下させようとして、流体を供
給ライン14から吸引する。One problem with such a pump system is that the system valve
If 15 is shut off, the pump pressure will increase and the load sensing compensator 19 will control the positioning piston 13 to prevent the pump from stroking so that the spring biased piston 12 will further increase the pump pressure. In an attempt to displace the fluid into the supply line 14. Conversely, if the system valve 15 is opened, the pump pressure will drop and the load sensing compensator 19 will control the positioning piston 13 to cause the pump to make a stroke movement, which results in a spring biased piston.
12 draws fluid from supply line 14 in an attempt to further reduce pump pressure.
従って、上記両方の場合において正帰還が生じ、その
ことは、特に負荷が重く且つ結合ライン（導管）が短い
場合に、ポンプ系統が不安定になりがちであることを意
味する。その場合に、油圧の脈動や、制御されている負
荷、又は装置の振動的な動きが生ずるという問題点があ
る。Therefore, positive feedback occurs in both cases, which means that the pump system tends to be unstable, especially when the load is heavy and the coupling line (conduit) is short. In that case, there is a problem that hydraulic pulsation, a controlled load, or an oscillatory movement of the device occurs.
また、他の問題点として、バネ偏倚ピストン12への圧
力変化（ポンプ出口圧力における）の影響の後に、ある
時間遅れを有して、位置決めピストン13への圧力変化
（制御圧力における）が続き、その結果、可変容量ポン
プの斜板11の位置が、一方向に変化させられると、直ぐ
に他方への変化が続き、流体の脈動を招くという問題点
をも有している。Another problem is that the change in pressure on the spring-biased piston 12 (at pump outlet pressure) is followed by a change in pressure on the positioning piston 13 (at control pressure) with a certain time delay, As a result, when the position of the swash plate 11 of the variable displacement pump is changed in one direction, the position of the swash plate 11 immediately changes to the other, which causes a pulsation of the fluid.
従って、本発明の目的は、より安定である可変容量型
ポンプ系統を提供することである。Therefore, it is an object of the present invention to provide a variable displacement pump system that is more stable.
本発明によれば、ポンプ出口圧力をバネ偏倚ピストン
12に直接に接続するのではなく、負荷圧力検知ライン20
から、又はシステム弁15の下流から取られた負荷圧力
が、バネ偏倚ピストン12に対して伝達されるように結合
する、負荷圧力ラインを設けたことを特徴とする。According to the present invention, the pump outlet pressure is controlled by a spring-biased piston.
Load pressure sensing line 20 instead of connecting directly to 12
Is provided, or a load pressure line taken from downstream of the system valve 15 is communicatively coupled to the spring-biased piston 12 in a load pressure line.
上記負荷圧力ラインを設けることにより、流量の如何
なる変化も、ばね偏倚ピストン、及び位置決めピストン
の両方に、同時に影響を及ぼすように、すなわち、負荷
圧力、及び制御圧力における変化が、それぞれ、ばね偏
倚ピストン、及び位置決めピストンに時間遅れなく、同
時に到達するように作用し、流体の脈動と装置の振動を
防止し、ポンプ系統の安定性の問題の克服を可能にした
ものである。By providing the load pressure line, any change in flow rate will simultaneously affect both the spring-biased piston and the positioning piston, i.e. changes in load pressure and control pressure, respectively. , And the positioning pistons so as to arrive at the same time without delay, prevent pulsation of fluid and vibration of the device, and make it possible to overcome stability problems of the pump system.
図２に示す本発明によれば、図１の通常の圧力ライン
16は削除され、システム弁15の下流にある負荷圧力検知
ライン20から、バネ偏倚ピストン12へと延伸する、負荷
圧力ライン21が付加され、従ってバネ偏倚ピストン12
は、負荷圧力により作用される。According to the invention shown in FIG. 2, the normal pressure line of FIG.
16 has been removed and a load pressure line 21 has been added that extends from the load pressure sensing line 20 downstream of the system valve 15 to the spring biased piston 12 and thus the spring biased piston 12
Are acted upon by the load pressure.
かかるシステムは、従来技術のシステムの安定性の問
題を克服することが見出された。Such a system has been found to overcome the stability problems of prior art systems.
上記負荷圧力ライン21を設けることにより、流量の如
何なる変化も、ばね偏倚ピストン12、及び位置決めピス
トン13の両方に、同時に影響を及ぼすように、すなわ
ち、負荷圧力、及び制御圧力における変化が、それぞ
れ、ばね偏倚ピストン12、及び位置決めピストン13に時
間遅れなく、同時に到達するように作用し、流体の脈動
と装置の振動を防止し、ポンプ系統の安定性の問題の克
服を可能にしたものである。By providing the load pressure line 21, any change in flow rate will affect both the spring biased piston 12 and the positioning piston 13 simultaneously, i.e. the change in load pressure and control pressure, respectively. The spring-biased piston 12 and the positioning piston 13 act so as to arrive at the same time without delay, prevent pulsation of fluid and vibration of the device, and make it possible to overcome the problem of stability of the pump system.
図１は従来技術の装置の概略図、図２は本発明の実施例
の装置の概略図である。 10……可変容量型ポンプ 11……斜板 12……バネ偏倚ピストン 13……位置決めピストン 14……供給ライン 17,17a……ポンプ圧力検知ライン 17b,17c……制御圧力ライン 18……圧力補償器 19……負荷検知補償器 20……負荷圧力検知ライン 21……負荷圧力ライン 22……パイロット弁FIG. 1 is a schematic view of a prior art apparatus, and FIG. 2 is a schematic view of an apparatus according to an embodiment of the present invention. 10 …… Variable displacement pump 11 …… Swash plate 12 …… Spring-biased piston 13 …… Positioning piston 14 …… Supply line 17,17a …… Pump pressure detection line 17b, 17c …… Control pressure line 18 …… Pressure compensation Unit 19 …… Load detection compensator 20 …… Load pressure detection line 21 …… Load pressure line 22 …… Pilot valve
Claims (2)
圧位置決めピストン（13）、及び該制御される位置決め
ピストン（13）に弾性的に対抗する、ばね偏倚位置決め
ピストン（12）からなる、ポンプ調節機構（11−13）を
含む、可変容量ポンプと、 その間にシステム弁（15）を含む２つの部分を備えた、
供給ライン（14）と、 制御圧力を与えるための、負荷検知補償器（19）と、 ポンプの出口（10）における圧力を検知するために、ポ
ンプの出口（10）を、前記負荷検知補償器（19）の一端
に接続する、ポンプ圧力検知ライン（17,17a）と、 前記負荷検知補償器（19）の他端と、前記システム弁
（15）との間で延伸する、負荷圧力検知ライン（20）
と、 制御圧力における変化に応答して、前記ポンプ調節機構
（11−13）を動かすために、前記負荷検知補償器（19）
と、前記制御される位置決めピストン（13）との間で延
伸する、制御圧力ライン（17b,17c）と、 前記システム弁（15）の下流の負荷圧力を、前記ばね偏
倚位置決めピストンに連通する、負荷圧力ライン（21）
と、 からなる、可変容量型油圧ポンプ制御装置。1. A controlled hydraulic positioning piston (13) having an outlet (10) and an inlet, and a spring biased positioning piston (12) resiliently opposed to the controlled positioning piston (13). A variable displacement pump including a pump adjusting mechanism (11-13) and two parts including a system valve (15) between them.
The load line compensator (19) for applying a control pressure to the supply line (14) and the pump outlet (10) for detecting the pressure at the pump outlet (10) A pump pressure detection line (17, 17a) connected to one end of (19), and a load pressure detection line extending between the other end of the load detection compensator (19) and the system valve (15). (20)
And a load sensing compensator (19) for moving the pump adjustment mechanism (11-13) in response to a change in control pressure.
And a control pressure line (17b, 17c) extending between the controlled positioning piston (13) and a load pressure downstream of the system valve (15) communicating with the spring-biased positioning piston. Load pressure line (21)
And a variable displacement hydraulic pump controller.
結され、ポンプ圧力が所定量を越えた場合に移動可能で
あり、それにより前記制御圧力ライン（17b,17c）を、
前記ポンプ圧力検知ライン（17,17a）に連通させる、一
端を有する圧力補償器（18）を含む、特許請求の範囲第
１項記載の可変容量型油圧ポンプ制御装置。2. A pump pressure detection line (17, 17a), which is connected to the pump pressure detection line (17, 17a) and is movable when the pump pressure exceeds a predetermined amount, whereby the control pressure line (17b, 17c) is
The variable displacement hydraulic pump control device according to claim 1, further comprising a pressure compensator (18) having one end, which communicates with the pump pressure detection line (17, 17a).
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