專利名稱：用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設置于諸如挖掘機的施工機械中的液壓泵的流動控制系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其能根據(jù)諸如動臂油缸的液壓致動器中產(chǎn)生的載荷壓力可變地控制可變排量液壓泵(下文稱作“液壓泵”)的排放速率。
背景技術：
一般而言，液壓施工機械根據(jù)操作桿的操作速率(這表示以與操作桿的操作量成比例的方式供應到滑閥以移動控制液壓流體流動的滑閥的先導信號壓力)控制液壓泵的流 量，以節(jié)省能量。在現(xiàn)有技術中，不管載荷壓力如何，操作速率與液壓泵的排放流量之間的關系恒定。也即，在不管載荷壓力而控制排放流量的情況下，大量液壓流體從液壓泵排出，甚至在在產(chǎn)生中等或高載荷時也如此，因此流量和壓力的損耗產(chǎn)生，致使能量損耗發(fā)生。另一方面，在使用挖掘機或類似設備的作業(yè)期間，在以低于標準載荷壓力的載荷壓力完成作業(yè)的情況下，以與操作桿的操作速率成比例的方式排放期望流量的液壓流體，在所述低于標準載荷壓力的載荷壓力下，排放流量的變化范圍較寬并且需要精確控制。對比而言，在以高于標準載荷壓力的載荷壓力作業(yè)期間，也即，在緩慢地提升和移動重型物體的情況下，高流量是不必要的，且流量變化不大。在挖掘和負載作業(yè)期間，操作速率快速地達到最大水平。因此，在以高于標準載荷壓力的載荷壓力作業(yè)期間，根據(jù)載荷壓力的操作速率和排放流量之間的關系校正不引起操作感覺上的較大變化。

發(fā)明內(nèi)容
摶術問是頁因此，本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，且本發(fā)明的一個實施方式涉及一種用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其在以高于標準載荷壓力的載荷壓力作業(yè)期間，可根據(jù)載荷壓力降低排放流量的損耗和液壓泵的壓力損耗。技術方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，所述流動控制系統(tǒng)包括可變排量液壓泵，連接到所述液壓泵的至少一個液壓致動器，在由與操作桿的操作速率成比例供應的信號壓力移動時控制被供應到所述液壓致動器的液壓流體的滑閥，檢測所述液壓泵的排放壓力的檢測傳感器，檢測根據(jù)所述操作桿的操作速率的信號壓力的檢測傳感器，以及根據(jù)所述檢測傳感器的檢測信號控制所述液壓泵的排放流量的控制單元，所述流動控制系統(tǒng)包括第一步驟，借助于所述檢測傳感器檢測所述液壓泵的排放壓力和用于所述液壓致動器的操作桿的操作速率；第二步驟，分別設定所述液壓致動器的標準載荷壓力；第三步驟，將所述液壓泵的排放壓力水平與所述液壓致動器的標準載荷壓力水平彼此比較；第四步驟，如果所述液壓泵的排放壓力高于所述液壓致動器的預設標準載荷壓力，則調(diào)整系數(shù)，使得所述液壓泵的排出流量根據(jù)所述液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度對于相同操作速率而言成比例地減小；第五步驟，如果所述液壓泵的排放壓力低于所述液壓致動器的標準載荷壓力，則控制所述液壓泵的排放流量與所述操作速率成比例。根據(jù)本發(fā)明的方面，如果所述操作速率與所述液壓泵的排放流量之間的關系由所述第四步驟中的N階方程表示且所述液壓泵的排放壓力高于所述預設標準載荷壓力，則可通過根據(jù)由所述液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度改變所述N階方程的系數(shù)，對于相同操作速率而言的所述液壓泵的排放流量減小。即使在N階方程的系數(shù)根據(jù)由所述液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度而改變且對于相同操作速率而言的所述液壓泵的排放流量減小的情況下，所述系數(shù)的變化范圍也受限，使得所述液壓泵的最大流量能以高于預定值的操作速率排出。如果在所述第五步驟中，所述液壓泵的排放壓力低于所述液壓致動器的標準載荷壓力，則可根據(jù)用于預設操作速率的液壓泵的控制流量關系Q計算所述液壓泵的排放流量，Q=(aX (操作速率)+b) ο 如果在所述第四步驟中，所述液壓泵的排放壓力高于所述液壓致動器的標準載荷壓力，則可根據(jù)所述液壓泵的控制流量關系Q計算所述液壓泵的排放流量，Q=((a+a’ ) X (操作速率)+ (b+b’))。技術效果根據(jù)本發(fā)明方面的如上述構造的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點。由于隨著液壓致動器的載荷壓力的增加，液壓泵的排放流量減小，因此壓力損耗減小從而提聞效率，且燃料消耗率可提聞。


通過參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，將更清楚本發(fā)明的上述目的、其它特征和優(yōu)點，其中圖I是被施加于根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)的液壓回路的不意圖；圖2的曲線圖示出根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)中的操作速率與排放流量之間的關系；以及圖3的流程示出根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)的操作。附圖兀件te號列表I :發(fā)動機2 :可變排量液壓泵；3 :先導泵4 :操作桿5 :滑閥6 :排放路徑7、8 :檢測傳感器
9 :控制單元10:比例控制閥
具體實施例方式現(xiàn)在，將參照附圖詳述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。諸如詳細構造和元件等描述中所限定的對象僅是提供用來幫助本領域技術人員全面理解本發(fā)明的具體細節(jié)，本發(fā)明并不局限于下文所公開的實施方式。根據(jù)如圖I和2所示的本發(fā)明一實施方式，用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)具有與發(fā)動機I和先導泵3連接的可變排量液壓泵2，連接到液壓泵2的至少一個液壓致動器(動臂油缸、斗桿油缸、挖斗油缸等，未示出)，在由與操作桿4的操作速率成比例供應的信號壓力移動時控制被供應到液壓致動器的液壓流體的滑閥5，安裝在液壓泵2的排放流動路徑6中以檢測液壓泵2的排放壓力的檢測傳感器7，檢測根據(jù)操作桿4的操作速率 的先導信號壓力(移動滑閥5的次級信號壓力)的檢測傳感器8，以及根據(jù)檢測傳感器7和8的檢測信號控制液壓泵2的排放流量的控制單元9，所述流動控制系統(tǒng)還包括借助于檢測傳感器7和8檢測液壓泵2的排放壓力和用于所述液壓致動器的操作桿4的操作速率的第一步驟SlOO ;分別設定所述液壓致動器的標準載荷壓力的第二步驟S200 ;將液壓泵2的排放壓力水平與所述液壓致動器的標準載荷壓力水平彼此比較的第三步驟S300 ;如果液壓泵2的排放壓力高于液壓致動器的預設標準載荷壓力，則調(diào)整系數(shù)，使得液壓泵2的排出流量根據(jù)液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度對于相同操作速率而言成比例地減小的第四步驟S400 ；如果液壓泵2的排放壓力低于液壓致動器的標準載荷壓力，則控制液壓泵2的排放流量與操作速率成比例的第五步驟S500。如果操作速率與液壓泵2的排放流量之間的關系由第四步驟中的N階方程表示且液壓泵2的排放壓力高于預設標準載荷壓力，則通過根據(jù)由液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度改變N階方程的系數(shù)，對于相同操作速率而言的液壓泵2的排放流量減小。即使在N階方程的系數(shù)根據(jù)由液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度而改變且對于相同操作速率而言的液壓泵2的排放流量減小的情況下，所述系數(shù)的變化范圍也受限，使得液壓泵2的最大流量能以高于預定值的操作速率排出。如果在第四步驟S400中，液壓泵2的排放壓力高于液壓致動器的標準載荷壓力，則根據(jù)液壓泵2的控制流量關系Q計算液壓泵2的排放流量，Q=((a+a’ ) X (操作速率)+ (b+b ’))。如果在第五步驟S500中，液壓泵2的排放壓力低于液壓致動器的標準載荷壓力，則根據(jù)用于預設操作速率的液壓泵2的控制流量關系Q計算液壓泵2的排放流量，Q=(aX (操作速率)+b)。在附圖中，參考標號10標示比例控制閥，其以與來自控制單元9的控制信號成比例的方式改變從操作桿4供應的信號壓力，以控制液壓泵2的排放流量。下文，將參照附圖詳述根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)的使用示例。如圖2和3所示，檢測傳感器7和8檢測液壓泵2的排放壓力和用于所述液壓致動器的操作桿4的操作速率(參見S100)，所檢測到的排放壓力信號和操作速率信號傳輸?shù)娇刂茊卧?。如在S200中，設定所述液壓致動器的標準載荷壓力(舉例而言，在動臂油缸情況下，120kg/cm2) ο如在S300中，將液壓泵2的排放壓力水平與所述液壓致動器的標準載荷壓力水平彼此比較。如果液壓泵2的排放壓力高于液壓致動器的標準載荷壓力，則處理進行至下一步驟(S400)，而如果液壓泵2的排放壓力低于標準載荷壓力，則處理進行至S500。如在S400中，如果液壓泵2的排放壓力高于液壓致動器的標準載荷壓力，則調(diào)整系數(shù)，使得液壓泵2的排放流量根據(jù)由液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度對于相同操作速率而言成比例地減小。也即，如圖2的曲線中的虛線所示，利用液壓泵2的控制流量關系Q計算液壓泵2的排放流量，Q=((a+a’ ) X (操作速率)+ (b+b’ ))(此時，a表示用于控制液壓泵的斜盤的斜率，b表示用于控制液壓泵的斜率截距，a’表示f (液壓泵壓力)，f表示指定函數(shù)，b’表 示g (液壓泵馬力)，以及g表示指定函數(shù))。也即，通過提高液壓泵的控制流量最小化的點處和液壓泵的控制流量最大化的點處的操作速率，對于相同操作速率而言，降低了液壓泵2的排放流量，且因此可減小壓力和壓力損耗。如S500中，如果液壓泵2的排放壓力低于液壓致動器的標準載荷壓力，則控制液壓泵2的排放流量與操作速率成比例。也即，如圖2中的曲線的實線所示，通過應用用于預設操作速率原狀的液壓泵2的控制流量關系Q，Q=(aX (操作速率)+b)，計算液壓泵2的排
放流量。如S600中，根據(jù)上述的S400或S500中的液壓泵2的控制流量關系，計算液壓泵2的排放流量。產(chǎn)業(yè)應用件如從上述中清楚的，依據(jù)根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，由于隨著由諸如動臂油缸的液壓致動器所產(chǎn)生的載荷壓力的增加，對于相同操作速率而言，液壓泵的排放流量減小，因此壓力損耗減小從而提高效率，且燃料消耗率可提聞。
權利要求
1.一種用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，所述流動控制系統(tǒng)包括可變排量液壓泵，連接到所述液壓泵的至少一個液壓致動器，在由與操作桿的操作速率成比例供應的信號壓力移動時控制被供應到所述液壓致動器的液壓流體的滑閥，檢測所述液壓泵的排放壓力的檢測傳感器，檢測根據(jù)所述操作桿的操作速率的信號壓力的檢測傳感器，以及根據(jù)所述檢測傳感器的檢測信號控制所述液壓泵的排放流量的控制單元，所述流動控制系統(tǒng)包括 第一步驟，借助于所述檢測傳感器檢測所述液壓泵的排放壓力和用于所述液壓致動器的操作桿的操作速率； 第二步驟，分別設定所述液壓致動器的標準載荷壓力； 第三步驟，將所述液壓泵的排放壓力水平與所述液壓致動器的標準載荷壓力水平彼此比較； 第四步驟，如果所述液壓泵的排放壓力高于所述液壓致動器的預設標準載荷壓力，則調(diào)整系數(shù)，使得所述液壓泵的排出流量根據(jù)所述液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度對于相同操作速率而言成比例地減小；以及 第五步驟，如果所述液壓泵的排放壓力低于所述液壓致動器的標準載荷壓力，則控制所述液壓泵的排放流量與所述操作速率成比例。
2.如權利要求I所述的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其中，如果所述操作速率與所述液壓泵的排放流量之間的關系由所述第四步驟中的N階方程表示且所述液壓泵的排放壓力高于所述預設標準載荷壓力，則通過根據(jù)由所述液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度改變所述N階方程的系數(shù)，對于相同操作速率而言的所述液壓泵的排放流量減小。
3.如權利要求2所述的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其中，即使在N階方程的系數(shù)根據(jù)由所述液壓致動器產(chǎn)生的載荷程度而改變且對于相同操作速率而言的所述液壓泵的排放流量減小的情況下，所述系數(shù)的變化范圍也受限，使得所述液壓泵的最大流量能以高于預定值的操作速率排出。
4.如權利要求I所述的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其中，如果在所述第五步驟中，所述液壓泵的排放壓力低于所述液壓致動器的標準載荷壓力，則根據(jù)用于預設操作速率的液壓泵的控制流量關系Q計算所述液壓泵的排放流量，Q= (aX (操作速率)+b)。
5.如權利要求I所述的用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其中，如果在所述第四步驟中，所述液壓泵的排放壓力高于所述液壓致動器的標準載荷壓力，則根據(jù)所述液壓泵的控制流量關系Q計算所述液壓泵的排放流量，Q=((a+a’ ) X (操作速率)+ (b+b’))。
全文摘要
公開一種用于施工機械的液壓泵的流動控制系統(tǒng)，其能夠根據(jù)動臂油缸或類似裝置的液壓致動器處產(chǎn)生的載荷壓力可變地控制液壓泵的排出流動。在根據(jù)本發(fā)明的用于液壓泵的流動控制系統(tǒng)中，在檢測液壓泵的排出壓力和用于相應液壓致動器的控制桿的相應控制程度且為各液壓致動器設定平均載荷壓力之后，執(zhí)行控制以減小流量，使得如果液壓泵處的排出壓力大于相應液壓致動器的平均載荷壓力，則使液壓泵的排出流動等于液壓致動器處的載荷量，以及執(zhí)行控制，使得如果液壓泵處的排放壓力小于相應液壓致動器處的平均載荷壓力，則使液壓泵處的排出流動與控制程度成比例。
文檔編號E02F9/22GK102918281SQ201080067134
公開日2013年2月6日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權日2010年6月28日
發(fā)明者鄭海均, 李相熙, 辛興周 申請人:沃爾沃建造設備有限公司