專利名稱：挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓泵功率控制裝置，特別是涉及一種挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，該控制裝置可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率得以有效和充分的利用，同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)不超過額定的輸出功率。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，如圖1，該技術(shù)包括一臺發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)3個(gè)變排量的液壓泵、I個(gè)固定排量的先導(dǎo)液壓泵和多個(gè)執(zhí)行器，為了防止過載，4個(gè)液壓泵的總功率不超過發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率，同時(shí)為了提高挖掘機(jī)的工作效率和有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，需要使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳的功率輸出區(qū)間，即在第一液壓泵2、第二液壓泵3、第三液壓泵4工作時(shí)，需要使第 一液壓泵2、第二液壓泵3、第三液壓泵4的總吸收功率為發(fā)動(dòng)機(jī)某一設(shè)定的功率值附近，如圖3的LI理想恒功率曲線。第一液壓泵2的壓力-流量曲線如圖4所示，當(dāng)?shù)谝灰簤罕?工作在d2-d3階段時(shí)，由于第一液壓泵2輸出的壓力上升使自身排量降低同時(shí)使壓力調(diào)節(jié)柱塞8產(chǎn)生向左側(cè)的壓力增大，伺服閥7在壓力調(diào)節(jié)柱塞8作用力的推動(dòng)下向左移動(dòng)，降低了第二液壓泵3和第三液壓泵4的變量點(diǎn)，若第一液壓泵2的輸出壓力越來越高，使第二液壓泵3和第三液壓泵4的變量點(diǎn)不斷降低，如圖3其第二液壓泵3和第三液壓泵4的流量-壓力變化曲線將由s-al-a2-a3曲線(LI為理想的恒功率曲線)變?yōu)閟-cl-c2_c3 (L 3為理想的恒功率曲線)，可見第二液壓泵3和第三液壓泵4吸收功率急劇降低，而由第一液壓泵2壓力-流量曲線可知隨著壓力的增加，第一液壓泵2的吸收功率也在降低，由此可見第一液壓泵2、第二液壓泵3、第三液壓泵4的吸收功率不能使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到充分利用，使其工作在較低的功率輸出區(qū)間，影響了工作效率，降低了燃油的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率能夠得到有效的利用，防止處在低功率輸出區(qū)間，提高液壓挖掘機(jī)的工作效率，增加燃油的利用率的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)與變排量的第一液壓泵、第二液壓泵、第三液壓泵和固定排量的先導(dǎo)泵驅(qū)動(dòng)連接，還包括伺服閥和壓力調(diào)節(jié)柱塞，壓力調(diào)節(jié)柱塞上設(shè)有第一臺階面8a、第二臺階面Sb、第三臺階面Sc、第四臺階面8d，所述的先導(dǎo)泵的出口與壓力調(diào)節(jié)閥的一個(gè)油口連接，所述的壓力調(diào)節(jié)柱塞的第四臺階面8d通過第十管路與壓力調(diào)節(jié)閥的另一個(gè)油口連接。所述的先導(dǎo)泵的出口連接有溢流閥。所述的壓力調(diào)節(jié)閥的控制端采用液壓壓力信號，即所述的壓力調(diào)節(jié)閥24的控制油口與所述的第一液壓泵的出口連接。所述的壓力調(diào)節(jié)閥的控制端采用電氣信號。
采用上述技術(shù)方案的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，第一液壓泵的吸收功率由調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)，根據(jù)第一液壓泵的流量-壓力曲線，當(dāng)?shù)谝灰簤罕玫妮敵鰤毫]有達(dá)到變量點(diǎn)之前，第一液壓泵的吸收功率隨壓力的增加而遞增；當(dāng)?shù)谝灰簤罕玫妮敵鰤毫υ黾拥阶兞奎c(diǎn)后，第一液壓泵的吸收功率隨著排量的降低，吸收功率不超過第一液壓泵的最大吸收功率，并隨著壓力的增加其吸收功率不斷下降。第二液壓泵和第三液壓泵的排量是由伺服閥、壓力調(diào)節(jié)柱塞和排量調(diào)節(jié)柱塞共同決定的，第二液壓泵、第三液壓泵隨著這兩個(gè)泵的輸出壓力增加，在兩個(gè)泵輸出壓力平均值小于變量點(diǎn)時(shí)，第二液壓泵、第三液壓泵的吸收功率隨著壓力的增加而增加；當(dāng)?shù)诙簤罕?、第三液壓泵輸出壓力平均值大于等于變量點(diǎn)時(shí)，第二液壓泵、第三液壓泵的吸收功率隨著壓力的增加而保持近似常數(shù)值。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率有效利用，需要使第一液壓泵、第二液壓泵、第三液壓泵的吸收功率總和小于等于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率，故第二液壓泵和第三液壓泵的吸收功率和，隨著第一液壓泵的吸收功率變化而變化，其工作狀態(tài)可根據(jù)第一液壓泵的狀態(tài)分為兩種工作情況 情況一當(dāng)?shù)谝灰簤罕幂敵鰤毫π∮谧兞奎c(diǎn)時(shí)，第一液壓泵的吸收功率隨著輸出壓力增加而增加，此時(shí)要保證第一液壓泵、第二液壓第三液壓泵的吸收功率，即利用第一液壓泵的輸出壓力作用于壓力調(diào)節(jié)閥，使第二液壓泵、第三液壓泵總的吸收功率降低，但第二液壓泵、第三液壓泵仍舊滿足恒功率控制。情況二 當(dāng)?shù)谝灰簤罕幂敵鰤毫Υ笥诘扔谧兞奎c(diǎn)時(shí)，根據(jù)第一液壓泵的壓力-流量曲線知第二液壓泵、第三液壓泵的吸收功率隨著輸出壓力增加而急劇降低，從而導(dǎo)致了第一液壓泵、第二液壓泵、第三液壓泵的總的吸收功率遠(yuǎn)低于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的最大輸出功率。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率在情況二時(shí)能夠充分利用，增加壓力調(diào)節(jié)閥，先導(dǎo)泵與壓力調(diào)節(jié)閥連接，先導(dǎo)泵的壓力經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后作用于壓力調(diào)節(jié)柱塞的臺階面上，為了使第二液壓泵、第三液壓泵在情況一下的吸收功率不下降，增加伺服閥的彈簧力，保證了情況一下發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率被第一液壓泵、第二液壓泵、第三液壓泵吸收。改進(jìn)后，在情況二時(shí)由于壓力調(diào)節(jié)閥的輸出壓力根據(jù)第二液壓泵的壓力增加而降低，此時(shí)降低了作用在壓力調(diào)節(jié)柱塞上的作用力，使第二液壓泵、第三液壓泵的總吸收功率不因?yàn)榈谝灰簤罕幂敵鰤毫Χ眲∠陆?，從而有效地利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。綜上所述，本發(fā)明是一種能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率能夠得到有效的利用，防止處在低功率輸出區(qū)間，提高液壓挖掘機(jī)的工作效率，增加燃油的利用率的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置。


圖I是原有泵功率控裝置的液壓回路。圖2是本發(fā)明泵功率控制裝置的液壓回路。圖3是第二液壓泵和第三液壓泵的流量-壓力曲線和理想吸收功率曲線。圖4是第一液壓泵的流量-壓力曲線和理想吸收功率曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖2所不,發(fā)動(dòng)機(jī)5與變排量的第一液壓泵2、第二液壓泵3、第三液壓泵4和固定排量的先導(dǎo)泵I驅(qū)動(dòng)連接，先導(dǎo)泵I的輸出壓力經(jīng)過溢流閥25保持一定值，先導(dǎo)泵I的出口通過第一管路23與壓力調(diào)節(jié)閥24的一個(gè)油口連接，第一液壓泵2、第二液壓泵3、第三液壓泵4分別與第一控制閥19、第二控制閥18、第三控制閥17連接并驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行器第一液壓油缸20、第二液壓油缸21、液壓馬達(dá)22執(zhí)行動(dòng)作，第二管路14與第一液壓泵2的第三管路16連接，第四管路14b連接調(diào)節(jié)器15，第一液壓泵2的油液排量通過第三管路16，流經(jīng)第二管路14和第四管路14b作用在調(diào)節(jié)器15上，實(shí)現(xiàn)壓力與排量的對應(yīng)變化，其壓力-流量變化關(guān)系如圖4 (L4為理想的恒功率曲線)所示。第二液壓泵3、第三液壓泵4分別與第五管路13、第六管路12連接，兩個(gè)管路中最大的壓力經(jīng)過梭閥組2 6的比較并經(jīng)過伺服閥7的控制后作用于排量調(diào)節(jié)柱塞6的左端面處和直接與排量調(diào)節(jié)柱塞6右端面連通。 壓力調(diào)節(jié)柱塞8是用于控制伺服閥7的位移，壓力調(diào)節(jié)柱塞8上有四個(gè)臺階面，即第一臺階面8a、第二臺階面Sb、第三臺階面Sc、第四臺階面8d，第一臺階面8a通過第七管路9與第三液壓泵4的輸出管路第六管路12連通，第二臺階面Sb通過第八管路10與第二液壓泵3的輸出管路第五管路13連通，第三臺階面Sc通過第九管路14a與第一液壓泵2的輸出管路第三管路16連通，壓力調(diào)節(jié)柱塞8的第四臺階面8d通過第十管路27與壓力調(diào)節(jié)閥24的另一個(gè)油口連接，壓力調(diào)節(jié)閥24的控制油口與第一液壓泵2的出口連接，壓力調(diào)節(jié)閥2 4的控制端也可以是電氣信號；第一液壓泵2、第二液壓泵3、第三液壓泵4的輸出壓力直接作用于壓力調(diào)節(jié)柱塞8的第三臺階面Sc、第二臺階面Sb、第一臺階面8a臺階面上，先導(dǎo)泵I的輸出壓力經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥24的比例調(diào)節(jié)后作用于壓力調(diào)節(jié)柱塞8的第四臺階面8d臺階面上，壓力調(diào)節(jié)柱塞8與伺服閥7相接觸，伺服閥7上的彈簧7a使伺服閥7和壓力調(diào)節(jié)柱塞8向排量變大的方向移動(dòng)。如圖4所不,在第一液壓泵2壓力在dl-d2階段時(shí),第一液壓泵2處于小于變量點(diǎn)工作區(qū)間，此時(shí)隨著第一液壓泵2壓力的增加，第一液壓泵2吸收功率成隨著壓力增加而增力口，在此階段壓力調(diào)節(jié)閥24的輸出壓力為先導(dǎo)泵I的定值，由此可見，在P2的輸出壓力非常小時(shí)，第二液壓泵3和第三液壓泵4的壓力-流量曲線如圖3所示的s-al-a2_a3曲線(LI為此時(shí)最大的理想功率曲線)，隨著第一液壓泵2的輸出壓力的增加，第一液壓泵2的吸收功率在增加，第二液壓泵3和第三液壓泵4的吸收功率降低，逐漸變成如圖3所示的s-bl-b2-b3曲線所示(L2為此時(shí)最大的理想功率曲線)，發(fā)動(dòng)機(jī)5的輸出功率保持在合理、有效的工作區(qū)間；在第一液壓泵2壓力在d2-d3階段時(shí)，第一液壓泵2處于大于變量點(diǎn)工作區(qū)間，此時(shí)隨著第一液壓泵2壓力的增加，第一液壓泵2吸收功率成隨著壓力增加而降低，在此階段壓力調(diào)節(jié)閥24的輸出壓力隨著第一液壓泵2的輸出壓力增加而進(jìn)行節(jié)流控制，使壓力調(diào)節(jié)閥24的輸出壓力降低，此時(shí)壓力調(diào)節(jié)柱塞8由于第三臺階面Sc的壓力增加、第四臺階面8d的壓力降低，使其對排量的降低比較小，故第二液壓泵3、第三液壓泵4的吸收功率仍舊保持在s-bl-b2-b3曲線所示(L 2為此時(shí)最大的理想功率曲線)附近，發(fā)動(dòng)機(jī)5的輸出功率保持在最大的輸出范圍，充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)5的功率，防止了第二液壓泵3和第三液壓泵4的壓力-流量曲線在s-cl-c2-c3范圍內(nèi)工作(L3為此時(shí)最大的理想功率曲線)。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(5)，發(fā)動(dòng)機(jī)(5)與變排量的第一液壓泵(2)、第二液壓泵(3)、第三液壓泵(4)和固定排量的先導(dǎo)泵(I)驅(qū)動(dòng)連接，還包括伺服閥(7)和壓力調(diào)節(jié)柱塞(8)，壓力調(diào)節(jié)柱塞(8)上設(shè)有第一臺階面(8a)、第二臺階面(Sb)、第三臺階面(Sc)、第四臺階面(8d)，其特征是所述的先導(dǎo)泵(I)的出口與壓力調(diào)節(jié)閥(24)的一個(gè)油口連接，所述的壓力調(diào)節(jié)柱塞(8)的第四臺階面(8d)通過第十管路(27)與壓力調(diào)節(jié)閥(24)的另一個(gè)油口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，其特征是所述的先導(dǎo)泵(I)的出口連接有溢流閥(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，其特征是所述的壓力調(diào)節(jié)閥(24)的控制端采用液壓壓力信號，即所述的壓力調(diào)節(jié)閥(24)的控制油口與所述的第一液壓泵(2)的出口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，其特征是所述的壓力調(diào)節(jié)閥(24)的控制端采用電氣信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(5)，發(fā)動(dòng)機(jī)(5)與變排量的第一液壓泵(2)、第二液壓泵(3)、第三液壓泵(4)和固定排量的先導(dǎo)泵(1)驅(qū)動(dòng)連接，還包括伺服閥(7)和壓力調(diào)節(jié)柱塞(8)，壓力調(diào)節(jié)柱塞(8)上設(shè)有第一臺階面(8a)、第二臺階面(8b)、第三臺階面(8c)、第四臺階面(8d)，所述的先導(dǎo)泵(1)的出口與壓力調(diào)節(jié)閥(24)的一個(gè)油口連接，所述的壓力調(diào)節(jié)柱塞(8)的第四臺階面(8d)通過第十管路(27)與壓力調(diào)節(jié)閥(24)的另一個(gè)油口連接。本發(fā)明是一種能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率能夠得到有效的利用，防止處在低功率輸出區(qū)間，提高液壓挖掘機(jī)的工作效率，增加燃油的利用率的挖掘機(jī)液壓泵功率控制裝置。
文檔編號E02F9/22GK102704527SQ201210205268
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者何清華, 張新海, 滕錦圖, 陳艷軍, 陶海軍 申請人:山河智能裝備股份有限公司