專利名稱:油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及由內(nèi)燃機(jī)之類的原動機(jī)驅(qū)動的單臺或多臺可變排量泵的一種油液操縱的控制系統(tǒng)。更具體地講，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，它用來控制向執(zhí)行器供應(yīng)有壓油液的單臺或多臺可變排量泵的每轉(zhuǎn)排量，其中單臺或多臺泵的所需扭矩可以變化而無須改變原動機(jī)的設(shè)定輸出工況。
在可變排量泵(以下簡稱為變量泵)的傳統(tǒng)控制中，控制變量泵排量的一種裝置是已經(jīng)公知的，例如，其中控制液壓泵的排油通過一個控制閥供入用來改變變量泵斜盤傾角的伺服缸，而控制閥的減壓作用根據(jù)變量泵的輸出壓力來加以控制，從而根據(jù)泵的輸出壓力來控制變量泵的排量，并使變量泵的所需扭矩即要求扭矩(泵的每轉(zhuǎn)排量×壓力)保持恒定。換句話說，把自身壓力確定為一個控制信號的控制裝置是已經(jīng)公知的。
在如上所述的這種控制裝置中，由于變量泵的所需扭矩恒定，所以通常把所需扭矩設(shè)定成與發(fā)動機(jī)最大設(shè)定輸出工況(滿載)下的額定點(diǎn)對應(yīng)的所需扭矩，以便有效地利用發(fā)動機(jī)的功率，而變量泵的所需扭矩取決于發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況，即發(fā)動機(jī)燃料噴射泵的手柄位置。
另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況設(shè)定成部分負(fù)載，即燃料噴射泵的手柄位置設(shè)定在低速側(cè)以降低設(shè)定出力時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，但變量泵所需扭矩并不立即變化。然而，隨著變量泵轉(zhuǎn)速的降低，變量泵所需扭矩終將減小，以便減小變量泵的流量。所以執(zhí)行器的動作速度降低。例如，在挖掘機(jī)之類的建筑機(jī)械中，當(dāng)進(jìn)行輕質(zhì)物料裝載作業(yè)和平地作業(yè)時，需要動作迅速而不需要大功率。在上述這類輕載作業(yè)中，如果發(fā)動機(jī)以降速驅(qū)動，則變量泵的流量如上述那樣減小，致使執(zhí)行器動作速度減慢，工作效率降低。另一方面，在上述發(fā)動機(jī)設(shè)定出力的部分負(fù)載工況下，發(fā)動機(jī)的最大扭矩低于滿載下的額定扭矩，于是發(fā)動機(jī)的扭矩低于變量泵所需扭矩，可能會使發(fā)動機(jī)熄火。
于是，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作在空氣稀簿的高原或使用天然燃料的情況下，可能得不到與手柄位置相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)出力，因而即使把發(fā)動機(jī)設(shè)定成滿載工況也可能得不到與額定扭矩相對應(yīng)的扭矩。結(jié)果，與發(fā)動機(jī)的有效扭矩相比，變量泵所需扭矩更大了，從而有害地降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，在最壞的情況下能使發(fā)動機(jī)熄火。為了避免這種缺點(diǎn)，當(dāng)為充分保證變量泵的流量而把發(fā)動機(jī)設(shè)定成滿載轉(zhuǎn)速時，不經(jīng)濟(jì)地增加了發(fā)動機(jī)的耗油量。
本發(fā)明的第一個目的就是提供一種油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，它可根據(jù)發(fā)動機(jī)設(shè)定輸出工況中的每個設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)輸出轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的差值來改變變量泵應(yīng)需扭矩。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，它能夠改變變量泵所需扭矩而不改變發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況，辦法是把自身壓力確定為第一控制信號，任意選擇一個第二控制信號加到第一控制信號上，并把所需扭矩控制到與第二控制信號相對應(yīng)、即與變量泵所需扭矩相對應(yīng)的容量。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，它能設(shè)定與設(shè)備的用途(作業(yè)內(nèi)容)相對應(yīng)的變量泵所需扭矩，提高作業(yè)效率，同時降低發(fā)動機(jī)的耗油量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提出了一個油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，其中自身壓力被確定為第一控制信號，該系統(tǒng)的特征在于，不同于第一控制信號的可任意切換的第二控制信號加到第一控制信號上，排量適合于切換成與加到第一控制信號上的第二控制信號相對應(yīng)的一個排量。
根據(jù)本發(fā)明還提出一種油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，它包括一個與多臺變量泵的每個排量控制裝置連接的、由來自單獨(dú)的控制泵的輸出壓力油液來操縱的控制裝置，一個帶有比例電磁鐵的、裝在連接控制裝置與控制泵的回路中的、靠變量泵的輸出油液壓力與比例電磁鐵的推力來操縱減壓作用的可變扭矩控制閥，檢測用來驅(qū)動變量泵的原動機(jī)的設(shè)定輸出工況的裝置，和根據(jù)原動機(jī)的每種設(shè)定輸出工況中的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的差值向比例電磁鐵供應(yīng)電流的裝置。
本發(fā)明上述的和許多其他特點(diǎn)、特征及附加目的對于精通本專業(yè)的人員來說參照下面的詳細(xì)說明和相對應(yīng)的附圖將變得顯而易見，其中以圖解示例的形式給出包括本發(fā)明原理的結(jié)構(gòu)實(shí)施例。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明提出的實(shí)施例的一般組成的原理圖。
圖2是用于提出的實(shí)施例中的控制器的電路圖。
圖3是提出實(shí)施例的基本部分的詳細(xì)剖視圖。
圖4是表示控制手柄位置、電位器輸出電壓和原動機(jī)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示原動機(jī)轉(zhuǎn)速與電流值之間關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示電流值與變量泵所需扭矩之間關(guān)系的曲線圖。
圖7是表示變量泵的壓力與每轉(zhuǎn)排量之間關(guān)系的曲線圖。
圖8是表示變量泵所需扭矩與原動機(jī)扭矩曲線之間關(guān)系的曲線圖。
參見圖1，它畫出一個總回路圖，第一和第二可變排量液壓泵(以下稱為第一和第二變量泵)P1和P2及一個小容量的定量液壓控制泵(以下稱為控制泵)P3均由發(fā)動機(jī)E驅(qū)動。第一、第二和第三操縱閥(21)、(22)、(23)并聯(lián)于第一變量泵P1的輸出油路(1)第四、第五和第六操縱閥(24)、(25)、(26)并聯(lián)于第二變量泵P2的輸出油路(3)。從(21)至(26)的每一個操縱閥是公知的三位換向閥，用來向第一至第六執(zhí)行器(41)～(46)中的一個馬達(dá)或一個缸供應(yīng)輸出油液。
第一和第二變量泵P1、P2的排量控制件(以下稱為斜盤)(5)和(6)由控制機(jī)構(gòu)(7)和(8)來控制，而控制機(jī)構(gòu)(7)和(8)由來自控制泵P3的輸出油液來控制。在輸出油路(16)上裝有零位控制閥(以下稱為NC閥)(12)、截止閥(以下稱為CO閥)13和一個可變扭矩控制閥(14)，這些閥由裝在從第一和第二變量泵P1和P2的輸出油路(1)和(3)引出的回油油路(9)和(10)中的節(jié)流傳感器(11)來操縱。
標(biāo)號17代表一個電位器，它用來檢測發(fā)動機(jī)E的燃料噴射泵E1的控制手柄(18)的位置，而標(biāo)號(19)代表一個速度傳感器，它用來檢測發(fā)動機(jī)E的實(shí)際轉(zhuǎn)速。各個測量值(信號電壓)輸入到控制器(20)，它轉(zhuǎn)而輸出一個信號電流給可變扭矩控制閥(14)。
標(biāo)號(21)、(22)、(23)代表方式選擇開關(guān)、電源和選擇開關(guān)。選擇開關(guān)(23)通常把控制器(20)的輸出電路(20′)與可變扭矩控制閥(14)的電路(14′)相連，當(dāng)控制器(20)等出故障時，選擇開關(guān)動作，把電路(14′)與帶有接電池(22)的電阻器(24)的備用電路(25)相連。
方式選擇開關(guān)(21)靠手動選擇普通方式位置Ⅰ、中等方式位置Ⅱ和低方式位置Ⅲ，從而向控制器(20)輸出控制信號。
換句話說，如圖2所示，當(dāng)方式選擇開關(guān)(21)選擇普通方式位置Ⅰ時，根據(jù)電位器(17)所測得的控制手柄(18)的位置，測定出發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況(例如最大輸出工況、中等輸出工況和低輸出工況)，如上得到的測定值輸入到控制器(20)的存儲元件(20a)在那里設(shè)定輸出工況中的一個設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Nset從存儲元件(20a)讀出并輸入到操作元件(20b)。同時，由速度傳感器(19)測出的實(shí)際轉(zhuǎn)速N也輸入到操作元件(20b)。當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速N變得低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Nset時，根據(jù)(Nset-N)值可向變扭矩控制閥(14)的電路(14′)供入電流。
當(dāng)方式選擇開關(guān)(21)選擇到中等方式位置Ⅱ時，由控制器(20)的第一設(shè)定元件(26)設(shè)定的電流供入輸出電路(20′)。另一方面，當(dāng)方式選擇開關(guān)(21)選擇到低方式位置Ⅲ時，由第二設(shè)定元件(27)設(shè)定的電流供入輸出電路(20′)，這時控制手柄(18)的位置和實(shí)際轉(zhuǎn)速N不再有任何影響。
可變扭矩控制閥(14)用來根據(jù)從控制器(20)輸入的第一控制信號改變第一和第二變量泵P1和P2的輸出壓力和控制泵P3的輸出壓力?？刂茩C(jī)械(7)和(8)動作以改變斜盤(5)和(6)的傾角，從而加大或減小第一和第二變量泵P1和P2的每轉(zhuǎn)排量，由此來改變所需扭矩。
這樣一來，當(dāng)方式選擇開關(guān)(21)選擇低方式位置Ⅲ時，可變扭矩控制閥(14)的輸出壓力可根據(jù)第二設(shè)定元件(27)設(shè)定的設(shè)定電流進(jìn)行控制，即用與發(fā)動機(jī)設(shè)定輸出工況和實(shí)際轉(zhuǎn)速無關(guān)的第二控制信號來確定所需扭矩。由第二設(shè)定元件(27)設(shè)定的設(shè)定電流是一個與適合輕載作業(yè)的所需扭矩相對應(yīng)的值，在這種情況下所需扭矩在圖8中用X表示，圖中發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速就在滿載下額定點(diǎn)確定的所需扭矩而論有所增加，于是第一和第二變量泵P1和P2的流量也隨著增加，而同時輸出壓力卻下降，由此降低發(fā)動機(jī)耗油量并且在高速低壓下提供適合輕載作業(yè)的所需扭矩。
同理，當(dāng)方式選擇開關(guān)(21)選擇中等方式位置Ⅱ時，可變扭矩控制閥(14)的輸出壓力根據(jù)第一設(shè)定元件(26)設(shè)定的設(shè)定電流進(jìn)行控制，即用一個不同的第二控制信號確定所需扭矩。由第一設(shè)定元件(26)設(shè)定的設(shè)定電流是一個與適合正常作業(yè)的所需扭矩相對應(yīng)的值，在這種情況下所需扭矩在圖8中用Z表示，圖中它位于所需扭矩Y和X之間的中間位置上，由此得到適合正常作業(yè)的中等壓力和中等流量。
另外，當(dāng)方式選擇開關(guān)(21)選擇普通方式位置Ⅰ時，根據(jù)一個不同的第二控制信號，把所需扭矩確定為一個適合重載作業(yè)的值，如圖8中Y所示，由此得到適合重載作業(yè)的高壓和小流量。
在提出的實(shí)施例中，當(dāng)選擇普通方式位置Ⅰ時，由于輸出電流是根據(jù)發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況和實(shí)際轉(zhuǎn)速來控制的，所以有可能得到與發(fā)動機(jī)的有效扭矩相對應(yīng)的所需扭矩。即使在發(fā)動機(jī)于空氣稀薄的高原上運(yùn)轉(zhuǎn)和使用天然燃料的場合可能得不到與發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況相對應(yīng)的發(fā)動機(jī)出力時，也不會出現(xiàn)所需扭矩相對于發(fā)動機(jī)有效扭矩而言有所增加，即使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低(在最壞的情況下使發(fā)動機(jī)熄火)的局面。
這樣一來，僅靠選擇方式選擇開關(guān)(21)、把不同的任選第二控制信號加到第一控制信號上的方法，就可以把所需扭矩控制到與每種作業(yè)條件相對應(yīng)的值，從而在不增加發(fā)動機(jī)耗油量的前提下，使各種不同作業(yè)得以有效地進(jìn)行。
參見圖3，它畫出第一變量泵側(cè)每個部件的詳細(xì)剖視?？刂蒲b置((7)包括殼體(30)中的伺服活塞(31)、輸入信號部分A和導(dǎo)閥部分B。伺服活塞(31)通過撥銷(32)與斜盤(5)連接，它通常被一對由端蓋(34)和(35)限位的彈簧(33)象圖中所示那樣保持在最小斜盤傾角位置(最小排量位置)上。
輸入信號部分A有一個控制活塞(36)，活塞一端有凸出部分(37)，由此定義第一油腔(38)。在控制活塞(36)的另一端沿直線裝有彈簧(39)。
導(dǎo)閥部分B包括一個裝在閥套(41)中的導(dǎo)閥(42)，殼體(30)制成帶有切去部分(43)，它連通閥套(41)、控制活塞(36)和伺服活塞(31)。一個杠桿(44)裝在切去部分(43內(nèi)，其中部由銷軸(45)鉸鏈支撐在控制活塞(36)上。杠桿(44)的一端(44a)與伺服活塞(31)的槽(21a)配合，而另一端(44b)穿過閥套(41)的孔(41a)與導(dǎo)閥442)的槽(42a)配合)閥套(41)制成帶有進(jìn)口(56)及第一和第二出口(57)和(58)。進(jìn)口(56)連通進(jìn)油孔(59)，第一和第二出口(57)和(58)通過在殼體(30)內(nèi)形成的第一和第二油路(60)和(61)分別連通伺服活塞(31)的第一和第二壓力腔(62)和(63)。閥套(41)的一個端面通過一個彈簧座(64)和一個自由活塞(65)緊靠在與端蓋(66)螺紋配合的調(diào)節(jié)螺絲(67)上，另一端面通過自由活塞(68)緊靠在與端蓋(69)螺紋配合的調(diào)節(jié)螺絲(70)上。標(biāo)號(71)和(72)代表鎖緊螺母。
導(dǎo)閥(42)制成帶有一個環(huán)形槽(73)，它把進(jìn)口(56)與第一出口(57)或第二出口(58)連通，通常被彈簧(74)推向右以保持伺服活塞(31)處于最小斜盤傾角位置。另外，導(dǎo)閥(42)制成帶有第一和第二環(huán)形槽(75)和(76)，它們把第一出口(57)或第二出口(58)與切去部分(43)連通，導(dǎo)閥(42)還制成帶有一個軸向孔(77)。
CO閥(13)和ио閥制成一個整體。
截止閥(13)按下述方法組成。就是說，閥體(100)裝有內(nèi)含活塞(101)的閥套(102)，還裝有閥(103)，它們是沿直線布置的?；钊?101)的肩部(101a)和閥套(102)的孔(102a)形成第一壓力接收腔(104)?；钊?101)的小直徑部分(101b)的自由端暴露于第二壓力接收腔(105)，第二壓力接收腔(105)通過油路(106)靠閥(103)與油口(107)可堵塞地連通。第一壓力接收腔(104)通過油口(108)與輸出油路(1)連通。閥(103)被彈簧(110)推向左，把油路(106)與油口(109)可堵塞地連通。
另一方面，零位控制閥(12)按下述方法組成。就是說，閥體(100)裝有內(nèi)含活塞(111)的閥套(112)，還裝有閥(113)，它們是沿直線布置的?；钊?111)的肩部(111a)和閥套(112)的孔(112a)形成第三壓力接收腔(114)?；钊?111)的小直徑部分(111b)曝露于第四壓力接收腔(115)。第三壓力接收腔(114)通過油路(116)與油口(117)連通，油口(117)轉(zhuǎn)向靠閥(113)與油路(106)可堵塞地連通。第四壓力接收腔(115)通油口(118)。閥(113)被彈簧(119)推向右，彈簧腔(120)通油口(121′)。
節(jié)流傳感器(11)在進(jìn)口(80)和出口(81)之間設(shè)有節(jié)流孔(82)，該傳感器設(shè)計成用來檢測第一油口(83)處的總壓力(靜壓力+動壓力)和第二油口(84)處的靜壓力。第一油口(83)通過油口(118)與第四壓力接收腔(115)連通，而第二油口(84)通過油口(121′)與彈簧腔(120′)連通。油口(117)與第一油腔(38)連通。
可變扭矩控制閥(14)在其閥體(120)內(nèi)包括有一個把進(jìn)口(121)與出口(122)可堵塞地連通的閥(123)和一個內(nèi)含第一、第二和第三活塞(124)、(125)和(126)的閥套(127)，它們是沿直線布置的。閥(123)被彈簧(128)推向這樣的方向，即正好把進(jìn)口(121)與出口(122)連通，并把第一活塞(124)的壓力接收區(qū)(124a)與出口(122)連通，從而形成一個減壓閥。第二活塞(125)的壓力接收區(qū)(125a)通過油口(129)與輸出油路(1)連通，以便由第二活塞(125)克服彈簧(128)向左推動閥(123)。第三活塞(126)的壓力接收區(qū)(126a)通過油口(90)與第二變量泵P2的輸出油路(3)連通。與端蓋(92)螺紋配合的調(diào)節(jié)螺絲(93)裝在彈簧(128)的彈簧座(91)的對面。比例電磁鐵(94)的輸出推桿(95)裝在第三活塞(126)的端面(126a)的對面。進(jìn)口(121)與控制泵P的輸出油路(16)相連，而出口(122)與截止閥(13)的油口(109)相連。
在工作過程中，當(dāng)?shù)谝坏降谌倏v閥(21)至(23)均處在中間位置時，回油油路(9)中的流量很大，節(jié)流傳感器(11)的總壓力與靜壓力之間的壓差變?yōu)樽畲?，這時供入零位控制閥(12)的第四壓力接收腔(115)的總壓力與供入彈簧腔(120′)的靜壓力之間的壓差變?yōu)樽畲?。于是，把閥(113)向左推的偏移力也達(dá)到最大值。與此同時，在油口(117)的壓力供入第三壓力接收腔(114)，克服彈簧(119)把閥(113)向左推，從而使零位控制閥(12)的輸出壓力(從油口(117)輸出的壓力)最低。
與此同時，由于輸出油路(1)中的壓力是最低值，所以在可變扭矩控制閥(14)的壓力接收區(qū)(125a)的壓力變?yōu)樽畹椭?，從而使第二活?125)對閥(123)的推力減至最小。于是，閥(123)被彈簧(128)推向左，從而把進(jìn)口(121)與出口(122)連通，并使由控制泵P3的溢流閥(96)所設(shè)定的初始壓力從出口(122)輸出并供入截止閥(13)的油口(109)內(nèi)。
由于供入截止閥(13)的第一壓力接收腔(104)的壓力也是最低的，活塞(101)向右的推力達(dá)到最低值，于是閥(103)被彈簧(110)推向左，把油口(109)與油路(106)連通，并把控制泵P3的初始壓力通過油路(106)供入零位控制閥(12)。然而，由于零位控制閥(12)的輸出壓力設(shè)計成是上述的最低值，所以控制泵P0的初始壓力被減壓到其最低輸出壓力，并作為控制壓力通過油口(117)供入輸入信號部分A的第一油腔(38)。
由于控制壓力如上所述是最低的，所以控制活塞(36)被彈簧(39)推向右，使凸出部分(37)緊靠在堵頭上，如圖中所示。在伺服活塞(31)的這種圖示位置上，斜盤(5)被設(shè)定于最小傾角位置，從而使第一變量泵P1的每轉(zhuǎn)排量減至最小。
換句話說，閥套(41)被設(shè)定在圖示位置上，從而堵塞進(jìn)口(56)與第一和第二出口(57)和(58)之間的通路，由此平衡伺服活塞(31)的第一和第二壓力腔(62)和(63)內(nèi)的壓力。
當(dāng)?shù)谝徊倏v閥(21)換向，把來自第一變量泵P1的一部分輸出油液供給第一執(zhí)行器(41)時，回油油路(9)中的流量減小，從而節(jié)流傳感器(11)測出的壓差減小。于是，零位控制閥(12)的彈簧腔(120′)中的壓力與第四壓力腔(115)中的壓力之間的壓差也減小。結(jié)果，把閥(113)向右推的力加大，從而提高油口(117)處的壓力。于是第一油腔(38)中的壓力也提高，推動控制活塞(36)左移并帶動杠桿(44)以伺服活塞(31)為支點(diǎn)向左擺動，從而使導(dǎo)閥(42)向左移動，由此把進(jìn)口(56)與第二出口(58)連通，結(jié)果，來自控制泵P3的輸出油液供入伺服活塞(31)的第二壓力腔(63)，使伺服活塞(31)向左移動，由此加大斜盤(5)的傾角，從而加大第一變量泵P1的每轉(zhuǎn)排量。
結(jié)果，杠桿(44)繞控制活塞(36)的銷軸(45)順時針轉(zhuǎn)動，導(dǎo)閥(42)被杠桿(44)的端部(44b)拔向右，從而堵塞進(jìn)口(56)與第二出口(58)之間的通路，就這樣根據(jù)節(jié)流傳感器(11)測出的壓差減小值來加大第一變量泵P1的排量。
也就是說，伺服活塞(31)的運(yùn)動通過杠桿(44)反饋到導(dǎo)閥(42)上。
這時，由于控制活塞(36)根據(jù)彈簧(39)的彈簧特性向左移動，所以第一變量泵P1每轉(zhuǎn)排量的增加量可根據(jù)彈簧特性任意改動。
另外，當(dāng)輸出油路(1)中的壓力升高時，可變扭矩控制閥(14)的壓力接收區(qū)(125a)處的壓力也升高，從而加大第二活塞(125)的推力。于是，克服彈簧(128)把閥(123)有力地推向左推，從而加強(qiáng)減壓作用，導(dǎo)致出口(122)處的輸出壓力的降低。
結(jié)果，通過截止閥(13)和零位控制閥(12)供入輸入信號部分A的第一油腔(36)中的控制壓力降低，控制活塞(36)與上述情況相反地向右移動，從而減小第一變量泵P1的每轉(zhuǎn)排量。
當(dāng)輸出油路(1)中的壓力升高到接近主溢流閥的設(shè)定壓力時，截止閥(13)的第一壓力接收腔(104)處的壓力也升高，于是活塞(101)克服彈簧(110)推動閥(103)右移，從而堵塞油口(109)與油路(106)之間的通路并開始減壓操作，由此降低來自零位控制閥(12)的輸出壓力。
接著，當(dāng)輸出油路(1)中的壓力進(jìn)一步升高時，進(jìn)一步進(jìn)行減壓操作，從而使來自零位控制閥(12)的輸出壓力降至最低。結(jié)果，輸入信號部分A的第一油腔(38)中的控制壓力也降至最低，于是第一變量泵P4的每轉(zhuǎn)排量也降至最小，而同時泵輸出壓力僅升高到回路的溢流設(shè)定壓力并且保持此壓力?？偨Y(jié)上述過程，可變扭矩控制閥(14)用來以這樣的方式控制輸出壓力，即當(dāng)?shù)谝缓偷诙兞勘肞1和P2的輸出壓力升高時就減小每轉(zhuǎn)排量，而當(dāng)輸出壓力降低時就加大每轉(zhuǎn)排量。
上述過程適合于未供入來自控制器(20)的控制電流時的這樣一種情況。下面說明供入來自控制器(20)的控制電流時的情況。
如圖4中所示，電位器(17)的輸出電壓在全開位置(滿載)是最小值，并向低速位置(部分負(fù)載)逐漸增大。于是，有可能測出存入元件(20a)的發(fā)動機(jī)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，即發(fā)動機(jī)的一個設(shè)定輸出工況，例如滿載或部分負(fù)載。
然后，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Иset輸入控制器(20)的操作元件(20b)并與速度傳感器(19)所測出的實(shí)際轉(zhuǎn)速И比較。結(jié)果，如圖5所示根據(jù)(Иset-И)值來控制送到輸出電路(20′)的輸出電流。
具體地說，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速И比設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Иset低200轉(zhuǎn)/分時，輸出電流就根據(jù)(Иset-И)值受到控制。在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Иset不超過1500轉(zhuǎn)/分的情況下，供應(yīng)最大的輸出電流。
另一方面，當(dāng)供入可變扭矩控制閥(14)的比例電磁鐵的電流值增加時，施加在閥(123)上的推力增大，從而降低了出口(122)處的輸出壓力。反之，電流值減小時，推力減小，從而提高了出口(122)處的輸出壓力。換句話說，當(dāng)供入電流增加時，變量泵的每轉(zhuǎn)排量減小，而當(dāng)供入電流減小時，變量泵的每轉(zhuǎn)排量加大。于是所需扭矩與電流值之間的關(guān)系是，所需扭矩隨電流值的增大而減小，反之，所需扭矩隨電流值的減小而加大，如圖6所示。
結(jié)果，變量泵的每轉(zhuǎn)排量與壓力之間的關(guān)系根據(jù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的不同在Ⅰ′和Ⅱ′的范圍內(nèi)變化，如圖7所示，但在一定的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速下總是恒定的。
如上所述，所需扭矩根據(jù)控制手柄(18)的位置、即發(fā)動機(jī)的一個設(shè)定輸出工況來改變，從而根據(jù)變量泵的輸出壓力來增大和減小它的每轉(zhuǎn)排量并且提供一個與設(shè)定輸出工況相對應(yīng)的所需扭矩。于是，即使發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況是在部分負(fù)載或是滿載下，仍可以控制變量泵的排量而不會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)熄火。
具體地講，當(dāng)控制手柄(18)處于它的全開位置，即在滿載下發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不低于2100轉(zhuǎn)/分這個額定值(設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Nset)時，供入比例電磁鐵(94)的電流是最小值(0.3安)。直到所需扭矩達(dá)到發(fā)動機(jī)的額定輸出為止，每轉(zhuǎn)排量(斜盤傾角)都是最大值。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變得低于額定值時，供入比例電磁鐵(94)的電流根據(jù)(Nset-N)值增大，從而減小每轉(zhuǎn)排量。當(dāng)發(fā)動機(jī)變速變得低于1900轉(zhuǎn)/分時供入電流達(dá)到最大值，從而使每轉(zhuǎn)排量減至最小，由此將所需扭矩減至最小。
雖然，在提出的實(shí)施例中在發(fā)動機(jī)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速Nset高于1500轉(zhuǎn)/分的情況下所需扭矩用與上述相同的方法控制，同時控制成使供入電流為最大值而不出現(xiàn)發(fā)動機(jī)熄火，從而使每轉(zhuǎn)排量最小，但是，即使Nset值處在不大于1500轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)也可以用上述相同的方法來控制。
另外，當(dāng)由第一設(shè)定元件(26)設(shè)定的電流在方式選擇開關(guān)(21)處于中等方式位置Ⅱ的條件下從控制器(20)供入比例電磁鐵(94)，而施加在閥(123)上的推力變?yōu)橐粋€預(yù)定值時，所需扭矩可以與供入電流值相對應(yīng)，而與發(fā)動機(jī)的輸出工況無關(guān)。
同理，當(dāng)由第二設(shè)定元件(27)設(shè)定的電流在方式選擇開關(guān)(21)處于低方式位置Ⅲ的條件下從控制器(20)供入比例電磁鐵(94)時，所需轉(zhuǎn)矩可以與供入電流值相對應(yīng)，而與發(fā)動機(jī)的輸出工況無關(guān)。
這樣一來，因?yàn)樗枧ぞ乜梢酝ㄟ^選擇方式選擇開關(guān)(21)隨意設(shè)定，而與發(fā)動機(jī)的設(shè)定輸出工況無關(guān)，所以有可能有效地利用適合執(zhí)行器(2)的動作即作業(yè)內(nèi)容的發(fā)動機(jī)輸出，并減少耗油量。
當(dāng)控制器(20)由于某種原因出故障時，電流就不供入選擇開關(guān)(23)的線圈(23a)中，于是選擇開關(guān)(23)切換到把備用電路(25)與電路(14′)接通。結(jié)果，一個設(shè)定電流從備用電路(25)供入比例電磁鐵(94)，從而提供一個與發(fā)動機(jī)設(shè)定輸出工況關(guān)的預(yù)定的所需扭矩，并控制變量泵的每轉(zhuǎn)排量。
具體地說，如圖8所示，在中等方式位置的所需扭矩用Z表示，其中壓力與每轉(zhuǎn)排量之間的關(guān)系由圖7中的Ⅱ′表示，在低方式位置的所需扭矩用X表示，其中壓力與每轉(zhuǎn)排量之間的關(guān)系由圖7中的Ⅲ′表示。在備用電路(25)接通狀態(tài)下的所需扭矩用S表示。在普通方式位置的所需扭矩用Y表示。
另外，由于把變量泵的輸出壓力引入可變扭矩控制閥(14)以便由泵輸出壓力控制出口(122)處的壓力，所以即使電流供入比例電磁鐵(94)，仍可在一定范圍內(nèi)控制變量泵的排量。
權(quán)利要求
1.一種油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，其中自身壓力被確定為第一控制信號，改進(jìn)的特征在于，不同于上述第一控制信號的、可任意切換的第二控制信號加到上述第一控制信號上，排量適合于切換成與加到上述第一控制信號上的上述第二控制信號的值相對應(yīng)的一個排量。
2.一種油液操縱的泵排量控制系統(tǒng)，它包括一個與多臺變量泵的各個排量控制裝置連接的、由來自單獨(dú)的控制泵的輸出壓力油液來操縱的控制裝置，一個帶有比例電磁鐵的、裝在連接上述控制裝置與上述控制泵的回路中的、靠上述變量泵的輸出油液壓力與上述比例電磁鐵的推力來操縱減壓作用的可變扭矩控制閥，檢測用來驅(qū)動上述變量泵的原動機(jī)的設(shè)定輸出工況的裝置，和根據(jù)上述原動機(jī)的每種上述輸出工況中的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的差值向上述比例電磁鐵供應(yīng)電流的裝置。
專利摘要
本發(fā)明包括一個與多臺變量泵的各個排量控制裝置連接的并由來自單獨(dú)的控制泵的輸出壓力油液來操縱的控制裝置，一個代有比例電磁鐵的、裝在連接控制裝置與控制泵的回路中并靠變量泵的輸出油液壓力與比例電磁鐵的推力來減低其輸出壓力的可變扭矩控制閥，一個檢測用來驅(qū)動變量泵的原動機(jī)的設(shè)定輸出工況的裝置，和一個響應(yīng)于原動機(jī)的每種設(shè)定輸出工況中的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速與它的實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的差值、向電磁鐵供應(yīng)電流的電子控制器，由此變量泵所需扭矩可以變化而無須改變原動機(jī)的設(shè)定輸出工況。
文檔編號F04B1/26GK85104096SQ85104096
公開日1986年5月10日 申請日期1985年5月29日
發(fā)明者秋山照夫, 鷦鷯騰之, 西鄉(xiāng)隆一 申請人:株式會社小松制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan