[發(fā)明專利]作業(yè)機械的液壓擺動控制設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080035999.3
• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN102472036A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 芳野鐵也;秋山征一;金繩裕也
• 申請（專利權(quán)）人: 卡特彼勒SARL公司
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22;F15B11/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于作業(yè)機械的擺動運動的液壓泵的功率控制器。

背景技術(shù)

在作業(yè)機械、例如液壓挖掘機中，液壓油馬達可使下部行走機構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)上部結(jié)構(gòu)擺動。由于作業(yè)機械具有高的慣性矩，在液壓油馬達起動和加速時液壓油回路中的液壓壓力變得極高并造成液壓油的溢流損失。已經(jīng)提出了用于減少這種溢流損失的多種技術(shù)。

例如，專利文獻1公開了一種減小液壓泵的排放流量以減少擺動馬達的操作過程中的溢流損失的技術(shù)。這種技術(shù)涉及檢測來自鏈接到擺動桿的先導(dǎo)閥的先導(dǎo)壓力、檢測流量控制閥和擺動馬達之間的回路上的液壓壓力、以及根據(jù)這些值控制液壓泵的旋轉(zhuǎn)斜盤角度。這種配置可減少溢流損失，并且防止由熱生成和高溫造成擺動馬達性能惡化。

引用列表

專利文獻

專利文獻1日本專利公開No.9-195322

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題

專利文獻1中描述的技術(shù)涉及控制液壓泵的旋轉(zhuǎn)斜盤，使得針對流量需求Qn，從液壓泵排放流量Qn+q，其中流量Qn+q通過將擺動馬達運動所要求的溢流流量q加上在擺動馬達起動和加速時的擺動速率下的流量需求Qn來獲得。由于機械主體的擺動速率通常根據(jù)機械主體體位大范圍地波動，因此很難從擺動桿的先導(dǎo)壓力和溢流壓力計算流量需求Qn。

擺動運動開始后擺動速率的波動通過圖4中的實線M1、M2顯示。由于機械主體的慣性矩隨著前部作業(yè)設(shè)備(例如吊桿裝置、臂裝置和鏟斗裝置)從機械主體的中心向前延伸的最大延伸體位增加，所以如實線M1所示的，擺動速率不會增加。相反，由于機械主體的慣性矩隨著前部作業(yè)設(shè)備縮回到機械主體的中心的最小延伸體位減小，所以如實線M2所示，擺動速率趨于增加。在專利文獻1描述的技術(shù)中，難以使液壓泵的排放流量跟隨擺動速率的這種波動。結(jié)果，不能確切地根據(jù)機械主體體位確定流量需求Qn。

特別是，在專利文獻1描述的技術(shù)中，由于溢流壓力只在液壓油從溢流閥溢流后才反映到排放流量的控制，所以控制的延遲太大而不能將實際溢流流量控制為q。

本發(fā)明的目的(就該問題而言已經(jīng)實現(xiàn)了)在于提供一種作業(yè)機械的液壓擺動控制設(shè)備，其在液壓控制中具有提高的控制響應(yīng)性，用于減少擺動運動的加速過程中的溢流損失。

解決問題的方案

為了實現(xiàn)所述目的，根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的作業(yè)機械的液壓擺動控制設(shè)備包括：安裝在作業(yè)機械中的液壓泵；接收來自液壓泵的液壓油供應(yīng)并使作業(yè)機械擺動的擺動馬達；在擺動馬達的操作過程中限定連接在液壓泵和擺動馬達之間的液壓油回路中的液壓油壓力上限的擺動溢流閥；檢測從液壓泵供應(yīng)到擺動馬達的液壓壓力的液壓壓力檢測裝置；檢測關(guān)于擺動馬達的擺動運動的擺動操作量的擺動操作量檢測裝置；根據(jù)擺動操作量檢測裝置檢測的擺動操作量設(shè)定擺動馬達所需的液壓油的要求流量的要求流量設(shè)定裝置；根據(jù)液壓壓力檢測裝置檢測的液壓壓力評估從擺動溢流閥溢流的液壓油溢流體積的溢流體積評估裝置；通過從要求流量設(shè)定裝置設(shè)定的要求流量扣除溢流體積評估裝置評估的溢流體積計算合適流量的泵流量扣除裝置；以及根據(jù)泵流量扣除裝置計算的合適流量控制液壓泵的排放流量的排放流量控制裝置，其中溢流體積評估裝置根據(jù)液壓壓力和擺動溢流閥的超載特征評估溢流體積。

注意，溢流體積不僅可為正值，還可為負(fù)值。換句話說，在從液壓泵延伸到擺動馬達的液壓油回路中的液壓壓力超過溢流壓力的狀態(tài)下，溢流壓力被評估為處于正的范圍，而在從液壓泵延伸到擺動馬達的液壓油回路中的液壓壓力不超過溢流壓力的狀態(tài)下，溢流壓力被評估為處于負(fù)的范圍。

因此，如果溢流壓力是正的，則合適流量將比要求流量小。而如果溢流壓力是負(fù)的，則將從要求流量中減去一負(fù)值，從而合適流量將比要求流量大。

另外，超載特征指的是，在初級側(cè)的液壓壓力(初級壓力)超過溢流壓力并且仍隨著溢流體積的增加而增加的現(xiàn)象中，溢流體積和初級壓力之間的對應(yīng)關(guān)系。

例如，擺動溢流閥在小于溢流壓力的初級壓力下完全關(guān)閉并在等于或高于溢流壓力的初級壓力下打開。擺動溢流閥所需的功能是控制溢流體積，使得初級壓力不超過溢流壓力。然而，實際的初級壓力隨著溢流體積的增加而微微增加。通常在超過溢流壓力的范圍內(nèi)，可以發(fā)現(xiàn)初級壓力和溢流體積之間具有預(yù)定函數(shù)關(guān)系。在本發(fā)明中，從這種函數(shù)關(guān)系評估溢流體積。

另外，根據(jù)權(quán)利要求2，并結(jié)合權(quán)利要求1的配置，在本發(fā)明的作業(yè)機械的液壓擺動控制設(shè)備中，如果液壓壓力高于擺動溢流閥的溢流壓力，溢流體積評估裝置將溢流體積評估為正值，而如果液壓壓力低于擺動溢流閥的溢流壓力，則將溢流體積評估為負(fù)值。