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液压系统

文献发布时间:2024-01-17 01:21:27


液压系统

技术领域

本发明涉及一种液压系统,更详细地,涉及一种提高斜盘式可变容量型液压泵的效率的液压系统。

背景技术

通常,液压系统通过液压泵排出的工作油传递动力来启动各种驱动装置。这样的液压系统广泛用于工程机械或工业车辆等。例如,在工程机械中使用的液压系统通过从由发动机驱动的液压泵排出的工作油驱动诸如动臂、斗杆、铲斗、行驶电机、旋回电机等的多个作业装置。

对于作为在这样的液压系统中使用的液压泵的一种的斜盘式可变容量型液压泵,通过诸如调节器的流量控制装置调整形成在泵内的斜盘的角度,由此控制排出流量。

这样的液压控制装置可以区分为机械控制方式和电子控制方式。过去主要采用机械控制方式,但近年来电子控制方式被广泛采用。电子控制方式的液压控制装置通过电信号施加至调节器来控制斜盘角。这样的电子控制方式的液压控制装置控制压力控制型电子液压泵。这种压力控制型电子液压泵通过控制装置控制,控制装置分别接收设置在工程机械的驾驶舱内的操作装置的操作信号和来自安装在电子液压泵内的角度传感器的斜盘的角度值作为电信号,并向相应电子液压泵输出用于控制压力的电信号。

此外,诸如调节器的流量控制装置通过控制阀控制斜盘驱动活塞的动作来调整液压泵的斜盘的角度。另外,控制阀通过将从液压泵排出的工作油的一部分选择性地供应至斜盘驱动活塞来控制斜盘驱动活塞的动作。

然而,在控制阀控制斜盘驱动活塞的动作的期间,从液压泵排出的工作油的一部分会从控制阀被排放并废弃。这样从控制阀排放工作油是为了使控制阀稳定地执行控制动作而要求的。

但是,由于从液压泵排出的工作油被废弃与从控制阀排放工作油的量相当的量,因此存在的问题是,比液压泵实际能够排出的工作油的最大流量少的流量的工作油用于驱动各种驱动装置。此外,由于液压泵的最大容积有限,这样的问题会导致使用液压系统的装备的性能下降。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供一种使不必要的流量损失最小化的液压系统。

技术方案

根据本发明的实施例,液压系统包括:可变容量型液压泵,其排出工作油,并包括斜盘;斜盘角度传感器,其测量所述斜盘的角度;斜盘驱动活塞,其具有大径部和小径部,并且根据施加至所述大径部的压力的变化来移动所述液压泵的所述斜盘;斜盘控制液压管路,其用于将所述液压泵排出的工作油的一部分供应至所述大径部;控制阀,其设置在所述斜盘控制液压管路上,并控制供应至所述大径部或从所述大径部排出的工作油的流量;电子比例减压阀(electronic proportional pressure reducing valve,EPPRV),其生成要传递至所述控制阀的一侧的先导压力;操作装置,其生成操作信号;以及控制装置,其根据所述操作装置的操作信号和所述斜盘角度传感器的角度信息来控制所述电子比例减压阀。

上述液压系统还可以包括:排放管路,其连接于所述控制阀;以及阀控制液压管路,其从比所述控制阀更上游的所述斜盘控制液压管路分支并向所述控制阀的另一侧传递压力。

所述电子比例减压阀基于所述控制装置的控制来生成并传递至所述控制阀的一侧的先导压力可以包括:第一先导压力,其小于通过所述阀控制液压管路施加至所述控制阀的另一侧的压力;第二先导压力,其大于通过所述阀控制液压管路施加至所述控制阀的另一侧的压力;以及第三先导压力,其大于所述第二先导压力。

当向所述控制阀的一侧施加所述第一先导压力时,所述控制阀可以通过所述斜盘控制液压管路向所述斜盘驱动活塞的所述大径部供应工作油。当向所述控制阀的一侧施加所述第二先导压力时,所述控制阀可以将所述斜盘驱动活塞的所述大径部的工作油排放至所述排放管路。另外,当向所述控制阀的一侧施加所述第三先导压力时,可以阻止从所述控制阀向所述排放管路排放工作油。

可以是,当向所述控制阀的一侧施加所述第一先导压力和所述第二先导压力时,从所述液压泵排出并通过所述斜盘控制液压管路和所述阀控制液压管路传递至所述控制阀的工作油的至少一部分通过所述排放管路被排放。

可以是,当向所述斜盘驱动活塞的所述大径部供应工作油时,所述液压泵的所述斜盘的角度变小,使得所述液压泵的排出流量减少;当从所述斜盘驱动活塞的所述大径部排放工作油时,所述液压泵的所述斜盘的角度变大,使得所述液压泵的排出流量增加。

可以是,在向所述控制阀的一侧施加所述第二先导压力之后,当所述斜盘角度传感器测量的所述斜盘的角度变大到已设定的角度以上时,所述控制装置控制为使所述电子比例减压阀生成所述第三先导压力。

可以是,在向所述控制阀的一侧施加所述第二先导压力而从所述斜盘驱动活塞的所述大径部最大程度地排放工作油之后,当所述操作装置的操作信号要求所述液压泵排出最大流量时,所述控制装置控制为使所述电子比例减压阀生成所述第三先导压力。

所述控制装置可以分别计算根据流量控制方式所要求的所述先导压力、根据马力控制方式所要求的所述先导压力、以及根据压力控制方式所要求的所述先导压力。并且,所述控制装置可以从计算出的所述先导压力中选择最低的所述先导压力,并控制为使所述电子比例减压阀生成所选择的所述先导压力。

可以是,所述控制装置在根据所述流量控制方式所要求的所述先导压力低于根据所述马力控制方式所要求的所述先导压力和根据所述压力控制方式所要求的所述先导压力时,控制为使所述电子比例减压阀生成所述第三先导压力。

此外,根据本发明的实施例,液压系统包括:可变容量型液压泵,其排出工作油,并包括斜盘;斜盘驱动活塞,其具有大径部和小径部,并且根据施加至所述大径部的压力的变化来移动所述液压泵的所述斜盘;斜盘控制液压管路,其用于将所述液压泵排出的工作油的一部分供应至所述大径部;控制阀,其设置在所述斜盘控制液压管路上,并控制供应至所述大径部或从所述大径部排出的工作油的流量;电子比例减压阀(electronicproportional pressure reducing valve,EPPRV),其生成要传递至所述控制阀的一侧的先导压力;操作装置,其生成操作信号;以及控制装置,其在所述操作装置的操作信号要求所述液压泵的最大排出流量时,控制为使所述电子比例减压阀生成阻止从所述大径部向油箱排放工作油的第三先导压力。

上述液压系统还可以包括斜盘角度传感器,其测量所述斜盘的角度,当所述斜盘角度传感器测量的所述斜盘的角度变大到已设定的角度以上时,所述控制装置控制为使所述电子比例减压阀生成所述第三先导压力。

发明的效果

根据本发明的实施例,液压系统可以使不必要的流量损失最小化。

附图说明

图1是本发明的一实施例的液压系统的液压回路图。

图2是示出图1的液压系统的控制装置的控制过程的顺序图。

图3是示出对应于本发明的一实施例的液压系统的动作的先导压力和排出流量的变化的图表。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的实施例,以使本领域的技术人员能够容易地实施本发明。本发明可以以多种不同的形式来体现,并不限于这里描述的实施例。

附图是示意性的而不是按比例绘制的。为了附图中的清楚和方便起见,图中所示的部分的相对尺寸和比例在其大小上被夸张或缩小而示出,并且任意的尺寸仅是示例性的而不是限定性的。并且,对在两幅以上的图中出现的相同的结构物、要素或部件使用相同的附图标记以体现相似的特征。

本发明实施例具体示出本发明的理想的实施例。结果,预期会有图解的多种变形。因此,实施例不限于图示区域的特定形态,例如也包括制造引起的形态的变形。

下面参照图1至图3对本发明的一实施例的液压系统101进行描述。本发明的一实施例的液压系统101可以使用于工程机械或工业车辆等,并且可以通过从由发动机驱动的液压泵310排出的工作油驱动诸如动臂缸、斗杆缸、铲斗缸、旋回电机、以及行驶电机等的各种驱动装置。

如图1所示,本发明的一实施例的液压系统101包括液压泵310、斜盘角度传感器730、斜盘驱动活塞200、斜盘控制液压管路640、控制阀300、电子比例减压阀500、操作装置770、以及控制装置700。

此外,本发明的一实施例的液压系统101还可以包括排放管路680、阀控制液压管路630、先导泵370、以及油箱800。

液压泵310是斜盘式可变容量型。即,液压泵310包括斜盘314。另外,可以通过调节斜盘314的角度来调节液压泵310的排出流量。

斜盘角度传感器730测量斜盘314的角度。另外,由于斜盘314的角度与液压泵310的工作油排出流量成比例,斜盘角度传感器730可以测量液压泵310的工作油排出流量。

斜盘驱动活塞200调节液压泵310的斜盘314的角度。斜盘驱动活塞200具有大径部290和小径部210,并且根据施加至大径部290的压力的变化来移动液压泵310的斜盘314。

斜盘控制液压管路640被设置为能够将液压泵310排出的工作油的一部分供应至斜盘驱动活塞200的大径部290。

控制阀300设置在斜盘控制液压管路640上以控制供应至斜盘驱动活塞200的大径部290或从斜盘驱动活塞200的大径部290排出的工作油的流量。具体地,控制阀300在阀芯的位置切换时内部流路发生变化,从而将通过斜盘控制液压管路640移动的工作油供应至斜盘驱动活塞200的大径部290或通过待后述的排放管路680排放从斜盘驱动活塞200的大径部290排出的工作油。

电子比例减压阀500(electronic proportional pressure reducing valve,EPPRV)生成要传递至控制阀300的一侧的先导压力。这样的电子比例减压阀500是电子控制阀,并且根据到后述的控制装置700供应的电流信号生成先导压力。即,电子比例减压阀500可以调节与控制装置700提供的电流信号的大小成比例地生成的先导压力的大小。

先导泵370用于生成先导压力。即,先导泵370排出的工作油的压力被电子比例减压阀500加工为要传递至控制阀300的先导压力。

阀控制液压管路630可以从比控制阀300更上游的斜盘控制液压管路640分支并向控制阀300的另一侧传递压力。这里,上游以工作油的流向为基准,指控制阀300到液压泵310的方向。即,向控制阀300的另一侧施加从液压泵310排出的工作油具有的压力。此时,传递至控制阀300的另一侧的工作油的压力也可以根据情况来加工。

排放管路680连接于控制阀300。随着切换控制阀300的阀芯,传递至控制阀300的工作油和从斜盘驱动活塞200的大径部290排出的工作油可以通过排放管路680排放。

油箱800与排放管路680连接,并且可以储存通过排放管路680排放的工作油。此外,液压泵310可以排出储存在油箱800中的工作油。

操作装置770生成操作信号。例如,操作装置770可以包括以使作业者能够操作各种驱动装置的方式设置在驾驶室内的控制杆、操作杆、踏板(pedal)、触摸屏、以及按钮等。操作装置770由用户操作,并且,待后述的控制装置700根据操作装置770的操作信号生成电流信号并将其传递至电子比例减压阀500。

控制装置700根据操作装置770的操作信号和斜盘角度传感器730的角度信息控制电子比例减压阀500。即,电子比例减压阀500根据从控制装置700传递的电流信号来生成先导压力。

如此,基于控制装置700的控制,电子比例减压阀500生成的先导压力被传至控制阀300,控制阀300根据接收的先导压力进行动作以控制斜盘驱动活塞200的动作。另外,根据斜盘驱动活塞200的动作调整液压泵310的斜盘314的角度以控制液压泵310的排出流量。

例如,电子比例减压阀500基于控制装置700的控制来生成并传递至控制阀300的一侧的先导压力可以被区分为第一先导压力、第二先导压力、以及第三先导压力。

第一先导压力是小于通过阀控制液压管路640施加于控制阀300的另一侧的压力的压力。因此,当向控制阀300的一侧施加第一先导压力时,控制阀300通过斜盘控制液压管路640向斜盘驱动活塞200的大径部290供应工作油。然后,当向斜盘驱动活塞200的大径部290供应工作油时,液压泵310的斜盘314的角度变小,使得液压泵310的排出流量减少。

第二先导压力是大于通过阀控制液压管路640施加至控制阀300的另一侧的压力的压力。因此,当向控制阀300的一侧施加第二先导压力时,随着控制阀300的阀芯的位置被切换,内部流路发生变化,使得控制阀300将斜盘驱动活塞200的大径部290的工作油排放至排放管路680。然后,当从斜盘驱动活塞200的大径部290排放工作油时,液压泵310的斜盘314的角度变大,使得液压泵310的排出流量增加。

第三先导压力是比第二先导压力大的压力。当向控制阀300的一侧施加第三先导压力时,随着控制阀300的阀芯的位置再一次切换,阻止从控制阀300向排放管路680排放工作油。如此,当阻止从控制阀300排放工作油时,从液压泵310排出的工作油的一部分不再沿斜盘控制液压管路640移动,因此从液压泵310排出的工作油可以全部用于驱动驱动装置。即,可以防止从液压泵310排出的工作油不必要地经控制阀300排放而被废弃。

另一方面,当向控制阀300的一侧施加第一先导压力和第二先导压力时,从液压泵310排出并通过斜盘控制液压管路640和阀控制液压管路630传递至控制阀300的工作油的至少一部分通过排放管路680被排放。如此,从控制阀300排放工作油是为了使控制阀300稳定地执行控制动作。控制阀300利用工作油的压力随着内部的阀芯被切换而改变流路。

因此,液压泵310无需以最大流量排出工作油,当排出流量随着操作装置770的操作继续变化时,根据控制装置700传递的电流信号,电子比例减压阀500生成低于第三先导压力的大小的先导压力,控制阀300根据所施加的先导压力的大小来启动斜盘驱动活塞200以增加或减小液压泵310的工作油的排出流量。

此外,如图3所示,控制装置700可以以选自流量控制方式、马力控制方式以及压力控制方式中的控制方式控制控制阀300。

在流量控制方式中,控制装置700接收斜盘角度传感器730反馈的信息并计算要由电子比例减压阀500生成的先导压力Pi,以使液压泵310遵循由操作装置770的操作信号决定的液压泵310的目标排出流量命令来排出工作油。

在马力控制方式中,控制装置300接收斜盘角度传感器730和发动机的转速的信息的反馈并计算要由电子比例减压阀500生成的先导压力Pd,以便在限制液压泵310所需的马力不超过已设定的马力的同时,当提供至液压泵310的发动机的转速下降至已设定的转速时,使得发动机的转速恢复。

在压力控制方式中,控制装置700限制液压泵310的排出压力不超过为每个动作设定的最大压力,并利用限制的值计算要由电子比例减压阀500生成的先导压力Pc。

然后,控制装置700在如前述计算出的三种先导压力Pi、Pd、Pc中选择最低的先导压力,并控制为使电子比例减压阀500生成所选择的先导压力。

此外,在本发明的一实施例中,控制装置700可以控制电子比例减压阀500在特定条件下选择的先导压力上加额外的先导压力来生成。这样,在所选择的先导压力上加额外的先导压力即为前述第三先导压力。

具体地,为了控制的稳定性,控制装置700仅在满足如下特定条件时控制为使电子比例减压阀500生成第三先导压力。

在向控制阀300的一侧施加第二先导压力之后,当斜盘角度传感器730测量的斜盘314的角度变大到已设定的角度以上时,控制装置700可以控制为使电子比例减压阀500生成第三先导压力。这里,已设定的角度是接近液压泵310的斜盘314的最大角度的角度。考虑液压泵310的稳定性和容许阈值,已设定的角度被设定为略低于最大角度。例如,已设定的角度可以具有大于最大角度的95%的大小。

此外,在向控制阀300的一侧施加第二先导压力以,使得工作油从斜盘驱动活塞200的大径部290被最大程度地排放之后,当操作装置770的操作信号要求液压泵310排出最大流量时,控制装置700可以控制为使电子比例减压阀500生成第三先导压力。

此外,当根据流量控制方式所要求的先导压力Pi低于根据马力控制方式所要求的先导压力Pd和根据压力控制方式所要求的先导压力Pc时,控制装置700可以控制为使电子比例减压阀500生成第三先导压力。

另外,当前述三种条件全部满足时,或者根据情况满足一种以上时,控制装置700可以将电子比例减压阀500控制为生成在所选择的先导压力上加额外的先导压力的第三先导压力。

相反,当前述三种条件全部都不满足时,或者根据概况不满足任意一种时,控制装置700可以将电子比例减压阀500控制为照其生成所选择的先导压力。

图3示出在本发明的一实施例的液压系统101中,根据控制装置700控制电子比例减压阀500生成的先导压力由液压泵310排出的工作油的流量与液压泵310排出并供应至各种驱动装置的工作油的流量变化。

如图3所示,随着传递至控制阀300的先导压力上升,斜盘驱动活塞200加大液压电机310的斜盘314的角度,从而液压泵310的排出流量逐渐增加。

之后,在斜盘314的角度变大到最大,使得液压泵310的排出流量无法再变大的时间点A,当液压泵310继续被要求排出最大流量时,随着向控制阀500传递最高的第三先导压力,控制阀300的阀芯的位置被切换,从而阻止从控制阀300排放工作油。

这样,从液压泵310排出的工作油的一部分不会再朝向控制阀300,因此从液压泵310排出的工作油全部用于驱动驱动装置。

如此,当从液压泵310排出并供应至驱动装置的工作油的流量增加(ΔQ)时,实质上可以获得等同于提高液压泵310的性能的效果。

根据这种配置,本发明的一实施例的液压系统101可以使不必要的流量损失最小化。

即,当液压泵310被要求排出最大流量时,阻止从控制阀300排放工作油,使得从液压泵310排出的工作油全部用于驱动装置的驱动,由此能够最大程度地利用液压泵310的性能。

虽然在上文中参照附图对本发明的实施例进行了描述,但本发明所属领域的技术人员将可以理解,在不改变技术思想或必备特征的情况下,本发明可以以其他具体形态实施。

因此,以上所描述的实施例在所有方面都应理解为是示例性的,而非限定性的,本发明的范围由后述的权利要求书体现,从权利要求书的含义、范围以及其等同概念中导出的所有变更或变形的形态应解释为落入本发明的范围内。

附图标记

101:液压系统,200:斜盘驱动活塞,210:小径部,290:大径部,300:控制阀,310:液压泵,314:斜盘,370:先导泵,500:电子比例减压阀,630:阀控制液压管路,640:斜盘控制液压管路,700:控制装置,730:斜盘角度传感器,770:操作装置,800:油箱。

【工业上的可利用性】

根据本发明的实施例,液压系统可以用于使不必要的流量损失最小化。

相关技术
  • 用于液压制动系统的设备、液压制动系统、用于与液压制动系统共同作用的控制装置以及用于运行液压制动系统的方法
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技术分类

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