[发明专利]用于工作机械的液压控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于工作机械的液压控制设备，其通过开放式中心液压回路中的中央旁路中的负控制压力来控制液压泵的排出流动速率。

背景技术

在传统的设有开放式中心液压回路的工作机械，例如液压挖掘机和轮式装载机中，通过中央旁路中的工作液压来控制液压泵的排出流动速率。例如，专利文献1公开了一种中央旁路中设置有小孔(节流孔)的液压回路结构，其中从小孔上游侧引出的负控制通路与调节器控制阀相连通。

在该技术中，调节器控制阀被控制为使得液压泵的排出流动速率随着负控制通道中的工作液压(即负控制压力)的降低而升高。该构造被认为，当回路中的液压缸或液压马达不操作(即没有任何操作，控制杆处于空档位置)或者如果有操作但操作幅度(可操纵变化)非常小时，能够通过将更高的负控制压力引入到调节器控制阀来使得液压泵的排出流动速率最小化。这种通过中央旁路中小孔的压差来对液压泵的排出流动速率进行的控制通常被称为“负控制”。

用于负控制的小孔节流特征基于当工作机械处于正常操作、即发动机以标定发动机速度转动时液压泵的排出流动速率的泵特征设定。例如，泵特征被设置成使得排出流动速率Q随着负控制压力Pn的降低而升高，并且使得排出流动速率Q随着负控制压力Pn的升高而降低，如图3的实线所示。

在该例中，标定发动机速度下的泵特征被设定成使得当负控制压力Pn为第一压力P1或更大时排出流动速率Q被设定为第一流动速率Q1，而当负控制压力Pn小于第二压力P2时排出流动速率Q被设置为第二流动速率Q2(Q2＞Q1)。此外，在负控制压力Pn满足P2＜＝Pn＜P1的范围内，排出流动速率Q与负控制压力Pn的升高成比例地降低。

对于这种泵特征，小孔的节流特征被设置成使得当控制杆处于空档位置时产生的负控制压力使得液压泵的排出流动速率Q最小化。例如，如图3的虚线所示，小孔的节流特征被设置成使得当排出流动速率Q为第一流动速率Q1时负控制压力Pn(即小孔上游压力)变为第一压力P1或更大。与图3中实线和虚线的交点A相对应的压力Pn1是当控制杆处于空档位置时的负控制压力，并且与该交点对应的泵流动速率为第一流动速率Q1。

参考文献

专利文献1：日本专利公开No.2001-271806

发明内容

本发明所要解决的问题

但是，用于液压泵的这种排出流动速率Q的泵特征不能适用于实际发动机速度低于标定发动机速度的情况，因为该泵特征是针对标定发动机速度限定的。更具体地，当发动机速度降低时，泵排出流动速率与发动机速度的降低成比例地降低。因此，如图3中点划线所示，例如，针对相同的负控制压力Pn的排出流动速率Q在整个范围上降低。

因此，当控制杆处于空档位置时的负控制压力是与图3中的点划线和虚线的交叉点B相对应的压力Pn2，压力Pn2小于第一压力P1。

此外，如果在低于标定发动机速度的发动机速度下液压泵的最小排出流动速率Q3小于第一压力P1下小孔的流动速率Qs(即与点C相对应的流动速率)，那么与交叉点B相对应的泵流动速率Qr会大于最小排出流动速率Q3。换句话说，超过最小排出流动速率Q3的泵流动速率Qr的多余液压流体会浪费地流到液压流体舱，这使得效率降低。在这种情况下，因为液压泵以远高于最低要求排放流动速率Q3的量排出液压流体，所以出现压力损失并且实际排出压力低于期望排出压力。

如上文所述，传统的负控制具有这样的问题，即当发动机速度落到标定发动机速度以下时不能获得最小泵排出流动速率。该问题可能会使得燃油效率降低。

本发明针对上述问题进行考虑，且本发明的一个目的是提供一种用于工作机械的液压控制设备，其在控制杆处于空档位置时不管发动机速度如何都将液压泵的排出流动速率保持为最低流动速率，以减小输出，从而改进燃油消耗。

解决问题的方法