[发明专利]液压建筑机械的控制系统

说明书

本发明是关于液压建筑机械的控制系统的，特别是与变量油泵是由原动机驱动的，其工作部件是由变量油泵通过驱动装置来驱动的履带式和轮式液压控掘机等液压建筑机械的控制系统。

履带式液压挖掘机是一种有代表性的液压建筑机械，一般，履带式液压挖掘机中有如下部件：原动机（即发动机）;控制发动机转速的机构，例如，具有在驾驶室内由发动机操纵杆以及与它相连的调速杆操纵的燃料喷射装置;由发动机驱动的至少一个变量油泵;控制油泵排量的机构，即调节器;由油泵排出的压力油驱动的驱动装置（一般有若干个）;以及由此传动装置驱动的工作部件。所谓工作部件，一般的有左右行走机构和其它工作部件，例如回转台、吊杆、悬臂、挖斗等前部作业部件。

在这种液压挖掘机中，操作人员靠操纵各种工作部件的操纵杆，切换设置在油泵和由油泵驱动的驱动装置之间的换向阀，把由发动机驱动的油泵所排出来的压力油输送到相应的驱动装置去，从而驱动该驱动装置，并由它带动工作部件运转。行走机构的行走，回转台的转动，前部作业部件的挖掘作业等，都是这样传动的。

一般，在以往的液压挖掘机中，由燃料喷射装置控制的发动机最高转速是固定的，而且，由调节阀所控制的油泵最大排量，例如，对于轴向柱塞泵来说，就是斜盘的最大倾斜角度，也是固定的。这种固定的最大转速与最大排量，从根本上决定了油泵在最大排量下，以最高转速回转时所能给出的单位时间内的流量（以下简称流量），同时，也就决定了油泵在最高转速下所需要消耗的功率。

这种固定的最高转速与最大排量，是按所需要的最大泵流量及所能得到发动机功率来决定的。换言之，这种液压挖掘机中的最大泵流量完全由最高转速与最大排量的乘积所决定，而发动机的功率则完全决定于最高转速。

另一方面，液压挖掘机的各工作部件虽然说是按照其工作性质各自分别进行行走、回转、挖掘等性质相同的工作，但是，同一个工作部件，它们的工作速度和工作负荷等工作方式却是变化很大的。例如，以行走机构来说，有高速行驶的时候，也有低速行驶的时候，以前部作业部件来说，有一次挖掘量很多的重作业，也有一次挖掘量很少的轻作业，此外，还有作业速度非常慢的精细作业。

这样，在以往的液压挖掘机中，如上所述，由于发动机的最高转速与油泵的最大排量都已经固定下来了，所以就存在这样的问题，即很难使各种工作部件的，由作业速度与工作负荷所决定的工作方式都符合操作人员的意图。

例如，由于重视高速行驶，为了增大最大泵流量而按此设计发动机的最高转速和油泵的最大排量时，虽然行走机构是能以高速行驶了，但是这么大的流量对于其它工作部件来说，工作速度就太快了。举例说，要让前部作业部件进行精细作业就很困难，操作性能很差。或者，反过来，因为重视这种精细作业，把最大泵流量设计得小一点，这时精细作业的性能是不错，但是由于向行走马达输送的压力油流量受到了限制，就不能高速行驶了。

还有，如果重视大挖掘量的重作业，使发动机的功率能满足大油泵的要求，而且最大泵流量也与此相适应，这时，虽然能以所要求的速度进行重挖掘作业了，但当以同样的速度进行轻挖掘作业的时候，发动机的功率就有一部分被无谓地浪费掉了，不但燃料费用增大，发动机的噪音也不必要地增大了。

另一种典型的液压建筑机械是轮式挖掘机，它除了具有由行走马达驱动的回转的充气轮胎之外，其结构基本上与履带式液压挖掘机相同。例如，在这种轮式液压挖掘机中，发动机的最高转速和油泵的最大排量也是固定的。

可是，这种轮式液压挖掘机不是只停在某一个施工现场上的，它也允许在普通的道路上行驶，而为在普通的道路上行驶所规定的最高速度大都比较高。例如，在日本，法定最高速度为35公里/小时，因此，轮式液压挖掘机就必须能以35公里/小时的最高速度行驶，而且，普通的道路既有平坦的道路，也有坡道，所以最好是不论在那一种道路上都能以法定的最高速度（35公里/小时）行驶。

从这一事实出发，对于轮式液压挖掘机来说，和履带式液压挖掘机比起来，就存在这样一个特殊的问题，就是行驶的速度要比较快些，而且，最好是在负荷很大的爬坡时也能以法定的最高速度（例如，35公里/小时）行驶，由此，轮式液压挖掘机又产生了一个能否按操作人员的意图进行工作的特殊问题。