[发明专利]用于工业挖掘机的液压控制系统

说明书

本发明涉及工业用车辆中使用的液压控制系统，特别是能对装备在挖掘机或移动式挖斗上的液压悬臂液压缸和液压回转电动机的联合或单独动作进行有效地控制的液压控制系统，以使挖掘机进行各种作业。

正如本领域技术人员已知的，常规的挖掘机包括一个移动底架，一个通过枢轴安装在底架上并在其附近做水平转动的上旋架，一个固定在上旋架前方在有限范围内做垂直角运动的悬臂，和一个经互连臂枢轴式安装在悬臂末端的挖斗。液压回转电动机可以使上旋架旋转，悬臂可以随液压悬臂液压缸的伸出或回缩在一垂直面摆动。挖斗的摆动由其本身的液压缸以同样的方式完成。通过使用液压控制系统能够正确地控制回转电动机、悬臂液压缸和挖斗液压缸的动作，从而使挖掘机执行采掘、挖掘、运土和分派给其的其它类似工作。

然而，已经证明对先有技术的挖掘机采用的液压控制系统至少提出了如下阐述的两方面缺陷。首先，在借助强大转矩转动重型级的上旋架以克服其惯性的情况下，回转电动机中的流体压力很可能增加，这理所当然会对准确控制回转电动机转速产生不利影响。其次，在悬臂液压缸和回转电动机被同步操纵的情况下，回转电动机中的流体压力会变得大大高于悬臂液压缸中形成的流体压力，结果将使上旋架以比悬臂上升速度快得多的转速转动。

为避免上述缺陷，1990年7月3日授予Yoshino的美国专利No.4,938,023中公开一种液压控制系统。该液压控制系统包括一个用于控制第一传动装置动作的第一分配阀，一个用于控制第二传动装置动作的第二分配阀，一个用于控制送到第一传动装置的流体流量的第一流量控制阀，一个用于控制送到第二传动装置的流体流量的第二流量控制阀。一个为降低送到第二传动装置的流体压力而设置的减压阀。减压阀出口侧的压力通过一个由外部先导压力控制的定比减压阀控制。

4,938,023号专利中讲述的液压控制系统在控制上旋架转速与悬臂上升速度匹配这方面比先有技术的系统有明显优点。然而，很明显，4,938,023号专利留下了某些未解决的缺陷。一个缺陷是：上旋架起动运动过程中，由于回转电动机中的压力波动，使回转电动机侧的减压阀和悬臂液压缸侧的压力补偿阀经常出现压力损失。因此，该液压控制系统不能以有效的和降低能耗比的方式进行其作业。另一个缺陷是需要使用附加阀使上旋架的转速与悬臂上升速度匹配，从而使该液压控制系统制造复杂并且昂贵。

本发明的目的是提供一种用于液压挖掘机的液压控制系统，该液压控制系统能消除先有技术设备中固有的缺陷，此外能够基本上避免或减少液压回路中压力损失，从而降低能耗保证精确地控制回转电动机的转速准确地与操纵杆或操作按扭的摆角成比例。

本发明的另一个目的是提供一种用于液压挖掘机的液压控制系统，该液压控制系统能够在回转电动机和悬臂液压缸联合动作的情况下保持两者间的最佳转速平衡，

从这些目的来看，本发明属于具有一个上旋架和一个悬臂的液压挖掘机的液压控制系统的构造，该液压控制系统包括一个流体储罐；一个与储罐连通用于可调地排放加压工作流体的可调容积式泵；一个借助工作流体旋转地驱动的液压回转电动机，该液压回转电动机使上旋架转动；一个可根据回转电动机进行操纵以控制工作流体流量的第一流量控制阀；一个适合于借助先导流体(pilot fluid)摆动以改变第一流量控制阀位置的操纵杆；一个位于第一流量控制阀下游侧以补偿作用在回转电动机上的流体压力的第一压力补偿阀；一个适合于借助工作流体来伸出和回缩以使悬臂上升的液压缸；一个可根据液压缸进行操纵以控制工作流体流量的第二流量控制阀；一个位于第二流量控制阀下游侧以补偿作用在液压缸上的流体压力的第二压力补偿阀；一个通过负荷传感管路与第一和第二压力补偿阀连通并对负荷传感管路中形成的负荷传感压力敏感的负荷传感阀，该负荷传感阀用于调节工作流体的排放量；和一个位于负荷传感阀和第一压力补偿阀之间的负荷传感管路中路上的回转转矩调节器，该回转转矩调节器根据先导流体的压力选择允许或阻止第一压力补偿阀和负荷传感阀之间的流体连通。

从下面结合附图对本发明的优选实施例所做的详细描述中可以明显地了解本发明上述和其它目的、特征、优点。

图1是根据本发明的液压控制系统的液压回路图；

图2是对图1所示的液压控制系统的一种改进；

图3是提供给回转转矩调节器的先导压力与负荷传感管路中形成的负荷传感压力之间的关系图；

图4是先导压力管路中的先导压力与操纵杆的操纵角度之间的变化关系；