用于具有液压泵和卸载阀的作业机械中的铲斗摇动操作的液压控制系统和方法技术方案

挖掘机或其它作业机械包括由液压致动器可操作的倾斜铲斗，由响应于包括铲斗摇动控制信号的控制信号的铲斗控制阀控制，该铲斗摇动控制信号在铲斗摇动操作中使铲斗沿机架和倾卸方向反复运动以摇动来自铲斗的碎屑。致动器由来自液压泵的压力提供动力，并且控制系统包括卸载阀以在不需要动力时从供应线路释放压力以卸载泵。控制系统被安排成用于在负载感测线路中维持恒定的压力信号，以便在铲斗摇动操作的持续时间内将卸载阀恒定地维持在关闭状态。这可以通过对快速联接器的致动器加压以将铲斗锁定到机械上来实现。铲斗锁定到机械上来实现。铲斗锁定到机械上来实现。

【技术实现步骤摘要】
用于具有液压泵和卸载阀的作业机械中的铲斗摇动操作的液压控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及作业机械(例如挖掘机)中的液压动力系统，所述作业机械具有可在机架(面向上)位置和倾卸(面向下)位置之间倾斜的铲斗，其中所述机械包括液压泵和卸载阀。

技术介绍

[0002]这种系统通常包括负载感测(LS)网络以控制泵的操作，从而当机械中的各种液压致动器和马达需要很少的动力时减少输入能量，并且当来自泵的供应线路中的压力必须维持在较高的流量以驱动使用中的致动器或马达中的一个或多个时增加动力。LS网络响应于压力需求传送压力信号(在此称为LS压力)，其控制泵的操作。
[0003]压力信号可以简单地通过将LS网络的液压线路连接到从其相应的控制阀向每个致动器或马达供应压力的液压线路来获得；因此，当阀被打开时，供应压力被施加到致动器或马达，并且同时被施加到LS网络。
[0004]可以从例如活塞泵的可变排量泵提供液压，其中排量由通过LS压力控制的旋转斜盘的位置控制。在这种情况下，低LS压力将减小泵排量，使得泵可以继续旋转而不升高主供应线路中的压力。
[0005]然而，可变排量泵是复杂且昂贵的，并且通常优选使用更简单的固定排量泵，例如齿轮泵。在这种系统中，为了提供以对应于原动机速度的恒定速度驱动泵的简单传动装置，需要在来自泵的主供应线路中设置卸载阀。当致动器要求压力时，LS压力变高。高LS压力关闭卸载阀，这允许压力在主供应线路中建立到正常操作压力，使得泵(因此还有原动机)更难以工作以将到致动器的流动维持在正常操作压力。当需求停止时，LS压力变低并且允许卸载阀在较低的空转压力(其可以例如通过10巴偏置弹簧来设定)下打开以释放主供应线路中的压力，使得固定排量泵可以在最小负载下继续与原动机一起旋转。
[0006]在具有倾斜铲斗的机械中，通常泥浆和其它碎屑在使用中粘在铲斗上。机械操作者将在机架和倾卸方向上快速地移动铲斗，使得铲斗剧烈摇动以驱除碎屑。
[0007]在较小的机械中，这可以通过在机架和倾卸命令位置之间快速和重复地移动操纵杆(其控制铲斗的移动)来实现。在更复杂的机械中，为了使操作者更容易地进行这种操作，可以提供单独的铲斗摇动控制，该铲斗摇动控制在由操作者致动时使铲斗以这种模式移动。
[0008]用户输入(无论是一系列交替的操纵杆信号，还是专用的铲斗摇动控制输出信号)将引起阀(例如阀芯)的运动，该阀将液压从供应线路施加到一个或多个铲斗致动器以执行铲斗的这种快速、交替的机架
‑
倾卸
‑
机架
‑
倾卸运动。
[0009]例如，在一种常见的布置中，操纵杆将向螺线管致动器发送电信号，螺线管致动器操作先导阀，先导阀将先导压力发送到主铲斗控制滑阀的液压致动器，液压致动器将主供应压力发送到铲斗致动器。施加到铲斗致动器的主供应压力也通过LS网络施加，以关闭卸
载阀，使得泵(因此也是原动机)更难以响应于移动铲斗的动力需求而保持正常操作压力。
[0010]在实践中，已经发现这种布置有时可能不太令人满意，如下面在标题下进一步讨论的：“工业实用性”。

技术实现思路

[0011]在第一方面，本专利技术提供一种用于机械的控制系统。
[0012]该机械包括：液压泵，其用于向供应线路供应液压；铲斗；至少一个铲斗致动器，其由液压可操作以使铲斗在面向上的机架位置与面向下的倾卸位置之间倾斜；以及至少一个用户控制器，其由用户可操作以产生控制信号，控制信号包括铲斗摇动控制信号；
[0013]该控制系统包括具有卸载阀致动器的卸载阀。卸载阀在使用中可打开以释放来自供应线路的液压以卸载液压泵，并且由卸载阀致动器可关闭。
[0014]该控制系统进一步包括：负载感测线路，其被安排成响应于对液压动力的需求而将压力信号施加到卸载阀致动器上以关闭卸载阀从而维持供应线路中的液压；
[0015]该控制系统进一步包括：铲斗控制阀，其在使用中由控制信号可操作以将液压从供应线路施加到至少一个铲斗致动器；铲斗控制阀在使用中可操作，以响应于铲斗摇动控制信号使至少一个铲斗致动器执行铲斗摇动操作，铲斗摇动操作是铲斗交替地朝向机架位置和倾卸位置的重复运动，以摇动来自铲斗的碎屑。
[0016]控制系统被安排成用于在负载感测线路中维持恒定的压力信号，以便在铲斗摇动操作的持续时间内将卸载器阀恒定地维持在关闭状态。
[0017]在相关方面，本专利技术提供一种具有如上的控制系统的机械。
[0018]在另一方面，本专利技术提供了一种控制这种机械的方法。
[0019]方法包括响应于铲斗摇动控制信号操作铲斗控制阀，以使至少一个铲斗致动器执行铲斗摇动操作；以及在负载感测线路中维持恒定的压力信号，以便在铲斗摇动操作的持续时间内将卸载器阀恒定地维持在关闭状态。
附图说明
[0020]进一步的特征和优点将从现在仅通过示例而非限制权利要求的范围并参考附图描述的说明性实施例中变得明显，其中：
[0021]图1示出了根据一个实施例的包括控制系统的机械的关键元件；
[0022]图2示出了该机械；
[0023]图3示出了处于机架位置的机械的铲斗；
[0024]图4示出了处于倾卸位置的铲斗；
[0025]图5示出了与安装件分离的铲斗；
[0026]图6示出了连接到安装件的铲斗，其中联接机构处于释放位置；
[0027]图7示出了连接到安装件的铲斗，其中联接机构处于锁定位置；以及
[0028]图8是示出该方法的实施例的流程图。
[0029]出现在多于一个附图中的参考数字和字符表示它们中的每一个中的相同或相应的元件。
具体实施方式
[0030]参照图2，机械1包括铲斗2和至少一个铲斗致动器3，铲斗致动器通过液压可操作以使铲斗2沿相反的机架和倾卸方向在面向上的机架位置(图3)和面向下的倾卸位置(图4)之间倾斜。
[0031]机械1可以被配置为安装在车轮或履带4上的可转向陆地车辆，并且可以是例如挖掘机(如图所示)或反铲装载机。例如，机械的总重量可以超过1.5吨、或5吨、或10吨、或20吨、高达100吨或更多。
[0032]还参考图5
‑
7，铲斗2可以通过本领域公知的快速联接器5安装在机械上，快速联接器包括安装件6和由至少一个第二致动器8操作以选择性地将铲斗锁定到安装件的联接机构7。安装件6可布置在第一臂或杆9的远端处，第一臂或杆又安装在第二臂或吊杆10的远端处，其中两个臂9、10通过液压致动器11在旋转中可移动。在所示的示例中，铲斗致动器3是安装在杆9上以旋转安装件6的液压油缸。铲斗可以用于在机械附近挖掘或移动松散材料，并且可以与其它工具互换，例如另一铲斗、液压破碎机或抓斗。
[0033]参照图2，机械还包括至少一个用户控制器，如图所示，该用户控制器可包括操纵杆12。至少一个用户控制器，例如操纵杆12，由用户可操作以产生控制信号13。控制信号包括铲斗摇动控制信号13...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机械的控制系统，所述机械包括：液压泵，其用于向供应线路供应液压；铲斗；至少一个铲斗致动器，其由所述液压可操作以使所述铲斗在面向上的机架位置与面向下的倾卸位置之间倾斜；以及至少一个用户控制器，其由用户可操作以产生控制信号，所述控制信号包括铲斗摇动控制信号；所述控制系统包括:具有卸载阀致动器的卸载阀，所述卸载阀在使用中是可打开的以释放来自所述供应线路的液压从而卸载所述液压泵，并且所述卸载阀由所述卸载阀致动器可关闭；负载感测线路，其被安排成响应于对液压动力的需求而将压力信号施加到所述卸载阀致动器上以关闭所述卸载阀从而维持所述供应线路中的液压；以及铲斗控制阀，其在使用中由所述控制信号可操作以将所述液压从所述供应线路施加到所述至少一个铲斗致动器；所述铲斗控制阀在使用中可操作，以响应于所述铲斗摇动控制信号使所述至少一个铲斗致动器执行铲斗摇动操作，所述铲斗摇动操作是所述铲斗交替地朝向所述机架位置和倾卸位置的重复运动，以摇动来自所述铲斗的碎屑；其中所述控制系统被安排成用于在所述负载感测线路中维持恒定的压力信号，以便在所述铲斗摇动操作的持续时间内将所述卸载器阀恒定地维持在关闭状态。2.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述铲斗摇动控制信号由一系列交替的控制信号组成，所述一系列交替的控制信号由所述用户通过所述至少一个用户控制的重复操作而产生；并且所述控制系统被安排成响应于所述交替控制信号在高于阈值频率的频率处的重复而保持所述负载感测线路中的所述恒定压力信号。3.如权利要求2所述的控制系统，其中，所述交替控制信号是电信号，并且所述控制系统包括电子控制器，所述控制器被安排成监测所述电信号并确定所述电信号是否以高于所述阈值频率的频率重复。4.一种机械，其包括：液压泵，其用于向供应线路供应液压；铲斗；至少一个铲斗致动器，其由所述液压可操作以使所述铲斗在面向上的机架位置与面向下的倾卸位置之间倾斜；至少一个用户控制器，其由用户可操作以产生控制信号，所述控制信号包括铲斗摇动控制信号；以及根据权利要求1、2或3所述的控制系统。5.如权利要求4所述的机械，其中所述液压泵是固定排量泵。6.如权利要求4所述的机械，进一步包括通过液压可操作的至少一个第二致动器。所述控制系统进一步包括第二致动器控制阀；
所述第二致动器控制阀是可操作的以便将来自所述供应线路的液压施加到所述至少一个第二致动器上；所述负载感测线路被安排成当被施加到所述至少一个第二致动器时将所述液压作为所述压力信号施加到所述卸载阀致动器；其中所述控制系统被安排成操作所述第二致动器控制阀，以在所述铲斗摇动操作的持续时间内将来自所述供应线路的液压恒定地施加到所述至少一个第二致动器，并且经由所述负载感测线路作为所述压力信号施加到所述卸载阀致动器。7.如权利要求6所述的方法，其进一步包括：安装件，以及联接机构；可拆卸地连接到所述安装件的铲斗；所述至少一个第二致动器可操作以选择性地使所述联接机构在锁定位置和释放位置之间移动，在所述锁定位置中，所述铲斗通过所述联接机...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：卡特彼勒SARL，
类型：发明
国别省市：