CN101003977A - 作业机械的液压控制装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的作业机械的液压控制装置中，液压致动器组分为2组，并且，在第1以及第2两液压泵的各排出管线上设置有统一泄放阀，而在两组的各控制阀上设置有中央旁通通路且将它们串联连接以构成中央旁通管线，在该中央旁通管线上设置有旁通切断阀，在统一泄放阀发生故障时自动切换以打开中央旁通管线。

Description

作业机械的液压控制装置
技术领域
本发明涉及液压铲等作业机械的液压控制装置。
背景技术
例如，在液压铲中进行泄放控制，使从泵中排出的油的一部分(多余部分)返回至油槽中。
该控制一般以如下方式进行，即，在对应各致动器设置的控制阀上设置泄放通路，根据操作机构的操作量使该通路的开口面积变化。
但是，由于设置该通路，相应地导致控制阀在滑阀轴方向上变长，因而在成本方面以及向实际设备组装方面产生不利。
为此，在现有技术中提供了如下的技术，即，一方面去掉各控制阀的泄放通路，另一方面相对于多个控制阀(液压致动器)设置共用的统一泄放阀。
此外，在该统一泄放方式中，公知下述电子控制方式，即，使用液压先导阀作为统一泄放阀，借助由控制器控制的电磁比例阀的二次压力，控制该统一泄放阀(例如参照特开平11-303809号公报)。
在该统一泄放控制方式的情况下，与直接将对应于操作量的先导压力供给到统一泄放阀的液压控制方式相比，具有控制的自由度较高等优点。
但是，在该方式中，存在如果统一泄放阀发生故障则会给致动器的动作造成障碍的问题。
例如，如果该阀为在中立状态下截断油的结构，则发生故障时，在全部控制阀都为中立状态(没有驱动致动器的状态)的情况下溢流阀(リリ一フ弁)作用，从而不可避免地会引起该溢流产生的发热。
反之，如果统一泄放阀为在中立状态下卸荷的结构，则时常为卸荷状态，所以使致动器不能动作，设备的动作停止。
特别是在采取电子控制方式的情况下，由于电磁比例阀自身的故障或从控制器向电磁比例阀输送控制信号的信号系统的断线等控制系统的异常，引起统一泄放阀产生故障的可能性较高，所以上述问题很严重。
另一方面，在液压铲中，要考虑各液压致动器的必要流量及复合操作关系等而将泵总流量合理分配给各致动器，所以采取将致动器分为两组并对两组分别以泵进行驱动的结构。
在该情况下，驱动履带式下部行进体的左右行进马达(液压马达)相互属于不同组，基本上由分别的泵驱动。
在此，例如若采取将两台液压泵的排出油分配到两组中的结构，则在同时操作第1组内的行进用和附属装置用的两个控制阀时(以下称为同时操作时)，为了确保必要的流量，希望切换成使两泵的排出油会合而向两组分配的状态。
为此，在泵排出侧设置流路切换阀，在同时操作时，通过该流路切换阀切换成使两泵的排出油会合而向两组分配的状态。
因而，在采取统一泄放控制方式的情况下，还需要考虑上述那样的回路结构以应对统一泄放阀发生故障时的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种作业机械的液压控制装置，在将液压致动器组分组，根据需要采取以共用的泵的排出油驱动两组的回路结构的情况下，在统一泄放阀发生故障时，不仅能防止由溢流引起的发热还能确保液压致动器的动作。
首先，本发明的作业机械的液压控制装置具有如下的基本构成。
即，该液压控制装置包括：由操作机构进行切换操作的多个控制阀；由上述多个控制阀分别控制的多个液压致动器，这多个液压致动器被分为多个组，各组被供给共用的液压泵的排出油。还包括根据借助操作机构的操作而从控制机构输出的信号在各组中实现统一泄放作用的统一泄放阀，在各组中设有设置在各控制阀上的中央旁通通路，该中央旁通通路彼此串联连接而构成实现卸荷作用的中央旁通管线。而且，还备有旁通切断阀，该旁通切断阀设置在该中央旁通管线的最下游侧，开闭中央旁通管线，该旁通切断阀由根据来自控制机构的信号进行切换动作的自动切换阀构成，在统一泄放阀的动作停止状态下打开中央旁通管线。
在该情况下，统一泄放阀发生故障时，泵排出油通过中央旁通管线泄放，因而即使在统一泄放阀为中立截断的情况下，也可防止由溢流动作引起的发热。
而且，由于中央旁通管线的卸荷作用，在控制阀被操作时，其中央旁通通路关闭而停止卸荷作用，向致动器供给油。因此可确保致动器动作。
在此，例如有第1、第2两组，在向该两组分配共用的泵排出油的状态(在技术方案2中通过同时操作而将流路切换阀设定在同时操作位置上的状态)下，若第1组的全部控制阀中立，则泵排出油经第1组的中央旁通管线而被泄放，因而会产生第2组致动器无法动作的问题。
对于这一点，根据本发明，在中央旁通管线的最下游侧设置有旁通切断阀，所以在上例的情况下，可以通过旁通切断阀关闭第1组侧的中央旁通管线，来确保向第2组供给油。
即，以将致动器组分为多个组、有向各组供给共用的泵排出油的状态的回路结构为前提，能在采取利用统一泄放阀的统一泄放控制方式的同时，防止该阀发生故障时的溢流发热，而且在发生故障时以及正常时都可确保致动器的动作。
而且，由于旁通切断阀由根据来自控制机构的信号进行切换动作的自动切换阀构成，所以不会有忘记切换或切换错误的问题，能可靠进行中央旁通管线的适当开闭控制。
此外，在上述构成的液压控制装置中，优选地，液压致动器组被分组，使得驱动左右履带的行进马达分别属于不同的组，并且，设置有流路切换阀，其控制对所述两个组的供油，该流路切换阀构成为，在对属于同组的行进用控制阀和其它液压致动器用的控制阀同时进行操作时，其被设定在将共用液压泵排出的油供应给两个组的同时操作位置上。
优选地，上述旁通切断阀由同时开闭各组的中央旁通管线的共用的一个阀构成。
在该情况下，旁通切断阀由同时开闭各组的中央旁通管线的共用的一个阀构成，所以相对于多个组采用一个旁通切断阀即可。为此，回路结构简单，在成本等方面有利。
此外，优选地，旁通切断阀构成为，根据与统一泄放阀共用的信号进行切换动作，在统一泄放阀的动作停止状态下打开。
在该情况下，旁通切断阀与统一泄放阀根据共用的信号进行切换动作，即统一泄放阀和旁通切断阀联动，因而，在统一泄放阀发生故障时，能可靠泄放泵排出油。
在上述构成的液压控制装置中，优选地，旁通切断阀作为副滑阀而组装在最下游侧的控制阀中。
在该情况下，将旁通切断阀作为副滑阀组装在最下游侧的控制阀中，因而既节省空间又使管路结构简单。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的回路结构图，
图2是表示第1实施方式中的统一泄放阀和旁通切断阀的开口特性的图，
图3是表示本发明第2实施方式的回路结构图，
图4是表示本发明第3实施方式的回路结构图，
图5是表示本发明第4实施方式的回路结构图。
具体实施方式
根据图1～图5来说明本发明的实施方式。
在以下的各实施方式中以液压铲为应用对象。
第1实施方式(参照图1、2)
在该实施方式中，液压致动器组分为第1组A和第2组B，其中右行进马达、铲斗压力缸和动臂压力缸(未图示)以及分别控制它们的动作的液压先导式控制阀1、2、3属于第1组A，左行进马达、转向马达和斗杆压力缸(未图示)以及分别控制它们的动作的液压先导式控制阀4、5、6属于第2组B。而且，基本上是通过第1液压泵7驱动第1组A的各致动器，通过第2液压泵8驱动第2组B的各致动器。另外，9～14是作为操作各控制阀1～6的操作机构的遥控阀。
在此，为了在同时操作时，即、在对属于同一组的行进用和其它液压致动器用的2个(或3个)控制阀同时进行操作时，确保各液压致动器驱动用所需的流量，在两液压泵7、8的排出管线15、16上设置有由先导压力源17驱动的液压先导式的流路切换阀18。
该流路切换阀18具有通常位置x和同时操作位置y，在通常位置x上，将第1液压泵7的排出油供给到包括右行进马达的第1组A，将第2液压泵8的排出油供给到包括左行进马达的第2组B。
与此相对的是，在上述同时操作时，根据基于操作信号而从控制器19输出的信号S，将先导压力从电磁比例式的切换控制阀20供给到流路切换阀18，由此该阀18从通常位置x切换到同时操作位置y。
在该状态下，第1以及第2两个液压泵7、8的排出油会合后被分配供给到A、B两组。
在A、B两组中，在各控制阀1～3，4～6上设置有中央旁通通路21...，22，在各组中该中央旁通通路21...，22彼此将行进用控制阀1、4作为最上游侧而串联连接，从而构成中央旁通管线23、24。
该中央旁通管线23、24，在第1组A中上游侧经流路切换阀18连接在第1液压泵7的排出管线15上，在第2组B中上游侧直接连接在第1液压泵8的排出管线16上，而且下游侧都连接到油槽T。
另一方面，在两液压泵7、8的排出管线15、16与油槽T之间，设置有统一泄放管路25、26。而且，在该管路25、26上，设置有液压先导式的统一泄放阀27、28，用来对各组分别一并进行对应于遥控阀操作量的泄放控制。
该统一泄放阀27、28具有开口面积最大的卸荷位置x和开口面积为0的截断位置y，在这两个位置x、y之间进行泄放控制。
此外，在该统一泄放阀27、28中设置有作为非动作(中立)位置的故障保护位置z。在该故障保护位置z上，泄放通路成为全闭(＝开口面积0的中立截断)的状态。
在该统一泄放阀27、28的先导管线29、30上设置有由控制器19控制的电磁比例阀31、32。而且，该电磁比例阀31、32的二次压力作为先导压力供给到统一泄放阀27、28的先导口。另外，33、34是两电磁比例阀31、32一次压力源。
此外，在两中央旁通管线23、24的最下游侧，设置有被输入电磁比例阀31、32的二次压力作为先导压力的液压先导式的旁通切断阀35、36。
该旁通切断阀35、36，在没有先导压力输入时，即在电磁比例阀31、32未输出二次压力时，成为图示的卸荷位置x，在有先导压力输入时，切换到截断位置y。
在此，所谓电磁比例阀31、32未输出二次压力时，包括统一泄放阀27、28处于发生故障的状态时，在该状态下，旁通切断阀35、36被设定在卸荷位置x，中央旁通管线23、24打开。
在该结构中，正常情况下，在操作遥控阀9～11、12～14时，对应的控制阀动作而使液压致动器动作，并且，根据操作信号从控制器19向电磁比例阀31、32输出信号，借助其二次压力，统一泄放阀27、28在卸荷位置x和截断位置y之间动作以改变泄放流量。
此外，由于电磁比例阀31、32的二次压力还被送到旁通切断阀35、36，因而该阀35、36被设定在截断位置y。
在将流路切换阀18设定在同时操作位置y上时，来自两液压泵7、8的排出油会合而被分配供给到A、B两组。
此时，旁通切断阀35、36处于截断位置y，中央旁通管线23、24关闭。因此，不会发生如下危险，即，例如通过第1组A的中央旁通管线23来泄放泵排出油，导致第2组B的致动器不能动作。
另一方面，例如连接控制器19和电磁比例阀31、32的控制系统产生断线等异常(故障)从而变得不能控制电磁比例阀31、32时，则统一泄放阀27、28切换到故障保护位置z。
在该状态下，统一泄放阀27、28的泄放通路完全关闭，所以即使发生故障时也可维持对A、B两组的油供给。
在该情况下，通过各控制阀1～6的中央旁通通路21...，22...实现A、B两组的泄放作用。
即，在统一泄放阀27、28发生故障时，不仅该阀27、28关闭以确保致动器动作，而且，通过各控制阀1～6还可确保泄放作用(卸荷作用)。
另外，若要确保各控制阀1～6具有必要且充分的泄放功能，则要加大滑阀轴方向长度，因而导致控制阀1～6的大型化。为此，无法实现该阀1～6的紧凑化这一设置统一泄放阀27、28的本来目的。
鉴于此，设定控制阀1～6以及统一泄放阀27、28的开口特性，使得在各控制阀1～6的滑阀开始行程动作时，中央旁通通路21、22立刻关闭，在其前后开始统一泄放阀27、28的泄放作用。
此外，与上述中央旁通通路21、22相配合地，旁通切断阀35、36的开口特性设定成，在控制阀1～6的滑阀行程初期关闭。
图2表示该统一泄放阀27、28和旁通切断阀35、36的开口特性。图2中，横轴表示由遥控阀操作的先导压力，即控制阀1～6的滑阀行程。
第2实施方式(参照图3)
在以下实施方式中，仅说明与第1实施方式的不同点。
在第1实施方式中采用如下结构，即，将控制统一泄放阀27、28的电磁比例阀31、32的二次压力直接作为旁通切断阀35、36的先导压力使用。与此相对，在第2实施方式中采用如下结构，即，将控制流路切换阀18的切换控制阀20的二次压力Pp作为旁通切断阀35、36的先导压力使用。
在该情况下，在控制器19中设置有异常检测部19a，根据电压或电流的减少等检测对电磁比例阀31、32输出信号的输出信号系统的断线等异常的发生。而且，在检测出异常时，控制器19停止向切换控制阀20输出信号，该切换阀20的二次压力Pp降低(变为0)。
在该结构中，在将流路切换阀18切换到同时操作位置y时，旁通切断阀35、36切换到截断位置y，中央旁通管线23、24关闭。为此，在将两液压泵7、8的排出油分配到A、B两组的状态下，可停止卸荷作用而确保致动器动作。
另一方面，在统一泄放阀27、28发生故障时，如上所述，控制器19停止向切换控制阀20输出信号，该切换阀20的二次压力Pp降低。为此，借助该二次压力Pp动作的旁通切断阀35、36返回到卸荷位置x，可利用中央旁通管线23、24实现卸荷作用。
第3实施方式(参照图4)
在第3实施方式中，在A、B两组的中央旁通管线23、24的最下游侧设置有一并开闭两管线23、24的共用的旁通切断阀37。
与第2实施方式同样，该旁通切断阀37由切换控制阀20的二次压力Pp控制，在统一泄放阀27、28发生故障时，旁通切断阀37从截断位置y切换到卸荷位置x，实现卸荷作用。
根据该结构，第1以及第2两组A、B共用一个旁通切断阀37，所以回路结构简单，在成本等方面有利。
另外，作为控制旁通切断阀37的先导压力，也可与第1实施方式同样，使用电磁比例阀31、32的二次压力。
第4实施方式(参照图5)
在第4实施方式中构成为，旁通切断阀38、39作为副滑阀组装在A、B两组的最下游侧的控制阀3、6中，将电磁比例阀31、32的二次压力作为先导压力进行切换动作。
于是，无需独立的旁通切断阀，所以节省了空间且管路结构简单。
在上述各实施方式中，对于统一泄放阀27、28，采用了在中立状态下截断泵排出油的结构，不过也可采用在中立状态下打开卸荷通路的结构，将该卸荷通路连接在中央旁通管线23、24上。
上面参照附图所示的优选实施例对本发明进行了描述，但应指出的是，在不脱离由权利要求书限定的本发明范围的情况下，可以实施各种等价替换。

Claims (5)

1.一种作业机械的液压控制装置，包括：
多个控制阀，由操作机构进行切换操作；
多个液压致动器，由上述多个控制阀分别控制，这多个液压致动器被分成多个组，各组被供给共用的液压泵的排出油；
统一泄放阀，根据借助上述操作机构的操作而从控制机构输出的信号，在各组中实现统一泄放作用；
中央旁通通路，在各组中设置于各控制阀，该中央旁通通路彼此串联连接而构成实现卸荷作用的中央旁通管线；以及
旁通切断阀，设置在上述中央旁通管线的最下游侧，开闭上述中央旁通管线，
其中，该旁通切断阀由根据来自上述控制机构的信号而进行切换动作的自动切换阀构成，在上述统一泄放阀的动作停止状态下打开上述中央旁通管线。
2.如权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，液压致动器组被分组，使得驱动左右履带的行进马达分别属于不同的组，并且，设置有流路切换阀，其控制对所述两个组的供油，该流路切换阀构成为，在对属于同组的行进用控制阀和其它液压致动器用的控制阀同时进行操作时，其被设定在将共用液压泵排出的油供应给两个组的同时操作位置上。
3.如权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，上述旁通切断阀由同时开闭各组的中央旁通管线的共用的一个阀构成。
4.如权利要求3所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，上述旁通切断阀构成为，根据与上述统一泄放阀共用的信号进行切换动作，在统一泄放阀的动作停止状态下打开。
5.如权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，上述旁通切断阀作为副滑阀而组装在最下游侧的控制阀中。
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