CN101024967B - 作业机械的液压控制装置 - Google Patents

Abstract

在复合操作时，将直线前进阀切换到直线前进位置，通过不同的泵驱动两行进马达和作业致动器。在该情况下，为了防止因行进侧的流量减少而引起的行进的急减速，而在中间位置上通过连通通路使两泵的泵管线连通，将作业侧的油的一部分向行进侧送出。以该结构为前提，在发动机转速低于设定转速时，通过控制器经直进比例阀减小连通通路的开口量，从而防止作业致动器无法动作等压力干涉。

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

以液压铲为例说明背景技术。

如图5所示，液压铲在履带式的下部行进体1上绕纵轴旋转自如地搭载有上部旋转体2，在该上部旋转体2上安装有作业(挖掘)附属装置9，该作业附属装置9包括：动臂3、斗杆4、铲斗5以及动臂俯仰用、斗杆动作用、铲斗动作用的各压力缸6、7、8。

此外，设置有驱动下部行进体1行进的左右行进马达10、11以及驱动上部旋转体2旋转的旋转马达12(参考图6)。

图6表示液压铲的液压控制装置的整体结构。

液压致动器组分为第1组G1和第2组G2，其中第1组G1包括右行进马达11、铲斗压力缸8、动臂压力缸6，第2组G2包括左行进马达10、旋转马达12、斗杆压力缸7。

这两组G1、G2的各液压致动器，分别以行进马达11、10为最上游侧而通过中央旁通管线CB1、CB2串联连接，另一方面，行进马达以外的各液压致动器(以下称为作业致动器)6、7、8、12，并联连接在独立于中央旁通管线CB1、CB2设置的压油供给管路L1、L2上。T是油槽。

此外，在各液压致动器上分别设置有控制动作的液压先导式的控制阀13～18和作为对它们进行切换操作的操作机构的遥控阀(未图示)。

另一发面，作为对液压致动器组供给压油的压油供给源，设置第1、第2这两个泵19、20，两泵19、20的排出油经液压先导式的直线前进阀21而被供给至两组G1、G2。

直线前进阀21从功能上来说构成为二位四通切换阀，具有中立位置X和直线前进位置Y，并且备有两个泵端口P1、P2和两个致动器端口a、b，通过基于来自控制器22的指令动作的电磁比例式直进比例阀23的二次压力进行切换控制。

对应各遥控阀的操作量的操作信号(例如从检测遥控阀的二次压力的压力传感器输出的信号)被输入到控制器22，在分别进行行进操作和作业操作(作业致动器6、7、8、12的操作)的单独操作时，直线前进阀21成为图示的中立位置X。

在该状态下，第1泵19的排出油通过直线前进阀21的通路P1-b供给到第1组G1，第2泵20的排出油直接供给到第2组G2(该状态称为第1压油供给状态)。

另一方面，在同时进行行进操作和作业操作的复合操作时，直线前进阀21从中立位置X切换到直线前进位置Y。

在该状态下，第1泵19的排出油从压油供给管路L1、以及经直线前进阀21的通路P1-a通过压油供给管路L1，供给到两行进马达10、11以外的液压致动器6、7、8、12，而第2泵20的排出油被分配供给到两行进马达10、11(该状态称为第2压油供给状态)。

在该第2压油供给状态下，两行进马达10、11被共用的第2泵20驱动，所以若左右等量行进操作，则向两行进马达10、11供给等量的油，从而它们以等速旋转。即确保直线前进性。

在该情况下，对两行进马达10、11供给的压油量与第1压油供给状态相比减半，所以速度也减半(急减速)从而发生震动。

鉴于此，作为缓和该震动的方案而构成为，在直线前进阀21中设置连通通路24，在第2压油供给状态下通过该连通通路24连通两泵19、20的泵管线，从而将第1泵19的排出油的一部分向行进侧送出(参考特开2000-17693号公报)。

若采用通过共用的泵驱动多个致动器的结构，则会产生压力干涉即液体变得不易向动作压力较高的一方流动，这种情况已被公知。

根据该方案，连通通路24的开口量一般是固定的，它的通过流量由泵排出量和致动器的动作压力决定。

在该情况下，泵排出量足够多时不会出现显著的问题，但是如低速空转时那样发动机转速较低时，泵排出量减少，供给到致动器的流量也显著减少。因此，在发动机低速旋转状态下进行复合操作时，上述压力干涉的影响大，从而会产生动臂提升那样的负荷(动作压力)比行进高的作业操作变得不顺畅(动作极端缓慢或者不能动作)的现象。

另外，在特开2000-17693号公报中公开了如下技术：检测两个泵的排出压力，在其差值为一定值以上时，对连通通路节流。但是，该技术是为了防止由泵排出压力之差引起的压力干涉，却不能直接应对由于上述发动机转速的变化而产生的压力干涉。

发明内容

本发明的目的是提供一种能可靠防止由发动机转速降低引起的复合操作时的压力干涉(致动器动作不顺畅)的、作业机械的液压控制装置。

首先，本发明的作业机械的液压控制装置具有如下基本结构。

即，本发明的作业机械的液压控制装置包括：下部行进体；上部旋转体，搭戴在下部行进体上；作业附属装置，安装在上部旋转体上；液压致动器组，包括左右行进马达和该行进马达以外的作业致动器。该液压致动器组分为包括左右行进马达中的一个行进马达的第1组、和包括另一个行进马达的第2组。进而，还包括：第1以及第2这两个泵，作为由发动机驱动的液压源；直线前进阀，切换来自泵的排出油的流路，该直线前进阀构成为，在分别进行行进操作和行进操作以外的操作即作业操作的单独操作时，位于中立位置，向第1以及第2两组分别供给由不同的泵排出的排出油，在同时进行行进操作和作业操作的复合操作时，切换到直线前进位置，向两行进马达和作业致动器分别供给由不同的泵排出的排出油，而且还构成为，在直线前进阀从中立位置切换到直线前进位置的过程中，通过连通通路使两泵的泵管线连通。进而，本发明具备控制机构，在复合操作时，与发动机转速相对应地对连通通路的开口量进行开口控制，在低转速侧减小开口量。

根据本发明，构成为，对连通两泵的泵管线的连通通路的开口量进行开口控制，即，与发动机转速相对应地，在低转速侧减小开口量，所以，在发动机转速较低状态下的复合操作时，能可靠防止使得动臂提升等作业操作变得极端缓慢或者不能进行的压力干涉。

在上述结构中，优选作成在直线前进阀中设置连通通路的结构。具体而言，在中立位置和直线前进位置之间具备形成连通通路的中间位置，控制机构通过控制该直线前进阀的位置来进行开口控制。

在该情况下，通过直线前进阀的位置控制来控制直线前进阀本身的连通通路的开口量，所以与采用在外部设置连通阀并对其进行开口控制的结构等情况相比，成本低廉，空间上也有利。

此外，在上述结构中，优选地，在直线前进阀的外部设置连通阀，控制机构将该连通阀作为连通通路而进行开口控制。

或者，在上述结构中，优选地，控制机构在发动机转速低于设定转速时进行开口控制。

在该情况下，在发动机转速低于设定转速时进行开口控制，所以只要将设定转速设定为开始产生复合操作时的压力干涉(作业致动器不顺畅)的转速，则在该设定转速以上的转速下，可确保设置连通通路所起到的本来功能(顺利行进)。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的液压控制装置的整体结构的图；

图2是用来说明该装置的作用的流程图；

图3是表示该装置中的作业致动器操作量和直进比例阀输出的关系的图；

图4是表示本发明另一实施方式的液压控制装置的整体结构的图；

图5是液压铲的概要侧视图；

图6是表示已有液压控制装置的整体结构的图。

具体实施方式

在表示实施方式的图1中，与图6中所示已有压油控制装置相同的部分以相同的附图标记表示，省略其重复说明。

在图1所示的实施方式中，下述两点与图6中所示的已有装置相同。

(I)将液压致动器组分为包括右行进马达11、铲斗压力缸8、动臂压力缸6的第1组G1和包括左行进马达10、旋转马达12、斗杆压力缸7的第2组G2，将第1以及第2这两个泵19、20的排出油经直线前进阀25供给到两组G1、G2，

(II)通过控制器26的控制信号控制直进比例阀23，通过该直进比例阀23控制直线前进阀25。

直线前进阀25具有中立位置A和直线前进位置C，并且设置有两个泵端口P1、P2和两个致动器端口a、b。

对应各遥控阀的操作量的操作信号被输入到控制器26，在分别进行行进操作和作业操作的单独操作时，直线前进阀25为图示的中立位置A。

在该中立位置A上，为由第1泵19驱动第1组G1、由第2泵20驱动第2组G2的第1压油供给状态。

另一方面，在同时进行行进操作和作业操作的复合操作时，切换到直线前进位置C后，则成为由第1泵19驱动作业致动器6、7、8、12、由第2泵20驱动两行进马达10、11的第2压油供给状态。

在直线前进阀25中，在中立位置A和直线前进位置C之间设有中间位置B，而且设置有在中间位置B连通两泵管线的连通通路27，在复合操作时，两泵19、20的泵管由该连通通路27连通。

在该状态下，将第1泵19的排出油的一部分向行进侧送出，以防止复合操作开始时行进的急减速。

控制器26中除输入操作信号之外，还输入检测发动机转速的未图示的转速传感器所输出的信号(发动机转速信号)，在复合操作时，与发动机转速相对应地控制连通通路27的开口量。

一并结合图2的流程图来说明该点的作用。

在步骤S1中，基于操作信号来判别是否为复合操作，在NO(单独操作)时，在步骤S2中，将直线前进阀25设定在中立位置A而成为第1压油供给状态。

另一方面，在步骤S1中为YES时，即、是复合操作时，对此时的发动机转速Nr和预先设定的发动机转速(设定发动机转速)Ns进行比较。

将设定发动机转速Ns设定为两泵19、20的排出量足够多从而实际上不会引起压力干涉问题的发动机转速的下限值，换言之，设定为若降低到此转速以下则会产生压力干涉的转速。在此，为YES(Nr≥Ns)时，判定不会引起压力干涉的问题，在步骤S4中将直线前进阀25设定在中间位置B。

由此，连通通路27打开，将第1泵19的排出油的一部分向行进侧送出，以防止行进急减速。

与此相对，在步骤S3中为NO(Nr≤Ns)时，判定可能会产生压力干涉，将直线前进阀25切换到直线前进位置C。

在该情况下，实际上采用了下述方案：直进比例阀23的输出与作业致动器的操作量(遥控阀的二次压力)成比例地变化，与该比例阀输出相对应地，直线前进阀25进行行程动作。因此，根据发动机转速Nr是在设定转速Ns以上还是低于设定转速Ns，来改变比例阀输出对应于该操作量变化的方式(斜率)。

图3表示作业致动器的操作量和直进比例阀23的输出(＝直线前进阀25的行程)的关系，当发动机转速Nr为设定转速Ns以上时，相对于操作量的增加，比例阀输出如实线所示那样增加，使得直线前进阀25最大行程动作到中间位置B(连通通路27的开口量最大)。

而在发动机转速Nr低于设定转速Ns时，相对于操作量的增加，比例阀输出如虚线所示那样增加，使得直线前进阀25最大行程动作到直线前进位置C(连通通路开口量为0)。

通过该控制，在发动机转速Nr低于设定转速Ns时，连通通路27被节流(最小变为0)。因此，在复合操作时，不会有动作压力高的作业致动器的动作(例如动臂提升)变得极端缓慢或者停止的可能。即，能可靠防止发动机转速较低状态下的压力干涉。

而且，由于在发动机转速Nr低于设定转速Ns时进行开口控制，所以只要如上所述，预先将设定转速Ns设定为开始产生复合操作时的压力干涉的转速，即可在该设定转速以上的转速下确保设置连通通路27所起到的本来的功能(顺利行进)。

此外，由于是通过直线前进阀25的位置控制来控制直线前进阀25本身的连通通路27的开口量，所以与采用在外部设置连通阀并对其进行开口控制的结构等情况相比，成本低廉，在空间上也很有利。

另外，作为本发明的另一实施方式，如图4所示，作成使直线前进阀28在中立位置A和直线前进位置C之间切换动作的结构，并且，还采用下述结构：在该直线前进阀28的外部设置连通/切断两泵管线的连通阀29，与第1实施方式同样地，在复合操作时对应于发动机转速控制该连通阀29的开口量。

即使为上述结构，也可实现最初的目的，即，在复合操作时防止发动机转速较低状态下的压力干涉。

此外，在上述实施方式中，采用了进行下述开口控制的结构，即，在发动机转速Nr低于设定转速Ns时减小连通通路开口量，但也可采用与发动机转速的降低成比例地使连通通路开口量渐减的结构。

在该情况下，开口量渐减控制既可在整个转速范围内进行，也可仅在某一转速以下的转速范围内进行。

尽管结合附图并参考优选实施例对本发明进行了描述，不过应当理解为，在不脱离本发明的权利要求书所述范围的情况下，可以对本发明进行等同替换。

Claims (4)

1.一种作业机械的液压控制装置，包括：

下部行进体；

上部旋转体，搭载在上述下部行进体上；

作业附属装置，安装在上述上部旋转体上；

液压致动器组，包括左右行进马达和上述行进马达以外的作业致动器，该液压致动器组分为包括左右行进马达中的一个行进马达的第1组、和包括另一个行进马达的第2组；

第1以及第2这两个泵，作为由发动机驱动的液压源；

直线前进阀，切换来自上述泵的排出油的流路，该直线前进阀构成为，在分别进行行进操作和行进操作以外的操作即作业操作的单独操作时，位于中立位置，向上述第1以及第2两组分别供给由不同的泵排出的排出油，在同时进行行进操作和作业操作的复合操作时，切换到直线前进位置，向上述两行进马达和作业致动器分别供给由不同的泵排出的排出油，而且还构成为，在上述直线前进阀从中立位置切换到直线前进位置的过程中，通过连通通路使两泵的泵管线连通；

和控制机构，在上述复合操作时，与发动机转速相对应地对上述连通通路的开口量进行开口控制，在低转速侧减小开口量。

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，上述直线前进阀在中立位置和直线前进位置之间具备形成连通通路的中间位置，上述控制机构通过控制该直线前进阀的位置来进行开口控制。

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，在上述直线前进阀的外部设置有连通阀，上述控制机构将该连通阀作为连通通路而进行开口控制。

4.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，在发动机转速低于设定转速时，上述控制机构进行开口控制。

Images