CN102108720A - 工程机械的急回转防止用液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工程机械的急回转防止用液压系统。所公开的发明包括：主泵；第一泵及第二泵；回转控制阀；使第一泵与主泵合流或者以回转控制阀的排液管路连接第一泵的行驶前进阀；控制前面作业机或将第二泵连接到油箱的多个前面控制阀；连接在主泵上而控制行驶马达，或者将第二泵连接到油箱的行驶控制阀；以及连接第一泵与行驶前进阀的液压管路和连接回转控制阀的回转液压管路，包括将回转液压管路连接到油箱的急回转减速管路、以及设置在急回转减速管路上并在前面作业机及行驶马达的工作状态下由驱动回转马达的信号而敞开从而将回转液压管路连接到油箱而防止回转马达的急回转的急回转减速阀。

Description

工程机械的急回转防止用液压系统

技术领域

本发明涉及工程机械的急回转防止用液压系统，更为具体地讲，涉及在同时进行前面作业和行驶及回转的复合动作的场合能够防止因急回转而发生的回转冲击的工程机械的急回转用液压系统(Sudden Turning Prevention System for Construction Machinery)。

背景技术

在工程机械中挖掘机通过作为液压马达的行驶马达行驶，上部回转体通过作为液压马达的回转马达回转。相当于前面作业机的动臂、小臂、铲斗等通过液压汽缸驱动。

由于诸如液压马达及液压汽缸之类的驱动装置通过工作油驱动，因此，应当适当分配从泵向各驱动装置侧排出的工作油。在使行驶和前面作业机或回转同时驱动时，若在左/右行驶马达中某一个上供给的工作油的流量不足则不能进行前进行驶。

参照图1a，行驶前进阀30在初始状态下使第一泵10与排液管路40连接而对从第一泵10排出的工作油进行排液，并使第一泵10与第一及第二合流管路41、42断开。另一方面，第一泵10的工作油绕过行驶前进阀30并通过连接在回转控制阀50上的回转平行管路43在回转控制阀50的前端等待。

在这种状态下，若产生行驶信号和小臂操作信号则第一行驶控制阀60和小臂一档速度控制阀70转换到如图1b的状态。如此转换的第一行驶控制阀60和小臂一档速度控制阀70将断开与第二泵20连接的第一及第二分支信号管路32、33。这样一来，在连接行驶前进阀30的受压部30a和第二泵20的行驶前进信号管路31上产生高压，行驶前进阀30转换到如图1b的状态。

此后，一旦行驶前进阀30转换到如图1b的状态，则第一泵10通过行驶前进阀30与第一及第二合流管路41、42连接。由此，从第一泵10排出的工作油通过第一合流管路41向动臂一档速度控制阀90供给工作油，并通过第二合流管路42向小臂一档速度控制阀70供给工作油。另一方面，通过主泵P1向第一行驶控制阀60供给工作油。

另一方面，上述第一及第二合流管路41、42通过行驶前进阀30与回转平行管路43连通。而且，通过上述第一及第二合流管路41、42流动的工作油在动臂一档速度控制阀90及小臂一档速度控制阀70的前端与主泵P1、P2的工作油合流。此时，动臂和小臂的液压大致为100bar。因此，在上述第一及第二合流管路41、42上产生大致100bar的压力。由于第一泵10的排液管路40被行驶前进阀30断开，回转平行管路43与上述第一及第二合流管路41、42相连，因而在回转平行管路43上也产生大致100bar的压力。

另一方面，回转马达的液压大致为50bar。回转马达是通过驱动处于如图1b的状态的回转控制阀50，使得回转平行管路43连接到回转马达51侧而驱动。此时，大致为100bar的高压高流量的工作油通过回转控制阀50供给到回转马达51。在这种状态下发生回转马达51骤然驱动，上部回转体骤然快速回转的回转冲击。在发生回转冲击的情况下，由于上部回转体与驾驶员的意愿相反地骤然快速回转，因而发生安全事故的可能性较高。

况且，在同时进行行驶和前面作业及回转驱动的情况下上述动臂及小臂的液压相对较大，因而从第一泵10排出的工作油的大部分供给到回转马达51。因此，通过第一及第二合流管路41、42供给到动臂汽缸及小臂汽缸的工作油只不过是其中的极少部分而已。由此，前面作业机的驱动速度显著降低，使得作业效率低下。

尤其，在动臂汽缸上除了动臂外还施加有小臂及铲斗的载荷，因而在动臂汽缸的上升缸腔中产生高压。因此，在将第二行驶控制阀(未图示)仅转换一半左右的情况下，主泵P1的工作油的一部分通过行驶控制阀(未图示)供给到行驶马达，主泵的剩余的工作油通过动臂一档速度控制阀90供给到动臂汽缸。

在这里，主泵的工作油在动臂一档速度控制阀90的前端与第一合流管路41

的和合流，在第一合流管路41上仅生成有50bar左右的回转马达51的液压。此时，若工作油的压力为100bar以上则供给到动臂汽缸的工作油经过第一合流管路41和行驶前进阀30向回转平行管路43逆流。

因此，将向回转马达51供给更大流量的工作油，从而发生不仅回转冲击变大而且动臂汽缸的驱动速度明显降低的问题。

另一方面，由于行驶前进阀30的受压部30a与第二泵20连通，因而在行驶控制阀60和前面控制阀70同时转换的情况下，行驶前进阀30从图1a的状态骤然转换到图1b的状态。即、行驶前进阀30以开/关(ON/OFF)方式转换。

由于行驶前进阀以开/关方式转换，因而排液管路40将骤然断开，在回转平行管路43中也骤然产生较大的压力。这种因素也会进一步加大回转冲击。

发明内容

本发明是为了解决上述的现有技术的问题而提出的，其目的是提供一种不仅能够防止回转冲击，而且在进行复合作业时能够防止前面作业机驱动速度降低的工程机械的急回转防止用液压系统。

根据本发明的工程机械的急回转防止用液压系统包括：驱动行驶马达及前面作业机的主泵；驱动回转马达的第一泵；提供控制信号压力的第二泵；液压管路与上述第一泵相连，通过多个位置控制回转马达的回转控制阀；包括将连接在上述第一泵上的液压管路与连接在上述主泵上的液压管路相连接的合流位置以及用上述回转控制阀的排液管路连接连接在上述第一泵上的液压管路的连接位置的行驶前进阀；液压管路与上述行驶前进阀的两侧连接部位中的一个连接部位连接，并提供控制上述前面作业机或将上述第二泵连接到油箱的多个可选择的位置的多个前面控制阀；连接在上述主泵上而控制行驶马达，并提供控制上述行驶马达或将上述第二泵连接到油箱的多个可选择的位置的行驶控制阀；以及在连接上述第一泵和上述行驶前进阀的液压管路侧连接上述回转控制阀的回转液压管路，其特征是，包括将上述回转液压管路连接到油箱的急回转减速管路、以及设置在上述急回转减速管路上并在上述前面作业机或上述行驶马达的工作状态下由驱动上述回转马达的信号而敞开从而将上述回转液压管路连接到上述油箱的急回转减速阀。

另外，根据本发明的工程机械的急回转防止用液压系统还可以将如下方案作为其特征，即、进一步包括驱动行驶马达及前面作业机的辅助主泵，该辅助主泵与上述行驶前进阀相连，由上述合流位置与连接在上述主泵上的液压管路合流。

这里，上述急回转减速阀以调节流量的单向阀方式，由与上述回转控制阀相连的控制信号敞开。

另外，上述急回转减速管路可与上述回转控制阀相连，并通过上述回转控制阀与上述油箱连接。

根据如上所述的本发明的工程机械急回转防止用液压系统适用进行行驶及前面操作时主泵连接到行驶前进阀的合流位置的原有回路能够改进作业速度降低的问题。

而且，根据本发明的工程机械急回转防止用液压系统构成为，在复合进行行驶+前面作业+回转工作时急回转减速阀由回转控制信号敞开，输入到回转控制阀的工作油供给到回转马达，从而在行驶+前面作业+回转信号输入状态下，在急回转减速阀侧连接回转控制阀的内部排液管路，受行驶及前面侧的压力的工作油的一部分通过急回转减速阀排液，因而能够改善对于回转马达侧的回转跳变。

附图说明

图1a及图1b是概略地表示现有工程机械液压回路的图。

图2是图示了根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统的单独回转动作的回路图。

图3是图示了根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统的行驶+前面作业动作的回路图。

图4是图示了根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统的行驶+前面作业+回转动作的回路图。

符号说明

100-辅助主泵，101-主泵，105-第一泵，110-第二泵，115-回转控制阀，116-回转液压管路，117-回转排液管路，121正方向位置，122-逆方向位置，123-断开位置，125-行驶前进阀，126-合流位置，127-连接位置，130、131-前面控制阀，134-前面工作管路，135-行驶控制阀，145-急回转减速阀，148-急回转减速管路。

具体实施方式

下面参照附图说明根据本发明的工程机械的急回转防止用液压系统的较佳实施例。在这过程当中，为了说明上的清楚和方便起见表示在附图中的线条的粗细或构成要件的大小等有可能有夸张的图示。另外，下述的用语是考虑了本发明的功能而定义的用语，有可能随用户、操作人员的意愿或惯例而有所差异。

图2是图示了根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统的单独回转动作的回路图，图3是图示了根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统的行驶+前面作业动作的回路图，图4是图示了根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统的行驶+前面作业+回转动作的回路图。

参照图2，根据本发明一个实施例的工程机械急回转防止用液压系统包括连接主泵101、第一泵105、第二泵110、回转控制阀115、行驶前进阀125、前面控制阀130、131、行驶控制阀135、回转液压管路116、急回转减速阀145、以及连接各构成要件的多个液压管路。

在这里，主泵101一般可构成为进一步包括辅助主泵100的多个泵而向行驶马达136、前面作业机(动臂、小臂、铲斗)供给工作油。第一泵105执行向前面作业机及回转马达133供给工作油的功能。第二泵110经由未图示的操纵杆控制阀提供转换回转控制阀115、行驶前进阀125、前面控制阀130、行驶控制阀135等的位置的控制信号(从回路上看，控制管路均与油箱相连)。

回转控制阀115是将液压管路连接于第一泵105，且由多个位置控制回转马达133的阀。行驶前进阀125包括：将连接在第一泵105上的液压管路106与两侧连接部位107、108相连的合流位置126；以及用回转控制阀115的排液管路109连接连接在第一泵105上的液压管路106的连接位置127。前面控制阀130、131的液压管路与行驶前进阀125的两侧连接部位之一的连接部位108连接，并提供控制前面作业机或将第二泵110连接到油箱150的多个可选择的位置。

行驶控制阀135与辅助主泵101连接而控制行驶马达138，并提供控制行驶马达138或将第二泵110连接到油箱150的多个可选择的位置。另外，回转液压管路116在连接第一泵105和行驶前进阀125的液压管路106侧连接回转控制阀115。

这里，回转控制阀115、前面控制阀130、行驶控制阀135的多个位置可包括向正方向提供工作油的正方向位置121、向逆方向提供的逆方向位置122、切断工作油的供给的断开位置123、与油箱连接的内部排液管路位置124等。各控制阀是以往使用的技术，设有合乎接受工作油供给的驱动部的特性地转换位置的滑阀，因而以合乎各驱动部的工作顺序及工作载荷地分配适当的工作油的方式由控制信号所控制。

另一方面，根据本实施例的急回转减速阀145一旦输入回转操作信号则视为已被敞开。急回转减速阀145设置在急回转减速管路148上，由驱动回转马达133的信号(swing pi)敞开，因而执行回转液压管路116连接到油箱151的功能。这里，急回转减速阀145以单向阀方式，由与回转控制阀115相连的控制信号敞开。配置在急回转减速阀145的单向阀上游侧内部的节流孔用于保障为了驱动回转马达而等待中的工作油的压力。另外，急回转减速管路148与回转控制阀115连接，并通过回转控制阀115与油箱151连接。

下面观察根据本发明一实施例的工程机械的急回转防止用液压系统的工作状态。参照图2，就回转单独动作而言，回转控制阀115由回转信号而向右侧移动，位于逆方向位置122的X字形的方向管路与回转液压管路116及回转排液管路117连接。

第一泵105的工作油经回转液压管路116及回转控制阀115流入回转马达133，使回转马达133驱动后通过回转排液管路117流入油箱151。此时，从第一泵105排出的工作油的一部分通过行驶前进阀125的内部排液管路109后在回转控制阀115的内部排液管路处于等待状态。另外，第二泵110的工作油经前面控制阀130及行驶控制阀135的内部排液管路118a、118b、118c流入油箱150，未向在行驶前进阀125提供液压。

而且，与回转液压管路116相连的急回转减速阀145由起动回转工作的控制信号而处于敞开状态，虽然工作油处于通过急回转减速阀145的状态，但由于与急回转减速阀145相连的回转控制阀115的内部排液管路119a处于断开的状态，因而由急回转减速阀145带来的回转液压管路116的液压处于未减少的状态。

而且，前面控制阀130、131及行驶控制阀135处于向前面工作机及行驶马达138供给工作油的液压管路被断开且内部排液管路119b、119c相连而将连接主泵101的工作油直接向油箱151输送的状态。因此，通过第一泵105的回转单独动作平稳、正常地进行。

参照图3说明行驶+前面驱动。在驱动小臂的前面控制阀130上施加控制信号则前面控制阀130向左侧移动。而且，在行驶控制阀135上施加有控制信号使得行驶控制阀135向右侧移动。此时，对第二泵110的工作油进行排液的前面控制阀130及行驶控制阀135的内部排液管路118b、118c被断开，从而第二泵110向行驶前进阀125提供更大的液压，行驶前进阀125向右侧移动。

行驶前进阀125的合流位置126使第一泵105及辅助主泵100的工作油合流，第一泵105的工作油的一部分供给到驱动小臂汽缸132的控制阀130。前面控制阀130向左侧移动而处于转换到正方向位置121a的状态，工作油经前面工作管路134供给到驱动小臂的小臂汽缸132。而且，行驶控制阀135处于以如X字形的逆方向位置122a向行驶马达138供给辅助主泵100的工作油的状态。

即、前面控制阀130及行驶前进阀125转换到驱动前面及行驶马达的位置。行驶前进阀125转换到右侧，第一泵105处于向前面及回转控制阀115供给工作油的状态。前面及行驶马达处于正常地工作的状态，回转控制阀115处于没有驱动回转马达133的控制信号的状态，第一泵105与回转马达133处于连接被断开的状态。因此，在没有回转控制信号的状态下，行驶马达和前面的动作由第一泵105及辅助主泵100的工作油而正常地进行。

图4图示了在复合进行行驶+前面作业+回转驱动的情况下的将要转换回转控制阀115之前的状态。这种复合动作通过在图3的状态下对回转控制阀115施加回转控制信号而形成。即、工作状态从图3转换到图4。在回转控制阀115为了驱动回转马达133而转换之前，回转液压管路116连接在连接有辅助主泵100的行驶前进阀125的合流位置126上。此时，回转液压管路116处于由连接在合流位置126上的前面作业机及行驶马达138而受大致100bar的压力的状态，处于比正常的回转液压50bar还高的高压状态。

此时，因回转控制信号而在急回转减速阀145侧施加控制信号，急回转减速阀145敞开。由于是急回转减速阀145通过急回转减速管路148与回转控制阀115的排液管路119a相连且回转控制阀115的内部排液管路119a与油箱151相连的状态，因而与第一泵105相连的回转液压管路116的工作油通过急回转减速阀145将部分流量排液到油箱151。为了使急回转减速阀145如此地比回转控制阀115先敞开，应设定为急回转减速阀145的敞开要在比用来转换回转控制阀115的控制液压小的液压下进行。

此后，回转控制阀115由回转控制信号向左侧或右侧移动而转换到正方向位置121或逆方向位置122，回转液压管路116与回转马达133连接。因此，在施加回转控制信号时，急回转减速阀145敞开从而能够使回转液压管路116的液压减小到正常液压即50bar左右，回转马达133正常地工作而不会急回转。此时，利用急回转减速阀145的节流孔能够调节经回转液压管路116向油箱151流动的排液流量。

另一方面，如上所述那样，作为本发明的一实施例图示的液压回路图示了配置在工程机械中的挖掘机上的液压回路。而且，虽然前面控制阀包括动臂控制阀1、2和小臂控制阀1、2以及铲斗控制阀全部，但仅图示了动臂控制阀2和小臂控制阀1。动臂2汽缸虽未图示，但与相当于动臂控制阀2的另外的前面控制阀131相连。未图示的动臂控制阀1和小臂控制阀2可在连接有辅助主泵100的附图的下部区域配置回路。即、在连接有辅助主泵100的区域可配置包括连接在辅助主泵100上而被驱动并构成行驶的另一机构的行驶控制阀及行驶马达、动臂1控制阀及动臂1汽缸、铲斗控制阀及铲斗汽缸等的液压回路。

本发明的产业上的利用可能性如下。

本发明可应用到工程设备的回转装置的液压系统。

Claims (4)

1.一种工程机械的急回转防止用液压系统，包括：驱动行驶马达及前面作业机的主泵(101)；驱动回转马达的第一泵(105)；提供控制信号压力的第二泵(110)；液压管路与上述第一泵(105)相连，通过多个位置控制回转马达的回转控制阀(115)；包括将连接在上述第一泵(105)上的液压管路与连接在上述主泵(101)上的液压管路相连接的合流位置(126)以及用上述回转控制阀(115)的排液管路连接连接在上述第一泵(105)上的液压管路的连接位置(127)的行驶前进阀(125)；以及在连接上述第一泵(105)和上述行驶前进阀(125)的液压管路侧连接上述回转控制阀(115)的回转液压管路(116)，其特征在于，

包括将上述回转液压管路(116)连接到油箱的急回转减速管路(148)、以及设置在上述急回转减速管路(148)上并在上述前面作业机或上述行驶马达的工作状态下由驱动上述回转马达的信号而敞开从而将上述回转液压管路(116)连接到上述油箱的急回转减速阀(145)。

2.根据权利要求1所述的工程机械的急回转防止用液压系统，其特征在于，

进一步包括驱动行驶马达及前面作业机的辅助主泵(100)，

上述辅助主泵(100)与上述行驶前进阀(126)相连，由上述合流位置(126)与连接在上述主泵(101)上的液压管路合流。

3.根据权利要求1或2所述的工程机械的急回转防止用液压系统，其特征在于，

上述急回转减速阀(145)以调节流量的单向阀方式，由与上述回转控制阀(115)相连的控制信号敞开。

4.根据权利要求1或2所述的工程机械的急回转防止用液压系统，其特征在于，

上述急回转减速管路(148)与上述回转控制阀(115)相连，并通过上述回转控制阀(115)与上述油箱连接。

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