CN103109093A - 作业机 - Google Patents
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Abstract
在作业机为特定状态时设定变更为液压泵的吸收扭矩的最大值为较高的值的作业机中,解决如下课题:当在杆行程的中间位置操作操作杆时,由于切换最大吸收扭矩设定值而使机体产生晃动,导致操作杆相对于机体相对运动而操作性带来不良影响并且机体不受控制。当最大吸收扭矩设定值为耗油率良好的最大吸收扭矩设定值即E2位置时,若检测出行驶操作部件(21a、21b)和动臂操作部件(21e)的一方或者两方的完全操作,则控制为自动地切换到E1位置,该E1位置的最大吸收扭矩设定值比上述E2位置的最大吸收扭矩设定值大。
Description
技术领域
本发明涉及反铲挖掘机等作业机。
背景技术
以往,存在专利文献1记载的作业机。
该作业机包括:发动机;通过该发动机驱动的可变容积液压泵;设定该液压泵的最大吸收扭矩的最大吸收扭矩设定构件;通过上述液压泵的排出油被液压驱动的行驶装置、上部回转体、动臂、斗杆和铲斗;以及操作上述这些的行驶操作杆、回转/斗杆操作杆和动臂/铲斗操作杆。
在该作业机中,公开了通过检测上述操作杆的特定的操作状态来检测作业机处于特定的操作状态,当作业机处于特定的状态时,将液压泵的吸收扭矩的最大值设定变更为较高的值。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-295408号公报
发明内容
发明要解决的课题
若切换最大吸收扭矩设定值,则液压泵的排出量变化,机体产生晃动,由于操作员握住操作杆,若将操作杆在杆行程的中间位置操作时机体产生晃动,则产生操作杆相对于机体相对运动而给操作性带来不良影响以及机体不受控制的问题。
因此,本发明以解决上述问题点作为课题。
解决课题的技术方案
为了解决上述技术课题,本发明的技术手段有如下特征。
在技术方案1的发明中,包括:发动机;由该发动机驱动的可变容积式液压泵;设定该液压泵的最大吸收扭矩的最大吸收扭矩设定构件;由上述液压泵的排出油液压驱动的行驶装置和动臂;操作上述行驶装置的行驶操作部件;以及操作上述动臂的动臂操作部件;在上述最大吸收扭矩设定构件设定有E1位置和E2位置,上述E2位置的最大吸收扭矩设定值比该E1位置的最大吸收扭矩设定值小;上述作业机设有行驶操作检测器和动臂操作检测器,上述行驶操作检测器检测上述行驶操作部件的完全操作,上述动臂操作检测器检测上述动臂操作部件已向动臂上升方向操作时的该动臂操作部件的完全操作;当最大吸收扭矩设定值为E2位置时,如果检测出上述行驶操作部件和动臂操作部件的一方或者两方的完全操作,则控制为自动地切换到E1位置。
在技术方案2的发明中,上述行驶操作检测器和动臂操作检测器在检测对象的操作部件的操作终端位置的跟前检测该操作部件的完全操作。
在技术方案3的发明中,在上述最大吸收扭矩设定构件设定有P位置,该P位置的最大吸收扭矩设定值比E1位置的最大吸收扭矩设定值大,通过手动的切换构件能在E2位置和P位置之间相互切换,在发动机起动时被设定为E2位置
发明效果
根据本发明起到如下效果。
根据技术方案1的发明,检测行驶操作部件和动臂操作部件的一方或两方的完全操作,自动地切换到最大吸收扭矩设定值比E2位置大的E1位置,在该完全操作下操作部件被操作到操作终端位置,因此不存在主泵的排出量的变化所引起的机体晃动所产生的对操作性的不良影响,机体不会不受控制,操作性提高。另外,当行驶完全操作和/或动臂上升完全操作时切换到最大吸收扭矩设定值大的扭矩位置,从而需要节能的动作和重视速度性的动作简单化,谋求结构的精简化。
根据技术方案2的发明,通过在操作部件的操作终端位置的跟前检测该操作部件的完全操作,从E2位置向E1位置的切换相对于操作部件的完全操作的响应性良好。
根据技术方案3的发明,基本上,由于在液压泵的输出小的E2位置进行作业,所以,可以抑制燃料消耗,另外,当要求快速的作业速度和行驶速度时,通过切换到液压泵的输出高的P位置,可以高速作业。
另外,在操作部件的完全操作时,自动地从E2位置切换到最大吸收扭矩设定值小于P位置的E1位置,因此可以谋求兼顾操作性和降低燃料消耗。
附图说明
图1为反铲挖掘机的侧面图。
图2为反铲挖掘机的液压回路图。
图3为主要部分的液压回路图。
图4A为表示扭矩位置的切换的动作图表的表。
图4B为表示主泵的输出模式的表。
图4C为遥控阀的二次侧压力相对于操作杆的操作位置的特性图。
图5为表示其它的实施方式的液压回路图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
在图1中,附图标记1为反铲挖掘机(作业机),该反铲挖掘机1主要包括下部的行驶体2和搭载在该行驶体2上的上部的回转体3。
行驶体2在车架6的左右两侧具备履带式的行驶装置5,该履带式的行驶装置5构成为通过由液压马达(液压促动器)构成的行驶马达ML、MR使环带状的履带4沿周向循环移动。
在上述车架6的前部设有推土装置7。该推土装置7的后端侧枢轴连接在车架6上,并且在上下可摆动的支撑臂8的前端侧具备推铲9,通过由液压缸(液压促动器)所构成的推土用缸C1的伸缩,上述支撑臂8被上升、下降驱动。
回转体3包括:可绕上下方向的回转轴心自由转动地搭载在车架6上的回转台10;装备在该回转台10的前部的前作业装置11;以及搭载在回转台10上的操作室12。
在回转台10上设有发动机36、散热器、燃料箱、动作油箱、电池等,该回转台10通过由液压马达(液压促动器)所构成的回转马达MT被回转驱动。
在上述回转台10的前部,从该回转台10向前方突出地设有支撑架13,在该支撑架13上可绕上下方向的轴心左右自由摆动地支撑有摆动支架14。该摆动支架14通过由液压缸(液压促动器)所构成的摆动用缸C2被左右摆动驱动。
前作业装置11主要包括:动臂15,该动臂15的基部侧可绕左右轴自由转动地枢轴支撑在摆动支架14的上部,并且可以上下自由摆动;臂16,该臂16可绕左右轴自由转动地枢轴支撑在该动臂15的前端侧,并且可以前后自由摆动;铲斗17(作业工具),该铲斗17可绕左右轴自由转动地枢轴支撑在该臂16的前端侧,并且可以前后摆动。
动臂15通过安装在该动臂15和摆动支架14之间的动臂用缸C3被摆动驱动,臂16通过安装在该臂16和动臂15之间的斗杆用缸C4被摆动驱动,铲斗17通过安装在该铲斗17和臂16之间的铲斗用缸C5(作业工具用缸)被摆动驱动。
上述动臂用缸C3、斗杆用缸C4和铲斗用缸C5由液压缸(液压促动器)构成。
在操作室12内的后部设有驾驶席D。另外,在操作室12的左侧面的前部设有可由乘降门12A自由开闭的乘降口12B,在驾驶席D的左侧方设有以横过乘降口12B的方式配置的卸载杆A,该卸载杆A可向上拉。
该卸载杆A通过当操作员下车时被向上拉,可以变更到不影响乘降的位置上,并且构成为能够使装备在反铲挖掘机1上的各种液压促动器ML、MR、MT、C1~5无法操作。
接着,参照图2和图3,说明用于使装备在反铲挖掘机1上的各种液压促动器ML、MR、MT、C1~5动作的液压系统。
该反铲挖掘机1的液压系统具有:控制各种液压促动器ML、MR、MT、C1~5的控制阀CV;使各种液压促动器ML、MR、MT、C1~5动作的动作油的供给用的主泵18;以及用于供给先导切换阀的控制用先导压力油、压力检测信号等信号压油的先导泵19。
在本实施方式中,上述控制阀CV构成为,将第1区块B1、控制铲斗用缸C5的铲斗控制阀V1、控制动臂用缸C3的动臂控制阀V2、控制推土用缸C1的第1推土控制阀V3、控制右侧的行驶装置5的行驶马达MR的右用行驶控制阀V4、压油取入用第2区块B2、控制左侧的行驶装置5的行驶马达ML的左用行驶控制阀V5、控制推土用缸C1的第2推土控制阀V6、控制斗杆用缸C4的斗杆控制阀V7、控制回转马达MT的回转控制阀V8、控制摆动用缸C2的摆动控制阀V9、第3区块B3依次配置(图2中从右顺次配置),并将这些区块彼此连结。
上述各控制阀V1~9具有装入阀体内的换向阀DV1~9。
各换向阀DV1~9相对于成为控制对象的液压促动器ML、MR、MT、C1~5切换压油的方向,由直动阀芯型切换阀构成并且由被先导操作的(由先导压力而被切换操作的)先导切换阀构成。
另外,各控制阀V1~9的换向阀DV1~9构成为:与对各换向阀DV1~9进行先导操作的各遥控阀PV1~6的操作量成比例地使阀芯移动,将与该阀芯的移动量成比例的量的压油供给到控制对象的液压促动器ML、MR、MT、C1~5(换言之,可以使操作对象的液压促动器ML、MR、MT、C1~5的动作速度与各遥控阀PV1~6的操作量成比例地改变)。
上述各遥控阀PV1~6由先导阀构成,该先导阀将与操作量成比例的先导压力从二次侧开口(输出口)输出并向操作对象的换向阀DV1~8的先导受压部输送。
作为该遥控阀PV1~6,设有:操作左用行驶控制阀V5的换向阀DV5的左行驶用遥控阀PV1;操作右用行驶控制阀V4的换向阀DV4的右行驶用遥控阀PV2;操作摆动控制阀V9的换向阀DV9的摆动用遥控阀PV3;操作第1推土控制阀V3的换向阀DV3和第2推土控制阀V6的换向阀DV6的推土用遥控阀PV4;操作回转控制阀V8的换向阀DV8和斗杆控制阀V7的换向阀DV7的回转/斗杆用遥控阀PV5;操作铲斗控制阀V1的换向阀DV1和动臂控制阀V2的换向阀DV2的铲斗/动臂用遥控阀PV6。
在本实施方式中,摆动用遥控阀PV3由操作踏板20操作,其它的遥控阀PV1、2、4~6由操作杆21a~e(操作部件)操作,都可以从操作员就座于驾驶席的位置进行操作。
另外,第1推土控制阀V3的换向阀DV3和第2推土控制阀V6的换向阀DV6由1个推土用遥控阀PV3同时操作(同时动作)。
操作左行驶用遥控阀PV1、右行驶用遥控阀PV2的操作杆21a、21b(行驶操作部件)被从中立位置沿前后操作,当该操作杆21a、21b向前倾时操作对象的行驶装置2前进驱动,当该操作杆21a、21b向后倾时操作对象的行驶装置2后退驱动。
操作回转/斗杆用遥控阀PV5和铲斗/动臂用遥控阀PV6的操作杆21d、21e可以被向前后方向和左右方向这两方向操作(可以被从中立位置向前后和左右操作)。
回转/斗杆用遥控阀PV5利用操作杆21d的一个方向(例如左右方向)的操作来操作回转控制阀V8的换向阀DV8,利用另一方向(例如前后方向)的操作来操作斗杆控制阀V7的换向阀DV7。
另外,铲斗/动臂用遥控阀PV6利用操作杆21e(动臂操作部件)的一方向(例如左右方向)的操作来操作铲斗控制阀V1的换向阀DV1,利用另一方向(例如前后方向)的操作来操作动臂控制阀V2的换向阀DV2。
另外,可以通过使上述遥控阀PV5、PV6的操作杆21d、21e向前后左右之间的倾斜方向倾斜运动来进行复合运动。
在第1区块B1和第3区块B3中分别组装有减压阀V10、V11,在第2区块B2中组装有行驶独立阀V12。
上述主泵18和先导泵19由搭载在回转台10上的发动机36(等的驱动源)驱动。
主泵18由具备斜盘18a等泵容量控制机构的可变容积式液压泵构成,在本实施方式中,由具有从独立的2个排出口18b、18c排出等量的压油的等流量双联泵的功能的斜盘式可变容量轴流泵构成。更详细地,该主泵18采用1个分流式的液压泵,该分流式的液压泵具有从活塞/缸筒向形成于阀片内外的排出槽交替排出压油的机构。
并且,主泵也可以由1个或多个单流式的液压泵构成。
该主泵18的排出回路X由连接到主泵18的第1排出口18b的第1主排出路径a和连接到主泵18的第2排出口18c的第2主排出路径b,第1排出路径a和第2排出路径b共同被引入到第2区块B2内。
第1排出路径a以如下方式配置,从第2区块B2经过右用行驶控制阀V4的阀体→第1推土控制阀V3的阀体→动臂控制阀V2的阀体→铲斗控制阀V1的阀体到达第1区块B1,流路终端被连接到减压阀V1。
压油可以从该第1排出路径a分别经由压油分支流路f被供给到右用行驶控制阀V4、第1推土控制阀V3、动臂控制阀V2、铲斗控制阀V1的各换向阀DV4、DV3、DV2、DV1。
第2排出路径b以如下方式配置,从第2区块B2经过左侧用行驶控制阀V5的阀体→第2推土控制阀V6的阀体→斗杆控制阀V7的阀体→回转控制阀V8的阀体→摆动控制阀V9的阀体到达第3区块B3,流路终端被连接到减压阀V11。
压油可以从该第2排出路径b分别经由压油分支流路h被供给到左侧用行驶控制阀V5、第2推土控制阀V6、斗杆控制阀V7、回转控制阀V8、摆动控制阀V9的各换向阀DV5、DV6、DV7、DV8、DV9。
控制阀CV设有连接到各减压阀V10、V11的泄油路g1、g2,各泄油路g1、g2设置为在第3区块B3合流而流向储油箱T。
第1排出路径a和第2排出路径b在第2区块B2内,经由横过行驶独立阀V12的连通路j相互连接。
行驶独立阀V12由直动阀芯型切换阀构成,并且由利用先导液压而被切换操作的先导切换阀构成。
行驶独立阀v12可以在允许连通路j的压油流通的合流位置22和阻断连通路j的压油流通的独立供给位置23之间自由切换,被弹簧向要切换到合流位置22的方向施力。
当该行驶独立阀V12位于合流位置22时,第1排出口18b的排出油和第2排出口18c的排出油合流,可以供给到各控制阀V1~9的换向阀DV1~9。
另外,当行驶独立阀V12切换到独立供给位置23时,第1排出口18b的排出油可以供给到右用行驶控制阀V4、第1推土控制阀V3的各换向阀DV4、DV3,并且,来自第2排出口18c的压油可以供给到左侧用行驶控制阀V5、第2推土控制阀V6的各换向阀DV5、DV6。
上述先导泵19由定容型的齿轮泵构成。
该先导泵19的排出回路Y由第1~5先导排出路径m1、m2、m3、m4、m5构成。
第1先导排出路径m1的始端连接到先导泵19的排出口19a,终端连接到卸载阀V13的一次侧开口26。
第2先导排出路径m2的始端连接到第1先导排出路径m1,终端侧连接到第3先导排出路径m3和第4先导排出路径m4的始端。
第3先导排出路径m3和第4先导排出路径m4被引入到第2区块B2内,第3先导排出路径m3的终端连接到行驶独立阀V12的一方的受压部24a,第4先导排出路径m4的终端连接到行驶独立阀V12的另一方的受压部24b。
第5先导排出路径m5的始端连接到第1先导排出路径m1,终端连接到用于设定先导泵19的排出回路Y的最高压的减压阀V15。
另外,第3先导排出路径m3连接有第1检测油路r1的始端,第4先导排出路径m4连接有第2检测油路r2的始端。
第1检测油路r1经过摆动控制阀V9的换向阀DV9→回转控制阀V8的换向阀DV8→斗杆控制阀V7的换向阀DV7→第2推土控制阀V6的换向阀DV6→左用行驶控制阀V5的换向阀DV5→右用行驶控制阀V4的换向阀DV4→第1推土控制阀V3的换向阀DV3→动臂控制阀V2的换向阀DV2→铲斗控制阀V1的换向阀DV1,连接到泄油路g1。
第2检测油路r2经过第2推土控制阀V6的换向阀DV6→左用行驶控制阀V5的换向阀DV5→右用行驶控制阀V4的换向阀DV4→第1推土控制阀V3的换向阀DV3,连接到泄油路g1。
上述行驶独立阀V12,在各控制阀V1~9的换向阀DV1~9为中立的情况下,通过弹簧力保持在合流位置22上。
然后,当右用行驶控制阀V4、左侧用行驶控制阀V5、第1推土控制阀V3、第2推土控制阀V6的各换向阀DV6、7、5、8中的任意一个被从中立位置操作时,在第2检测油路r2压力升高,行驶独立阀V12被从合流位置22切换到独立供给位置23。
此时,当铲斗控制阀V1、动臂控制阀V2、回转控制阀V8、斗杆控制阀V7、摆动控制阀V9的换向阀DV11、DV10、DV9、DV4、DV3、DV2、DV1中的任意一个被从中立位置操作时,在第1检测油路r1压力升高,行驶独立阀V12被从独立供给位置23切换到合流位置22。
另外,上述第3先导排出路径m3连接有第1感知油路s1,第4先导排出路径m4连接有第2感知油路s2,第1、第2感知油路s1、s2的终端连接到梭阀V14,该梭阀V14连接有压力开关25,该压力开关25经由传送路径连接到控制发动机36、主泵18等的控制装置CU。
在本实施方式的液压系统中,具备自动操作发动机36的加速装置的自动怠速控制系统(AI系统)。
在该自动怠速控制系统中,当各控制阀V1~9的换向阀DV1~9为中立时,在第1检测油路r1和第2检测油路r2压力不升高,压力开关25没有感压动作,在该状态下,通过电促动器等自动控制发动机36的调速器直到其降速到预先设定的怠速位置。另外,当控制阀V1~9的换向阀DV1~9中的任意一个被操作时,第1检测油路r1或者第2检测油路r2压力升高,该压力由压力开关25感知并使该压力开关25感压动作。于是,从控制装置CU向电促动器等发出指令信号,通过该电促动器等自动控制调速器直到其加速到设定的加速位置。
上述卸载阀V13的二次侧开口27连接有先导泵油路w的始端,该先导泵油路w分别经由供给油路k连接到各遥控阀PV1~6的一次侧开口(输入口)(各遥控阀PV1~6并联连接到先导泵油路w)。
从而,先导泵19的排出油经由卸载阀V13输送到先导泵油路w,压油从该先导泵油路w供给到各遥控阀PV1~6的一次侧开口。
卸载阀V13由直动阀芯型的二位置切换电磁阀构成,该二位置切换电磁阀在供给位置28和卸载位置29之间自由切换,在供给位置28,使第1先导排出路径m1(先导泵19的排出回路Y)连通到先导泵油路w的始端,在卸载位置29,阻断上述第1先导排出路径m1(先导泵19的排出回路Y)与先导泵油路w的始端的连通并且使先导泵油路w的始端连通到储油箱T。
该卸载阀V13被弹簧30向要切换到卸载位置29的方向施力,通过使螺线管31消磁而切换到卸载位置29,而通过对螺线管31励磁而切换到供给位置28。该卸载阀V13的螺线管31在下拉了配置于驾驶席D的左侧方的上述卸载杆A的位置上被励磁,并通过上拉卸载杆A而被消磁。
因此,通过在下车时上拉卸载杆A,卸载阀V13被切换到卸载位置29,压油不被供给到各遥控阀PV1~6,无法操作各液压促动器ML、MR、MT、C1~5。
在该液压系统中,为了使低温时对各控制阀V1~9的换向阀DV1~9进行先导操作的各遥控阀PV1~6的响应性良好,设有在反铲挖掘机1的预热运转时用于加热先导泵油路w内的油的预热回路H。
该预热回路H包括连接先导泵油路w的终端和先导泵19的排出回路Y(图例为第2先导排出路径m2)的连接油路e、以及插装于连接油路e的节流机构(流量限制构件)34。
当反铲挖掘机1预热运转时,在上拉卸载杆A使卸载阀V13为卸载位置29的状态下进行预热运转。
于是,首先,从先导泵19排出的油从排出回路Y经过预热回路H的连接油路e向先导泵油路w的终端流动。接着,向先导泵油路w的终端流入的先导泵19的排出油通过先导泵油路w向始端侧流动,并且从该始端经由卸载阀V13排出到储油箱T。
即,利用先导泵19从储油箱T吸上来的油通过先导泵油路w向储油箱T循环,先导泵油路w内的油升温。
由此,在遥控阀PV1~6的一次侧开口的附近,供给到该一次侧开口的油升温,因此可以确保低温时的遥控阀PV1~6的响应性(可以确保低温时的遥控阀PV1~6的操作性)。
另外,使从储油箱T吸上来并从先导泵19排出的油在先导泵油路w流通,向储油箱T循环,由此可以得到充分的预热效果,并谋求预热时间的缩短。
另外,由于将先导泵19的排出油向控制阀CV输送的第2先导排出路径m2也在早期同时被加热,因此也对上述自动怠速控制系统的信号回路、第1、第2检测油路r1、r2内的油的预热发挥效果。
另外,设在上述预热回路H中的节流机构34,在卸载阀V13切换到卸载位置29的状态下,限制从先导泵19的排出回路Y经由连接油路e向先导泵油路w流动的油的流量,使得即使操作遥控阀PV1~6,操作对象的液压促动器ML、MR、MT、C1~5也不起动(在遥控阀PV1~6的二次侧开口使先导操作各换向阀DV1~9的压力不上升)。
因此,在卸载阀V13为卸载位置29的状态下,即使先导泵19的排出油经由预热回路H向先导泵油路w流通,也无法利用各遥控阀PV1~6操作各控制阀V1~9。另外,在卸载阀V13为供给位置28的状态下,按通常那样,先导泵19的排出油经由卸载阀V13向先导泵油路w流通,可以利用各遥控阀PV1~6操作各控制阀V1~9,不会发生流量的浪费。
另外,在操作遥控阀PV1~6来输出二次侧压力时,卸载阀V13被切换到供给位置28,先导泵19的排出油被从始端侧供给到先导泵油路w,而上述预热回路H由于将先导泵19的排出回路Y连接到先导泵油路w的终端,因此该预热回路H不构成遥控阀PV1~6的操作时的响应延迟的主要原因。
另外,通过由节流机构34构成用于限制从先导泵19的排出回路Y经由连接油路e向先导泵油路w流通的油的流量的流量限制构件,可以经济地提供。
另外,先导泵油路w通常由液压软管形成。由于通过设置预热回路H可以改善低温时的先导泵油路w的油的流动性,因此可减小构成先导泵油路w的液压软管的尺寸,通过减小尺寸,在配置构成该先导泵油路w的液压软管时,容易进行该软管的布线(布置)。
另外,限制从先导泵19的排出回路Y经由连接油路e向先导泵油路w流通的油的流量的流量限制构件不限于上述节流机构34。也就是说,该流量限制构件只要在卸载阀V13切换到卸载位置29的状态下能够限制从先导泵19的排出回路Y经由连接油路e向先导泵油路w流通的油的流量,使得即使操作遥控阀PV1~6操作对象的液压促动器ML、MR、MT、C1~5也不起动,该流量限制构件例如也可以由图5所示的减压阀35构成。
在本实施方式的情况中,减压阀35的一次侧开口35a(高压侧开口)1被连接到连接油路e的排出回路Y侧的油路e1,减压阀35的二次侧开口35b(减压侧开口)被连接到连接油路e的先导泵油路w侧的油路e2。另外,减压阀35由二次侧开口35b的压力被向阀芯打开的方向挤压,由阀芯弹簧35c被向阀芯关闭的方向施力。
减压阀35的阀芯弹簧35c的弹簧压力被设定为,在将卸载阀V13切换到卸载位置29的状态下,减压阀35的二次侧开口35b的压力为即使操作遥控阀PV1~6也不会使操作对象的液压促动器ML、MR、MT、C1~5起动的压力。
另外,在本实施方式的液压系统中,进行限制主泵18的最大吸收扭矩的扭矩控制以使得该主泵18的吸收扭矩不超过设定值(最大吸收扭矩),并且,可以将该最大吸收扭矩的设定值设定变更为多个设定值。
限制该主泵18的最大吸收扭矩的扭矩控制是通过改变该主泵18的斜盘18a的倾转角以使该主泵18的容量随着主泵18的排出压力上升而减小来进行的。
如图3所示,主泵18的排出压力的检测通过分别连接到第1排出路径a和第2排出路径b的由压力开关所构成的排出压力检测器32、33进行。该排出压力检测器32、33的检测信号经由传送路径发送到控制装置CU。
主泵18的斜盘18a的倾转角的控制由调节器R进行。
在本实施方式中,该调节器R包括:对斜盘18a施力的斜盘弹簧37;推压斜盘18a的斜盘促动器38;以及控制该斜盘促动器38的推压力的斜盘控制阀39。主泵18的斜盘18a的倾转角通过斜盘弹簧37的作用力和斜盘促动器38的推压力来控制。
此外,本实施方式所示的调节器R只示出了一个例子,除例示的结构的调节器R以外,还可以采用控制可变容积式液压泵的斜盘等的公知的调节器。
上述斜盘控制阀39由电磁比例减压阀构成,通过从控制装置CU输出的输出电流控制。
该斜盘控制阀39的一次侧开口39a经由连通路q连接到先导泵19的排出回路Y(图例中,第5先导排出路径m5),该斜盘控制阀39的二次侧开口39b经由控制油路y连接到斜盘促动器38。
该斜盘控制阀39具有:弹簧39c,向使阀芯向连通一次侧开口39a和二次侧开口39b的连通位置41侧移动的方向对阀芯施力;比例螺线管39d,使阀芯向阻断一次侧开口39a和二次侧开口39b的连通并且使二次侧开口35b连通到储油箱T的阻断位置42侧移动(产生对抗弹簧的作用力的力)。
另外,斜盘控制阀39被控制成,使得若从控制装置CU向比例螺线管39d输出的输出电流(励磁电流)上升,则向斜盘促动器38输出的二次侧压力下降(斜盘促动器38的推压力下降)。
然后,与由上述压力开关32、33检测并输入到控制装置CU的主泵18的排出压力对应地,从控制装置CU向斜盘控制阀39的比例螺线管39d输出指令信号,控制斜盘18a使得该主泵18的最大吸收扭矩成为设定的最大吸收扭矩设定值。
控制装置CU具有用于设定主泵18的最大吸收扭矩设定值的最大吸收扭矩设定构件TM。
在该最大吸收扭矩设定构件TM中,设定了最大吸收扭矩设定值不同的多个扭矩位置,可以变更成在这些扭矩位置设定的最大吸收扭矩设定值。
对于扭矩位置,在本实施方式中,主泵18的最大吸收扭矩的设定值可以被变更为以下3个扭矩位置(最大吸收扭矩设定值):P位置(动力模式)、最大吸收扭矩设定值比该P位置小的E1位置(低经济模式)、最大吸收扭矩设定值比该E1位置小的E2位置(高经济模式)。
如图4B所示,在该反铲挖掘机1中,在P位置,例如,最大吸收扭矩设定值被设定为在发动机36的输出扭矩特性的最大扭矩值附近(不超过该最大扭矩值),在E1位置,最大吸收扭矩设定值被设定为在P位置的最大吸收扭矩设定值的80%,在E2位置,最大吸收扭矩设定值被设定为在P位置的最大吸收扭矩设定值的60%。
此外,该反铲挖掘机1将发动机36的目标转速固定为期望的目标转速而使用,另外,各扭矩位置中的最大吸收扭矩设定值不变。
通过设于驾驶席D附近的手动开关等被手动操作的切换构件CM,可相互切换P位置和E2位置。在本实施方式中,当起动发动机36时,自动地设定为E2位置,通过切换构件CM,可以从E2位置向P位置切换,并且可以从P位置向E2位置切换。
因此,基本上,由于在主泵18的低输出的E2位置进行作业,可以抑制燃料消耗(耗油率良好)。另外,当要求快速的作业速度和行驶速度时,通过切换到主泵18的高输出的P位置,可以高速驱动前作业装置11、推土装置7、回转台10、摆动支架14和行驶马达ML、MR。
E2位置和E1位置的相互切换是自动进行的。
在本实施方式中,当将操作左行驶用遥控阀PV1、右行驶用遥控阀PV2的操作杆21a、21b中的一方或者两方向前或后完全操作(将操作杆操作到操作终端位置(行程终点))、或者将操作铲斗/动臂用遥控阀PV6的操作杆21e向动臂上升方向完全操作时,或者,当操作左行驶用遥控阀PV1、右行驶用遥控阀PV2的操作杆21a、21b中的一方或者两方向前或后完全操作且将操作铲斗/动臂用遥控阀PV6的操作杆21e向动臂上升方向完全操作时,从E2位置向E1位置切换。
该左行驶用遥控阀PV1、右行驶用遥控阀PV2的操作杆21a、21b的完全操作的检测通过行驶操作检测器43来进行,铲斗/动臂用遥控阀PV6的操作杆21e的动臂上升方向的完全操作的检测通过动臂操作检测器44进行。在本实施方式中,检测器43、44由压力开关构成。
行驶操作检测器43构成为,经由连接回路47连接到将先导液压从左行驶用遥控阀PV1、右行驶用遥控阀PV2输送到左用行驶控制阀V5、右用行驶控制阀V4的行驶指令油路46,通过检测该行驶指令油路46的压力(遥控阀PV1、PV2的二次侧压力),检测行驶用的2根操作杆21a、21b中至少一根操作杆21a、21b的完全操作。
动臂操作检测器44构成为,连接到将先导液压从铲斗/动臂用遥控阀PV6输送到动臂控制阀V2的换向阀DV2的动臂上升操作侧的受压部的动臂上升指令油路49,通过检测该动臂上升指令油路49的压力(遥控阀PV6的输出动臂上升指令的开口的二次侧压力),检测向操作杆21e的动臂上升侧的完全操作。
上述行驶操作检测器43和动臂操作检测器44经由传送路径连接到控制装置CU,行驶操作检测器43和动臂操作检测器44的检测信号被输入到控制装置CU。
如图4A所示,当切换到P位置,行驶操作检测器43和动臂操作检测器44为接通或断开都保持P位置(动作图表1)。
另外,当扭矩位置为E2位置时,在行驶操作检测器43/动臂操作检测器44的一方为接通且另一方为断开时(动作图表2、3),或者两方为接通时(动作图表4),切换到E1位置。
另外,在行驶操作检测器43和动臂操作检测器44两者为断开的情况下,当扭矩位置为E2位置时,保持E2位置(动作图表5)。
接着,参照图4C说明上述的操作杆21a、21b、21e的完全操作的检测。
图4C为表示遥控阀PV1、PV2、PV6的二次侧压力相对于操作杆21a、21b、21e的杆操作位置的变化的特性图,纵轴为遥控阀PV1、PV2、PV6的二次侧压力,横轴为操作杆21a、21b、21e的杆操作位置。
对于二次侧压力,越远离原点则压力越大。
杆操作位置的原点为杆行程的始端位置即操作始端位置(中立位置,G0位置),越远离该原点越靠近杆行程的终端位置即操作终端位置(G5位置)。
上述操作杆21a、21b、21e的操作区域被划分为:操作对象不动作的(在图例中,从G0位置到G1位置的)中立区域51;操作终端附近的(在图例中,从G3位置到G5位置的)完全操作附近区域52;以及在中立区域51和完全操作附近区域52之间(在图例中,从G1位置到G3位置)的中间区域53。进一步地,中间区域53被划分为从G1位置到G2位置的低速度区域53A和从G2位置到G3位置的中间速度区域53B。
在中立区域中,即使操作操作杆21a、21b、21e,二次侧压力也不升高,因此左用行驶控制阀V5、右用行驶控制阀V4、动臂控制阀V2不动作。
在完全操作附近区域52中,不调整操作对象的速度,从而,操作杆21a、21b、21e不在中途停止地被操作到操作终端位置(G5位置)。
在中间区域53中,在区域内的任意的位置使操作杆21a、21b、21e停止或改变位置,使操作对象的速度被调整为操作员期望的速度。
例如,上述各操作区域51、53A、53B、52相对于杆行程的比率大致为,
中立区域510%以上、不足15%
低速度区域53A:15%以上、不足45%
中间速度区域53B:45%以上、不足75%
完全操作附近区域52:从75%到100%。
在图4C所示的特性图中,当操作操作杆21a、21b、21e从G0位置到G1位置时,产生二次侧压力(Pa),当操作操作杆21a、21b、21e从G1位置到G4位置时,二次侧压力与操作杆21a、21b、21e的操作量成比例地从Pa上升到Pb,在该二次侧压力(Pb),动臂控制阀V2、右用行驶控制阀V4、左用行驶控制阀V5的换向阀DV2、DV4、DV5的阀芯被操作到行程终点。
另外,在G4位置,一次侧压力被切断而流向二次侧,二次侧压力从Pb一下子上升到最高输出压力的Pc。然后,在操作操作杆21a、21b、21e从G4位置到G5位置的期间,二次侧压力在最高输出压力(Pc)保持为定值。
在本实施方式中,行驶操作检测器43、动臂操作检测器44通过检测操作杆21a、21b、21e位于操作终端附近时的二次侧压力,检测该操作杆21a、21b、21e的完全操作。具体地,检测操作杆21a、21b、21e为G4位置(完全操作附近区域52的始端位置G3的附近位置),即,操作杆21a、21b、21e的操作终端位置的跟前的位置上的二次侧压力(G4位置上的二次侧压力的最低压力Pb)。
如前所述,在完全操作附近区域52,操作杆21a、21b、21e不在中途停止而被操作到操作终端位置(G5位置),所以,G4位置为完全操作操作杆21a、21b、21e时的通过点,即使在G4位置检测操作杆21a、21b、21e的完全操作也没有问题。
在本实施方式中,由于在操作杆21a、21b、21e的操作终端位置的跟前检测该操作杆21a、21b、21e的完全操作,因此从E2位置向E1位置的切换相对于操作杆21a、21b、21e的完全操作的响应性良好。
此外,在位于操作终端位置的跟前检测操作杆21a、21b、21e的完全操作时,行驶操作检测器43、动臂操作检测器44可以检测G3位置上的二次侧压力,也可以检测位于从G3位置到G4位置之间的位置上的二次侧压力,另外,还可以检测G4位置上的Pb和Pc之间的二次侧压力(或者,Pb附近的二次侧压力)。
另外,即使不位于操作终端位置的跟前,也可以在操作杆21a、21b、21e位于操作终端位置时检测操作杆21a、21b、21e的完全操作。
另外,虽然在本实施方式中,二次侧压力在G4位置从Pb一口气升压到最高输出压力Pc,但是也可以从G1位置到G5位置(操作终端位置)与操作杆21a、21b、21e的操作量成比例地使二次侧压力升压。
在本实施方式中,行驶操作检测器43和动臂操作检测器44的检测信号被发送到控制装置CU,当扭矩位置为E2位置时,控制装置CU将扭矩位置切换到E1位置。
另外,通过控制装置CU切换扭矩位置,使得若将操作杆21a、21b、21e从操作终端位置返回到中立位置侧、遥控阀PV1、PV2、PV6的二次侧压力不足Pb,则返回到E2位置。
另外,在操作杆21a、21b、21e的完全操作以外的操作(在中间区域53的操作)下,不进行从E2位置向E1位置的扭矩位置的切换。
如上所述,由于被控制成当操作行驶装置5的操作杆21a、21b的完全操作时和/或操作动臂15的操作杆21e的动臂上升完全操作时,自动地切换到E1位置,在该操作杆21a、21b、21e的完全操作以外的操作下不切换,因此使需要节能的动作(行驶动作、作业动作)和重视速度性的动作(行驶直线前进完全操作时、转向/旋转完全操作时、挖掘时等通过动臂抬起铲斗时的动臂上升完全操作时)简单化,谋求结构的精简化。
另外,利用两个部位的检测来进行重视速度性的动作的检测,经济且信赖性高。
另外,由于自动地切换到E1位置而不是P位置,因此可以谋求兼顾操作性和燃料消耗降低。
另外,在现有技术中,若最大吸收扭矩设定值被切换,则主泵18的排出量变化,反铲挖掘机1的机体产生晃动,由于操作杆21a、21b、21e被操作员握住,所以,在完全操作以外的操作(中间区域53的操作)下若反铲挖掘机1的机体晃动,则产生操作杆21a、21b、21e相对于机体相对运动而给操作性带来不良影响并且机体不受控制的问题。
对此,在本实施方式中,在操作杆21a、21b、21e的完全操作下自动地切换到E1位置,在完全操作下操作杆21a、21b、21e被操作到操作终端位置,在该操作终端位置下由操作杆21a、21b、21e操作的部件被推压到遥控阀PV1、PV2、PV6的阀体侧而使该操作杆21a、21b、21e被稳定地保持,因此不存在由主泵18的排出量的变化引起的机体晃动所产生的对操作性的不良影响,例如,当换向等时,机体可以平稳回转而不会不受控制,操作性提高。
另外,当将操作杆21a、21b、21e从操作终端位置返回到中间区域53时,扭矩位置从E1位置切换到E2位置,此时也存在主泵18的排出量的变化,但是在这种情况下,由于从E1位置切换到E2位置是在操作杆21a、21b、21e的操作中途,因此不存在问题。
另外,在现有技术中,当多个操作杆的复合操作为规定的组合复合操作时,液压泵的最大吸收扭矩设定值被切换到较高的设定值,所以,所以,存在在中立区域51最大吸收扭矩设定值被切换的情况。在这种情况下,即使最大吸收扭矩设定值被切换、主泵18的排出量变化,也不会给操作杆的操作性带来不良影响,但是,由于低速度区域53A的操作也以较高的最大吸收扭矩设定值进行作业等,产生燃料消耗的浪费。
对此,在本实施方式的反铲挖掘机1中,由于在中立区域51、低速度区域53A、中间速度区域53B不切换最大吸收扭矩设定值(由于在操作杆21a、21b、21e的完全操作下切换最大吸收扭矩设定值),所以,可以在谋求节能的操作区域中,在最大吸收扭矩设定值小的E2位置使反铲挖掘机1切实地动作。
另外,在通过检测遥控阀PV1、PV2、PV6的二次侧压力来检测操作杆21a、21b、21e的完全操作的情况下,低温时,若先导泵油路w内的油的温度低,则在完全操作操作杆21a、21b、21e时,遥控阀PV1、PV2、PV6的二次侧压力难以提高,可能会产生向E1位置切换响应延迟的问题,但是在本实施方式中,由于设有预热回路H,即使在低温时遥控阀PV1、PV2、PV6的响应性也良好,向操作杆21a、21b、21e的完全操作时的E1位置切换的响应性良好。
此外,虽然在本实施方式中,例示出了设置3个扭矩位置的情况,但是也可以设定4个以上扭矩位置(例如,最大吸收扭矩设定值为在P位置和E1位置之间的扭矩位置等)。
另外,虽然在本实施方式中,E1位置被设定为最大吸收扭矩设定值小于P位置,其中,P位置的最大吸收扭矩设定值被设定为发动机36的输出扭矩特性的最大扭矩值附近,但是,E1位置的最大吸收扭矩设定值也可以被设定为发动机36的输出扭矩特性的最大扭矩值附近(从而,在该情况中,P位置=E1位置)。
附图标记说明
5 行驶装置
15 动臂
18 液压泵(主泵)
21a 行驶装置部件
21b 行驶装置部件
21e 动臂操作部件
36 发动机
43 行驶操作检测器
44 动臂操作检测器
TM 最大吸收扭矩设定构件
CM 切换构件
Claims (3)
1.一种作业机,该作业机包括:发动机(36);由该发动机(36)驱动的可变容积式液压泵(18);设定该液压泵(18)的最大吸收扭矩的最大吸收扭矩设定构件(TM);由上述液压泵(18)的排出油液压驱动的行驶装置(5)和动臂(15);操作上述行驶装置(5)的行驶操作部件(21a、21b);以及操作上述动臂(15)的动臂操作部件(21e);
在上述最大吸收扭矩设定构件(TM)设定有E1位置和E2位置,上述E2位置的最大吸收扭矩设定值比该E1位置的最大吸收扭矩设定值小;
上述作业机设有行驶操作检测器(43)和动臂操作检测器(44),上述行驶操作检测器(43)检测上述行驶操作部件(21a、21b)的完全操作,上述动臂操作检测器(44)检测上述动臂操作部件(21e)已向动臂上升方向操作时的该动臂操作部件(21e)的完全操作;
当最大吸收扭矩设定值为E2位置时,如果检测出上述行驶操作部件(21a、21b)和动臂操作部件(21e)的一方或者两方的完全操作,则控制为自动地切换到E1位置。
2.如权利要求1所述的作业机,其特征在于,上述行驶操作检测器(43)和动臂操作检测器(44)在检测对象的操作部件(21a、21b、21e)的操作终端位置的跟前检测该操作部件(21a、21b、21e)的完全操作。
3.如权利要求1或2所述的作业机,其特征在于,在上述最大吸收扭矩设定构件(TM)设定有P位置,该P位置的最大吸收扭矩设定值比E1位置的最大吸收扭矩设定值大,通过手动的切换构件(CM)能在E2位置和P位置之间相互切换,在发动机(36)起动时被设定为E2位置。
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