CN103282676B - 轮式装载机的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮式装载机的液压系统，更具体而言，涉及一种特征为在包括了包含合流回路的液压系统的轮式装载机中，减小装载作业时可能发生的冲击的轮式装载机，为此，提供一种由特征为针对通过合流回路连接的左右一对液压泵，设置相互相异的截止压力值的液压回路构成的轮式装载机，根据这种特征，当轮式装载机执行装载作业时，在动臂的上升过程中，当动臂到达最高高度时，使动臂以显著低于最大速度的速度执行，从而能够防止装载作业时因动臂突然停止而造成铲斗中装载的装载物流失等问题，另外，能够显著减小轮式装载机受到的冲击量。

Description

轮式装载机的液压系统

技术领域

本发明涉及轮式装载机的液压系统，更具体而言，涉及一种特征为在包括了包含合流回路的液压系统的轮式装载机中，减小装载作业时可能发生的冲击的轮式装载机。

背景技术

诸如轮式装载机的建筑机械实施所谓装载作业，在这种作业时，频繁执行把连接有铲斗的动臂举升至既定高度的作业。例如，在装载作业时，为把搭载有装载物的铲斗移送到诸如卡车的货运箱上的特定位置，连接有铲斗的动臂举升到比卡车的货运箱更高的位置。

如果铲斗举升得比该特定位置低，则存在铲斗会与货运箱碰撞而破损的危险。另外，在如此举升动臂的情况下，为了作业的效率，动臂一般控制在最大速度。

图1是以前方作业机为中心图示的通常的轮式装载机的概略图。如图1所示，轮式装载机100包括前方作业机，其由动臂20和铲斗30构成，其中，所述动臂20一端连接于车身框架10，借助于动臂液压缸22而驱动，铲斗30连接于动臂20的末端，借助于铲斗液压缸32而驱动。

例如，基于图1所示，施加于动臂液压缸22的力可以以如下数学式1表现。

*数学式*

P=W×L1/L2cosθ

其中，P是施加于动臂液压缸22的力，W是施加于铲斗30的中心点A的外力，L1是AC的长度，L2是BC的长度，θ代表各BDE。

于是，施加于动臂液压缸22的力P构成关于动臂液压缸22（例如，图1的BD）与连接动臂液压缸22的车身框架10的竖起壁（例如，图1的DE）之间角度的函数，根据数学式1，当动臂20上升时，施加于动臂液压缸22的力进一步增大。

因此，当为装载作业而使动臂液压缸22膨胀时，一般以最大速度膨胀，提高作业效率。

另外，通常的轮式装载机为驱动前方作业机，一般具备左右一对液压泵，该左右一对液压泵能够通过所谓合流回路，向例如动臂液压缸的前方作业机供应工作油。

另外，在各液压泵中，设置了既定的截止压力。这种截止压力最终限制例如动臂液压缸的压力范围，即，限制动臂的最大上升压力范围，决定各液压泵能够提供的最大力。

例如，如图2所示，在轮式装载机的装载作业时，如果把动臂操作用操纵杆操作至最大，则动臂的上升速度能够保持最大速度，直至到达动臂的最高高度时为止。如数学式1所示，施加于动臂液压缸的力（压力;P）与动臂的上升高度成比例，因此，在各液压泵中，把与动臂的最高高度对应的既定压力值设置为各个截止压力。因此，使得动臂20能够以最大速度上升至动臂的最高高度。

但是，如图2所示，在动臂的上升速度为最大的状态下，左右一对液压泵同时到达截止压力，从而使得动臂的上升动作同时停止，由于曾以最大速度上升的动臂同时停止，因而发生冲击，该冲击量会传递到连接于动臂另一端的铲斗。

通常，装载作业是把装载物盛装于铲斗，装载到卡车等的货运箱，因此，当所述冲击量传递到铲斗时，铲斗中盛装的装载物可能会流失。另外，动臂液压缸在以最大速度膨胀的期间突然停止，从而还会在包括动臂液压缸的整个机械中累积因冲击造成的应力。

为解决这种问题，开发了一种以电子控制方式跟踪动臂的位置（高度），控制动臂的上升的技术。但是，为此应追加配备其需要的电子构成要素等，会引起制造步骤的复杂性和费用增大等追加问题，另外，追加配备的电子构成要素可能成为故障的原因，会引起新的问题。

发明内容

要解决的技术问题

为消除这种问题，本发明旨在提供一种改善动臂的上升步骤的轮式装载机的液压系统，从而特别是在装载作业时，减小动臂到达最高高度时发生的冲击。

解决问题的技术方案

为达成这种目的，本发明提供一种轮式装载机的液压系统，其包括具备相异截止压力的液压泵，所述轮式装载机的液压系统包括：一对液压泵，其排出工作油；多个作业机，其包括通过工作油的压力而驱动的铲斗液压缸、动臂液压缸等；以及控制装置，其控制工作油从液压泵通过既定液压管路向作业机的流动；所述轮式装载机的液压系统的其特征在于，在控制装置中，还包括使从一对液压泵排出的工作油合流的合流回路；在轮式装载机的装载作业时，当使动臂上升至最高高度时，从一对液压泵排出的工作油一同通过合流回路向动臂液压缸供应；此时，一对液压泵设置为大小相互相异的截止压力，从而减小在动臂到达最高高度时发生的冲击。

在本发明中，其特征在于，一对液压泵中，使向作业机供应工作油的液压泵首先截止。

另外，在本发明中，其特征在于，在一对液压泵中设置的相异的截止压力分别是动臂到达最高高度时对应的最大截止压力及动臂到达接近最高高度的既定高度时对应的既定截止压力。

另外，在本发明中，其特征在于，接近最高高度的既定高度是相当于最高高度的约90%的高度。

有益效果

根据本发明，无需配备追加的电子构成要素等，便能够提供改善了动臂上升步骤的轮式装载机。

另外，根据本发明，例如在装载作业时，当动臂到达最高高度时，通过减小动臂的上升速度，从而能够减小发生的冲击。

附图说明

图1是以前方作业机为中心图示的轮式装载机的概略图；

图2是概略地表现包含具备相同截止压力的液压泵的以往情形的动臂的上升速度与动臂高度之间关系的线图；

图3是概略地图示本发明一个实施例的轮式装载机的液压回路的框图；以及

图4是概略地表现包括具备相互相异截止压力的液压泵的本发明情形的动臂的上升速度与动臂高度之间关系的线图。

*附图的参照符号*

100－轮式装载机，110a、110b－液压泵，111a、111b－泵调节器，120a、120b－液压缸，130－控制阀装置，132a、132b－主控制阀，134－合流回路，140－液压管路。

具体实施方式

下面参照附图，说明本发明的优选实施例。

图3是概略地图示本发明一个实施例的轮式装载机的液压回路的框图。图3是以动臂液压缸120a、120b和向动臂液压缸120a、120b供应工作油的液压管路140为中心简略图示的液压回路图，需要注意的是，省略了诸如操纵管路、可变流量调整器、控制部等的详细要素。

如图3所示，应用于本发明的轮式装载机100的特征在于，一对液压泵110a、110b通过合流回路134连接到动臂液压缸120a、120b的控制阀132，因此，包括从左右一对液压泵110a、110b排出的工作油能够一同用于使动臂上升的液压系统。在该实施例中，控制工作油的流动方向的控制阀装置130显示为控制阀132和合流回路134，但本发明并非限定于此，这一点是不言而喻的。

另外，在此基础上，左右一对液压泵110a、110b构成得具有相互相异的截止压力。例如，一个液压泵（例如，110a）像以往一样，把对应于动臂最大高度的压力设置为最大截止压力值，另一方面，另一液压泵（例如，110b）可以把对应于接近动臂最大高度的既定高度的压力设置为既定的截止压力值。例如，当以动臂最高高度为100%时，接近动臂最大高度的既定高度可以是相当于约90%的高度。动臂要求的压力会因装载于铲斗的装载物而异。在本实施例中，以在铲斗中满载装载物的状态下，使动臂上升至最高高度的情形为例进行了说明，但是，可以与车辆的种类及作业对应地，调节动臂要求的压力，即，调节截止压力。这种液压泵的截止压力设置可以借助于多种泵的截止装置来体现。例如，所述截止装置既可以由调节液压泵的排出管路的释放压力的减压阀单元构成，也可以由调节液压泵各个斜板并调节排出流量及排出压力的泵调节器111a、111b构成。在本实施例中，以利用泵调节器111a、111b的截止装置来调节截止压力为例进行说明。即，液压泵的排出压力为设置的压力以上时，液压泵为最小流量，实际上处于工作油不排出的状态，液压泵的斜板借助于泵调节器111a、111b而控制。为此，需要反馈液压泵排出压，这可以通过安装另外的压力传感器，或从液压泵的排出管路分出压力信号管路并连接于泵调节器111a、111b等公知的技术实现，在此省略对其的详细说明。

另一方面，在本发明中，还需要能够测量动臂的高度的传感器（图中未示出），这种传感器可以以安装于动臂液压缸并测量动臂液压缸的行程，或测量动臂的旋转角的角度传感器（angle sensor）的形态构成。

于是，本发明的轮式装载机的特征是，针对通过合流回路供应工作油的左右一对液压泵，设置相互相异的截止压力值。通过针对左右一对液压泵分别设置相异的截止压力值，从而在装载作业时，能够减小因动臂从以最大速度上升的过程停止而发生的冲击。例如，针对一个液压泵，像以往一样，把相应于动臂最高高度的压力设置为最大截止压力值，针对另一液压泵，根据本发明的特征，把相当于动臂最高高度的约90%高度的压力设置为既定的截止压力值。以上以通过截止压力设置来预防冲击为例进行了说明。但是，如果根据动臂的高度，与截止压力无关地使液压泵110a截止，那么，不仅是动臂上升至最大压力时，在装载物重量较小的情况下，也能够取得类似效果。即，通过对应于动臂的高度，限制一对液压泵中的一个液压泵的工作油排出，即，通过使之截止，也能够取得本发明的动臂冲击防止效果。

对于通常在动臂驱动时使一对液压泵110a、110b合流的液压系统而言，某一个泵把全部工作油供应给包括动臂、铲斗的前方作业装置，其余一个泵向所述前方作业装置及例如转向装置的附加装置分开供应工作油。此时，根据所述本发明的实施例，优选将低截止压力设置应用于向前方作业装置供应全部工作油的液压泵110a。因为当向其它附加装置分开供应工作油的液压泵110b设置为低截止压力时，虽然在本发明追求的使动臂的冲击缓和方面具有较大效果，但还可能会因向其它附加装置供应的工作油的油压或流量不足而引起其它问题。图4是根据本发明的特征，当利用具备相互相异的截止压力值的一对液压泵时，概略地表现动臂的上升速度与动臂高度之间关系的线图。参考图4，对本发明的特征说明如下。

如图4所示，在本发明的轮式装载机中，装载作业在动臂到达最高高度的约90%之前，与以往一样，可以借助于一对液压泵提供的工作油，以最大压力进行作业，如果以工作油压力最大状态，供应最大流量的工作油，那么，动臂能够以最大速度上升。所述动臂的上升是利用工作油的最大压力来实现，这分为两种情形，即，以铲斗的装载物重量接近轮式装载机的允许负重的状态，上升至最大上升位置的情形，或为使动臂上升速度达到最大，驾驶员把操纵杆操作至最大的情形。

如上所述，动臂到达动臂最高高度的约90%高度后，一个液压泵到达截止压力，来自相应液压泵的工作油供应中断，因此，从约90%的高度至最高高度（100%高度），只以剩余一个液压泵排出的工作油的压力使动臂上升。

因此，如图4所示，动臂的上升速度逐渐减小，动臂到达最高高度时，与以往相比，保持约一半以下的速度。因此，在与以往相比的一半以下的速度下，动臂到达最高高度后停止，从而可知，发生比以往小的冲击。

因此，通过针对左右一对液压泵设置相互相异的截止压力的简单的特征，能够在装载作业时，极大减小动臂、铲斗等在动臂的最高高度受到的冲击，因此能够极大减小因冲击而造成的装载物的流失危险，还能够极大减小累积于各构成要素等的应力的量。

另外，本发明的特征不需要追加的构成要素，因此，在不引起追加的费用上升和制造过程的复杂性增加等不便的同时，能够达成本发明要现实的减小装载作业时冲击量的目的。

产业上的利用可能性

本发明可以用于使装载作业时可能发生的冲击减小的轮式装载机。

Claims (7)

1.一种轮式装载机的液压系统，其包括具备相异截止压力的液压泵，所述轮式装载机的液压系统包括：

一对所述液压泵(110a、110b)，其排出工作油；

多个作业机，其包括通过所述工作油的压力而驱动的动臂液压缸(120a、120b)；以及

控制阀装置(130)，其控制所述工作油从所述液压泵通过既定液压管路向所述作业机的流动；

所述轮式装载机的液压系统的特征在于，

在所述控制阀装置中，还包括使从一对所述液压泵排出的工作油合流的合流回路(134)；

在所述轮式装载机的装载作业时，当使动臂上升至预先设置的高度时，从一对所述液压泵(110a、110b)排出的工作油一同通过所述合流回路(134)向所述动臂液压缸(120a、120b)供应；

一对所述液压泵(110a、110b)设置为大小相互相异的截止压力，从而减小在所述动臂到达最高高度时发生的冲击。

2.根据权利要求1所述的轮式装载机的液压系统，其特征在于，

一对所述液压泵(110a、110b)中，使仅向所述作业机供应工作油的液压泵首先截止。

3.根据权利要求1所述的轮式装载机的液压系统，其特征在于，

在一对所述液压泵(110a、110b)中设置的相异的截止压力分别是动臂到达最高高度时对应的最大截止压力及动臂到达接近最高高度的预先设置的高度时对应的既定截止压力。

4.一种轮式装载机的液压系统，其特征在于，包括：

一对液压泵(110a、110b)，其排出工作油；

多个作业机，其包括借助于所述工作油的供应而驱动的动臂液压缸(120a、120b)；

传感器，其检测由所述动臂液压缸驱动的动臂的高度；

控制阀装置(130)，其具备使从所述一对液压泵排出的工作油合流的合流回路，控制所述工作油从所述液压泵通过既定液压管路向所述作业机的流动；

液压泵截止装置，当所述动臂上升至预先设置的高度时，该液压泵截止装置使从所述一对液压泵(110a、110b)排出的工作油一同通过所述合流回路(134)向所述动臂液压缸(120a、120b)供应，当所述动臂上升至预先设置的高度以上时，该液压泵截止装置使另一个泵截止，以便只供应从所述一对液压泵(110a、110b)中的某一个泵排出的工作油。

5.根据权利要求4所述的轮式装载机的液压系统，其特征在于，

使所述一对液压泵(110a、110b)中仅向所述作业机供应工作油的液压泵首先截止。

6.根据权利要求4所述的轮式装载机的液压系统，其特征在于，

所述液压泵截止装置在所述一对液压泵(110a、110b)的各个排出压力比预先设置的截止压力大时，使所述一对液压泵(110a、110b)截止；

所述一对液压泵(110a、110b)中的一个液压泵设置得比其余液压泵的截止压力小；

所述一对液压泵(110a、110b)的各个截止压力设置成当所述动臂上升至最大高度时在所述动臂液压缸中生成的压力以下。

7.根据权利要求4所述的轮式装载机的液压系统，其特征在于，

所述液压泵截止装置包括调节所述一对液压泵各个的斜板的泵调节器。