CN103375449B - 施工机械的液压回路及其液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种施工机械的液压回路及其液压控制方法。上述液压回路包括直行阀，能够防止向方向控制阀供给的压力油的压力下降。一种包括直行阀的施工机械的液压回路，包括：第1油路，向上述直行阀供给从液压泵排出的压力油；第2油路，将供给到上述直行阀的压力油供给到方向控制阀；第3油路，旁通于上述第1油路和上述第2油路；以及切换阀，配置在上述第3油路上，其特征在于，上述切换阀在该切换阀打开时将供给到上述第1油路的压力油导入到上述第2油路。

Description

施工机械的液压回路及其液压控制装置

技术领域

本发明涉及一种施工机械的液压回路及其液压控制装置。

背景技术

在施工机械中，存在在行走时实施旋转动作、动臂的上下动作、斗杆的开闭动作等作业的情况。此时，施工机械需要确保行走的直进性。因此，施工机械中有在其液压回路的上游配置直行阀(行走直进用方向控制阀)的施工机械(例如专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001-254400号公报

然而，在专利文献1所公开的包括直行阀的液压回路(例如图2)中，在经由直行阀向方向控制阀供给从液压泵排出的压力油的情况下，存在所排出的压力油的压力下降的情况。即，存在无法向方向控制阀供给操作施工机械的作业设备所需的压力的情况。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种施工机械的液压回路及其液压控制装置，该液压回路包括直行阀，能够防止向方向控制阀供给的压力油的压力下降。

根据本发明的一个方式，提供一种施工机械的液压回路，包括直行阀，其特征在于，包括：第1油路，向上述直行阀供给从液压泵排出的压力油；第2油路，将供给到上述直行阀的压力油供给到方向控制阀；第3油路，旁通于上述第1油路和上述第2油路；以及切换阀，配置在上述第3油路上，上述切换阀在该切换阀打开时将供给到上述第1油路的压力油导入到上述第2油路。此外，提供一种施工机械的液压回路，其特征在于，上述第3油路与上述第2油路相比，油路的长度短，并且油路的弯曲部少。

此外，根据本发明的其他方式，提供一种施工机械的液压回路的液压控制装置，上述施工机械的液压回路包括直行阀，其特征在于，包括：第1油路，向上述直行阀供给从液压泵排出的压力油；第2油路，将供给到上述直行阀的压力油供给到方向控制阀；第3油路，旁通于上述第1油路和上述第2油路；以及切换阀，配置在上述第3油路上，上述切换阀在该切换阀打开时将供给到上述第1油路的压力油导入到上述第2油路，上述液压控制装置的特征在于，在上述施工机械不行走的情况下，打开上述切换阀。此外，提供一种施工机械的液压回路的液压控制装置，其特征在于，上述液压控制装置根据向行走用的方向控制阀输入的远程控制压，打开或关闭上述切换阀。

发明效果：

根据本发明的施工机械的液压回路及其液压控制装置，在包括直行阀的液压回路中，能够防止向方向控制阀供给的压力油的压力下降。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式所涉及的施工机械的液压回路的一例的液压回路图。

图2是说明施工机械的液压回路的其他例的液压回路图。

图3是说明本发明的实施方式所涉及的施工机械的液压回路的要部的说明图。

图4是说明本发明的实施方式所涉及的施工机械的液压回路的压力油的流动的一例的说明图。

图5是说明本发明的实施方式所涉及的施工机械的液压回路的压力油的流动的其他例的说明图。

图6是说明本发明的实施例1所涉及的施工机械的液压回路的一例的液压回路图。

符号说明

100、100E：施工机械

10、10E：液压回路

10C：液压控制装置(控制器)

Aa、Ab、Ak：液压致动器

Va1、Va2、Vb1、Vb2、Vbk、Vsw、Vop：方向控制阀(controlvalve)

Vt1、Vt2：行走用方向控制阀

Vst：行走直进用方向控制阀(直行阀)

Vbp：切换阀(旁通阀)

P、P1、P2：液压泵

Pp：先导泵

Rcm1、Rcm2：中心油路(中心旁通管路)

Rst1：第1油路(直行阀导入油路)

Rst2：第2油路(直行阀导出油路)

Rst3：第3油路(旁通油路)

J23：旁通油路与直行阀导出油路的合流点

N1、N2：负控压

Sn1、Sn2：节流器(负控节流器)

Sp：检测单元(压力传感器)

具体实施方式

参照附图说明不限定本发明的例示的实施方式。另外，在所有附图中，对相同或对应的部件或构件标以相同或对应的参照符号，省略重复的说明。此外，附图的目的不在于表示部件或构件间的相对比。因此，具体尺寸可由本领域技术人员参照以下不受限定的实施方式来确定。

以下，用本发明的实施方式所涉及的包括液压回路10的施工机械100说明本发明。另外，本发明除了本实施方式以外，只要是包括行走直进用方向控制阀(以下称为“直行阀”)的施工机械即向方向控制阀(controlvalve)供给导入到直行阀的压力油(工作油)的施工机械，则能够用于任何施工机械。此外，能够使用本发明的施工机械包括液压挖土机、起重车、推土机、轮式装载机及自卸车、以及打桩机、拔桩机、喷水器、污泥排水处理设备、拌浆机、灌注桩用机械及钻孔机械等。

(施工机械的结构)

本发明的实施方式所涉及的包括液压回路10(后述的图1)的施工机械100是通过由操作员(机械管理员、驾驶员等)控制多个液压致动器(例如后述图1的动臂Ab、斗杆Aa、铲斗Ak等)的动作来实施所希望的作业的机械。此外，施工机械100是用车轮及回转装置等进行施工机械100主体的行走(前后左右的移动)及旋转(回转等)的机械。

具体地说，本实施方式所涉及的施工机械100将从液压泵(例如图1的P1)排出的压力油(工作油)供给到中心油路(中心旁通管路，例如图1的Rcm1)上所配置的方向控制阀(controlvalve，例如图1的Vt1等)，并从方向控制阀供给到液压致动器(动臂缸、斗杆缸、铲斗缸、液压马达等)。由此，施工机械100能够用液压致动器的伸缩动作实施所希望的作业(动作)。

此外，施工机械100根据操作员输入的操作杆的操作(操作量、操作方向)，控制向液压致动器供给工作油(压力油)的方向控制阀。由此，施工机械100控制液压致动器的驱动(动作)。

此外，施工机械100用中心油路的最下游侧所配置的节流器(负控节流器，例如图1的Sn1)产生压力(例如图1的负控压N1)。由此，施工机械100能够用该压力(负控压)控制液压泵的排出量(输出)(负控方式)。

另外，在以后的说明中，例示了负控方式的施工机械(液压回路)，但本发明还能够适用于包括正控方式、负荷传感方式、速度传感方式及恒马力控制方式等的任意控制方式的施工机械。

(施工机械的液压回路)

用图1说明本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10。另外，图1所示的液压回路10包括2个液压泵，但能够适用本发明的液压回路不限定于包括2个液压泵。即，也可以在包括3个以上的液压泵的施工机械中使用本发明。

如图1所示，本实施方式所涉及的液压回路10包括与未图示的动力源(原动机、引擎、马达等)的输出轴机械地连接的2个液压泵P(第1液压泵P1及第2液压泵P2)、供给从2个液压泵P排出的压力油(工作油)的2个中心油路(中心旁通管路)Rcm1、Rcm2、以及控制多个液压致动器Aa、Ab及Ak等的多个方向控制阀Vt1、Vt2、Va1、Va2、Vb1、Vb2、Vbk、Vsw、Vop。

具体地说，在本实施方式中，液压回路10在与第1液压泵P1对应的中心油路Rcm1上将第1行走用方向控制阀(例如左行走用方向控制阀)Vt1、备用方向控制阀Vop、回转用方向控制阀Vsw、第2动臂用方向控制阀Vb2及第1斗杆用方向控制阀Va1串联及并联地连接。此外，液压回路10在与第2液压泵P2对应的中心油路Rcm2上将直行阀Vst、第2行走用方向控制阀(例如右行走用方向控制阀)Vt2、铲斗用方向控制阀Vbk、第1动臂用方向控制阀Vb1及第2斗杆用方向控制阀Va2串联及并联地连接。在此，这些方向控制阀根据向两端导入的远程控制压(例如未图示的远程控制回路的远程控制阀的二次压)，切换滑阀(spool)(流量控制滑阀)的位置，控制压力油(工作油)的流量(操作量)及方向(操作方向)。

此外，液压回路10通过远程控制回路(未图示)生成与操作员的操作杆的操作量对应的远程控制压，并将所生成的远程控制压分别输入到与操作杆对应的方向控制阀Vt1等中。由此，液压回路10能够通过多个方向控制阀Vt1等分别控制向多个液压致动器Aa等供给的工作油(压力油)，并分别控制液压致动器Aa等的驱动(动作)。

此外，液压回路10在各中心油路Rcm1、Rcm2的最下游侧配置有节流器(负控节流器)Sn1、Sn2。液压回路10用节流器Sn1等产生压力(负控压)N1、N2。由此，液压回路10能够用所产生的压力N1等控制液压泵P1等的排出量(输出)(负控方式)。

本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10用中心油路Rcm2的上游(第2液压泵P2与第2行走用方向控制阀Vt2之间的油路)所配置的直行阀Vst，能够选择(切换)在行走中通过2个液压泵P1、P2向左右的行走用方向控制阀Vt1、Vt2分别供给压力油、以及通过第1液压泵P1向左右的行走用方向控制阀Vt1、Vt2同时供给压力油。由此，施工机械100能够确保行走的直进性。

此外，本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10包括向直行阀Vst供给从第1液压泵P1排出的压力油的直行阀导入油路(第1油路)Rst1、以及将供给到直行阀Vst的压力油向方向控制阀Vop等供给的直行阀导出油路(第2油路)Rst2。此外，液压回路10在本实施方式中还包括旁通于直行阀导入油路Rst1和直行阀导出油路Rst2的旁通油路(第3油路)Rst3。另外，直行阀导入油路Rst1、直行阀导出油路Rst2及旁通油路Rst3的形状等在后文(直行阀导入油路、直行阀导出油路及旁通油路)进行说明。

此外，本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10在旁通油路Rst3上配置有切换阀(旁通阀)Vbp。在此，切换阀Vbp在打开时将供给到直行阀导入油路Rst1的压力油导入到直行阀导出油路Rst2。即，切换阀Vbp能够不经由直行阀Vst而将供给到直行阀导入油路Rst1的压力油旁通(短路、迂回)到直行阀导出油路Rst2。另外，切换阀Vbp也可以用向切换阀Vbp输入的压力和对切换阀Vbp的滑阀提供负作用力的弹簧力实施开闭动作。

(直行阀导入油路、直行阀导出油路及旁通油路)

用图3~图5具体说明本发明的实施方式所涉及的施工机械100的直行阀导入油路Rst1、直行阀导出油路Rst2及旁通油路Rst3。在此，图3(a)是表示本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10的直行阀导入油路Rst1等的概略外观图。图3(b)是表示本实施方式所涉及的液压回路10的要部(旁通油路Rst3等)的概略剖视图。图4是说明本实施方式所涉及的液压回路10的切换阀Vbp打开时的压力油的流线(流动的方向)的概略流线图。图5是说明本实施方式所涉及的液压回路10的切换阀Vbp关闭时的压力油的流线(流动的方向)的概略流线图。

另外，能够适用本发明的液压回路(直行阀导入油路Rst1、直行阀导出油路Rst2及旁通油路Rst3等)不限定于图3~图5。即，能够在包括向直行阀Vst供给压力油的油路和为了不向直行阀Vst供给压力油而迂回的油路的液压回路上适用本发明。

如图3(a)及图3(b)所示，本实施方式所涉及的液压回路10包括第1导入油路部Ra、第2导入油路部Rb及第3导入油路部Rc作为直行阀导入油路Rst1的管部。此外，液压回路10包括第1导出油路部Rh~第11导出油路部Rr作为直行阀导出油路Rst2的管部。此外，液压回路10包括旁通油路部Rv作为旁通油路Rst3的管部。在此，液压回路10的直行阀导入油路Rst1等通过弯曲管部与相邻的各管部分别连结。

如图3(b)所示，本实施方式所涉及的液压回路10用旁通油路Rst3上所配置的切换阀Vbp，能够不经由直行阀Vst(及直行阀导入油路Rst1的第2导入油路部Rb等及直行阀导出油路Rst2的第1导出油路部Rh等)而将供给到直行阀导入油路Rst1的压力油向直行阀导出油路Rst2的第11导出油路部Rr供给(以下称为“进行旁通”)。另外，供给到直行阀导出油路Rst2的第11导出油路部Rr的压力油之后向方向控制阀Vt1等(图1)供给。

具体地说，如图4所示，液压回路10在切换阀Vbp打开(将切换阀Vbp移动到图3(b)的Mo)时，能够将供给到直行阀导入油路Rst1(第1导入油路部Ra)的压力油导入到直行阀导出油路Rst2的下游(图3(a)及图3(b)的第11导出油路部Rr)(图3(b)及图4的流线F13)。因此，本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10能够用旁通油路Rst3(及切换阀Vbp)防止压力油的压力下降。即，本实施方式所涉及的液压回路10用旁通油路Rst3(及切换阀Vbp)，能够不经由直行阀Vst而将供给到直行阀导入油路Rst1的压力油供给(旁通)到直行阀导出油路Rst2，因此能够减小压力油流过直行阀Vst的内部通路、直行阀导入油路Rst1及直行阀导出油路Rst2的管部及弯曲管部而引起的压力下降。

另一方面，如图5所示，液压回路10在切换阀Vbp关闭(将切换阀Vbp移动到图3(b)的Mc)时，经由直行阀Vst等将供给到直行阀导入油路Rst1的压力油向直行阀导出油路Rst2导入。因此，液压回路10在切换阀Vbp关闭时在直行阀Vst(打开，内部通路)、直行阀导入油路Rst1及直行阀导出油路Rst2的管部及弯曲管部产生压力损失(以下称为“压损”)。即，液压回路10在切换阀Vbp关闭时(图5)与切换阀Vbp打开时(图4)相比，向直行阀导出油路Rst2的第11导出油路部Rr(方向控制阀Vt1等(图1))供给的压力油的压力减小。

由此，根据本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10，用旁通油路(第3油路)Rst3，能够不经由直行阀Vst(及直行阀导入油路Rst1的第2导入油路部Rb等及直行阀导出油路Rst2的第1导出油路部Rh等)将供给到直行阀导入油路Rst1(第1导入油路部Ra)的压力油向直行阀导出油路Rst2(第11导出油路部Rr)供给，因此能够防止向方向控制阀Vt1等供给的压力油的压力下降。即，根据本实施方式所涉及的液压回路10，与经由直行阀Vst等向方向控制阀Vt1等供给压力油的情况相比，能够减小压力油的压损。因此，本实施方式所涉及的液压回路10能够降低燃料消耗量及发热量。此外，本实施方式所涉及的液压回路10在施工机械100整体的小型化及低成本化方面具有有利的效果。

此外，根据本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10，主要能够用旁通油路Rst3将供给到直行阀导入油路Rst1的压力油向直行阀导出油路Rst2供给，因此在施工机械100行走之后的非行走时，能够防止向方向控制阀Vt1等供给的压力油的压力下降。由此，根据本实施方式所涉及的液压回路10，在施工机械100行走之后的非行走时，能够确保用于驱动作业设备的工作油的流量(压力油的压力)。即，根据本实施方式所涉及的液压回路10，在施工机械100行走之后的非行走时，在驱动作业设备时能够迅速地开始驱动作业设备。

[实施例]

用施工机械100E的实施例说明本发明。

(施工机械的结构)

本实施例所涉及的施工机械100E的结构与实施方式的施工机械100的结构基本相同，因此主要说明不同的部分。

本发明的实施例所涉及的施工机械100E还包括控制切换阀Vbp的开口度(打开或关闭)的液压控制装置10C。

本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压控制装置10C能够使用为了控制施工机械100E整体的动作而搭载的控制器。在此，控制器是对施工机械100的各构成指示动作并控制各构成的动作的装置。控制器可以由包括CPU(CentralProcessingUnit)及存储器等的运算处理装置构成。

此外，本实施例所涉及的施工机械100E包括检测根据操作杆的操作(操作量、操作方向等)生成的远程控制压(远程控制压检测步骤)的检测单元Sp。另外，检测单元Sp可以使用公知的技术(例如压力传感器)。

液压控制装置10C(控制器)在本实施例中检测根据操作杆的操作(操作量、操作方向等)生成的远程控制压，并根据所检测的远程控制压控制切换阀Vbp的动作(打开动作或关闭动作)。

(施工机械的液压回路)

图6表示本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压回路10E。本实施例所涉及的施工机械100E的液压回路10E与实施方式的施工机械100的液压回路10基本相同，因此主要说明不同的部分。

如图6所示，在本实施例所涉及的液压回路10E中，能够用检测单元Sp检测根据操作杆Lv的操作(操作量、操作方向等)生成的远程控制压(远程控制阀(未图示)的二次压)。

(施工机械的液压控制装置)

用图6说明本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压控制装置10C。另外，能够使用本发明的液压控制装置10C不限定于以下说明的装置。即，只要能够控制切换阀Vbp的动作，就能够使用任意的设备(装置、单元等)。

如图6所示，本实施例所涉及的液压控制装置10C用根据操作杆Lv的操作(操作量、操作方向等)生成的远程控制压，控制切换阀Vbp的动作(开口度)。即，在本实施例中，在施工机械100E为行走中的情况下，液压控制装置10C将切换阀Vbp关闭(行走步骤)。此外，在施工机械100E为非行走中的情况下，液压控制装置10C将切换阀Vbp打开(压力油旁通步骤)。

具体地说，液压控制装置10C根据与操作员所输入的操作(操作量、操作方向)对应的控制的远程控制压，判断施工机械100E是否为行走中。此外，在判断为施工机械100是行走中的情况下，液压控制装置10C用直行阀导入油路Rst1及直行阀导出油路Rst2向直行阀Vst供给压力油(工作油)。此时，液压控制装置10C将切换阀Vbp关闭(例如图3(b)的Mc)。此外，液压控制装置10C在施工机械100行走中驱动作业设备(液压致动器)的情况下，经由直行阀Vst从直行阀导出油路Rst2向方向控制阀Vt1等供给压力油(作业设备控制步骤)。

另外，关于液压控制装置10C控制切换阀Vbp的开口度的方法，例如也可以使用电磁比例阀、先导泵等向切换阀Vbp输入控制压(先导压)，并使用该控制压来控制切换阀Vbp的滑阀(开口度)。

此外，液压控制装置10C在施工机械100行走之后的非行走时将切换阀Vbp打开(例如图3(b)的Mo)。在此，液压控制装置10C能够根据远程控制压判断为施工机械100不是行走中。另外，液压控制装置10C也可以在行走操作杆的行走操作量为预定的值以下时判断为施工机械100E不是行走中(非行走时)。

另外，本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压控制装置10C也可以取得与多个液压致动器分别对应的操作状态所相关的信息(例如操作杆(电气杆)的操作量的操作信号(电信号))，并根据该取得的信息判断施工机械100E的行走/非行走。此外，本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压控制装置10C也可以将远程控制压(例如向行走用方向控制阀Vt1、Vt2输入的远程控制压)直接输入到切换阀Vbp，并控制切换阀Vbp的开口度。

由此，根据本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压回路10E及其液压控制装置10C，能够获得与本发明的实施方式所涉及的施工机械100的液压回路10相同的效果。

此外，根据本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压回路10E及其液压控制装置10C，能够根据操作杆Lv的操作(操作量、操作方向等)控制切换阀Vbp的开口度，因此不仅能够在施工机械100E行走之后的非行走时立即将切换阀Vbp打开，还能够在经过预定的时间之后将切换阀Vbp打开。此外，根据本实施例所涉及的液压回路10E及其液压控制装置10C，能够根据操作杆Lv的操作(操作量、操作方向等)控制切换阀Vbp的开口度，因此不仅能够在施工机械100E非行走之后的行走时立即将切换阀Vbp关闭，还能够在经过预定的时间之后将切换阀Vbp关闭。由此，根据本实施例所涉及的液压回路10E及其液压控制装置10C，能够根据操作杆Lv的操作(操作量、操作方向等)，在任意的定时控制切换阀Vbp的开口度，因此能够防止在切换阀Vbp的切换时产生的作业设备突然动作或突然行进等。

即，根据本发明的实施例所涉及的施工机械100E的液压回路10E及其液压控制装置10C，能够维持现有的行走直进功能，并且能够减小占据作业的大半的非行走作业时的能量损失。此外，根据本实施例所涉及的液压回路10E及其液压控制装置10C，能够提高施工机械的操纵性及行走性。

以上，说明了本发明的优选实施方式及实施例，但本发明不限定于上述实施方式及实施例。此外，本发明由技术方案的范围确定，能够实施各种变形或变更。

Claims (4)

1.一种施工机械的液压回路，其特征在于，

包括：

第1液压泵及第2液压泵；

第1中心油路，与上述第1液压泵对应；

第2中心油路，与上述第2液压泵对应；

直行阀，配置于上述第2中心油路的上游；

第1油路，向上述直行阀供给从上述第1液压泵排出的压力油；

第2油路，将供给到上述直行阀的压力油供给到上述第1中心油路上的方向控制阀；

第3油路，旁通于上述第1油路和上述第2油路；以及

切换阀，配置在上述第3油路上，

上述切换阀在该切换阀打开时将供给到上述第1油路的压力油导入到上述第2油路。

2.根据权利要求1所述的施工机械的液压回路，其特征在于，

上述第3油路与上述第2油路相比，油路的长度短，并且油路的弯曲部少。

3.一种施工机械的液压回路的液压控制装置，该施工机械的液压回路是权利要求1或2所述的施工机械的液压回路，上述液压控制装置的特征在于，

在上述施工机械不行走的情况下，打开上述切换阀。

4.根据权利要求3所述的施工机械的液压回路的液压控制装置，其特征在于，

上述液压控制装置根据向行走用的方向控制阀输入的远程控制压，打开或关闭上述切换阀。