CN103392044B - 具备作业附属装置的工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够恰当地释放动臂液压缸的杆侧压力的工程机械。该工程机械包括液压泵（14）、包含动臂、动臂液压缸（6）及其他供应对象液压缸的作业附属装置、用于动臂液压缸（6）及供应对象液压缸的第一及第二操作装置（10、11）、第一及第二控制阀（12、13）、流量限制部（16）以及抗气蚀流路（17），其中，供应对象液压缸为比动臂液压缸（6）更位于顶端侧的例如斗杆液压缸（7），与动臂液压缸（6）一同接收来自液压泵（14）的工作油的供应，伴随该供应对象液压缸伸长的作业时的反作用力使动臂液压缸（6）的杆侧压力上升并使头侧压力下降。流量限制部（16）仅在动臂杆（6）的杆侧压力比头侧压力高的状态下的动臂提升操作时，限制从液压泵（14）供应至动臂液压缸（6）的头侧油室（6a）的流量。抗气蚀流路（17）将油箱（T）内的工作油补给至头侧油室（6a）。

Description

具备作业附属装置的工程机械

技术领域

本发明涉及一种如液压挖掘机那样具备作业附属装置的工程机械。

背景技术

在具备作业附属装置的工程机械中，所述作业附属装置具有动臂、斗杆、作业装置、用于驱动动臂的动臂液压缸、用于驱动斗杆的斗杆液压缸以及用于驱动作业装置的作业用液压缸，其中，作业时的反作用力在使该动臂液压缸伸长的方向上作用于该作业附属装置，由此存在该动臂液压缸的杆侧油室(rod-sidefluidchamber)的压力(以下称为杆侧压力(rod-sidepressure))升高、头侧油室(head-sidefluidchamber)的压力(以下称为头侧压力(head-sidepressure))下降的情况。

用图5所示的代表性的液压挖掘机的情况对此进行说明。该液压挖掘机具备履带式的下部行走体1和绕与地面垂直的轴回转自如地搭载于该下部行走体1上的上部回转体2，作业附属装置9安装于上部回转体2。作业附属装置9具有动臂3、斗杆4、作为作业装置的铲斗5、驱动动臂3的动臂液压缸6、驱动斗杆4的斗杆液压缸7以及驱动铲斗5的铲斗液压缸8，通过动臂3的提升/降低、斗杆4的伸/收亦即向上转动/向下转动、铲斗5的挖掘(掘取)/返回的各单独或复合操作而进行挖掘、装载、平整等各种作业。

图6表示用于驱动动臂液压缸6及斗杆液压缸7的以往的液压回路。该液压回路具有用于分别操作动臂液压缸6及斗杆液压缸7的动臂用遥控阀10及斗杆用遥控阀11、作为受这些遥控阀10、11输出的先导压力而工作的液压先导式的切换阀的动臂控制阀12及斗杆控制阀13、分别经由这些控制阀12、13而连接于所述动臂液压缸6及斗杆液压缸7的液压泵14及油箱T。

作为动臂液压缸6用控制阀的动臂控制阀12具有中立位置12n、动臂提升位置12a及动臂降低位置12b，通过在这些位置之间进行切换动作，能够进行对动臂液压缸6的液压油的给排控制。同样，作为斗杆液压缸7用控制阀的斗杆控制阀13具有中立位置13n、收斗杆位置13a及伸斗杆位置13b，通过在这些位置之间进行切换动作，能够进行对斗杆液压缸7的液压油的给排控制。动臂液压缸6具有头侧(伸长侧)油室6a及杆侧油室6b，斗杆液压缸7具有头侧(伸长侧)油室7a及杆侧油室7b。

在该液压挖掘机中，仅通过所述斗杆4的收斗杆动作而进行挖掘作业时，作用于作业附属装置9的挖掘反作用力使斗杆液压缸7所涉及的回路内成为高压，且对动臂3向上(沿使动臂液压缸6伸长的方向)作用，使该动臂液压缸6的杆侧压力、即杆侧油室6b内的压力升高，使头侧压力、即头侧油室6a内的压力下降。这种挖掘反作用力使车身呈抬起状态，无法继续挖掘作业。

为了避免这样的情况，通常，为了释放动臂液压缸6的杆侧压力而进行动臂提升操作，将该杆侧油室6b的油经由动臂控制阀12而释放至油箱T。即，进行收斗杆/提升动臂的复合操作。该操作降低所述杆侧压力，由此使所述动臂液压缸6能够承受所述挖掘反作用力，使挖掘作业能够继续。

然而，若所述动臂控制阀12被操作至动臂提升位置12a侧，则当该阀12的出口节流开口打开时，入口节流开口同时打开，液压泵14的喷出油流入变为低压的动臂液压缸6的头侧油室6a，即，导致允许将所述喷出油供应至本来不需要油的动臂液压缸6。这不仅会导致回路的能量损耗，还会减少向由同一喷出油所驱动的斗杆液压缸7(当铲斗液压缸8等其它液压缸连接于液压泵14时还包含该其它液压缸)的该喷出油的供应量，降低斗杆4等的动力，由此降低作业效率。

这种动臂液压缸6的杆侧压力的上升及头侧压力的下降不仅在收斗杆/提升动臂的复合操作时发生，而且还在铲斗5的挖掘与用于释放由此产生的挖掘反作用力的提升动臂的复合操作时发生。另外，不限于液压挖掘机的挖掘作业时，例如在斗杆4的顶端取代铲斗5安装被称为“液压剪(nibbler)”的开闭式的压碎装置而成的拆楼机进行拆楼作业时，也会因作业时的反作用力在伸长方向上作用于动臂液压缸6而导致所述杆侧压力的上升及所述头侧压力的下降。

作为该问题的解决方案，专利文献1公开了如下技术：在因如前所述的挖掘反作用力而导致动臂液压缸的杆侧压力上升及头侧压力下降的情况下，将该杆侧压力释放到斗杆液压缸的头侧油室。然而，该技术由于为了将动臂液压缸的杆侧压力增高至能够作为斗杆液压缸的头侧压力而加以利用的压力，而包含收缩从该动臂液压缸的杆侧油室返回至油箱的通道的操作，因此，会发生在为了进行水平收回等作业而伸长动臂液压缸时使所述动臂液压缸产生多余的杆侧压力而增大压力损失的问题。

专利文献1：WO2004/005727

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备包含动臂、动臂液压缸及其他液压缸的作业附属装置的工程机械，在因动臂提升操作而作用于作业附属装置的反作用力使所述动臂液压缸的杆侧压力上升且使头侧压力下降时，能够不招致显著的压力损失而释放所述杆侧压力，并且抑制油泵向所述动臂液压缸的头侧油室的喷出油的供应以确保供应至所述其他液压缸的必要流量。

本发明所提供的工程机械，包括：下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载于所述下部行走体上；油箱，储存工作油；液压泵，喷出所述油箱内的工作油；作业附属装置，安装于所述上部回转体，具有动臂、安装于所述动臂顶端的斗杆、安装于所述斗杆顶端的作业装置、驱动所述动臂的动臂液压缸、驱动所述斗杆的斗杆液压缸以及驱动所述作业装置的作业用液压缸，其中，比所述动臂液压缸更位于作业附属装置的顶端侧的所述斗杆液压缸及所述作业用液压缸中的至少一个液压缸是与所述动臂液压缸一同接收来自所述液压泵的工作油的供应的供应对象液压缸，在伴随所述供应对象液压缸伸长的作业时，所述作业附属装置受到的反作用力沿提升所述动臂的方向作用，使所述动臂液压缸的杆侧压力上升并使头侧压力下降；第一操作装置，为使所述动臂液压缸运动而被操作；第二操作装置，为使所述供应对象液压缸运动而被操作；第一控制阀，根据所述第一操作装置的操作而动作，从而控制所述动臂液压缸的运动；第二控制阀，根据所述第二操作装置的操作而动作，从而控制所述供应对象液压缸的运动；流量限制部，仅在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下进行提升该动臂的操作时，限制从所述液压泵供应至所述动臂液压缸的头侧油室的流量；以及抗气蚀流路，用于将所述油箱内的工作油补给至所述动臂液压缸的头侧油室。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式所涉及的液压回路的图。

图2是表示本发明第二实施方式所涉及的液压回路的图。

图3是表示本发明第三实施方式所涉及的液压回路的图。

图4是表示所述第三实施方式所涉及的控制器所进行的运算控制动作的流程图。

图5是作为本发明的适用对象的例子的液压挖掘机的概略侧视图。

图6是表示搭载于液压挖掘机的以往的液压回路。

具体实施方式

参照附图说明本发明的各实施方式。这些实施方式均以如图5所示的液压挖掘机作为适用对象，并在其上搭载了分别对应于第一～第三实施方式的图1～图3所示的液压回路，其中，所述液压挖掘机包括下部行走体1、上部回转体2及作业附属装置，该作业附属装置具有动臂3、安装在该动臂3顶端的斗杆4、作为安装在该斗杆4顶端的作业装置的铲斗5、驱动所述动臂3的动臂液压缸6、驱动所述斗杆的斗杆液压缸7及作为驱动所述铲斗5的作业用液压缸的铲斗液压缸8。这些实施方式以背景技术中已说明的通过收斗杆/提升动臂的复合操作而进行的挖掘作业时的控制为例进行说明。

图1～图3所示的液压回路与图6所示的液压回路同样，具有相互共通的以下结构。

(A)各回路包含：为使图5所示的动臂3及斗杆4工作而被操作的动臂用遥控阀10及斗杆用遥控阀11；用于通过分别控制对动臂液压缸6及斗杆液压缸7的液压油的给排而分别控制动臂3及斗杆4的工作的动臂控制阀12及斗杆控制阀13；储存工作油的油箱T；以及喷出油箱T内的工作油的液压泵14，其中，动臂液压缸6及斗杆液压缸7分别通过所述动臂控制阀12及所述斗杆控制阀13而连接于共通的液压泵14及油箱T。即，所述斗杆液压缸7相当于与所述动臂液压缸6一同接受来自共通的液压泵14的工作油的供应的“供应对象液压缸”，动臂用遥控阀10构成第一操作装置，斗杆用遥控阀11构成第二操作装置，所述动臂控制阀12相当于第一控制阀，所述斗杆控制阀13相当于第二控制阀。

(B)所述各遥控阀10、11具有操作杆，将与该操作杆的操作相对应的先导压力输出至各控制阀12、13。各控制阀12、13由液压先导式的切换阀构成，根据输入其中的先导压力而工作。具体而言，动臂控制阀12具有第一先导口121及第二先导口122，通过先导压力被输入所述第一先导口121，从中立位置12n切换至动臂提升位置12a，其中，在所述中立位置12n，不将液压泵14喷出的工作油导入动臂液压缸6而输送至斗杆控制阀13，在所述动臂提升位置12a，将所述工作油导入动臂液压缸6的头侧油室6a并将该动臂液压缸6的杆侧油室6b连接于所述油箱T，反之，通过先导压力被输入所述第二先导口122，从所述中立位置12n切换至动臂降低位置12b，在所述动臂降低位置12b，将所述工作油导入所述杆侧油室6b并将所述头侧油室6a连接于所述油箱T。另外，斗杆控制阀13具有第一先导口131及第二先导口132，通过先导压力被输入所述第一先导口131，从中立位置13n切换至收斗杆位置13a，其中，在所述中立位置13n，不将液压泵14喷出的工作油导入斗杆液压缸7而直接导入油箱T，在所述收斗杆位置13a，将所述工作油导入斗杆液压缸7的头侧油室7a并将该斗杆液压缸7的杆侧油室7b与所述油箱T连接，反之，通过先导压力被输入所述第二先导口132，从所述中立位置13n切换至伸斗杆位置13b，在所述伸斗杆位置13b，将所述工作油导入所述杆侧油室7b并将所述头侧油室7a连接于所述油箱T。

下面，说明图1所示的第一实施方式所涉及的液压回路的特征。

该第一实施方式所涉及的液压回路除所述各结构要素外，还包括流量控制阀16和抗气蚀流路(anti-cavitationcircuit)17。

所述流量控制阀16由液压先导式的切换阀构成，设置于将所述液压泵14和所述动臂液压缸6的头侧油室6a连接的头侧供应管道15，在具有最大开口面积的全开位置16b和具有比在该全开位置16b的开口面积小的开口面积的束口位置(在本实施方式中为具有最小开口面积的最束口位置)16a之间切换。所述全开位置16b包含阻止从所述头侧油室6a向所述液压泵14的工作油的逆流的止回阀元件。

具体而言，该流量控制阀16具有第一先导口161及第二先导口162。从动臂用遥控阀10输出的动臂提升先导压力Pi和动臂液压缸6的杆侧压力PR被导入第一先导口161，以将所述流量控制阀16的阀塞压靠向所述束口位置16a的方式而作用。动臂液压缸6的头侧压力PH被导入第二先导口162，将所述阀塞压靠向所述全开位置16b。从而，该流量控制阀16仅在动臂液压缸6的杆侧压力即杆侧油室6b内的压力高于头侧压力即头侧油室6a内的压力的状态下进行动臂提升操作时(即杆侧压力释放操作时)切换至束口位置16a，在其他情况下保持于全开位置16b。

所述抗气蚀流路17被设置于所述动臂液压缸6的头侧油室6a与所述油箱T之间，以对头侧油室6a补给油箱T内的工作油。具体而言，抗气蚀流路17包含连接所述头侧油室6a与所述油箱T的管道以及设置于该管道的中途以防止工作油流向所述油箱T的单向阀。此外，虽然类似于该抗气蚀流路17的回路通常也针对动臂液压缸6的杆侧油室6b及斗杆液压缸7的两侧油室7a、7b而设置，但在图1中被省略。

在该回路中，在杆侧压力释放操作时流量控制阀16被切换至束口位置16a，对从液压泵14供应至动臂液压缸6的头侧油室6a的油进行限制(还包含阻塞)，由此，能够将液压泵14喷出的工作油全部或以充分大的比率供应至斗杆液压缸7。这种结构增加该斗杆液压缸7的挖掘动力而提高作业效率。具体而言，在所述杆侧压力释放操作时，即，在动臂液压缸6的杆侧压力即杆侧油室6b内的压力比头侧压力即头侧油室6a内的压力高的情况下若动臂控制阀12切换至动臂提升位置12a，则被输入到流量控制阀16的第一先导口161的先导压力，即从动臂用遥控阀10输出的动臂提升用先导压力Pi和所述杆侧油室6b内的压力PR的合成压力与被输入到第二先导口162的所述头侧油室6a内的压力PH之差变得充分大，通过该压力差，所述流量控制阀16切换至所述束口位置16a。该束口位置16a处的工作油的流量限制使从油泵14喷出的工作油中被导向斗杆液压缸7的工作油的比率充分提高。

而且，在该第一实施方式所涉及的回路中，能够仅利用来自遥控阀10的动臂提升先导压力Pi和动臂液压缸6的杆侧压力PR及头侧压力PH这种回路压力使流量控制阀16工作，来获得流量限制作用。即，由于能够进行纯液压控制，故可实现回路的简化及成本的削减。

另一方面，动臂液压缸6的头侧油室6a的压力虽然成为负压，但是通过抗气蚀流路17将油箱T内的工作油供应至所述头侧油室6a，能够抑制气蚀现象(cavitation)的发生。

下面，说明图2所示的第二实施方式所涉及的液压回路的特征。

该第二实施方式除所述第一实施方式所涉及的效果外，还更加可靠地防止动臂液压缸6的头侧油室6a成为负压。具体而言，在所述第一实施方式中，由于向动臂液压缸6的头侧油室6a的油的供应仅取决于抗气蚀流路17进行的油箱T内的工作油的上吸作用，故存在头侧油室6a成为负压的可能性，而第二实施方式所涉及的回路还具备消除此可能性的连通阀19。

所述连通阀19与所述流量控制阀16同样由液压先导式的切换阀构成，具有第一先导口191和第二先导口192。该连通阀19设置于将动臂控制阀12和油箱T连接的油箱通道18，并通过连通通道20连接于所述动臂液压缸6的头侧油室6a，在连通通道20设有阻止工作油从所述头侧油室6a逆流至所述连通阀9的单向阀21。

连通阀19具有：在中途阻断所述油箱通道18，并经由所述连通通道20将所述动臂控制阀12连通于动臂液压缸6的头侧油室6a的头侧连通位置19a；以及开通所述油箱通道18的油箱位置19b。从动臂用遥控阀10输出的动臂提升用先导压力Pi和所述动臂液压缸6的杆侧压力PR被导入所述第一先导口191，以将所述连通阀19的阀塞压靠向所述头侧连通位置19a的方式而作用。所述动臂液压缸6的头侧压力PH被导入所述第二先导口192，以将所述阀塞压靠向所述油箱位置19b的方式而作用。即，该连通阀19仅在杆侧压力释放操作时切换至头侧连通位置19a，由此，将来自动臂液压缸6的头侧油室6a的返回油经过所述油箱通道18的上游侧部分及所述连通通道20供应、即再利用至头侧油室6a。

在该回路中，由于在杆侧压力释放操作时连通阀19被切换至头侧连通位置19a，能够使从动臂液压缸6的杆侧油室6b向头侧油室6a补给即再利用工作油，故该补给与通过所述抗气蚀流路17进行的油箱T内的工作油的上吸所带来的补给相互起作用，能够提高所述动臂液压缸6的头侧的气蚀现象防止效果。具体而言，在所述杆侧压力释放操作时，即，在动臂液压缸6的杆侧压力即杆侧油室6b内的压力比头侧压力即头侧油室6a内的压力高的情况下，若动臂控制阀12被切换至动臂提升位置12a，则被输入到连通阀19的第一先导口191的先导压力，即从动臂用遥控阀10输出的动臂提升用先导压力Pi和所述杆侧油室6b内的压力PR的合成压力与被输入到第二先导口192的所述头侧油室6a内的压力PH之差变得充分大，基于该压力差，所述连通阀19切换至所述头侧连通位置19a，将所述动臂控制阀12和所述头侧油室6a连通。通过该连通的对所述头侧油室6a的工作油的补给(再利用)有效地提高气蚀现象防止效果。

下面，说明图3所示的第三实施方式所涉及的液压回路的特征。

该第三实施方式比所述第二实施方式更可靠地防止头侧油室6a成为负压。在所述第二实施方式中，为了防止头侧油室6a成为负压，进行从动臂液压缸6的杆侧油室6b向头侧油室6a的工作油的补给即再利用，但由于两个油室6a、6b存在基于活塞杆的面积差，故仅靠来自杆侧油室6b的再生流量则朝向头侧油室6a的流量不足，该不足部分必须通过利用抗气蚀流路17的吸入而补充。基于该吸入的补给的比例越大，则头侧油室6a成为负压的可能性越高。因此，第三实施方式所涉及的回路具有如下功能，即对流量控制阀16的开口面积(束口程度)进行控制，用来自液压泵14并经由该流量控制阀16的工作油来补充从所述杆侧油室6b朝向头侧油室6a的再利用流量的不足部分。

具体而言，该第三实施方式所涉及的回路取代所述第二实施方式所涉及的流量控制阀16而具备流量控制阀16’，且在该第二实施方式所包含的结构要素之外，还包括：作为分别检测动臂液压缸6的头侧压力PH、杆侧压力PR、作为液压泵14的喷出压力的泵压PP、与动臂提升操作的操作量对应的动臂提升用先导压力Pi的检测器的压力传感器22、23、24、25；基于这些压力传感器22～25输出的信号而控制所述流量控制阀16’的开口面积的控制器26；以及能够使该控制器26实现流量控制阀16’的操作的比例阀(电磁比例减压阀)27。

所述流量控制阀16’虽然与第一及第二实施方式中的流量控制阀同样地具有束口位置16a及全开位置16b，但作为先导口仅具有一个先导口163，在该先导口163连接有所述比例阀27。该比例阀27介于未图示的先导液压源与所述先导口163之间，该比例阀27的二次压力、即被输入所述先导口163的先导压力根据从所述控制器26输出的控制信号而被操作。该二次压力即先导压力以将所述流量控制阀16’的阀塞压靠向所述束口位置16a的方式而作用，所述流量控制阀16’的开口面积根据该先导压力而变化。即，控制器26与比例阀27构成流量控制装置，该流量控制装置基于各压力传感器22～25所测得的各压力PH、PR、PP、Pi来调整流量控制阀16’的开口面积，由此控制流量。

下面，使用图4的流程图对所述控制器26进行的具体的运算控制动作进行说明。

在步骤S1检测动臂头侧压力PH、其杆侧压力PR、动臂提升先导压力Pi、泵压PP。

在步骤S2，控制器26进行运算(1)：动臂控制阀12的动臂提升位置12a处的入口节流开口面积Ain及出口节流开口面积Aout的计算。该运算1能够通过例如控制器26预先存储动臂提升引导压力Pi与所述两个开口面积Ain、Aout的关系的映射(map)而进行。另外，该运算动作也可仅在下述步骤S3为“是”的情况下进行。

控制器26在步骤S3判定是否满足有动臂提升操作且杆侧压力PR＞头侧压力PH的条件，在“是”的情况下、即为杆侧压力释放操作时的情况下，转移至步骤S4。

控制器26在步骤S4除所述步骤S2的运算(1)外还进行以下的运算(2)～(6)。

运算(2)：根据在步骤S2求得的出口节流开口面积Aout和动臂液压缸6的头侧压力PH及杆侧压力PR，用下式计算能够从动臂液压缸6的杆侧油室6b再利用至头侧油室6a的工作油的流量Qr。

$Qr=CAout\sqrt{(PR-PH)}$ (C为流量系数)

运算(3)：基于从动臂液压缸6的杆侧油室6b流出的工作油的流量和缸面积比(AH/AR)，用下式计算向头侧油室6a的必要供应流量Qh。

Qh＝Qr×AH/AR

运算(4)：用下式计算为了使动臂液压缸头侧不发生气蚀现象而需从液压泵14供应至头侧油室6a的工作油的流量、即必要供应流量QP。

QP＝Qh-Qr

运算(5)：根据检测出的泵压PP及头侧压力PH，用下式计算为了从液压泵14将所述流量QP供应至动臂液压缸头侧油室6a所需的总入口节流开口面积AO。

$AO=Qh/C\sqrt{(PP-PH)}$

运算(6)：用下式计算为了适当限制所述总入口节流开口面积AO、即动臂控制阀12的入口节流开口面积Ain与流量控制阀16'的开口面积的合成开口面积而所需的流量控制阀16’的必要开口面积Aa。

$Aa=\sqrt{\[1/(1/{\mathrm{AO}}^2-1/{\mathrm{Ain}}^2)\]}$

控制器26在步骤S5向比例阀27发出电流值的指令以获得所述开口面积Aa。

另一方面，控制器26在步骤S3为“否”时，即不是杆侧压力释放操作时的情况下转移至步骤S6，向比例阀27发出电流值的指令以使流量控制阀16’的开口面积为最大，即，使流量控制阀16’位于全开位置16b。该控制能够在杆侧压力释放操作时将避免气蚀现象所需的流量供应至动臂液压缸6的头侧，由此，能够更可靠地防止头侧的气蚀现象。但是，从液压泵14喷出的工作油的一部分被供应至动臂液压缸6的头侧油室6a，因此，从液压泵14供应至斗杆液压缸7的工作油的流量相应地减少。

即，所述流量控制装置(在本实施方式中为控制器26及比例阀27)具有：在所述动臂液压缸6的杆侧压力比头侧压力高的情况下的动臂提升操作时进行所述运算(1)～(6)的运算部；以及操作该流量控制阀16’，以使实际的流量控制阀16’的开口面积接近由所述运算部所计算出的必要开口面积Aa的流量操作部。

此外，所述控制器26的运算部并不局限于对所述动臂控制阀12处的开口面积Ain、Aout及所述流量控制阀16’处的开口面积Aa进行计算。例如，也可基于应从液压泵14供应至头侧室6a的流量和由设置于适当位置的流量传感器检测出的所述动臂控制阀12处的流量，来计算应在流量控制阀16’控制的目标流量。此时，该控制器26的流量操作部也可对所述流量控制阀16’的开口面积(例如基于该流量控制阀16’的前后压差)进行反馈控制，以获得所述运算部计算出的目标流量。

另外，以上说明的实施方式以在动臂液压缸6的杆侧压力高、头侧压力低的情况下进行动臂提升操作的最普通的情况、即以斗杆/动臂复合操作进行挖掘时为例，换言之，相当于如下情况，即斗杆液压缸7为与动臂液压缸6一同接受来自液压泵14的工作油的供应的供应对象液压缸，在伴随作为该供应对象液压缸的斗杆液压缸7的伸长的作业时，作业附属装置受到的反作用力作用在提升动臂3的方向上，使所述动臂液压缸6的杆侧压力6b上升并使头侧压力6a下降，但本发明并不仅限于此。本发明能够广泛应用于其他的以铲斗/动臂复合操作进行挖掘时、由作为作业装置而安装有压碎装置的拆楼机进行拆楼作业时等、在作业附属装置受到的反作用力作用在使其动臂液压缸伸长的方向上而使杆侧压力升高、头侧压力降低的情况下进行动臂提升操作这样的作业时。即，本发明所涉及的“供应对象液压缸”也可以是图5所示的铲斗液压缸5、或用于驱动所述压碎装置等其他作业装置的作业装置用液压缸。

如上所述，根据本发明，提供一种具备包含动臂、动臂液压缸及其他液压缸的作业附属装置的工程机械，在因动臂提升操作而作用于作业附属装置的反作用力使所述动臂液压缸的杆侧压力上升且使头侧压力下降时，能够不招致显著的压力损失而释放所述杆侧压力，并且抑制油泵向所述动臂液压缸的头侧油室的喷出油的供应以确保向所述其他液压缸的必要流量。

本发明所提供的工程机械包括：下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载于所述下部行走体上；油箱，储存工作油；液压泵，喷出所述油箱内的工作油；作业附属装置，安装于所述上部回转体，具有动臂、安装于所述动臂顶端的斗杆、安装于所述斗杆顶端的作业装置、驱动所述动臂的动臂液压缸、驱动所述斗杆的斗杆液压缸以及驱动所述作业装置的作业用液压缸，其中，比所述动臂液压缸更位于作业附属装置的顶端侧的所述斗杆液压缸及所述作业用液压缸中的至少一个液压缸是与所述动臂液压缸一同接收来自所述液压泵的工作油的供应的供应对象液压缸，在伴随所述供应对象液压缸伸长的作业时，所述作业附属装置受到的反作用力沿提升所述动臂的方向作用，使所述动臂液压缸的杆侧压力上升并使头侧压力下降；第一操作装置，为使所述动臂液压缸运动而被操作；第二操作装置，为使所述供应对象液压缸运动而被操作；第一控制阀，根据所述第一操作装置的操作而动作，从而控制所述动臂液压缸的运动；第二控制阀，根据所述第二操作装置的操作而动作，从而控制所述供应对象液压缸的运动；流量限制部，仅在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下进行提升该动臂的操作时，限制从所述液压泵供应至所述动臂液压缸的头侧油室的流量；以及抗气蚀流路，用于将所述油箱内的工作油补给至所述动臂液压缸的头侧油室。

根据该工程机械，在伴随使所述供应对象液压缸伸长的操作(例如将斗杆收到面前侧的操作)而作业附属装置受到的反作用力使动臂液压缸的杆侧压力升高且使头侧压力下降的情况下，在沿提升方向操作动臂而释放其杆侧压力时(以下，称为杆侧压力释放操作时)，流量限制部限制从液压泵供应至动臂液压缸的头侧的工作油的流量，由此，该工作油能够供应至所述供应对象液压缸(例如斗杆液压缸)。这能够为该供应对象液压缸供应充分的流量从而确保动力，提高作业效率。而且，由于该流量限制部仅在杆侧压力释放操作时进行所述流量的限制，除此以外不进行，所以不会像所述以往技术那样招致在其他动臂作业时产生多余的杆侧压力的弊端。

作为本发明的理想的例子，所述第一操作装置及所述第二操作装置分别具有遥控阀，所述遥控阀具有操作部件并且输出与该操作部件的操作对应的先导压力，所述第一控制阀及所述第二控制阀分别具有液压先导式的切换阀，所述切换阀根据从形成所述第一操作装置及第二操作装置的所述遥控阀输出的先导压力而动作。此时，较为理想的是，所述流量限制部包含液压先导式的流量控制阀，所述流量控制阀设置于将所述液压泵和所述动臂液压缸的头侧油室连接的头侧供应管道并且具有开口面积最大的全开位置和开口面积比该全开位置小的束口位置，所述流量控制阀具有：第一先导口，被导入从形成所述第一操作装置的所述遥控阀输出的动臂提升用先导压力和所述动臂液压缸的杆侧压力；以及第二先导口，被导入所述动臂液压缸的头侧压力，所述流量控制阀仅在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下进行提升动臂的操作时，在被导入两个所述先导口的压力差的作用下切换至所述束口位置。该流量控制阀的使用使仅利用来自构成所述第一操作装置的遥控阀的动臂提升先导压力和动臂液压缸的杆侧压力及头侧压力这种回路的压力而进行流量限制及其解除的切换，即能够进行纯液压控制，由此能够实现回路结构的简化及低成本化。

本发明所涉及的工程机械更为理想的是，还包括：再利用回路，用于在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下的动臂提升操作时，将来自所述动臂液压缸的杆侧油室的返回油供应至该动臂液压缸的头侧油室。该再生回路不仅通过所述抗气蚀流路进行的油箱内的工作油的上吸，还可通过在头侧利用、即再利用来自杆侧的返回油而进行向所述动臂液压缸的头侧油室的油的供应，由此，能够抑制所述动臂液压缸的头侧压力成为负压。

在具备该再生回路的工程机械中，更为理想的是，还包括：检测器，分别检测所述动臂液压缸的头侧压力及杆侧压力、所述液压泵的喷出压力、所述第一操作装置的操作量；以及流量控制装置，使在所述流量限制部中被限制的流量变化，其中，当进行在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下的动臂提升操作时，所述流量控制装置进行如下动作：计算能够从所述动臂液压缸的杆侧油室向头侧油室再利用的工作油的流量；基于从所述动臂液压缸的杆侧油室流出的工作油的流量，计算与该动臂液压缸的面积比对应的应供应至头侧油室的必要流量；计算为了防止气蚀现象而应从所述液压泵供应至动臂液压缸的头侧油室的必要泵流量；计算该必要泵流量中的所述流量限制部的流量或与其相当的参数(parameter)；以及操作所述流量限制部，以获得该计算所得的流量或与计算所得的参数(parameter)相当的流量。该检测器及流量控制装置能够确保为在动臂液压缸的头侧避免气蚀现象而所需的流量，可靠地防止气蚀现象的发生。

Claims (4)

1.一种工程机械，其特征在于包括：

下部行走体；

上部回转体，回转自如地搭载于所述下部行走体上；

油箱，储存工作油；

液压泵，喷出所述油箱内的工作油；

作业附属装置，安装于所述上部回转体，具有动臂、安装于所述动臂顶端的斗杆、安装于所述斗杆顶端的作业装置、驱动所述动臂的动臂液压缸、驱动所述斗杆的斗杆液压缸以及驱动所述作业装置的作业用液压缸，其中，比所述动臂液压缸更位于作业附属装置的顶端侧的所述斗杆液压缸及所述作业用液压缸中的至少一个液压缸是与所述动臂液压缸一同接收来自所述液压泵的工作油的供应的供应对象液压缸，在伴随所述供应对象液压缸伸长的作业时，所述作业附属装置受到的反作用力沿提升所述动臂的方向作用，使所述动臂液压缸的杆侧压力上升并使头侧压力下降；

第一操作装置，为使所述动臂液压缸运动而被操作；

第二操作装置，为使所述供应对象液压缸运动而被操作；

第一控制阀，根据所述第一操作装置的操作而动作，从而控制所述动臂液压缸的运动；

第二控制阀，根据所述第二操作装置的操作而动作，从而控制所述供应对象液压缸的运动；

流量限制部，仅在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下进行提升该动臂的操作时，限制从所述液压泵供应至所述动臂液压缸的头侧油室的流量；以及

抗气蚀流路，用于将所述油箱内的工作油补给至所述动臂液压缸的头侧油室，

所述第一操作装置及所述第二操作装置分别具有遥控阀，所述遥控阀具有操作部件并且输出与该操作部件的操作对应的先导压力，

所述第一控制阀及所述第二控制阀分别具有液压先导式的切换阀，所述切换阀根据从形成所述第一操作装置及第二操作装置的所述遥控阀输出的先导压力而动作，

所述流量限制部包含液压先导式的流量控制阀，所述流量控制阀设置于将所述液压泵和所述动臂液压缸的头侧油室连接的头侧供应管道并且具有开口面积最大的全开位置和开口面积比该全开位置小的束口位置，

所述流量控制阀具有：第一先导口，被导入从形成所述第一操作装置的所述遥控阀输出的动臂提升用先导压力和所述动臂液压缸的杆侧压力；以及第二先导口，被导入所述动臂液压缸的头侧压力，

所述流量控制阀仅在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下进行提升动臂的操作时，在被导入两个所述先导口的压力差的作用下切换至所述束口位置。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于：

所述供应对象液压缸为所述斗杆液压缸，

所述流量限制部在同时进行使所述斗杆液压缸伸长的收斗杆操作、和用于释放该收斗杆操作作业时的反作用力所产生的动臂液压缸的杆侧压力的动臂提升操作的复合操作时，限制从所述液压泵供应至所述动臂液压缸的头侧油室的流量。

3.根据权利要求1或2所述的工程机械，其特征在于还包括：

再利用回路，用于在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下的动臂提升操作时，将来自所述动臂液压缸的杆侧油室的返回油供应至该动臂液压缸的头侧油室。

4.根据权利要求3所述的工程机械，其特征在于还包括：

检测器，分别检测所述动臂液压缸的头侧压力及杆侧压力、所述液压泵的喷出压力、所述第一操作装置的操作量；以及

流量控制装置，使在所述流量限制部中被限制的流量变化，其中，

当进行在所述动臂液压缸的杆侧压力比头侧压力高的情况下的动臂提升操作时，所述流量控制装置进行如下动作：计算能够从所述动臂液压缸的杆侧油室向头侧油室再利用的工作油的流量；基于从所述动臂液压缸的杆侧油室流出的工作油的流量，计算与该动臂液压缸的面积比对应的应供应至头侧油室的必要流量；计算为了防止气蚀现象而应从所述液压泵供应至动臂液压缸的头侧油室的必要泵流量；计算该必要泵流量中的所述流量限制部的流量或与其相当的参数；以及操作所述流量限制部，以获得该计算所得的流量或与计算所得的参数相当的流量。