CN103998794A - 用于施工机械的行进控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种行进控制系统，其用于防止在包括车辆行进和同时驱动工作部件的结合操作期间、由于在诸如动臂的工作部件中的过载引起设备的偏航行进。根据本发明的行进控制系统包括：连接到第一液压泵的左侧行进马达和第一工作部件；多个切换阀，用于分别控制从第一液压泵供应到左侧行进马达和第一工作部件的操作流体；连接到第二液压泵的右侧行进马达和第二工作部件；多个切换阀，用于控制从第二液压泵供应到右侧行进马达和第二工作部件的操作流体；直行进阀，用于将第一液压泵的操作流体供应到左侧和右侧行进马达，并将第二液压泵的操作流体供应到第一和第二工作部件；以及控制阀，用于在包括行进和工作部件的结合操作期间，阻止操作流体从第二液压泵经由直行进阀供应到左侧和右侧行进马达。

Description

用于施工机械的行进控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于施工机械的行进控制系统。更特别地，本发明涉及一种用于施工机械的行进控制系统，其可在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间，防止由于在诸如动臂等附连装置(或工作装置)中发生过载而引起的机器单独行进。
背景技术
如图1和2所示，现有技术的用于施工机械的行进控制系统包括：
第一和第二变排量液压泵(下文称作“第一和第二液压泵”)15和18；
左行进马达2，其连接到第一液压泵15并通过被供以液压流体而被驱动，并且连接到诸如动臂的第一附连装置(未示出)；
多个切换阀12和26，其安装在第一液压泵15的流动路径1中，并响应于施加到切换阀12和26的先导信号压力a1和b1而切换，以控制被供应到左行进马达2或第一附连装置的液压流体；
右行进马达3，其连接到第二液压泵18并通过被供以液压流体而被驱动，并且连接到诸如动臂的第二附连装置(未示出)；
多个切换阀11和28，其安装在第二液压泵18的流动路径9中，并响应于施加到切换阀11和28的先导信号压力a2和b2而切换，以控制被供应到右行进马达3或第二附连装置的液压流体；以及
直行进阀4，其安装在流动路径9中，并响应于先导信号压力a3而切换，以分别将从第一液压泵15排放的液压流体供应到左行进马达2和右行进马达3，通过流动路径32将从第二液压泵18排放的液压流体的一部分供应到用于第一附连装置的切换阀26，同时通过流动路径7将从第二液压泵18排放的液压流体的一部分供应到用于第二附连装置的切换阀28。
未解释的参考标号10标示当发生超过液压回路内设定压力的过载时、将过量压力的液压流体排放到液压箱T的主减压阀，参考标记s标示位于切换阀11上的用于控制被供应到右行进马达3的滑阀。
A)下文将描述单独执行行进操作的情况。
当先导信号压力a1施加到用于左行进马达的切换阀12时，切换阀12的滑阀切换到附图上的左侧。因此，从第一液压泵15排放的液压流体按顺序经由流动路径1、切换阀12以及行进管线14，供应到左行进马达2。
当先导信号压力a2施加到用于右行进马达的切换阀11时，切换阀11的滑阀切换到附图上的右侧。因此，从第二液压泵18排放的液压流体按顺序经由流动路径9、切换阀11以及行进管线20，供应到右行进马达3。换言之，在单独驱动左行进马达2或右行进马达3的情况下，从第一液压泵15排放的液压流体供应到左行进马达2，且从第二液压泵18排放的液压流体供应到右行进马达3。
B)下文将描述执行行进操作和工作操作的结合操作的情况。
当先导信号压力a3施加到直行进阀4时，直行进阀4的滑阀切换到附图上的右侧。同时，当先导信号压力b1施加到用于第一附连装置的切换阀26时，切换阀26的滑阀切换到附图上的左侧。当信号压力c1施加到第一中心旁路阀22时，第一中心旁路阀22的滑阀切换到附图上的左侧，以在第一中心旁路流动路径中形成压力。
因此，来自第一液压泵15的液压流体的一部分按顺序由流动路径1、切换阀12以及行进管线14，供应到左行进马达2。同时，来自第一液压泵15的液压流体的一部分按顺序由流动路径9、直行进阀4、切换阀11以及行进管线12，供应到右行进马达3。也即，从第一液压泵15排放的液压流体用于驱动左行进马达2和右行进马达3。
同时，来自第二液压泵18的液压流体按顺序经由流动路径9、直行进阀4以及流动路径32，供应到用于第一附连装置的切换阀26，以驱动相应的附连装置(例如斗杆)。也即，从第二液压泵18排放的液压流体通过被供应到用于第一附连装置的切换阀26，而用于驱动相应的附连装置。
在如上述的直行进条件下，当通过逐渐增加所需压力以切换用于第一附连装置的切换阀26而将切换阀26的滑阀切换到全冲程时，压力上升到主减压阀10的设定压力。在这种情况下，从来自第二液压泵18的液压流体不再供应到用于第一附连装置的切换阀26。
换言之，供应到切换阀26的液压流体的一部分在流经流动路径32、直行进阀4、流动路径9以及流动路径7之后，经由止回阀5和节流孔6供应到右行进马达3。另外，供应到切换阀26的液压流体的一部分经由流动路径8供应到左行进马达2。
在这种情况下，用于行进马达的切换阀12和11响应于被施加到切换阀12和11的先导信号压力a1和a2而切换。当执行结合操作时，行进侧上的先导信号压力保持在约10-12K以切换切换阀11和12。由于此原因，故在中间切换部分的情况下，用于行进马达的切换阀11和12可由P-N缺口(即，控制从液压泵流到液压箱的液压流体的缺口)、P-C缺口(即，控制从液压泵流到液压缸的液压流体的缺口)、以及C-T缺口(即，控制从液压缸流到液压箱的液压流体的缺口)控制。
在传统液压回路的结构中，在切换阀26和第一中心旁路阀22切换的情况下，无液压流体流动经过P-N缺口。由于此原因，故切换阀11和12可由P-C缺口或C-T缺口控制。在这种情况下，用于行进马达的切换阀11和12的滑阀缺口具有相同结构。另一方面，由于用于加工滑阀的叠加容差和加工条件的差异，故难于保持相同横截面。
换言之，流动通过滑阀的液压流体的流量与滑阀的横截面成比例。因此，如果存在滑阀缺口的横截面差异，则流动通过用于行进马达的切换阀12和11的液压流体的流量彼此不同。也即，如果流动通过用于行进马达的切换阀12和11的液压流体的流量彼此不同，则相对大量的液压流体流通过的行进马达的驱动速度突变地增加。相反，相对少量的液压流体流通过的行进马达的驱动速度减小。
如上所述，用于行进马达的切换阀12和11的滑阀切换到中间等级以驱动行进马达2和3。在这种情况下，直行进阀4的滑阀处于已被完全切换的状态下。同时，由于在执行行进操作和诸如动臂等附连装置的工作操作的结合操作期间在附连装置中发生的过载，引起机器的单独行进。
另外，当在机器行进期间，附连装置上具有被施加于该附连装置的载荷时(例如提升重型管等的状态下)，附连装置不操作。也即，当在机器行进期间，动臂等进行操作的情况下，当在动臂上发生大载荷且在行进侧上发生相对小载荷时，动臂不操作。
当在驱动用于行进马达的切换阀12和11的同时切换用于附连装置的切换阀26时，来自第一液压泵15的液压流体驱动左行进马达2，且来自第二液压泵18的液压流体驱动右行进马达3。在这种情况下，直行进阀4不切换。
在切换用于附连装置的切换阀26的情况下，直行进阀4由先导信号压力a3切换。在这种情况下，来自第一液压泵15的液压流体分别经由流动路径1和流动路径8供应到切换阀12和11。另外，来自第二液压泵18的液压流体经由流动路径9供应到切换阀26，并在经由流动路径7流通过止回阀5和节流孔6之后，供应到切换阀11。
同时，在供应到切换阀26的液压流体上发生大载荷的情况下(例如，形成节流孔的情况)，即安装了比切换阀11的节流孔6小的节流孔，来自第二液压泵18的全部液压流体供应到切换阀11。结果，引发一个问题，即切换阀26的附连装置未被驱动。
在试图处理和解决上述问题时，将在提升阀13的外周部和切换阀的本体17的内周部之间限定的间隙16，加工成具有小尺寸，以使节流孔6较小，如图2所示。未解释的参考标号19标示一弹性构件(例如压缩盘簧)，所述弹性构件施压提升阀13，以将提升阀13从支路流动路径7a的堵塞状态弹性地偏置到初始状态。
另一方面，当所述间隙加工成具有大尺寸时，提升阀13和切换阀的本体17彼此逐渐紧密接触，从而引起噪音。由于此原因，故将位于提升阀13和切换阀的本体17之间的间隙16加工成具有在所述间隙不产生任何噪音的容差范围内的最小尺寸。
发明内容
技术问题
因此，本发明致力于解决现有技术中出现的上述问题，且本发明的目的是提供一种用于施工机械的行进控制系统，其可在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间，防止由于在诸如动臂等附连装置中发生过载而引起机器单独行进，并且即使在附连装置中出现载荷时也能够执行行进操作和工作操作的结合操作。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明一实施方式，提供一种根据本发明一实施方式的用于施工机械的行进控制系统，所述系统包括：
第一和第二变排量液压泵；
左行进马达，所述左行进马达连接到第一液压泵和第一附连装置；
多个切换阀，所述多个切换阀安装在所述第一液压泵的流动路径中，并构造为被切换以控制被供应到所述左行进马达和所述第一附连装置的液压流体；
右行进马达，所述右行进马达连接到第二液压泵和第二附连装置；
多个切换阀，所述多个切换阀安装在所述第二液压泵的流动路径中，并构造为被切换以控制被供应到所述右行进马达和所述第二附连装置的液压流体；
直行进阀，所述直行进阀安装在所述第二液压泵的流动路径中，并构造为被切换，以分别将从所述第一液压泵排放的液压流体供应到所述左行进马达和所述右行进马达，将从所述第二液压泵排放的液压流体供应到所述第一附连装置和所述第二附连装置；以及
控制阀，所述控制阀安装在支路流动路径中，所述支路流动路径具有入口侧和出口侧，所述入口侧连接到从所述第二液压泵的流动路径分支出的流动路径，所述出口侧连接到所述第二液压泵的位于所述直行进阀下游侧上的流动路径，所述控制阀构造为用作止回阀和节流孔，以在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间，中断从所述第二液压泵经由所述直行进阀供应到所述左行进马达和所述右行进马达的液压流体供应。
在本发明的优选实施方式中，所述控制阀可包括：
第一提升阀，所述第一提升阀构造为打开/关闭所述支路流动路径，所述支路流动路径与用于所述行进马达的切换阀的入口侧流动路径流体连通，所述第一提升阀具有形成于所述第一提升阀上的第一节流孔；
第二提升阀，所述第二提升阀安装在所述第一提升阀的内部，并具有形成于所述第二提升阀上的第二节流孔；
弹性构件，所述弹性构件构造为容许所述第二提升阀抵靠所述第一提升阀，以在所述第一提升阀的流动路径关闭的状态下，弹性地支撑所述第二提升阀；以及
凸缘，所述凸缘牢固地固定到所述控制阀的本体以支撑所述弹性构件，从而使所述第一和第二提升阀被保持在其设定压力。
响应于从外部施加的控制信号而切换到通/断状态以打开/关闭先导信号管线的控制阀，
可用作安装在先导信号管线上的用于将先导信号压力供应到所述直行进阀以切换所述直行进阀的阀。
输出在驱动期间产生的与从外部施加的控制信号成比例的次级先导信号压力的电比例阀，
可用作安装在先导信号管线上的用于将先导信号压力供应到所述直行进阀以切换所述直行进阀的阀。
连接到所述第一液压泵的所述第一附连装置可以是从动臂、斗杆、铲斗、回转马达、以及绞车马达中选定的任一种。
所述控制阀可包括
形成在所述第一提升阀的外表面上的锥形部，所述锥形部与所述控制阀的本体紧密接触，以在通过所述第一提升阀与所述控制阀的本体之间的互相紧密接触而堵塞所述支路流动路径时，作用为阻尼装置。
所述控制阀可包括
形成在所述第一提升阀的外表面上的缺口部分，所述缺口部分与所述控制阀的本体紧密接触，以在通过所述第一提升阀与所述控制阀的本体之间的互相紧密接触而堵塞所述支路流动路径时，作用为阻尼装置。
控制阀可包括密封O型环，所述密封O型环防止液压流体通过位于所述控制阀的本体与所述凸缘之间的紧密接触表面的间隙泄漏到外部。
技术效果
如上述构造的根据本发明一实施方式的用于施工机械的行进控制系统具有以下优点。
可以防止由于在诸如动臂的附连装置中发生过载而引起机器单独行进，并确保附连装置的工作能力，由此提高在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间附连装置的可操纵性。另外，当操作模式切换到中性位置时，可防止发生震动，且由于结构简化，制造成本可降低。
附图说明
图1是示出现有技术中的用于施工机械的行进控制系统的液压回路图；
图2是示出用于图1所示的用于行进的切换阀的主元件的分解横剖视图；以及
图3是示出根据本发明一实施方式的用于施工机械的控制系统中的用于行进的切换阀的主元件的分解横剖视图。
附图主要元件列表：
7a：支路流动路径
30：控制阀
31：第一节流孔
32：第一提升阀
33：第二节流孔
34：第二提升阀
35：弹性构件
36：紧固构件
37：凸缘
38：O型环
具体实施方式
现将参照附图详述本发明的优选实施方式。诸如详细构造和元件等在具体实施方式中限定的对象，仅是提供用于来辅助本领域技术人员透彻理解本发明的具体细节，本发明并不局限于下文公开的实施方式。
如图3所示，根据本发明一实施方式的用于施工机械的行进控制系统包括：
第一和第二变排量液压泵(下文称作“第一和第二液压泵”)15和18；
左行进马达2，其连接到第一液压泵15和第一附连装置(例如，动臂)；
多个切换阀12和26，其安装在第一液压泵15的流动路径1中，并被切换以控制被供应到左行进马达2和第一附连装置的液压流体；
右行进马达3，其连接到第二液压泵18和第二附连装置(例如，动臂)；
多个切换阀11和28，其安装在第二液压泵18的流动路径9中，并被切换以控制被供应到右行进马达3或第二附连装置的液压流体；
直行进阀4，其安装在第二液压泵18的流动路径9中，并被切换，以分别将从第一液压泵15排放的液压流体供应到左行进马达2和右行进马达3，将从第二液压泵18排放的液压流体供应到第一附连装置和第二附连装置；以及
控制阀30，其安装在支路流动路径7a中，支路流动路径7a具有入口侧和出口侧，所述入口侧连接到从第二液压泵18的流动路径9分支出的流动路径7，所述出口侧连接到第二液压泵18的位于直行进阀4下游侧上的流动路径9，并且控制阀30作用为止回阀和节流孔，以在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间，中断从第二液压泵18经由直行进阀4供应到左行进马达2和右行进马达3的液压流体供应。
所述控制阀30包括：
第一提升阀32，其打开/关闭支路流动路径7a，支路流动路径7a与用于右行进马达的切换阀11的入口侧流动路径流体连通，所述第一提升阀具有形成于其上的第一节流孔31；
第二提升阀34，其安装在第一提升阀32的内部，并具有形成于其上的第二节流孔33；
弹性构件(例如压缩盘簧)35，其使第二提升阀34抵靠第一提升阀32，以在第一提升阀32的流动路径32a关闭的状态下，弹性地支撑第二提升阀34；以及
凸缘37，其借助于紧固构件(例如螺栓)牢固地固定到控制阀的本体17以支撑弹性构件35，从而使第一和第二提升阀34被保持在其设定压力。
响应于从外部施加的控制信号而切换到通/断状态以打开/关闭先导信号管线的控制阀(未示出)，可用作安装在先导信号管线上的用于将先导信号压力供应到直行进阀4以切换直行进阀4的阀。
输出在驱动期间产生的与从外部施加的控制信号成比例的次级先导信号压力的电比例阀(未示出)，可用作安装在先导信号管线上的用于将先导信号压力供应到直行进阀4以切换直行进阀4的阀。
连接到第一液压泵15的第一附连装置是从动臂、斗杆、铲斗、回转马达、以及绞车马达中选定的任一种，但行进马达除外。
控制阀30包括形成在第一提升阀32的外表面上的锥形部(未示出)，其与控制阀的本体17紧密接触，以在通过第一提升阀32与控制阀的本体17之间的互相紧密接触而堵塞支路流动路径7a时，作用为阻尼装置。
控制阀30包括形成在第一提升阀32的外表面上的缺口部分(未示出)，其与控制阀的本体17紧密接触，以在通过第一提升阀32与控制阀的本体17之间的互相紧密接触而堵塞支路流动路径7a时，作用为阻尼装置。
控制阀系统还包括密封O型环，其防止液压流体通过位于控制阀的本体17与凸缘37之间的紧密接触表面的间隙泄漏到外部。
在这种情况下，除了控制阀30外，根据本发明一实施方式的用于施工机械的控制系统的构造与图1所示液压系统的构造相同，所述控制阀30安装在支路流动路径7a中，并作用为止回阀和节流孔，以防止在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间机器的单独行进。因此，为了避免赘述将略去相同构造及其操作的详细描述，且相同元件由相同参考标号标示。
下文，将参照附图详述根据本发明一实施方式的用于施工机械的行进控制系统的使用示例。
如图3所示，下文将描述在机器行进期间驱动诸如斗杆等附连装置的结合操作的情况。
当响应于被施加到直行进阀4的先导信号压力a3、直行进阀4内的滑阀切换到图1的图张上的右侧时，从第一液压泵15排放的液压流体按顺序经由流动路径1、切换阀12以及行进管线14，供应到左行进马达2。另外，来自第一液压泵15的液压流体按顺序经由流动路径8、直行进阀4、切换阀11以及行进阀20，供应到右行进马达3，使得这些元件分别被驱动。
同时，从第二液压泵18排放的液压流体按顺序经由流动路径9、直行进阀4、流动路径32以及切换阀26，供应到诸如斗杆的附连装置。另外，来自第二液压泵18的液压流体按顺序经由流动路径32、直行进阀4以及流动路径9，流到流动路径7。流到流动路径7的液压流体依序通过安装在支路流动路径7a中的止回阀5和节流孔6。
换言之，来自第二液压泵18的液压流体流到流动路径7a，以由于第二提升阀34和受压部分之间的横截面差，而使第一提升阀32被推动到附图上的顶部，使得支路流动路径7a打开。此时，第二提升阀34因弹性构件35的弹力而关闭，以使第一提升阀32的流动路径32a被堵塞。
在这种情况下，第一提升阀32的冲程较小，因此支路流动路径7a内的液压流体流通过在第一提升阀32和控制阀30的本体17之间限定的间隙(a)。也即，支路流动路径7a内的液压流体流通过在第一提升阀32上形成的锥形部或缺口部分。由于支路流动路径7a内的压力增加而引入第一提升阀32的流动路径32a内的压力，故第二提升阀34被推动到附图上的顶部以打开流动路径32a。
因此，支路流动路径7a内的液压流体的一部分流通过在第一提升阀32内形成的流动路径32a和第一节流孔31，并同时流通过在第一提升阀32和控制阀30的本体17之间限定的间隙(a)。
同时，在中断至支路流动路径7a的液压流体供应的情况下，第一提升阀32复位到初始位置，以使第一提升阀32和控制阀30的本体17彼此逐渐紧密接触，使得支路流动路径7a被堵塞，且然后第二提升阀34由弹性构件35的弹性恢复力复位到初始位置，以堵塞第一提升阀32的流动路径32a。换言之，当中断至支路流动路径7a的液压流体供应时，第一提升阀32和第二提升阀34被依序堵塞。因此，可以防止第一提升阀32和控制阀30的本体17彼此逐渐紧密接触时发生震动(当在操纵操纵杆(即RCV杆)之后将操作模式切换到中性位置时经常发生)。
尽管已关联附图中图示的具体实施方式描述了本发明，但这些具体实施方式仅是示例性的，本发明并不局限于这些实施方式。可以理解，在不脱离本发明的主旨和范围情况下，本领域技术人员可对这些实施方式进行多种等同修改和变化。因此，本发明的真实技术保护范围不应该由上述实施方式限定，而是应该由所附权利要求书及其等同范围限定。
产业应用性
如上所述，根据如上述构造的本发明，可以防止由于在诸如动臂的附连装置中发生过载而引起机器单独行进，并确保附连装置的工作能力，由此提高在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间附连装置的可操纵性。

Claims (8)

1.一种用于施工机械的行进控制系统，包括：
第一和第二变排量液压泵；
左行进马达，所述左行进马达连接到第一液压泵和第一附连装置；
多个切换阀，所述多个切换阀安装在所述第一液压泵的流动路径中，并构造为被切换以控制被供应到所述左行进马达和所述第一附连装置的液压流体；
右行进马达，所述右行进马达连接到第二液压泵和第二附连装置；
多个切换阀，所述多个切换阀安装在所述第二液压泵的流动路径中，并构造为被切换以控制被供应到所述右行进马达和所述第二附连装置的液压流体；
直行进阀，所述直行进阀安装在所述第二液压泵的流动路径中，并构造为被切换，以分别将从所述第一液压泵排放的液压流体供应到所述左行进马达和所述右行进马达，将从所述第二液压泵排放的液压流体供应到所述第一附连装置和所述第二附连装置；以及
控制阀，所述控制阀安装在支路流动路径中，所述支路流动路径具有入口侧和出口侧，所述入口侧连接到从所述第二液压泵的流动路径分支出的流动路径，所述出口侧连接到所述第二液压泵的位于所述直行进阀下游侧上的流动路径，所述控制阀构造为用作止回阀和节流孔，以在同时执行行进操作和工作操作的结合操作期间，中断从所述第二液压泵经由所述直行进阀供应到所述左行进马达和所述右行进马达的液压流体供应。
2.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，其中，所述控制阀包括：
第一提升阀，所述第一提升阀构造为打开/关闭所述支路流动路径，所述支路流动路径与用于所述行进马达的切换阀的入口侧流动路径流体连通，所述第一提升阀具有形成于所述第一提升阀上的第一节流孔；
第二提升阀，所述第二提升阀安装在所述第一提升阀的内部，并具有形成于所述第二提升阀上的第二节流孔；
弹性构件，所述弹性构件构造为容许所述第二提升阀抵靠所述第一提升阀，以在所述第一提升阀的流动路径关闭的状态下，弹性地支撑所述第二提升阀；以及
凸缘，所述凸缘牢固地固定到所述控制阀的本体以支撑所述弹性构件，从而使所述第一和第二提升阀被保持在其设定压力。
3.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，其中，响应于从外部施加的控制信号而切换到通/断状态以打开/关闭先导信号管线的控制阀，用作安装在先导信号管线上的用于将先导信号压力供应到所述直行进阀以切换所述直行进阀的阀。
4.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，其中，输出在驱动期间产生的与从外部施加的控制信号成比例的次级先导信号压力的电比例阀，用作安装在先导信号管线上的用于将先导信号压力供应到所述直行进阀以切换所述直行进阀的阀。
5.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，其中，连接到所述第一液压泵的所述第一附连装置是从动臂、斗杆、铲斗、回转马达、以及绞车马达中选定的任一种。
6.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，其中，所述控制阀包括形成在所述第一提升阀的外表面上的锥形部，所述锥形部与所述控制阀的本体紧密接触，以在通过所述第一提升阀与所述控制阀的本体之间的互相紧密接触而堵塞所述支路流动路径时，作用为阻尼装置。
7.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，其中，所述控制阀包括形成在所述第一提升阀的外表面上的缺口部分，所述缺口部分与所述控制阀的本体紧密接触，以在通过所述第一提升阀与所述控制阀的本体之间的互相紧密接触而堵塞所述支路流动路径时，作用为阻尼装置。
8.如权利要求1所述的用于施工机械的行进控制系统，还包括密封O型环，所述密封O型环防止液压流体通过位于所述控制阀的本体与所述凸缘之间的紧密接触表面的间隙泄漏到外部。
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