CN104929997B - 工程机械用液压回路 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种包括能够提高再生液压油的压力的回路结构的工程机械用液压回路。动臂液压缸(3、4)与动臂(12)并列配置。在向动臂液压缸(3、4)的杆侧室(3b、4b)供给液压油的动臂下降时，第2动臂液压缸(4)的头侧室(4a)连接于容器通路(26)。另外，在该动臂下降时，截止阀(7)切换到限制液压油自第1动臂液压缸(3)的头侧室(3a)向第2动臂液压缸(4)的头侧室(4a)移动的切断位置(7b)，并且，再生阀(8)切换到容许液压油向再生通路(25)流动的连通位置(8a)。液压回路(100)的回路结构构成为实现上述动作。

Description

工程机械用液压回路
技术领域
本发明涉及一种液压挖掘机等工程机械用的液压回路。
背景技术
作为具备利用自一个致动器(缸)产生的再生液压油(回生液压油)的回路结构的工程机械用液压回路，例如有专利文献1中记载的液压回路。专利文献1中记载的流体压力回路包括供从动臂缸的一个室流出的返回流体向该动臂缸的另一室流动的再生回路。另外，该流体压力回路具有用于将上述再生回路的再生功能扩大到其他的控制系统的称为逻辑阀的阀。该逻辑阀在再生时能够使上述再生回路与其他的控制系统连通。由此，能够将自一个致动器(缸)产生的再生流体也活用于其他的致动器。
专利文献1：日本特开2003－120604号公报
然而，即使在再生时利用逻辑阀使再生回路能够与其他的控制系统连通，当在其他的控制系统中流动的流体的压力高时，也无法使返回流体充分地流入该其他的控制系统。
发明内容
发明要解决的问题
本发明即是鉴于上述实际情况而做成的，其目的在于提供一种设有能够提高再生液压油的压力的回路结构的工程机械用液压回路。
用于解决问题的方案
本发明的具备动臂的工程机械用液压回路包括：动臂用换向阀，其用于将来自液压泵的液压油向与所述动臂并列配置的两个动臂缸供给；杆侧通路，其用于连接所述动臂用换向阀和所述两个动臂缸的杆侧室；头侧通路，其用于连接所述动臂用换向阀和所述两个动臂缸的头侧室；再生通路，其连接于一个所述动臂缸的头侧室；容器通路，其在动臂下降时，经由所述动臂用换向阀连接于另一个所述动臂缸的头侧室；流量调整阀，其用于容许或限制液压油在所述两个动臂缸的头侧室之间移动；以及再生阀，其配置于所述再生通路，用于容许或限制液压油自一个所述动臂缸的头侧室向该再生通路流动。在向所述头侧室供给液压油的动臂上升时，所述流量调整阀容许液压油在所述两个动臂缸的头侧室之间移动，并且，所述再生阀限制液压油向所述再生通路流动。另外，在向所述杆侧室供给液压油的动臂下降时，所述流量调整阀限制液压油自一个所述动臂缸的头侧室向另一个所述动臂缸的头侧室移动，并且，所述再生阀容许液压油向所述再生通路流动。
发明的效果
采用本发明的液压回路，由于在动臂下降时两个动臂缸中的一个动臂缸不支承动臂，因此，另一个动臂缸的头侧室的压力升高。由于该头侧室连接于再生通路，因此再生液压油的压力高。即，根据本发明的液压回路，能够提高再生液压油的压力。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的工程机械用液压回路的回路图。
图2是表示图1所示的液压回路的变形例的回路图。
图3是表示图1所示的液压回路的变形例的回路图。
图4是表示图1所示的液压回路的变形例的回路图。
图5是表示图4所示的液压回路的变形例的回路图。
图6是本发明的第2实施方式的工程机械用液压回路的回路图。
附图标记说明
1、液压泵；2、铲斗缸；3、第1动臂缸；4、第2动臂缸；3a、4a、头侧室；3b、4b、杆侧室；5、铲斗用换向阀；6、动臂用换向阀；7、截止阀(流量调整阀)；8、再生阀；9、10、电磁比例阀；11、容器；12、动臂；21、卸载通路；22、液压油供给通路；23、杆侧通路；24、头侧通路；25、再生通路；26、容器通路；100、液压回路(工程机械用液压回路)。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。另外，能够应用本发明的液压回路的工程机械的具体例子为液压挖掘机，但能够将本发明的液压回路应用于具备动臂的各种种类、形式的工程机械。
第1实施方式
液压回路的回路结构
参照图1，说明本发明的第1实施方式的液压挖掘机的液压回路100。液压回路100为包括串联配置于与液压泵1相连接的卸载通路21的多个换向阀5、6的液压回路。
在此，省略图示的液压挖掘机设有如下配件等：动臂12，其安装于该液压挖掘机的主体框架的前部；臂部，其安装于动臂12的顶端部；铲斗，其安装于臂部的顶端部。关于液压挖掘机的通常公知的结构，可根据需要参照专利文献1(日本特开2003－120604号公报)。
在此，利用两个动臂缸3、4使动臂12动作。动臂缸3、4相对于动臂12并列配置于动臂12的两侧，利用两个动臂缸3、4使一个动臂12动作(在图1中的左上方，图示了动臂12和动臂缸3、4的配置关系。另外，该图为自液压挖掘机的上方观察液压挖掘机的图(俯视图)(图2～图5中也同样地进行图示))。动臂12通过自动臂用换向阀6向动臂缸3、4的头侧室3a、4a供给液压油而升起(动臂上升)，并通过自动臂用换向阀6向杆侧室3b、4b供给液压油而倒下(动臂下降)。
省略图示的臂利用同样省略图示的臂缸而进行动作。另外，省略图示的铲斗利用铲斗缸2而进行动作。铲斗通过自铲斗用换向阀5向铲斗缸2的头侧室2a供给液压油而前倾，并通过自铲斗用换向阀5向杆侧室2b供给液压油而后倾。
卸载通路
卸载通路21为一端连接于液压泵1且另一端与容器11连通的、用于将动臂用换向阀6和铲斗用换向阀5串联连接的通路。
动臂用换向阀周围的结构
动臂用换向阀6为将来自液压泵1的液压油相对于两个动臂缸3、4进行供排的三通阀，具有中立位置6a、动臂上升位置6b以及动臂下降位置6c。
液压泵1和动臂用换向阀6利用自卸载通路21分支的液压油供给通路22连接。动臂用换向阀6和两个动臂缸3、4的杆侧室3b、4b利用杆侧通路23连接。自动臂用换向阀6延伸的杆侧通路23在分支为两个方向后，一个通路连接于第1动臂缸3的杆侧室3b，另一个通路连接于第2动臂缸4的杆侧室4b。
另外，动臂用换向阀6和两个动臂缸3、4的头侧室3a、4a利用头侧通路24连接。自动臂用换向阀6延伸的头侧通路24在分支为两个方向后，一个通路连接于第1动臂缸3的头侧室3a，另一个通路连接于第2动臂缸4的头侧室4a。
截止阀(流量调整阀)
在分支为两个方向的头侧通路24中的、与第1动臂缸3的头侧室3a连接的头侧通路24上配置有截止阀7(流量调整阀)。截止阀7为用于容许或限制液压油在两个动臂缸3的头侧室3a和动臂缸4的头侧室4a之间移动的阀，其由电磁比例阀9控制。电磁比例阀9由来自省略图示的控制器的信号进行控制(后述的电磁比例阀10、在其他附图中图示的电磁比例阀也同样)。另外，截止阀7为具有连通位置7a和切断位置7b的两通阀，通路的开度(开口面积)利用电磁比例阀9连续地控制。另外，不是必须使用电磁比例阀9。即，截止阀7还可以设为通路全闭和全开这两种状态的ON-OFF控制。
再生阀
第1动臂缸3的头侧室3a经由分支后的头侧通路24连接有再生通路25。在再生通路25上配置有再生阀8。再生阀8为用于容许或限制液压油自第1动臂缸3的头侧室3a向再生通路25流动的阀，其由电磁比例阀10控制。另外，再生阀8为具有连通位置8a和切断位置8b的两通阀，通路的开度(开口面积)利用电磁比例阀10连续地控制。另外，不是必须使用电磁比例阀10。即，再生阀8还可以设为通路全闭和全开这两种状态的ON-OFF控制。再生通路25的一端经由分支后的头侧通路24与第1动臂缸3的头侧室3a连通，另一端与液压油供给通路22连通(连接)。
液压回路的动作(作用、效果)
动臂上升时
对液压回路100的动作进行说明。当操纵者进行动臂上升操作时，动臂用换向阀6切换到动臂上升位置6b。当动臂用换向阀6切换到动臂上升位置6b时，来自液压泵1的液压油经由液压油供给通路22、头侧通路24被供给至动臂缸3、4的头侧室3a、4a。此时，利用电磁比例阀9将截止阀7设为容许液压油在动臂缸3的头侧室3a和动臂缸4的头侧室4a之间移动的连通位置7a。另外，利用电磁比例阀10将再生阀8设为切断(限制)液压油向再生通路25流动的切断位置8b。
其结果，动臂缸3、4的活塞杆在来自液压泵1的液压油的作用下延伸，动臂12升起。
动臂下降时
当操纵者进行动臂下降操作时，动臂用换向阀6切换到动臂下降位置6c。当动臂用换向阀6切换到动臂下降位置6c时，来自液压泵1的液压油经由液压油供给通路22、杆侧通路23供给至动臂缸3、4的杆侧室3b、4b。此时，利用电磁比例阀9将截止阀7设为切断(限制)液压油自第1动臂缸3的头侧室3a向第2动臂缸4的头侧室4a移动的切断位置7b。另外，利用电磁比例阀10将再生阀8设为容许液压油自第1动臂缸3的头侧室3a向再生通路25流动的连通位置8a。通过将动臂用换向阀6切换到动臂下降位置6c，从而第2动臂缸4的头侧室4a借助动臂用换向阀6连接于与容器11连通的容器通路26。
其结果，动臂缸3、4的活塞杆收缩，从而动臂12倒下(下降)。
在该动臂下降时，由于第2动臂缸4的头侧室4a与容器通路26连通，因此，两个动臂缸3、4中的第2动臂缸4不支承动臂12。由此，仅由另一个第1动臂缸3支承动臂12，该第1动臂缸3的头侧室3a的压力倍增。由于该头侧室3a连接于再生通路25，因此再生液压油的压力升高。通过将该再生液压油在其他的致动器中使用(在本实施方式中示出了在铲斗缸2中使用的方式)，从而能够减少液压泵1的流量(能够实现节能)。由于再生液压油的压力高，因此，能够使充分的量的该再生液压油(返回液压油)流入(返回)液压油供给通路22。
在本实施方式中，利用能够对截止阀7的开度进行连续调整的电磁比例阀9来控制截止阀7。因此，通过将截止阀7的滑动阀芯(日文：スプール)的位置设为中间开度位置而非全行程位置，从而能够根据所需流量来调整流入再生通路25的再生液压油的流量。
另外，在本实施方式中，不仅截止阀7，再生阀8也以能够连续地调整其开度的方式由电磁比例阀10控制。根据该结构，能够按照与液压泵1的喷出压力之间的关系，利用两个电磁比例阀调节再生液压油的流量，再生液压油的流量更容易调节，从而能够使节能效果最佳。
在本实施方式中，在液压油供给通路22上连接有再生通路25。根据该结构，还能够向与液压油供给通路22连通的其他的致动器供给再生液压油。
第1变形例
参照图2，说明第1变形例的液压回路101。另外，在图2中，对与构成图1所示的液压回路100的阀、通路相同的阀、通路标注相同的附图标记(后述的变形例及实施方式也同样)。
如图2所示，在本变形例中，将图1所示的液压回路100的截止阀7(流量调整阀)替换为并联配置的止回阀18和节流阀19。止回阀18为将液压油自第2动臂缸4的头侧室4a向第1动臂缸3的头侧室3a流动的方向设为正方向的止回阀。节流阀19设为用于调节流入再生通路25的再生液压油的流量。另外，也可以不设节流阀19。
根据本变形例，能够以简单的结构提高再生液压油的压力。
第2变形例
参照图3说明第2变形例的液压回路102。在本变形例中，将再生通路25的下游侧端连接于卸载通路21的比多个换向阀中的最上游侧的铲斗用换向阀5靠上游侧的部分。根据该结构，能够向连接于卸载通路21的其他的致动器(在本实施方式的情况下，例如为铲斗缸2)供给再生液压油。另外，将再生通路25的下游侧那一端与卸载通路21相连接的位置并不限定于本变形例的位置。
第3变形例
参照图4说明第3变形例的液压回路103。在本变形例中，使用具有图1所示的截止阀7的功能、再生阀8的功能以及动臂用换向阀6的功能这所有功能的(将多种功能集于一身的)动臂用换向阀20。即，在本变形例中，将截止阀7、再生阀8以及动臂用换向阀6作为一个阀一体形成。具有这三种功能的动臂用换向阀20为具有中立位置20a、动臂上升位置20b以及动臂下降位置20c的三通阀。动臂用换向阀20与动臂缸3的头侧室3a、与动臂缸4的头侧室4a之间分别利用头侧通路30、31连接。
在动臂下降时，通过操控者的操作，动臂用换向阀20被切换到动臂下降位置20c。当动臂用换向阀20切换到动臂下降位置20c时，来自液压泵1的液压油经由液压油供给通路22、杆侧通路23供给至动臂缸3、4的杆侧室3b、4b。此时，第2动臂缸4的头侧室4a与容器通路26连通。因此，第2动臂缸4不支承动臂12，而仅由另一个第1动臂缸3支承动臂12。由此，第1动臂缸3的头侧室3a的压力倍增。由于第1动臂缸3的头侧室3a经由头侧通路30与卸载通路21连通，因此，来自头侧室3a的、压力高的再生液压油(返回液压油)被供给至卸载通路21。
根据本变形例，能够减少构成液压回路的阀的数量。
第4变形例
参照图5说明第4变形例的液压回路104。图5所示的液压回路104是图4所示的液压回路103的变形例。本变形例的构成液压回路104的动臂用换向阀32也为将图1所示的将截止阀7、再生阀8以及动臂用换向阀6作为一个阀一体形成的阀。动臂用换向阀32为具有中立位置32a、动臂上升位置32b以及动臂下降位置32c的三通阀。
该动臂用换向阀32与图4所示的动臂用换向阀20的区别在于动臂下降位置32c的通路结构。在图4所示的动臂用换向阀20中，在动臂下降位置20c时(动臂下降时)，使来自第1动臂缸3的头侧室3a的再生液压油返回卸载通路21的位于该动臂用换向阀20的上游侧的部分。相对于此，在本变形例的动臂用换向阀32中，在动臂下降位置32c时(动臂下降时)，使来自第1动臂缸3的头侧室3a的再生液压油返回到卸载通路21的位于该动臂用换向阀32的下游侧的部分。
根据该结构，借助动臂用换向阀32的下游侧的、在卸载通路21上串联配置的换向阀34，能够将来自第1动臂缸3的头侧室3a的再生液压油供给至致动器33。
第2实施方式
参照图6说明第2实施方式的液压回路105。
首先，相比于图1所示的液压回路100，本实施方式的液压回路105的杆侧通路23和头侧通路24的结构与图1所示的液压回路100稍微不同。在本实施方式中，自动臂用换向阀6延伸的杆侧通路23首先与第2动臂缸4的杆侧室4b连接，然后，自杆侧室4b延伸出去，与第1动臂缸3的杆侧室3b连接。即，杆侧室3b和杆侧室4b在杆侧通路23上串联连接。
头侧通路24也同样。自动臂用换向阀6延伸的头侧通路24首先与第2动臂缸4的头侧室4a连接，然后，自头侧室4a延伸出去，与第1动臂缸3的头侧室3a连接。即，头侧室3a和头侧室4a在头侧通路24上串联连接。
其次，在图1所示的液压回路100中，一端与第1动臂缸3的头侧室3a连接的再生通路25的另一端仅连接于液压油供给通路22，但在本实施方式中，一端与第1动臂缸3的头侧室3a连接的再生通路的另一端不仅连接于液压油供给通路22，还分别连接于作为其他系统的液压泵13的卸载通路29、和第1动臂缸3的杆侧室3b(再生通路25、27、28)。
在再生通路25、27、28上分别配置有再生阀8、14、15。再生阀8与图1所示的再生阀8相同，因此省略说明。再生阀14为用于容许或限制液压油自第1动臂缸3的头侧室3a向再生通路27流动的阀，由电磁比例阀16控制。该再生阀14为具有连通位置14a和切断位置14b的两通阀，通路的开度(开口面积)由电磁比例阀16连续地控制。另外，再生阀15为容许或限制液压油自第1动臂缸3的头侧室3a向再生通路28流动的阀，由电磁比例阀17控制。该再生阀15为具有连通位置15a和切断位置15b的两通阀，通路的开度(开口面积)由电磁比例阀17连续地控制。
根据本实施方式，通过使来自第1动臂缸3的头侧室3a的再生通路27经由再生阀14连接于与液压泵1独立的液压泵13的系统，从而还能够向其他系统中配置的致动器供给来自第1动臂缸3的头侧室3a的再生液压油。
另外，能够通过控制电磁比例阀10、16、17，来根据液压挖掘机所要求的动作条件向动臂缸的杆侧室、液压泵1系统、以及液压泵13系统分配供给再生液压油，或向某一部位集中供给再生液压油等。

Claims (6)

1.一种工程机械用液压回路，其为包括动臂的工程机械的液压回路，该工程机械的液压回路的特征在于，包括：
动臂用换向阀，其用于将来自液压泵的液压油向与所述动臂并列配置的两个动臂缸供给；
杆侧通路，其用于连接所述动臂用换向阀和所述两个动臂缸的杆侧室；
头侧通路，其用于连接所述动臂用换向阀和所述两个动臂缸的头侧室；
再生通路，其连接于一个所述动臂缸的头侧室；
容器通路，其在动臂下降时，经由所述动臂用换向阀连接于另一个所述动臂缸的头侧室；
流量调整阀，其用于容许或限制液压油在所述两个动臂缸的头侧室之间移动；以及
再生阀，其配置于所述再生通路，用于容许或限制液压油自一个所述动臂缸的头侧室向该再生通路流动，
在向所述头侧室供给液压油的动臂上升时，所述流量调整阀容许液压油在所述两个动臂缸的头侧室之间移动，并且，所述再生阀限制液压油向所述再生通路流动，
在向所述杆侧室供给液压油的动臂下降时，所述流量调整阀限制液压油自一个所述动臂缸的头侧室向另一个所述动臂缸的头侧室移动，并且，所述再生阀容许液压油向所述再生通路流动，
所述再生通路与用于连接所述液压泵和所述动臂用换向阀的液压油供给通路相连接。
2.一种工程机械用液压回路，其为包括动臂的工程机械的液压回路，该工程机械的液压回路的特征在于，包括：
动臂用换向阀，其用于将来自液压泵的液压油向与所述动臂并列配置的两个动臂缸供给；
杆侧通路，其用于连接所述动臂用换向阀和所述两个动臂缸的杆侧室；
头侧通路，其用于连接所述动臂用换向阀和所述两个动臂缸的头侧室；
再生通路，其连接于一个所述动臂缸的头侧室；
容器通路，其在动臂下降时，经由所述动臂用换向阀连接于另一个所述动臂缸的头侧室；
流量调整阀，其用于容许或限制液压油在所述两个动臂缸的头侧室之间移动；以及
再生阀，其配置于所述再生通路，用于容许或限制液压油自一个所述动臂缸的头侧室向该再生通路流动，
在向所述头侧室供给液压油的动臂上升时，所述流量调整阀容许液压油在所述两个动臂缸的头侧室之间移动，并且，所述再生阀限制液压油向所述再生通路流动，
在向所述杆侧室供给液压油的动臂下降时，所述流量调整阀限制液压油自一个所述动臂缸的头侧室向另一个所述动臂缸的头侧室移动，并且，所述再生阀容许液压油向所述再生通路流动，
该工程机械用液压回路包括卸载通路，该卸载通路连接于所述液压泵，用于将所述动臂用换向阀和其他的换向阀串联连接，
所述再生通路与所述卸载通路相连接。
3.根据权利要求1或2所述的工程机械用液压回路，其特征在于，
所述流量调整阀为具有连通位置和切断位置的阀，且由电磁比例阀控制。
4.根据权利要求1或2所述的工程机械用液压回路，其特征在于，
所述再生阀为具有连通位置和切断位置的阀，且由电磁比例阀控制。
5.根据权利要求2所述的工程机械用液压回路，其特征在于，
所述流量调整阀为将液压油自另一个所述动臂缸的头侧室向一个所述动臂缸的头侧室流动设为正方向的止回阀。
6.根据权利要求5所述的工程机械用液压回路，其特征在于，
所述流量调整阀、所述再生阀以及所述动臂用换向阀作为一个阀一体形成。
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