CN105008724B - 工程机械的液压驱动装置 - Google Patents
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Abstract
为了在同时驱动最大要求流量大的两个驱动器的复合操作时,在抑制压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗的同时,灵活地应对两个驱动器所要求的各种流量平衡,在起重臂缸(3a)的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从单流式的主泵(202)排出的压力油来驱动起重臂缸(3a),在比规定流量大的情况下,使该压力油与从分流式的主泵(201)的第一排出口(102a)排出的压力油合流来驱动,在悬臂缸(3b)的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从分流式的主泵(102)的第二排出口(102b)排出的压力油来驱动悬臂缸(3b),在比规定流量大的情况下,使从第一以及第二排出口(102a、102b)这两方排出的压力油合流来驱动。
Description
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等工程机械的液压驱动装置,尤其涉及具备具有两个排出口而且由一个泵调整器(泵控制装置)控制排出流量的泵装置,并且具备将泵装置的排出压控制为比多个驱动器的最高负载压高的道路传感系统的工程机械的液压驱动装置。
背景技术
具备将液压泵的排出流量控制为液压泵(主泵)的排出压比多个驱动器的最高负载压仅高目标差压的道路传感系统的装置作为液压挖掘机那样的工程机械的液压驱动装置而广泛利用。
在专利文献1记载了在具备这样的道路传感系统的工程机械的液压驱动装置中,与第一驱动器组以及第二驱动器组对应地设置有第一以及第二这两个液压泵的双泵道路传感系统。该双泵道路传感系统构成为,将两个液压泵中的一方的液压泵的最大容量设定为比另一方的液压泵的最大容量大,且将一方的液压泵的最大容量设定为能够驱动最大要求流量为最大的驱动器(假定悬臂缸)的容量,并且利用另一方的液压泵的排出流量来驱动特定的驱动器(假设起重臂缸)。另外,在上述一方的液压泵侧设置合流阀,仅在最大要求流量为最大的驱动器(假设悬臂缸)的要求流量较少时,且特定的驱动器(假设起重臂缸)的要求流量大时,经由合流阀使一方的液压泵的排出流量与另一方的液压泵的排出流量合流而能够供给至特定的驱动器(假设起重臂缸)。
专利文献2中记载了如下双泵道路传感系统,即、使用具有两个排出口的分流式的液压泵来代替两个液压泵,能够基于第一驱动器组以及第二驱动器组各自的最大负载压而分别独立地控制第一排出口以及第二排出口的排出流量。在该系统中,也在两个排出口的排出油路间设置分流、合流切换阀(行驶独立阀),在仅行驶的情况或者一边行驶一边使用推土装置的情况等,将分流、合流切换阀切换到分流位置而将两个排出口的排出流量独立地供给至驱动器,在起重臂缸、悬臂缸等行驶或驱动推土机以外的驱动器时,能够将分流、合流切换阀切换到合流位置而将两个排出口的排出流量合流并供给至驱动器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-196438号公报
专利文献2:日本特开2012-67459号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如在专利文献1中被指出的那样,在通常的具备单泵道路传感系统的液压驱动装置中,液压泵的排出压总是被控制为比多个驱动器的最高负载压仅高某设定压量,在负载压高的驱动器和负载压低的驱动器进行复合驱动的情况(例如,同时进行起重臂上升(负载压:高)和悬臂接地(负载压:低)操作的、进行所谓水平整平动作的情况等)下,液压泵的排出压被控制为起重臂缸的高的负载压仅高某设定压量。此时,为了防止流量过于流向负载压低的悬臂缸而设置的悬臂缸驱动用的压力补偿阀节流,由于该压力补偿阀的压力损失而消耗了无益的能量。
在具备专利文献1所记载的双泵道路传感系统的液压驱动装置中,通过分别设置悬臂缸驱动用的液压泵和起重臂缸驱动用的液压泵使其分离,从而能够在水平整平动作等,减少负载压低的悬臂缸驱动用的压力补偿阀造成的节流压力损失,防止无益的能量消耗。
然而,在专利文献1所记载的双泵道路传感系统存在如下别的问题。
在液压挖掘机的挖掘动作中,水平整平动作是起重臂缸小流量+悬臂缸大流量的组合。但是,在液压挖掘机中,起重臂缸和悬臂缸均为最大要求流量比其他驱动器大的驱动器,在液压挖掘机的实际的挖掘动作中,还有起重臂缸成为大流量的复合动作。例如,在铲斗挖掘后、以最大速度进行起重臂上升并且对(起重臂上升全操作)悬臂接地进行微操作的铲斗扒搂动作中,成为起重臂缸大流量+悬臂缸小流量的组合。另外,在斜面上侧水平配置液压挖掘机的主体、然后使铲斗爪尖从斜面的谷侧朝向山侧(上侧)倾斜地移动的、所谓从斜面上侧进行的斜拉动作中,通常悬臂操作杆为全输入、起重臂操作杆为半输入,成为起重臂缸中流量+悬臂缸大流量的组合。另外,在该斜拉动作中,起重臂上升的操作量根据斜面的角度和相对于斜面的悬臂角度(车体与铲斗前端的距离)而变化,与之相应地,起重臂缸流量在中流量与大流量之间发生变化。
在专利文献1中,在一方的液压泵侧设置有合流阀,仅在悬臂缸的要求流量少时,且在起重臂缸的要求流量增加了的情况下,能够使一方的液压泵的排出流量与另一方的液压泵的排出流量合流而供给至起重臂缸。但是,在这样的回路结构中,在进行了铲斗挖掘后的铲斗扒搂动作的情况下,存在向起重臂缸供给的压力油的流量未达到迅速进行铲斗扒搂动作所需要的流量的情况,从而存在起重臂速度变慢之类的问题。
另外,由于在悬臂缸的要求流量大时合流阀被关闭,因此只能向起重臂缸供给小容量侧的液压泵的压力油。因此,不能进行起重臂缸的要求流量为中流量以上的从斜面上侧进行的斜拉动作。
这样,在专利文献1中,对于称为水平整平动作的特定的复合动作,虽然能得到起重臂缸和悬臂缸所要求的流量平衡,但对于起重臂缸要求中流量以上的流量的复合动作而言,却无法得到所需要的流量平衡,存在无法进行适当的复合动作、或复合动作本身无法进行之类的问题。
在专利文献2所记载的道路传感系统中,除了行驶以及/或者使用推土装置的情况以外,由于使两个排出口的排出流量合流来对驱动器进行驱动,因此此时的液压回路的形态实际上与单泵的液压回路相同。因此,与具备通常的单泵道路传感系统的液压驱动装置相同,在对负载压高的驱动器和负载压低的驱动器进行复合驱动的复合操作时,存在由于压力补偿阀的压力损失而产生无益的能量消耗之类的基本的问题。
本发明的目的在于提供一种工程机械的液压驱动装置,其在同时驱动最大要求流量大的两个驱动器的复合操作时,在抑制压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗的同时,能够灵活地对应两个驱动器所要求的各种流量平衡。
用于解决课题的方案
(1)为了实现上述目的,本发明是一种工程机械的液压驱动装置,其特征在于,具备:
分流式的第一泵装置,其具有第一排出口以及第二排出口;
单流式的第二泵装置,其具有第三排出口;
多个驱动器,其利用从上述第一以及第二泵装置的上述第一~第三排出口排出的压力油进行驱动;
多个流量控制阀,其对从上述第一~第三排出口向上述多个驱动器供给的压力油的流动进行控制;
多个压力补偿阀,其对上述多个流量控制阀的前后差压分别进行控制;
第一泵控制装置,其具有第一道路传感控制部,该第一道路传感控制部对上述第一泵装置的容量进行控制,以使上述第一以及第二排出口的高压侧的排出压比通过从上述第一以及第二排出口排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压仅高目标差压;以及
第二泵控制装置,其具有第二道路传感控制部,该第二道路传感控制部对上述第二泵装置的容量进行控制,以使上述第三排出口的排出压比通过从上述第三排出口排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压仅高目标差压,
上述多个驱动器包含最大要求流量比其他驱动器大的第一以及第二驱动器,
在上述第一驱动器的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从上述单流式的第二泵装置的上述第三排出口排出的压力油驱动上述第一驱动器,
在上述第一驱动器的要求流量比上述规定流量大的情况下,将上述第一泵装置的第一排出口以及上述第二泵装置的第三排出口与上述第一驱动器连接,以使从上述单流式的第二泵装置的上述第三排出口排出的压力油与从上述分流式的第一泵装置的上述第一以及第二排出口的一方排出的压力油合流来驱动上述第一驱动器,
在上述第二驱动器的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从上述分流式的第一泵装置的上述第一以及第二排出口的另一方排出的压力油来驱动上述第二驱动器,
在上述第二驱动器的要求流量比上述规定流量大的情况下,将上述第一泵装置的第一以及第二排出口与上述第二驱动器连接,以使从上述分流式的第一泵装置的上述第一以及第二排出口这两方排出的压力油合流来驱动上述第二驱动器。
在这样构成的本发明中,在第一驱动器(例如起重臂缸)的要求流量为小流量、且第二驱动器(例如悬臂缸)的要求流量为大流量的复合动作(例如水平整平动作)中,从第一排出口和第二排出口向第二驱动器供给第二驱动器所要求的大流量,在第一驱动器(例如起重臂缸)的要求流量为大流量、且第二驱动器(例如悬臂缸)的要求流量为小流量的复合动作(例如铲斗扒搂动作)中,从第一排出口和第三排出口向第一驱动器供给第一驱动器所要求的大流量,在第一驱动器(例如起重臂缸)的要求流量为中流量以上、且第二驱动器(例如悬臂缸)的要求流量为大流量的复合动作(例如从斜面上侧进行的斜拉动作)中,从第一排出口和第三排出口向第一驱动器供给第一驱动器所要求的中流量以上的流量,从第一排出口和第二排出口向第二驱动器供给第二驱动器所要求的大流量。
这样,在同时驱动最大要求流量大的两个驱动器的复合操作时,能够灵活应对两个驱动器所要求的各种流量平衡。
另外,在第一驱动器和第二驱动器的要求流量均为中流量以上的复合动作以外的复合动作中,即使在第一驱动器和第二驱动器分别由来自不同的排出口的压力油驱动,且第一驱动器和第二驱动器的要求流量均为中流量以上的复合动作中,对于第三排出口和第二排出口,由于第一驱动器和第二驱动器分别由来自不同的排出口的压力油驱动,因此也能够抑制因低负载侧驱动器的压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗。
(2)在上述(1)中,优选,上述分流式的第一泵装置构成为,从上述第一以及第二排出口排出相同的流量的压力油,
上述多个驱动器包含同时驱动而且通过此时供给流量相同而发挥规定的功能的第三以及第四驱动器,
将上述第一泵装置的第一以及第二排出口与上述第三以及第四驱动器连接,以使上述第三驱动器由从上述分流式的第一泵装置的上述第一以及第二排出口的一方排出的压力油驱动,且使上述第四驱动器由从上述分流式的第一泵装置的上述第一以及第二排出口的另一方排出的压力油驱动。
由此,从第一以及第二排出口向各个压力油供给路径排出等流量的压力油,总是向第三以及第四驱动器(例如左右行驶马达)供给等量的压力油,从而能够使第三以及第四驱动器可靠地发挥规定的功能。
(3)在上述(2)中,优选上述第一泵控制装置具有:导入有上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口的排出压的第一转矩控制用的驱动器;以及导入有上述第二排出口的排出压的第二转矩控制用的驱动器,
通过上述第一以及第二转矩控制用的驱动器,随着上述第一排出口的排出压与上述第二排出口的排出压的平均压力变高而使第一泵装置的容量减少。
由此,与由一个泵驱动第三以及第四驱动器(例如左右行驶马达)的情况相比,流量不易因转矩控制(马力控制)而受限制,不会较大地降低操作效率,第三以及第四驱动器能够发挥规定的功能(例如行驶转向)。
(4)在上述(2)或(3)中,优选还具备切换阀,该切换阀连接于第一压力油供给路径与第二压力油供给路径之间,该第一压力油供给路径与上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口连接,该第二压力油供给路径与上述第二排出口连接,在上述第三以及第四驱动器和由上述分流式的第一泵装置驱动的其他驱动器同时被驱动时,切换到连通位置,除此以外时切换到切断位置。
由此,在第三以及第四驱动器(例如左右行驶马达)和其他驱动器同时被驱动的复合动作(例如行驶复合动作)中,由于第一泵装置的第一排出口和第二排出口作为一个泵发挥功能,因此能够供给第三以及第四驱动器和其他驱动器所需要的流量,可得到良好的复合操作性。
(5)在上述(1)中,优选上述多个流量控制阀包括:
第一流量控制阀,其在与上述第一驱动器连接的油路设有与上述第二泵装置的第三排出口连接的第三压力油供给路径;
第二流量控制阀,其在与上述第一驱动器连接的油路设有与上述第一泵装置的第一排出口连接的第一压力油供给路径;
第三流量控制阀,其在与上述第二驱动器连接的油路设有与上述第一泵装置的第二排出口连接的第二压力油供给路径;以及
第四流量控制阀,其在与上述第二驱动器连接的油路设有与上述第一泵装置的第一排出口连接的上述第一压力油供给路径,
上述第一以及第三流量控制阀以如下方式设定开口面积特性:随着阀柱行程增加而开口面积增加,在中间行程成为最大开口面积,之后,维持最大开口面积,直到最大的阀柱行程,
上述第二以及第四流量控制阀以如下方式设定开口面积特性:在阀柱行程达到中间行程前,开口面积为零,随着阀柱行程超过上述中间行程而增加,开口面积增加,在最大的阀柱行程之前成为最大开口面积。
由此,能够实现上述(1)中所述的第一~第三排出口与第一以及第二驱动器的连接结构(为如下结构:在第一驱动器的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从单流式的第二泵装置的第三排出口排出的压力油驱动第一驱动器,在第一驱动器的要求流量比规定流量大的情况下,使从单流式的第二泵装置的第三排出口排出的压力油和从分流式的第一泵装置的第一以及第二排出口的一方排出的压力油合流来驱动第一驱动器,并且在第二驱动器的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从分流式的第一泵装置的第一以及第二排出口的另一方排出的压力油来驱动第二驱动器,在第二驱动器的要求流量比规定流量大的情况下,使从分流式的第一泵装置的第一以及第二排出口这两方排出的压力油合流来驱动第二驱动器)。
(6)在上述(1)~(5)中,上述第一以及第二驱动器例如分别是驱动液压挖掘机的起重臂以及悬臂的起重臂缸以及悬臂缸。
由此,在同时驱动液压挖掘机的起重臂缸和悬臂缸的复合操作时,在抑制压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗的同时,灵活地应对起重臂缸和悬臂缸所要求的各种流量平衡,能够得到良好的复合操作性。
(7)在上述(2)~(6)中,上述第三以及第四驱动器例如分别是驱动液压挖掘机的行驶体的左右行驶马达。
由此,在液压挖掘机中,能够得到良好的前进行驶性。另外,在液压挖掘机的行驶转向动作中,能够实现良好的转向拟合。
发明效果
根据本发明,在同时驱动最大要求流量大的两个驱动器的复合操作时,在抑制压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗的同时,灵活地应对两个驱动器所要求的各种流量平衡,能够得到良好的复合操作性。
另外,在同时驱动液压挖掘机的起重臂缸和悬臂缸的复合操作时,在抑制压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗的同时,灵活地应对起重臂缸和悬臂缸所要求的各种流量平衡,能够得到良好的复合操作性。
并且,能够得到液压挖掘机的良好的前进行驶性。另外,在液压挖掘机的行驶转向动作中,能够实现良好的转向拟合。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的图。
图2A是表示起重臂缸以及悬臂缸以外的驱动器的流量控制阀的各自的入口通路的开口面积特性的图。
图2B是表示起重臂缸的主以及辅助流量控制阀以及悬臂缸的主以及辅助流量控制阀的各自的入口通路的开口面积特性(上侧)、和起重臂缸的主以及辅助流量控制阀以及悬臂缸的主以及辅助流量控制阀的入口通路的合成开口面积特性(下侧)的图。
图3是表示安装有本发明的液压驱动装置的作为工程机械的液压挖掘机的外观的图。
图4是表示本发明的第二实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的图。
具体实施方式
以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
~构成~
图1是表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的图。
在图1中,本实施方式的液压驱动装置具备:原动机(例如柴油发动机)1;由该原动机1驱动,且具有向第一以及第二压力油供给路径105、205排出压力油的第一以及第二排出口102a、102b的分流式容量可变型主泵102(第一泵装置);由原动机1驱动,且具有向第三压力油供给路径305排出压力油的第三排出口202a的单流式容量可变型主泵202(第二泵装置);利用从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b以及主泵202的第三排出口202a排出的压力油驱动的多个驱动器3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h;与第一~第三压力油供给路径105、205、305连接,且对从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b以及主泵202的第三排出口202a供给至多个驱动器3a~3h的压力油的流动进行控制的控制阀单元4;用于对主泵102的第一以及第二排出口102a、102b的排出流量进行控制的调整器112(第一泵控制装置);以及用于对主泵202的第三排出口202a的排出流量进行控制的调整器212(第二泵控制装置)。
控制阀单元4具备:多个流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j,其与第一~第三压力油供给路径105、205、305连接,且对从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b、主泵202的第三排出口202a向多个驱动器3a~3h供给的压力油的流量进行控制;多个压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h、7i、7j,其以多个流量控制阀6a~6j的前后差压与目标差压相等的方式对多个流量控制阀6a~6j的前后差压分别进行控制;多个操作检测阀8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g、8h、8i、8j,其与多个流量控制阀6a~6j的阀柱一起滑移,且用于检测各流量控制阀的切换;主安全阀114,其与第一压力油供给路径105连接,且对第一压力油供给路径105的压力进行控制以使其不会达到设定压力以上;主安全阀214,其与第二压力油供给路径205连接,且对第二压力油供给路径205的压力进行控制以使其不会达到设定压力以上;主安全阀314,其与第三压力油供给路径305连接,且对第三压力油供给路径305的压力进行控制以使其不会达到设定压力以上;放泄阀115,其与第一压力油供给路径105连接,当第一压力油供给路径105的压力比在通过从第一排出口102a排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压加上弹簧的设定压力(规定压力)后的压力(放泄阀设定压)高时成为打开状态,从而使从第一压力油供给路径105的压力油返回容器;放泄阀215,其与第二压力油供给路径205连接,当第二压力油供给路径205的压力比在通过从第二排出口102b排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压加上弹簧的设定压力(规定压力)后的压力(放泄阀设定压)高时成为打开状态,从而使第二压力油供给路径205的压力油返回容器;放泄阀315,其与第三压力油供给路径305连接,当第三压力油供给路径305的压力比在通过从第三排出口202a排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压加上弹簧的设定压力(规定压力)后的压力(放泄阀设定压)高时成为打开状态,从而使第三压力油供给路径305的压力油返回容器。
控制阀单元4还具备:第一负载压检测回路131,其包含往复阀9c、9d、9f、9i、9j,该往复阀9c、9d、9f、9i、9j与连接于第一压力油供给路径105连接的流量控制阀6c、6d、6f、6i、6j的负载口连接,且检测驱动器3a、3b、3c、3d、3f的最高负载压Plmax1;第二负载压检测回路132,其包含往复阀9b、9e、9g、9h,该往复阀9b、9e、9g、9h与连接于第二压力油供给路径205的流量控制阀6b、6e、6g、6h的负载口连接,且检测驱动器3b、3e、3g、3h的最高负载压Plmax2;第三负载压检测回路133,其与连接于第三压力油供给路径305的流量控制阀6a的负载口连接,且检测驱动器3a的负载压(最高负载压)Plmax3;差压减压阀111,其将第一压力油供给路径105的压力(即第一排出口102a的泵压)P1与由第一负载压检测回路131检测出的最高负载压Plmax1(与第一压力油供给路径105连接的驱动器3a、3b、3c、3d、3f的最高负载压)的差(LS差压)作为绝对压Pls1输出;差压减压阀211,其将第二压力油供给路径205的压力(即第二排出口102b的泵压)P2与由第二负载压检测回路132检测出的最高负载压Plmax2(与第二压力油供给路径205连接的驱动器3b、3e、3g、3h的最高负载压)作为绝对压Pls2输出;以及差压减压阀311,其将第三压力油供给路径305的压力(即第三排出口202a的泵压)P3与由第三负载压检测回路133检测出的最高负载压Plmax3(与第三压力油供给路径305连接的驱动器3a的负载压-在图示的实施方式中为起重臂缸3a的负载压)的差(LS差压)作为绝对压Pls3输出。
由第一负载压检测回路131检测出的最高负载压Plmax1作为通过从第一排出口102a排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压而导向上述的放泄阀115,由第二负载压检测回路132检测出的最高负载压Plmax2作为通过从第二排出口102b排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压而导向上述的放泄阀215,由第三负载压检测回路133检测出的最高负载压Plmax3作为通过从第三排出口202a排出压力油的驱动的驱动器的最高负载压而导向上述的放泄阀315。
另外,差压减压阀111输出的LS差压(绝对压Pls1)导向与第一压力油供给路径105连接的压力补偿阀7c、7d、7f、7i、7j和主泵102的调整器112,差压减压阀211输出的LS差压(绝对压Pls2)导向与第二压力油供给路径205连接的压力补偿阀7b、7e、7g、7h和主泵102的调整器112,差压减压阀311输出的LS差压(绝对压Pls3)导向与第三压力油供给路径305连接的压力补偿阀7a和主泵202的调整器212。
在此,驱动器3a经由流量控制阀6i以及压力补偿阀7i和第一压力油供给路径105而与第一排出口102a连接,而且经由流量控制阀6a以及压力补偿阀7a和第三压力油供给路径305而与第三排出口202a连接。驱动器3a例如是驱动液压挖掘机的起重臂的起重臂缸,流量控制阀6a用于起重臂缸3a的主驱动,流量控制阀6i用于起重臂缸3a的辅助驱动。驱动器3b经由流量控制阀6j以及压力补偿阀7j和第一压力油供给路径105而与第一排出口102a连接,而且经由流量控制阀6b以及压力补偿阀7b和第二压力油供给路径205而与第二排出口102b连接。驱动器3b例如是驱动液压挖掘机的悬臂的悬臂缸,流量控制阀6b用于悬臂缸3b的主驱动,流量控制阀6j用于悬臂缸3b的辅助驱动。
驱动器3c、3d、3f分别经由流量控制阀6c、6d、6f以及压力补偿阀7c、7d、7f和第一压力油供给路径105而与第一排出口102a连接,驱动器3g、3e、3h分别经由流量控制阀6g、6e、6h以及压力补偿阀7g、7e、7h和第二压力油供给路径205而与第二排出口102b连接。驱动器3c、3d、3f分别是例如驱动液压挖掘机的上部回转体的回转马达、驱动铲斗的铲斗缸、驱动下部行驶体的左侧履带的左行驶马达。驱动器3g、3e、3h分别是例如驱动液压挖掘机的下部行驶体的右侧履带的右行驶马达、驱动摇摆柱的摇摆缸、驱动刮板的刮板缸。
另外,控制阀单元4具备:上游侧经由节流阀43而与先导压力油供给路径31b(后述)连接且下游侧经由操作检测阀8a~8j而与容器连接的行驶复合操作检测油路53;以及基于由该行驶复合操作检测油路53生成的操作检测压而切换的第一切换阀40、第二切换阀146以及第三切换阀246。
行驶复合操作检测油路53在同时驱动左行驶马达3f以及/或者右行驶马达3g和其他驱动器的至少一个的非行驶复合操作时,至少经由操作检测阀8a~8j的任一个而与容器连通,由此油路的压力成为容器压,在行驶复合操作时,操作检测阀8f、8g和操作检测阀8a~8j的任一个与分别对应的流量控制阀一起滑移而切断与容器的连通,由此生成操作检测压(操作检测信号)。
第一切换阀40构成为,在不是行驶复合操作时,位于图示下侧的第一位置(切断位置),切断第一压力油供给路径105与第二压力油供给路径205的连通,在行驶复合操作时,通过在行驶复合操作检测油路53生成的操作检测压而切换到图示上侧的第二位置(连通位置),从而使第一压力油供给路径105与第二压力油供给路径205连通。
第二切换阀146构成为,在不是行驶复合操作时,位于图示下侧的第一位置,将容器压导向第二负载压检测回路132的最下游的往复阀9g,在行驶复合操作时,通过在行驶复合操作检测油路53生成的操作检测压而切换到图示上侧的第二位置,从而将由第一负载压检测回路131检测出的最高负载压Plmax1(与第一压力油供给路径105连接的驱动器3a、3b、3c、3d、3f的最高负载压)导向第二负载压检测回路132的最下游的往复阀9g。
第三切换阀246构成为,在不是行驶复合操作时,位于图示下侧的第一位置,将容器压导向第一负载压检测回路131的最下游的往复阀9f,在行驶复合操作时,通过在行驶复合操作检测油路53生成的操作检测压而切换到图示上侧的第二位置,从而将由第二负载压检测回路132检测出的最高负载压Plmax2(与第二压力油供给路径205连接的驱动器3b、3e、3g、3h的最高负载压)导向第一负载压检测回路131的最下游的往复阀9f。
另外,本实施方式的液压驱动装置具备:由原动机1驱动的容量固定型的先导泵30;与先导泵30的压力油供给路径31a连接,且将先导泵30的排出流量作为绝对压Pgr来检测的原动机转速检测阀13;与原动机转速检测阀13的下游侧的先导压力油供给路径31b连接,且在先导压力油供给路径31b生成恒定的先导压的先导安全阀32;与先导压力油供给路径31b连接,且利用门锁杆24将下游侧的先导压力油供给路径31c切换为与先导压力油供给路径31b连接还是与容器连接的门锁阀100;以及多个操作装置122、123、124a、124b,该多个操作装置122、123、124a、124b具有多个先导阀(减压阀),该多个先导阀(减压阀)与门锁阀100的下游侧的先导压力油供给路径31c连接,且生成用于对后述的多个流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h进行控制的操作先导压(图3)。
原动机转速检测阀13具有:连接于先导泵30的压力油供给路径31a与先导压力油供给路径31b之间的流量检测阀50;以及将该流量检测阀50的前后差压作为绝对压Pgr而输出的差压减压阀51。
流量检测阀50具有随着通过流量(先导泵30的排出流量)增大而使开口面积变大的可变节流部50a。先导泵30的排出油通过流量检测阀50的可变节流部50a而流向先导压力油供给路径31b侧。此时,在流量检测阀50的可变节流部50a产生随着通过流量增加而变大的前后差压,差压减压阀51将该前后差压作为绝对压Pgr而输出。先导泵30的排出流量根据原动机1的转速而变化,因此通过检测可变节流部50a的前后差压,能够检测先导泵30的排出流量,从而能够检测原动机1的转速。
主泵102的调整器112(第一泵控制装置)具备:低压选择阀112a,其选择差压减压阀111输出的LS差压(绝对压Pls1)和差压减压阀211输出的LS差压(绝对压Pls2)的低压侧;LS控制阀112b,其利用低压选择的LS差压和原动机转速检测阀13的输出压(绝对压)Pgr的差压而动作,且在LS差压>输出压(绝对压)Pgr时,使输入侧与先导压力油供给路径31b连通而使输出压上升,在LS差压<输出压(绝对压)Pgr时,使输入侧与容器连通而使输出压减少;LS控制活塞112c,其导入有LS控制阀112b的输出压,通过该输出压的上升而使主泵102的倾斜转动(容量)减少;转矩控制(马力控制)活塞112e、112d,其导入有主泵102的第一以及第二压力油供给路径105、205各自的压力,通过这些压力的上升而使主泵102的倾斜转动(容量)减少;以及转矩控制(马力控制)活塞112f,其经由减压阀112g导入有主泵202的第三压力油供给路径305的压力,并通过该压力的上升来使主泵102的倾斜转动(容量)减少。
主泵202的调整器212(第二泵控制装置)具备:LS控制阀212b,其利用差压减压阀311输出的LS差压(绝对压Pls3)和原动机转速检测阀13的输出压(绝对压)Pgr的差压而动作,且在LS差压>输出压(绝对压)Pgr时,使输入侧与先导压力油供给路径31b连通而使输出压上升,在LS差压<输出压(绝对压)Pgr时,使输入侧与容器连通而使输出压减少;LS控制活塞212c,其导入有LS控制阀212b的输出压,并通过该输出压的上升而使主泵202的倾斜转动(容量)减少;以及转矩控制(马力控制)活塞212d,其导入有主泵202的第三压力油供给路径305的压力,并通过该压力的上升而使主泵202的倾斜转动(容量)减少。
调整器112(第一泵控制装置)的低压选择阀112a、LS控制阀112b、LS控制活塞112c构成第一道路传感控制部,该第一道路传感控制部对主泵102(第一泵装置)的容量进行控制,以使第一以及第二排出口102a、102b的排出压比通过从第一以及第二排出口102a、102b排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压仅高目标差压。调整器212(第二泵控制装置)的LS控制阀212b和LS控制活塞212c构成为第二道路传感控制部,该第二道路传感控制部对主泵202(第二泵装置)的容量进行控制,以使第三排出口202a的排出压比通过从第三排出口202a排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压仅高目标差压。
另外,调整器112(第一泵控制装置)的转矩控制活塞112d、112e和减压阀112g及转矩控制活塞112f构成转矩控制部,该转矩控制部使主泵102(第一泵装置)的容量随着第一排出口102a的排出压和第二排出口102b的排出压的平均压力变高而减少,并且使主泵102(第一泵装置)的容量随着第三排出口202a的排出压变高而减少,调整器212(第二泵控制装置)的转矩控制活塞212d构成转矩控制部,该转矩控制部使主泵202(第二泵装置)的容量随着第三排出口202a的排出压变高而减少。
图2A是表示起重臂缸3a以及悬臂缸3b以外的驱动器3c~3h的流量控制阀6c~6h的各自的入口通路的开口面积特性的图。这些流量控制阀以如下方式设定开口面积特性,即、随着阀柱行程超过不灵敏带0-S1而增加,从而使开口面积增加,在最大的阀柱行程S3之前成为最大开口面积A3。最大开口面积A3根据驱动器的种类而分别具有固有的大小。
图2B的上侧是表示起重臂缸3a的流量控制阀6a、6i(第一以及第二流量控制阀)以及悬臂缸3b的流量控制阀6b、6j(第三以及第四流量控制阀)的各个入口通路的开口面积特性的图。
起重臂缸3a的用于主驱动的流量控制阀6a(第一流量控制阀)以如下方式设定开口面积特性,即、随着阀柱行程超过不灵敏带0-S1而增加,从而使开口面积增加,在中间行程S2成为最大开口面积A1,然后,维持最大开口面积A1直到最大的阀柱行程S3。悬臂缸3b的用于主驱动的流量控制阀6b(第三流量控制阀)的开口面积特性也相同。
起重臂缸3a的用于辅助驱动的流量控制阀6i(第二流量控制阀)以如下方式设定开口面积特性,即、直到阀柱行程成为中间行程S2为止,开口面积为零,随着阀柱行程超过中间行程S2而增加,从而使开口面积增加,在最大的阀柱行程S3之前成为最大开口面积A2。悬臂缸3b的用于辅助驱动的流量控制阀6j(第四流量控制阀)的开口面积特性也相同。
图2B的下侧是表示起重臂缸3a的流量控制阀6a、6i以及悬臂缸3b的流量控制阀6b、6j的入口通路的合成开口面积特性的图。
起重臂缸3a的流量控制阀6a、6i的入口通路分别具有上述那样的开口面积特性,结果具有如下合成开口面积特性,即、随着阀柱行程超过不灵敏带0-S1而增加,从而使开口面积增加,在最大的阀柱行程S3之前成为最大开口面积A1+A2。悬臂缸3b的流量控制阀6b、6j的合成开口面积特性的合成开口面积特性也相同。
在此,图2A所示的驱动器3c~3h的流量控制阀6c、6d、6e、6f、6g、6h的最大开口面积A3与起重臂缸3a的流量控制阀6a、6i以及悬臂缸3b的流量控制阀6b、6j的合成后的最大开口面积A1+A2具有A1+A2>A3的关系。即、起重臂缸3a以及悬臂缸3b是最大要求流量比其他的驱动器大的驱动器。
另外,通过如上述那样构成起重臂缸3a的流量控制阀6a、6i和悬臂缸3b的流量控制阀6b、6j的入口的开口面积,从而在起重臂缸3a(第一驱动器)的要求流量比与开口面积A1对应的规定流量小的情况下,仅由从单流式的主泵202(第二泵装置)的第三排出口202a排出的压力油驱动起重臂缸3a(第一驱动器),在起重臂缸3a(第一驱动器)的要求流量比与开口面积A1对应的规定流量大的情况下,将主泵102的第一排出口102a以及主泵202的第三排出口202a与起重臂缸3a连接,以使从单流式的主泵202(第二泵装置)的第三排出口202a排出的压力油与从分流式的主泵102(第一泵装置)的第一排出口102a(第一以及第二排出口的一方)排出的压力油合流来驱动起重臂缸3a(第一驱动器),在悬臂缸3b(第二驱动器)的要求流量比与开口面积A1对应的规定流量小的情况下,仅由从分流式的主泵102(第一泵装置)的第二排出口102b(第一以及第二排出口的另一方)排出的压力油来驱动悬臂缸3b(第二驱动器),在悬臂缸3b(第二驱动器)的要求流量比与开口面积A1对应的规定流量大的情况下,将主泵102的第一以及第二排出口102a、102b与悬臂缸3b连接,以使从分流式的主泵102(第一泵装置)的第一以及第二排出口102a、102b这两方排出的压力油合流来驱动悬臂缸3b(第二驱动器)。
另外,驱动器3f例如是液压挖掘机的左行驶马达,驱动器3g例如是液压挖掘机的右行驶马达,这些驱动器是同时驱动并且通过此时供给流量相同而发挥规定的功能的驱动器。在本实施方式中,分流式的主泵102(第一泵装置)的第一以及第二排出口102a、102b与左右行驶马达3f、3g(第三以及第四驱动器)连接,以使左行驶马达3f(第三驱动器)由从分流式的主泵102(第一泵装置)的第一排出口102a(第一以及第二排出口的一方)排出的压力油驱动,右行驶马达3g(第四驱动器)由从分流式主泵102(第一泵装置)的第二排出口102b(第一以及第二排出口的另一方)排出的压力油驱动。
图3是表示安装有上述的液压驱动装置的液压挖掘机的外观的图。
在图3中,作为操作机械而公知的液压挖掘机具备下部行驶体101、上部回转体109、以及摇摆式的前操作机104,前操作机104由起重臂104a、悬臂104b、铲斗104c构成。上部回转体109能够通过回转马达3c相对于下部行驶体101回转。在上部回转体109的前部安装有摇摆柱103,在该摇摆柱103上以能够上下动作的方式安装有前操作机104。摇摆柱103通过摇摆缸3e的伸缩而能够相对于上部回转体109在水平方向上转动,前操作机104的起重臂104a、悬臂104b、铲斗104c通过起重臂缸3a、悬臂缸3b、铲斗缸3d的伸缩而能够在上下方向上转动。在下部行驶体101的中央框架安装有通过刮板缸3h的伸缩来进行上下动作的刮板106。下部行驶体101通过利用行驶马达3f、3g的旋转来驱动左右的履带101a、101b而进行行驶。
在上部回转体109设置有顶盖式的驾驶室108,在驾驶室108内设有驾驶席121、前/回转用的左右的操作装置122、123(在图3仅图示了左侧)、行驶用的操作装置124a、124b(在图3中仅图示了左侧)、未图示的摇摆用的操作装置以及刮板用的操作装置、门锁杆24等。操作装置122、123的操作杆能够从中立位置向以十字方向为基准的任意的方向操作,在对左侧的操作装置122的操作杆向前后方向操作时,操作装置122作为回转用的操作装置而发挥功能,在对该操作装置122的操作杆向左右方向操作时,操作装置122作为悬臂用的操作装置发挥功能,在对右侧的操作装置123的操作杆向前后方向操作时,操作装置123作为起重臂用的操作装置发挥功能,在对该操作装置123的操作杆向左右方向操作时,操作装置123作为铲斗用的操作装置发挥功能。
~动作~
接下来,对本实施方式的动作进行说明。
首先,从由原动机1驱动的固定容量型的先导泵30排出的压力油供给至压力油供给路径31a。在压力油供给路径31a连接有原动机转速检测阀13,原动机转速检测阀13利用流量检测阀50和差压减压阀51将与先导泵30的排出流量相应的流量检测阀50的前后差压作为绝对压Pgr而输出。在原动机转速检测阀13的下游连接有先导安全阀32,在先导压力油供给路径31b生成恒定的压力。
(a)全部的操作杆为中立的情况
由于全部的操作装置的操作杆处于中立,因此全部的流量控制阀6a~6j处于中立位置。由于全部的流量控制阀6a~6j处于中立位置,因此第一负载压检测回路131、第二负载压检测回路132、第三负载压检测回路133分别检测容器压作为最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3。该最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3分别导向放泄阀115、215、315和差压减压阀111、211、311。
通过最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3导向放泄阀115、215、315,从而第一、第二以及第三压力油供给路径105、205、305的压力P1、P2、P3保持为在最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3上加上放泄阀115、215、315的各自的弹簧的设定压力Pun0后的压力(放泄阀设定压)。在此,如上所述,最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3分别是容器压,在容器压假设为大致0MPa的情况下,放泄阀设定压与弹簧的设定压力Pun0相等,第一、第二以及第三压力油供给路径105、205、305的压力P1、P2、P3保持为Pun0。通常,Pun0设定为比原动机转速检测阀13的输出压Pgr稍高(Pun0>Pgr)。
差压减压阀111、211、311分别将第一、第二以及第三压力油供给路径105、205、305的压力P1、P2、P3与最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3(容器压)的差压(LS差压)作为绝对压Pls1、Pls2、Pls3而输出。如上所述,由于最高负载压Plmax1、Plmax2、Plmax3分别是容器压,因此Pls1=P1-Plmax1=P1=Pun0>Pgr、Pls2=P2-Plmax2=P2=Pun0>Pgr、Pls3=P3-Plmax3=P3=Pun0>Pgr。作为LS差压的Pls1、Pls2导向调整器112的低压选择阀112a,Pls3导向调整器212的LS控制阀212b。
在调整器112中,导向低压选择阀112a的LS差压Pls1、Pls2它们的低压侧选择,被导向LS控制阀112b。此时,即使被Pls1、Pls2的任一个选择,由于为Pls1或者Pls2>Pgr,因此LS控制阀112b被推向图中左方而切换到右侧的位置,从而将通过先导安全阀32生成的恒定的先导压导向LS控制活塞112c。由于压力油被导向LS控制活塞112c,因此主泵102的容量保持为最小。
另一方面,LS差压Pls3导向调整器212的LS控制阀212b。由于为Pls3>Pgr,因此LS控制阀212b被推向图中右方而切换到左侧的位置,从而将通过先导安全阀32生成的恒定的先导压导向LS控制活塞212c。由于压力油被导向LS控制活塞212c,因此主泵202的容量保持为最小。
(b)输入了起重臂操作杆的情况(微操作)
例如,若向起重臂缸3a伸长的方向、也就是起重臂上升的方向输入起重臂用的操作装置的操作杆(起重臂操作杆),则起重臂缸3a驱动用的流量控制阀6a、6i向图中上方切换。在此,起重臂缸3a驱动用的流量控制阀6a、6i的开口面积特性如使用图2B说明的那样,流量控制阀6a用于主驱动,流量控制阀6i用于辅助驱动。流量控制阀6a、6i根据由操作装置的先导阀输出的操作先导压而滑移。
在起重臂操作杆为微操作、且流量控制阀6a、6i的行程为图2B的S2以下的情况下,若起重臂操作杆的操作量(操作先导压)增加,则用于主驱动的流量控制阀6a的入口通路的开口面积从0增加至A1。另一方面,用于辅助驱动的流量控制阀6i的入口通路的开口面积维持为0。
因此,若流量控制阀6a向图中上方切换,则起重臂缸3a的底侧的负载压经由流量控制阀6a的负载口由第三负载压检测回路133检测作为最高负载压Plmax3,且被导向放泄阀315和差压减压阀311。通过最高负载压Plmax3被导向放泄阀315,从而放泄阀315的设定压上升为在最高负载压Plmax3(起重臂缸3a的底侧的负载压)上加上弹簧的设定压力Pun0后的压力,切断将第三压力油供给路径305的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax3被导向差压减压阀311,从而差压减压阀311将第三压力油供给路径305的压力P3与最高负载压Plmax3的差压(LS差压)作为绝对压Pls3而输出。该Pls3被导向LS控制阀212b。LS控制阀212b对作为目标LS差压的原动机转速检测阀13的输出压Pgr和上述Pls3进行比较。
在起重臂上升起动时输入操作杆之后,起重臂缸3a的负载压传递到第三压力油供给路径305,两者的压力差几乎不存在,因此作为LS差压的Pls3几乎等于0。因此,成为Pls3<Pgr的关系,从而LS控制阀212b向图中左方切换,将LS控制活塞212c的压力油向容器释放出。因此,主泵202的容量(流量)增加,该流量增加持续到Pls3=Pgr。由此,与起重臂操作杆的输入相应的流量的压力油向起重臂缸3a的底侧供给,起重臂缸3a在伸长方向上被驱动。
另一方面,与流量控制阀6i的负载口连接的第一负载压检测回路131检测容器压作为最高负载压Plmax1。因此主泵102的排出流量保持为与全部的操作杆为中立的情况相同。
(c)输入了起重臂操作杆的情况(全操作)
例如,在将起重臂操作杆向起重臂缸3a伸长的方向、也就是起重臂上升方向上进行了全操作的情况下,起重臂缸3a驱动用的流量控制阀6a、6i向图中上方切换,如图2B所示,流量控制阀6a、6i的阀柱行程为S2以上,流量控制阀6a的入口通路的开口面积保持为A1,流量控制阀6i的入口通路的开口面积成为A2。
如上所述,与经由流量控制阀6a检测的起重臂缸3a的底侧的负载压相应地,主泵202的流量被控制为Pls3与Pgr相等,从主泵202向起重臂缸3a的底侧供给与起重臂操作杆的输入相应的流量。
另一方面,起重臂缸3a的底侧的负载压经由流量控制阀6i的负载口而由第一负载压检测回路131检测作为最高负载压Plmax1,且被导向放泄阀115和差压减压阀111。通过最高负载压Plmax1被导向放泄阀115,从而放泄阀115的设定压上升为在最高负载压Plmax1(起重臂缸3a的底侧的负载压)上加上弹簧的设定压力Pun0后的压力,切断将第一压力油供给路径105的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax1被导向差压减压阀111,从而差压减压阀111将第一压力油供给路径105的压力P1与最高负载压Plmax1的差压(LS差压)作为绝对压Pls1而输出。该Pls1被导向调整器112的低压选择阀112a,通过低压选择阀112a选择Pls1和Pls2的低压侧。
在起重臂上升起动时输入操作杆之后,起重臂缸3a的负载压传递到第一压力油供给路径105,两者的压力差几乎不存在,因此作为LS差压的Pls1几乎等于0。另一方面,此时、Pls2与操作杆中立时相同,保持为比Pgr大的值(Pls2=P2-Plmax2=P2=Pun0>Pgr)。因此,低压选择阀112a选择Pls1作为低压,并被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b对作为目标LS差压的原动机转速检测阀13的输出压Pgr和Pls1进行比较。在这种情况下,如上所述,作为LS差压的Pls1几乎等于0,成为Pls1<Pgr的关系,因此LS控制阀112b向图中右方切换,将LS控制活塞112c的压力油向容器释放出。因此主泵102的容量(流量)增加,该流量增加持续到Pls1=Pgr。由此,从主泵102的第一排出口102a向起重臂缸3a的底侧供给与起重臂操作杆的输入相应的流量的压力油,起重臂缸3a利用来自主泵202的第三排出口202a和主泵102的第一排出口102a的合流后的压力油在伸长方向上被驱动。
此时,向第二压力油供给路径205供给与向第一压力油供给路径105供给的压力油相同的流量的压力油,该压力油作为剩余流量经由放泄阀215返回容器。在此,第二负载压检测回路132检测容器压作为最高负载压Plmax2。因此,放泄阀215的设定压与弹簧的设定压力Pun0相等,第二压力油供给路径205的压力P2保持为Pun0的低压。由此,剩余流量返回容器时的放泄阀215的压力损失减少,从而能够进行能量损失少的运转。
(d)输入了悬臂操作杆的情况(微操作)
例如,若向悬臂缸3b伸长的方向、也就是悬臂接地方向输入悬臂用的操作装置的操作杆(悬臂操作杆),则悬臂缸3b驱动用的流量控制阀6b、6j向图中下方切换。在此,悬臂缸3b驱动用的流量控制阀6b、6j的开口面积特性如使用图2B所说明的那样,流量控制阀6b用于主驱动,流量控制阀6j用于辅助驱动。流量控制阀6b、6j根据由操作装置的先导阀输出的操作先导压而滑移。
在悬臂操作杆为微操作、且流量控制阀6b、6j的行程为图2B的S2以下的情况下,若悬臂操作杆的操作量(操作先导压)增加,则用于主驱动的流量控制阀6b的入口通路的开口面积从0增加至A1。另一方面,用于辅助驱动的流量控制阀6j的入口通路的开口面积维持为0。
因此,若流量控制阀6b向图中下方切换,则悬臂缸3b的底侧的负载压经由流量控制阀6b的负载口而由第二负载压检测回路132检测作为最高负载压Plmax2,并被导向放泄阀215和差压减压阀211。通过最高负载压Plmax2被导向放泄阀215,从而放泄阀215的设定压上升为在最高负载压Plmax2(悬臂缸3b的底侧的负载压)上加上弹簧的设定压力Pun0后的压力,切断将第二压力油供给路径205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax2被导向差压减压阀211,从而差压减压阀211将第二压力油供给路径205的压力P2与最高负载压Plmax2的差压(LS差压)作为绝对压Pls2而输出。该Pls2被导向调整器112的低压选择阀112a,由低压选择阀112a选择Pls1和Pls2的低压侧。
在悬臂接地起动时输入操作杆之后,悬臂缸3b的负载压传递到第二压力油供给路径205,两者的压力之差几乎不存在,因此作为LS差压的Pls2几乎等于0。另一方面,此时,Pls1保持为与操作杆中立时相同、且比Pgr大的值(Pls1=P1-Plmax1=P1=Pun0>Pgr)。因此,低压选择阀112a选择Pls2作为低压,被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b对作为目标LS差压的原动机转速检测阀13的输出压Pgr和Pls2进行比较。在这种情况下,如上所述,作为LS差压的Pls2几乎等于0,成为Pls2<Pgr的关系,因此LS控制阀112b向图中右方切换,将LS控制活塞112c的压力油向容器释放出。因此,主泵102的容量(流量)增加,该流量增加持续到Pls2=Pgr。由此,从主泵102的第二排出口102b向悬臂缸3b的底侧供给与悬臂操作杆的输入相应的流量的压力油,从而悬臂缸3b在伸长方向上被驱动。
此时,向第一压力油供给路径105供给与向第二压力油供给路径205供给的压力油相同的流量的压力油,该压力油作为剩余流量经由放泄阀115返回容器。在此,第一负载压检测回路131检测容器压作为最高负载压Plmax1,因此放泄阀115的设定压与弹簧的设定压力Pun0相等,第一压力油供给路径105的压力P1保持为Pun0的低压。由此,剩余流量返回容器时的放泄阀115的压力损失减少,能够进行能量损失少的运转。
(e)输入了悬臂操作杆的情况(全操作)
例如,在向悬臂缸3b伸长的方向、也就是悬臂接地方向对悬臂操作杆进行了全操作的情况下,悬臂缸3b驱动用的流量控制阀6b、6j向图中下方切换,如图2B所示,流量控制阀6b、6j的阀柱行程成为S2以上,流量控制阀6b的入口通路的开口面积保持为A1,流量控制阀6j的入口通路的开口面积成为A2。
如在上述(d)所说明的那样,悬臂缸3b的底侧的负载压经由流量控制阀6b的负载口而由第二负载压检测回路132检测作为最高负载压Plmax2,放泄阀215切断将第二压力油供给路径205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax2被导向差压减压阀211,从而输出作为LS差压的Pls2,并被导向调整器112的低压选择阀112a。
另一方面,悬臂缸3b的底侧的负载压经由流量控制阀6j的负载口而由第一负载压检测回路131检测作为最高负载压Plmax1(=Plmax2),并被导向放泄阀115和差压减压阀111。通过最高负载压Plmax1被导向放泄阀115,因此放泄阀115切断将第一压力油供给路径105的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax1被导向差压减压阀111,从而作为LS差压的Pls1(=Pls2)被导向调整器112的低压选择阀112a。
在悬臂接地起动时输入操作杆之后,悬臂缸3b的负载压传递到第一以及第二压力油供给路径105、205,两者的压力差近乎不存在,因此作为LS差压的Pls1、Pls2均几乎等于0。因此,低压选择阀112a选择Pls1和Pls2的任一个作为低压侧,并被导向LS控制阀112b。在这种情况下,如上所述,Pls1、Pls2均几乎等于0,为Pls1或者Pls2<Pgr,因此LS控制阀112b向图中右方切换,从而将LS控制活塞112c的压力油向容器释放出。因此,主泵102的容量(流量)增加,该流量增加持续到Pls1或者Pls2=Pgr。由此,从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b向悬臂缸3b的底侧供给与悬臂操作杆的输入相应的流量的压力油,悬臂缸3b利用来自第一以及第二排出口102a、102b的合流后的压力油而在伸长方向上被驱动。
(f)进行水平整平动作的情况
水平整平动作为起重臂上升微操作和悬臂接地的全操作的组合。作为驱动器,是使悬臂缸3b伸长、使起重臂缸3a伸长的动作。
水平整平动作为起重臂上升的微操作,因此如上述(b)所说明的那样,起重臂缸3a的用于主驱动的流量控制阀6a的入口通路的开口面积成为A1,用于辅助驱动的流量控制阀6i的入口通路的开口面积维持为0。起重臂缸3a的负载压经由流量控制阀6a的负载口而由第三负载压检测回路133检测作为最高负载压Plmax3,放泄阀315切断将第三压力油供给路径305的压力油向容器排出的油路。另外,最高负载压Plmax3反馈到主泵202的调整器212,主泵202的容量(流量)与流量控制阀6a的要求流量(开口面积)相应地增加,从主泵202的第三排出口202a向起重臂缸3a底侧供给与起重臂操作杆的输入相应的流量,起重臂缸3a利用来自第三排出口202a的压力油而在伸长方向上被驱动。
另一方面,由于悬臂操作杆成为全输入,因此如上述(e)所说明的那样,悬臂缸3b的用于主驱动的流量控制阀6b和用于辅助驱动的流量控制阀6j的各自的入口通路的开口面积成为A1、A2。悬臂缸3b的负载压经由流量控制阀6b、6j的负载口而由第一以及第二负载压检测回路131、132检测作为最高负载压Plmax1、Plmax2(Plmax1=Plmax2),放泄阀115、215分别切断将第一以及第二压力油供给路径105、205的压力油向容器排出的油路。另外,最高负载压Plmax1、Plmax2反馈到主泵102的调整器112,主泵102的容量(流量)与流量控制阀6b、6j的要求流量(开口面积)相应地增加,从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b向悬臂缸3b的底侧供给与悬臂操作杆的输入相应的流量的压力油,悬臂缸3b利用来自第一以及第二排出口102a、102b的合流后的压力油在伸长方向上被驱动。
在此,水平整平动作的情况下,通常悬臂缸3b的负载压较低、起重臂缸3a的负载压较高的情况较多。在本实施方式中,在水平整平动作中,驱动负载压的不同驱动器的泵不同,驱动起重臂缸3a的液压泵称为主泵202,驱动悬臂缸3b的液压泵称为主泵102,因此不会象由一个泵驱动负载压不同的多个驱动器的以往技术的单泵道路传感系统的情况那样,产生由低负载侧的压力补偿阀7b的节流压力损失引起的无益的能量消耗。
(g)铲斗挖掘后的铲斗扒搂动作
在铲斗挖掘后的铲斗扒搂动作中,铲斗挖掘后以最大速度进行起重臂上升,并且对(起重臂上升全操作)悬臂接地进行微操作。由于起重臂上升为全操作,因此如上述(c)所说明的那样,起重臂缸3a的用于主驱动的流量控制阀6a和用于辅助驱动的流量控制阀6i的各自的入口通路的开口面积成为A1、A2。起重臂缸3a的负载压由第一以及第三负载压检测回路131、133检测作为最高负载压Plmax1、Plmax3,放泄阀115、315分别切断将第一以及第三压力油供给路径105、305的压力油向容器排出的油路。另外,最高负载压Plmax3反馈到主泵202的调整器212,主泵202的容量(流量)与流量控制阀6a的要求流量(开口面积)相应地增加,从主泵202的第三排出口202a向起重臂缸3a的底侧供给与起重臂操作杆的输入相应的流量的压力油。另外,通过最高负载压Plmax1被导向差压减压阀111,从而输出作为LS差压的Pls1,并被导向调整器112的低压选择阀112a。
另一方面,由于悬臂接地是微操作,因此如上述(d)所说明的那样,用于辅助驱动的流量控制阀6j的入口通路的开口面积维持为0,用于主驱动的流量控制阀6b的入口通路的开口面积成为A1。悬臂缸3b的负载压由第二负载压检测回路132检测作为最高负载压Plmax2,放泄阀215切断将第二压力油供给路径205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax2被导向差压减压阀211,从而输出作为LS差压的Pls2,并被导向调整器112的低压选择阀112a。
在此,在调整器112的低压选择阀112a中,在选择Pls1和Pls2的低压侧时,Pls1和Pls2的任一个是否成为低压侧取决于起重臂缸3a的用于辅助驱动的流量控制阀6b的要求流量(开口面积)与悬臂缸3b的用于主驱动的流量控制阀3b的要求流量(开口面积)的大小关系,由于要求流量大的一侧的压力油供给路径的压力(排出口的压力)更大地降低,因此变得比LS差压小。在铲斗挖掘后的铲斗扒搂动作中,由于起重臂上升为全操作、且悬臂接地为微操作,因此起重臂操作杆的要求流量比悬臂操作杆的要求流量大的情况较多。在这种情况下,Pls1成为低压侧,由低压选择阀112a选择Pls1,主泵102的容量(流量)对照起重臂缸3a的用于辅助驱动的流量控制阀6i的要求流量而增加。此时,主泵102的第二排出口102b的排出流量也与之对照而增加,由于向悬臂缸3b的底侧供给的压力油的流量比第二排出口102b的排出流量少,因此在第二压力油供给路径205产生剩余流量。该剩余流量经由放泄阀215向容器排出。在此,在放泄阀215,导入悬臂缸3b的负载压作为最高负载压Plmax2,如上所述,由于悬臂缸3b的负载压较低,因此放泄阀215的设定压也设定得较低。因此,在第二排出口102b的压力油的剩余流量经由放泄阀215向容器排出时,将因该排出油导致的无益消耗的能量抑制为较小。
(h)从斜面上侧的斜拉动作
对在斜面上侧水平地配置液压挖掘机的主体、然后进行使铲斗爪尖从斜面的谷侧朝向山侧(上侧)倾斜地移动的、所谓从斜面上侧的斜拉动作的情况进行说明。
在从斜面上侧的斜拉动作中,通常为了悬臂操作杆向悬臂接地方向全输入,使铲斗爪尖沿斜面移动,而起重臂操作杆在起重臂上升方向上以半输入进行。也就是,成为起重臂上升半操作和悬臂接地的全操作的组合。若斜面的角度变大,则起重臂上升的操作量也有变大的趋势。另外,起重臂上升的杆操作量由相对于斜面的悬臂角度(车体与铲斗前端的距离)决定。例如,在斜拉动作的牵拉开始时,起重臂上升的杆操作量增加,但随着进入斜拉动作,起重臂上升的杆操作量变少。
在斜拉动作的牵拉开始时,在图2B中,考虑通过起重臂上升的半操作而滑移的起重臂上升的用于主/辅助驱动的各自的流量控制阀6a、6i的阀柱行程为S2以上且S3以下的情况。此时,起重臂上升的用于主驱动的流量控制阀6a向图中上方切换,如上述(b)所说明的那样,起重臂缸3a的负载压由第三负载压检测回路133检测作为最高负载压Plmax3,放泄阀315切断将第三压力油供给路径305的压力油向容器排出的油路。另外,最高负载压Plmax3反馈到主泵202的调整器212,主泵202的容量(流量)与流量控制阀6a的要求流量(开口面积)相应地增加,从主泵202向起重臂缸3a的底侧供给与起重臂操作杆的输入相应的流量的压力油。
另一方面,用于辅助驱动的流量控制阀6i也以起重臂上升的半操作向图中上方切换,起重臂缸3a的负载压经由流量控制阀6i而被导向第一负载压检测回路131的往复阀9i。另外,由于对悬臂接地进行全操作,因此悬臂缸3b的负载压也经由流量控制阀6j以及第一负载压检测回路131的往复阀9j、9d、9c而被导向往复阀9i。
在此,在斜拉动作中,由于起重臂缸3a的负载压比悬臂缸3b的负载压高,因此起重臂缸3a的负载压由第一负载压检测回路131(往复阀9i)检测作为最高负载压Plmax1,放泄阀115切断将第一压力油供给路径105的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax1e被导向差压减压阀111,从而输出作为LS差压的Pls1,并被导向调整器112的低压选择阀112a。
另一方面,悬臂缸3b的负载压经由流量控制阀6b的负载口而由第二负载压检测回路132检测作为最高负载压Plmax2,放泄阀215切断将第二压力油供给路径205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax2被导向差压减压阀211,从而输出作为LS差压的Pls2,并被导向调整器112的低压选择阀112a。
在调整器112中,被导向低压选择阀112a的Pls1和Pls2选择其低压侧,并被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b以Pls1和Pls2的低压侧与目标LS差压Pgr相等的方式控制主泵102的容量(流量),该流量的压力油从主泵102向第一以及第二压力油供给路径105、205排出。
在此,向第一压力油供给路径105排出的压力油经由压力补偿阀7i、流量控制阀6i供给至起重臂缸3a,并且还经由压力补偿阀7j、流量控制阀6j供给至悬臂缸3b。另一方面,向第二压力油供给路径205排出的压力油经由压力补偿阀7b、流量控制阀6b仅供给至悬臂缸3b。因此,在对第一压力油供给路径105侧的要求流量和第二压力油供给路径205侧的要求流量进行比较的情况下,第一压力油供给路径105侧的要求流量大,Pls1和Pls2中,Pls1成为低压侧,由低压选择阀112a选择Pls1,主泵102的容量(流量)与该Pls1相应(也就是与流量控制阀6i和流量控制阀6j的要求流量相应)地增加。
另外,由于悬臂接地为全操作,因此悬臂缸3b的流量控制阀6j、6b的要求流量相等,而且若流量控制阀6j、6b的要求流量与从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b排出的排出流量分别相等,则在第二压力油供给路径205,相对于流量控制阀6b的要求流量,主泵102能够供给足够的压力油,但对于第一压力油供给路径105,会引起起重臂缸3a的流量控制阀6i和悬臂缸3b的流量控制阀6j的要求流量的合计超过主泵102的排出流量的所谓饱和。特别是,在起重臂缸3a的负载压高、且第一以及第三压力油供给路径105、305的压力高的情况下,该压力被导向转矩控制(马力控制)活塞112d、112f,主泵102的容量的增加被限制为不超过由转矩控制活塞112d、112f的转矩控制(马力控制)预定的转矩(不进行LS控制),因此饱和变得显著。在该饱和状态下,不能将第一压力油供给路径105的压力维持为比最高负载压Plmax1仅高目标LS差压的Pgr,因此Pls1降低。若Pls1降低,则压力补偿阀7i、7j的目标差压降低,因此可分别自由关闭,以流量控制阀6i、6j的要求流量的比分配第一压力油供给路径105的压力油。
另一方面,在第一压力油供给路径105引起饱和的情况下,如上所述,主泵102不进行道路传感控制,而是在不超过由马力控制预定的转矩的范围供给压力油,因此在第二压力油供给路径205供给流量控制阀6b的要求流量以上的压力油。向第二压力油供给路径205供给的多余的压力油由放泄阀215向容器排出。
这样,如从斜面上侧进行的斜拉动作那样,即使在悬臂接地的杆操作为全输入、起重臂上升杆操作为半输入的情况下,由于如操作人员希望的那样,向起重臂缸3a以及悬臂缸3b供给压力油,能够协调地操作。
(i)输入了左右行驶操作杆的情况(前进行驶)
若为了前进行驶而将左右的行驶操作杆向前进方向操作相同的量,则左行驶马达3f驱动用的流量控制阀6f和右行驶马达3g驱动用的流量控制阀6g分别向图中上方切换,在对左右的行驶操作杆进行了全操作时,如图2A所示,流量控制阀6f、6g的入口通路的开口面积相同地成为A3。
若流量控制阀6f、6g被切换,则操作检测阀8f、8g也被切换。但是,此时,由于其他驱动器驱动用的流量控制阀的操作检测阀8a、8i、8c、8d、8j、8b、8e、8h位于中立位置,因此经由节流阀43从先导压力油供给路径31b向行驶复合操作检测油路53供给的压力油向容器排出。因此,将第一~第三切换阀40、146、246向图中下方切换的压力与容器压相等,从而第一~第三切换阀40、146、246通过弹簧的作用而保持在图中下侧的切换位置。由此,第一压力油供给路径105和第二压力油供给路径205被切断,而且容器压经由第二切换阀146被导向第二负载压检测回路132的最下游的往复阀9g,且容器压经由第三切换阀246被导向第一负载压检测回路131的最下游的往复阀9f。因此行驶马达3f的负载压经由流量控制阀6f的负载口而由第一负载压检测回路131检测作为最高负载压Plmax1,行驶马达3g的负载压经由流量控制阀6g的负载口而由第二负载压检测回路132检测作为最高负载压Plmax2,放泄阀115、215分别切断将第一以及第二压力油供给路径105、205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax1、Plmax2分别被导向差压减压阀111、211,从而输出作为LS差压的Pls1、Pls2,这些LS差压Pls1、Pls2被导向调整器112的低压选择阀112a。
在调整器112,被导入低压选择阀112a的LS差压Pls1、Pls2选择其低压侧,并被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b以Pls1和Pls2的低压侧与目标LS差压Pgr相等的方式控制主泵102的容量(流量)。
在此,如上所述,左行驶马达3f的要求流量与右行驶马达3g的要求流量相等,主泵102使容量(流量)增加到与该要求流量均衡的流量。由此,从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b向左行驶马达3f和右行驶马达3g供给与行驶操作杆的输入相应的流量,行驶马达3f、3g向前进方向驱动。此时,主泵102为分流式,向第一压力油供给路径105供给的流量和向第二压力油供给路径205供给的流量相等,因此总是向左右行驶马达供给等量的压力油,从而能够可靠地进行前进行驶。
另外,由于主泵102的第一以及第二压力油供给路径105、205的各自的压力P1、P2被导向转矩控制(马力控制)活塞112d、112e,因此在行驶马达3f、3g的负载压上升了的情况下,以压力P1、P2的平均压力进行马力控制。并且,在这种情况下,也从主泵102的第一以及第二排出口102a、102b向左右行驶马达供给等量的压力油,因此在第一以及第二压力油供给路径105、205的任一个都不产生剩余流量,从而能够进行前进行驶。
(j)同时输入了行驶操作杆和起重臂等其他操作杆的情况
例如,在同时输入了左右的行驶操作杆和起重臂操作杆的起重臂上升操作的情况下,行驶马达3f、3g驱动用的流量控制阀6f、6g和起重臂缸3a驱动用的流量控制阀6a、6i向图中上方切换。若流量控制阀6f、6g、6a、6i被切换,则操作检测阀8f、8g、8a、8i也被切换,从而在行驶复合操作检测油路53导向容器的全部的油路被切断。因此,行驶复合操作检测油路53的压力与先导压力油供给路径31b的压力变得相等,第一切换阀40、第二切换阀146以及第三切换阀246被推向图中下方而切换到第二位置,第一压力油供给路径105与第二压力油供给路径205连通,而且,经由第二切换阀146而由第一负载压检测回路131检测出的最高负载压Plmax1被导向第二负载压检测回路132的最下游的往复阀9g,经由第三切换阀246而由第二负载压检测回路132检测出的最高负载压Plmax2被导向第一负载压检测回路131的最下游的往复阀9f。
在此,在起重臂操作杆为微操作、且流量控制阀6a、6i的行程为图2B的S2以下的情况下,用于主驱动的流量控制阀6a的入口通路的开口面积从0增加至A1,但用于辅助驱动的流量控制阀6i的入口通路的开口面积维持为0。因此,行驶马达3f、3g的高压侧的负载压由第一负载压检测回路131以及第二负载压检测回路132分别检测作为最高负载压Plmax1、Plmax2,放泄阀115、215分别切断将第一以及第二压力油供给路径105、205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax1、Plmax2被导向差压减压阀111、211,从而输出作为LS差压的Pls1、Pls2,并被导向调整器112的低压选择阀112a。
在调整器112,被导入低压选择阀112a的Pls1和Pls2选择其低压侧,并被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b以Pls1和Pls2的低压侧与目标LS差压Pgr相等的方式控制主泵102的容量(流量),该控制的流量的压力油从主泵102向第一以及第二压力油供给路径105、205排出。此时,由于第一切换阀40切换到第二位置而第一压力油供给路径105与第二压力油供给路径205连通,因此第一以及第二排出口102a、102b作为一个泵发挥功能,主泵102的第一排出口102a的排出油和第二排出口102b的排出油合流,该合流后的压力油经由压力补偿阀7f、7g以及流量控制阀6f、6g向左行驶马达3f和右行驶马达3g供给。
另一方面,此时,由于起重臂操作杆为微操作,因此如上述(b)所说明的那样,起重臂缸3a的用于主驱动的流量控制阀6a的入口通路的开口面积成为A1,用于辅助驱动的流量控制阀6i的入口通路的开口面积维持为0。起重臂缸3a的负载压经由流量控制阀6a的负载口而由第三负载压检测回路133检测作为最高负载压Plmax3,放泄阀315切断将第三压力油供给路径305的压力油向容器排出的油路。另外,最高负载压Plmax3反馈到主泵202的调整器212,主泵202的容量(流量)与流量控制阀6a的要求流量(开口面积)相应地增加,从主泵202的第三排出口202a向起重臂缸3a底侧供给与起重臂操作杆的的输入相应的流量。
另外,在用行驶和起重臂的复合操作对起重臂操作杆进行全操作,且流量控制阀6a、6i的开口面积成为图2B的A1、A2的情况下,起重臂缸3a和行驶马达3f、3g的高压侧的负载压由第一负载压检测回路131以及第二负载压检测回路132分别检测作为最高负载压Plmax1、Plmax2,放泄阀115、215分别切断将第一以及第二压力油供给路径105、205的压力油向容器排出的油路。另外,差压减压阀111、211分别向调整器112输出LS差压Pls1、Pls2,由低压选择阀112a选择Pls1和Pls2的低压侧,并被导向LS控制阀112b。
在调整器112,被导入低压选择阀112a的Pls1和Pls2选择其低压侧,并被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b以Pls1和Pls2的低压侧与目标LS差压Pgr相等的方式控制主泵102的容量(流量),该流量的压力油从主泵102向第一以及第二压力油供给路径105、205排出。
另外,此时,主泵102的第一排出口102a的排出油和第二排出口102b的排出油合流,经由压力补偿阀7f、7g以及流量控制阀6f、6g向左行驶马达3f和右行驶马达3g供给,并且该合流后的压力油的一部分还经由压力补偿阀7i以及流量控制阀6i向起重臂缸3a的底侧。另一方面,主泵202的调整器212与起重臂操作杆为微操作时相同地动作,也从主泵202向起重臂缸3a的底侧供给压力油。
这样,在同时驱动行驶和起重臂的复合动作中,主泵102的第一以及第二排出口102a、102b作为一个泵发挥功能,两个排出口102a、102b的压力油合流后向左右行驶马达3f、3g供给,而且,在对起重臂操作杆进行了微操作时,仅主泵202的压力油向起重臂缸3a底侧供给,在对起重臂操作杆进行了全操作时,主泵202的压力油和主泵102的合流后的压力油的一部分向起重臂缸3a底侧供给。由此,在以相同的输入量操作了左右行驶马达的操作杆的情况下,能够在维持前进行驶性的同时,以所希望的速度驱动起重臂缸,从而能够得到良好的行驶复合操作性。
以上对同时输入了左右的行驶操作杆和起重臂操作杆的起重臂上升操作的情况进行了说明,但即使在同时输入了左右的行驶操作杆和起重臂以外的操作杆的情况下,也不会向主泵202的调整器212反馈起重臂缸的负载压,除了主泵202的容量(流量)保持为最小这点以外,能得到与用行驶和起重臂的复合操作对起重臂操作杆进行了全操作的情况大致相同的动作。即、主泵102的第一以及第二排出口102a、102b作为一个泵发挥功能,主泵102的第一排出口102a的排出油和第二排出口102b的排出油合流后经由各个压力补偿阀和流量控制阀向各驱动器供给,在以相同的输入量对左右行驶马达的操作杆进行了操作的情况下,能够在维持前进行驶性的同时,以所希望的速度驱动其他驱动器,从而能够得到良好的行驶复合操作。
(k)行驶转向动作的情况
以下说明对一方的行驶操作杆进行全操作、对另一方的行驶操作杆进行半操作的所谓转向动作的情况。
例如,在对左行驶马达3f用操作杆进行了全操作、对右行驶马达3g用操作杆进行了半操作的情况下,行驶马达3f驱动用的流量控制阀6f以全行程向上方切换,行驶马达3g驱动用的流量控制阀6g以半行程向上方切换,如图2A所示,流量控制阀6f的入口通路的开口面积成为A3,流量控制阀6g的入口通路的开口面积成为比A3小的中间的大小(左行驶马达3f的要求流量>右行驶马达3g的要求流量)。
若流量控制阀6f、6g被切换,则操作检测阀8f、8g也被切换。但是,此时,其他的驱动器驱动用的流量控制阀的操作检测阀8a、8i、8c、8d、8j、8b、8e、8h位于中立位置,因此经由节流阀43从先导压力油供给路径31b向行驶复合操作检测油路53供给的压力油向容器排出。因此,将第一~第三切换阀40、146、246向图中下方切换的压力变得与容器压相等,因此第一~第三切换阀40、146、246通过弹簧的作用而保持在图中下侧的切换位置。由此,第一压力油供给路径105和第二压力油供给路径205被切断,而且容器压经由第二切换阀146而被导向第二负载压检测回路132的最下游的往复阀9g,容器压经由第三切换阀246而被导向第一负载压检测回路131的最下游的往复阀9f。因此,行驶马达3f的负载压经由流量控制阀6f的负载口而由第一负载压检测回路131检测作为最高负载压Plmax1,行驶马达3g的负载压经由流量控制阀6g的负载口而由第二负载压检测回路132检测作为最高负载压Plmax2,放泄阀115、215分别切断将第一以及第二压力油供给路径105、205的压力油向容器排出的油路。另外,通过最高负载压Plmax1、Plmax2分别被导向差压减压阀111、211,从而输出作为LS差压的Pls1、Pls2,这些LS差压Pls1、Pls2被导向调整器112的低压选择阀112a。
在调整器112,被导入低压选择阀112a的LS差压Pls1、Pls2选择其低压侧,并被导向LS控制阀112b。LS控制阀112b以Pls1和Pls2的低压侧与目标LS差压Pgr相等的方式控制主泵102的容量(流量)。
在此,若考虑左行驶马达3f用操作杆为全操作、右行驶马达3g用操作杆为半操作、作为液压挖掘机进行相对于前进行驶向右方较大地转弯的动作的情况,则在这种情况下,为左侧的行驶马达3f不牵拉右侧的行驶马达3g的姿态,因此成为左行驶马达3f的负载压>右行驶马达3g的负载压。另外,对于要求流量,左行驶马达3f的要求流量>右行驶马达3g的要求流量的关系成立。
这样,由于行驶马达3f的要求流量比行驶马达3g的要求流量大,因此在Pls1和Pls2中,Pls1成为低压侧,由低压选择阀112a选择Pls1,主泵102的容量(流量)与该Pls1相应地使容量(流量)增加到与行驶马达3f的要求流量均衡的流量。这样,向第一压力油供给路径105供给与行驶马达3f的要求流量均衡的流量。
另一方面,向第二压力油供给路径205供给比行驶马达3g的要求流量大的流量。向第二压力油供给路径205供给的多余的压力油从放泄阀215向容器排出。此时,放泄阀215的设定压成为最高负载压Plmax2(行驶马达3g的负载压)+弹簧的设定压力Pun0。这样,第一压力油供给路径105的压力通过LS控制阀112b保持为行驶马达3f的负载压+目标LS差压,第二压力油供给路径205的压力通过放泄阀215保持为行驶马达3g的负载压+弹簧的设定压力Pun0(≒行驶马达3g的负载压+目标LS差压)。这样,第二压力油供给路径205的压力比第一压力油供给路径105的压力低相等于行驶马达3f的负载压与行驶马达3g的负载压的差。
主泵102为分流式,转矩控制活塞112d、112e的转矩控制(马力控制)利用第一压力油供给路径105以及第二压力油供给路径205的合计压力(平均压力)来进行,行驶转向时等,在一方的压力油供给路径的压力比另一方的压力油供给路径的压力低的情况下,合计压力(平均压力)被抑制为低而与之相应的量。由此,与利用一个泵驱动左右行驶马达的情况相比,流量不易因马力控制而被限制,操作效率不会较大地降低,而能够进行行驶转向动作。
~效果~
如上所述,根据本实施方式,在同时驱动液压挖掘机的起重臂缸3a和悬臂缸3b的复合操作时,抑制压力补偿阀的节流压力损失引起的无益的能量消耗,并且与起重臂缸3a和悬臂缸3b所要求的各种流量平衡灵活对应,能够得到良好的复合操作性。
另外,能够得到液压挖掘机的良好的前进行驶性。
并且,在液压挖掘机的行驶转向动作中,能够实现良好的转向拟合。
<第二实施方式>
图4是表示本发明的第二实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的图。
在图4中,与本实施方式的液压驱动装置的第一实施方式的不同点在于,变更与主泵102的第一以及第二排出口102a、102b连接的驱动器和与主泵202的第三排出口202a连接的驱动器的个数和种类,伴随于此,变更对应的压力补偿阀以及流量控制阀和构成第一~第三负载压检测回路131~133的往复阀的配置位置。
即、在本实施方式中,与主泵202的第三排出口202a连接的驱动器不仅包含起重臂缸3a而且还包含摇摆缸3e和刮板缸3h,与主泵102的第一排出口102a连接的驱动器包含起重臂缸3a、悬臂缸3b、铲斗缸3d以及左行驶马达3f,与主泵102的第二排出口102b连接的驱动器包含悬臂缸3b、回转马达3c以及右行驶马达3g。起重臂缸3a、摇摆缸3e以及刮板缸3h分别经由压力补偿阀7a、7e、7h以及流量控制阀6a、6e、6h而与主泵202的第三排出口202a连接,起重臂缸3a、悬臂缸3b、铲斗缸3d以及左行驶马达3f分别经由压力补偿阀7i、7j、7d、7f以及流量控制阀6i、6j、6d、6f而与主泵102的第一排出口102a、102b连接,悬臂缸3b、回转马达3c以及右行驶马达3g分别经由压力补偿阀7b、7c、7g以及流量控制阀6b、6c、6g而与主泵102的第二排出口102b连接。这样,在本实施方式中,在第一实施方式中,与主泵102的第二排出口102b连接的摇摆缸3e和刮板缸3h与主泵202的第三排出口202a连接,在第一实施方式中,与主泵102的第一排出口102a连接的回转马达3c与主泵102的第二排出口102b连接。
另外,成为如下结构,即、第一负载压检测回路131包含与流量控制阀6d、6f、6i、6j的负载口连接的往复阀9d、9f、9i、9j,第二负载压检测回路132包含与流量控制阀6b、6c、6g的负载口连接的往复阀9b、9c、9g,第三负载压检测回路133包含与流量控制阀6a、6e、6h的负载口连接的往复阀9e、9h。
上述以外的构成与第一实施方式相同。
即使在这样构成的本实施方式中,起重臂缸3a与主泵202的第三排出口202a以及主泵102的第一排出口102a的连接关系、悬臂缸3b与主泵102的第一以及第二排出口102a、102b的连接关系、以及左右行驶马达3f、3g与主泵102的第一以及第二排出口102a、102b的连接关系也与第一实施方式相同。即使在本实施方式中,也使起重臂缸3a、悬臂缸3b、左右行驶马达3f、3g与第一实施方式相同地动作,能得到与第一实施方式相同的效果。
~其他~
在以上的实施方式中,对工程机械是液压挖掘机、第一驱动器是起重臂缸3a、第二驱动器是悬臂缸3b的情况进行了说明,但只要是要求流量比其他驱动器大的驱动器,则也可以是起重臂缸和悬臂缸以外的。
另外,在上述实施方式中,对第三以及第四驱动器是左右行驶马达3f、3g的情况进行了说明,但只要是在同时驱动时通过供给流量相等来发挥规定的功能的第三以及第四驱动器,则也可以是左右行驶马达以外的。
并且,只要是具备满足这样的第一以及第二驱动器或者第三以及第四驱动器的动作条件的驱动器的工程机械,则也可以将本发明用于液压行驶起重机等、液压挖掘机以外的工程机械。
另外,上述实施方式的道路传感系统是一个例子,道路传感系统能够进行各种变形。例如,在上述实施方式中,设置将泵排出压和最高负载压作为绝对压而输出的差压减压阀,将该输出压导向压力补偿阀而设定目标补偿差压,而且导向LS控制阀,而设定道路传感控制的目标差压,但也可以将泵排出压和最高负载压在各个油路导向压力控制阀、LS控制阀。
符号说明:
1—原动机,102—分流式的容量可变型主泵(第一泵装置),102a、102b—第一以及第二排出口,112—调整器(第一泵控制装置),112a—低压选择阀,112b—LS控制阀,112c—LS控制活塞,112d、112e、112f—转矩控制(马力控制)活塞,112g—减压阀,202—单流式的容量可变型主泵(第二泵装置),202a—第三排出口,212—调整器(第二泵控制装置),212b—LS控制阀,212c—LS控制活塞,212d—转矩控制(马力控制)活塞,105—第一压力油供给路径,205—第二压力油供给路径,305—第三压力油供给路径,115—放泄阀(第一放泄阀),215—放泄阀(第二放泄阀),315—放泄阀(第三放泄阀),111、211、311—差压减压阀,146、246—第二以及第三切换阀,3a~3h—多个驱动器,3a—起重臂缸(第一驱动器),3b—悬臂缸(第二驱动器),3f、3g—左右行驶马达(第三以及第四驱动器),4—控制阀单元,6a~6j—流量控制阀,7a~7j—压力补偿阀,8a~8j—操作检测阀,9b~9j—往复阀,13—原动机转速检测阀,24—门锁杆,30—先导泵,31a—先导泵的压力油供给路径,31b、31c—先导压力油供给路径,32—先导安全阀,40—第一切换阀,53—行驶复合操作检测油路,43—节流阀,100—门锁阀,122、123、124a、124b—操作装置,131、132、133—第一、第二、第三负载压检测回路。
Claims (7)
1.一种工程机械的液压驱动装置,其特征在于,具备:
分流式的第一泵装置,其具有第一排出口以及第二排出口;
单流式的第二泵装置,其具有第三排出口;
多个驱动器,其通过从上述第一泵装置以及第二泵装置的上述第一排出口~第三排出口排出的压力油驱动;
多个流量控制阀,其对从上述第一排出口~第三排出口向上述多个驱动器供给的压力油的流动进行控制;
多个压力补偿阀,其对上述多个流量控制阀的前后差压分别进行控制;
第一泵控制装置,其具有第一道路传感控制部,该第一道路传感控制部对上述第一泵装置的容量进行控制,以使上述第一排出口以及第二排出口的高压侧的排出压比通过从上述第一排出口以及第二排出口排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压仅高目标差压;以及
第二泵控制装置,其具有第二道路传感控制部,该第二道路传感控制部对上述第二泵装置的容量进行控制,以使上述第三排出口的排出压比通过从上述第三排出口排出的压力油驱动的驱动器的最高负载压仅高目标差压,
上述多个驱动器包含最大要求流量比其他驱动器大的第一驱动器以及第二驱动器,
在上述第一驱动器的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从上述单流式的第二泵装置的上述第三排出口排出的压力油驱动上述第一驱动器,
在上述第一驱动器的要求流量比上述规定流量大的情况下,将上述第一泵装置的第一排出口以及上述第二泵装置的第三排出口与上述第一驱动器连接,以使从上述单流式的第二泵装置的上述第三排出口排出的压力油与从上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口以及第二排出口的一方排出的压力油合流来驱动上述第一驱动器,
在上述第二驱动器的要求流量比规定流量小的情况下,仅由从上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口以及第二排出口的另一方排出的压力油来驱动上述第二驱动器,
在上述第二驱动器的要求流量比上述规定流量大的情况下,将上述第一泵装置的第一排出口以及第二排出口与上述第二驱动器连接,以使从上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口以及第二排出口这两方排出的压力油合流来驱动上述第二驱动器。
2.根据权利要求1所述的工程机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述分流式的第一泵装置构成为,从上述第一排出口以及第二排出口排出相同的流量的压力油,
上述多个驱动器包含同时被驱动而且通过此时供给流量相同而发挥规定的功能的第三驱动器以及第四驱动器,
将上述第一泵装置的第一排出口以及第二排出口与上述第三驱动器以及第四驱动器连接,以使上述第三驱动器由从上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口以及第二排出口的一方排出的压力油驱动,且使上述第四驱动器由从上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口以及第二排出口的另一方排出的压力油驱动。
3.根据权利要求2所述的工程机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述第一泵控制装置具有:导入有上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口的排出压的第一转矩控制用的驱动器;以及导入有上述第二排出口的排出压的第二转矩控制用的驱动器,
通过上述第一转矩控制用的驱动器以及第二转矩控制用的驱动器,随着上述第一排出口的排出压与上述第二排出口的排出压的平均压力变高而使第一泵装置的容量减少。
4.根据权利要求2或3所述的工程机械的液压驱动装置,其特征在于,
还具备切换阀,该切换阀连接于第一压力油供给路径与第二压力油供给路径之间,在上述第三驱动器以及第四驱动器和由上述分流式的第一泵装置驱动的其他驱动器同时被驱动时,切换到连通位置,除此以外时切换到切断位置,其中,上述第一压力油供给路径与上述分流式的第一泵装置的上述第一排出口连接,上述第二压力油供给路径与上述第二排出口连接。
5.根据权利要求1所述的工程机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述多个流量控制阀包括:
第一流量控制阀,其在与上述第一驱动器连接的油路设有与上述第二泵装置的第三排出口连接的第三压力油供给路径;
第二流量控制阀,其在与上述第一驱动器连接的油路设有与上述第一泵装置的第一排出口连接的第一压力油供给路径;
第三流量控制阀,其在与上述第二驱动器连接的油路设有与上述第一泵装置的第二排出口连接的第二压力油供给路径;以及
第四流量控制阀,其在与上述第二驱动器连接的油路设有与上述第一泵装置的第一排出口连接的上述第一压力油供给路径,
上述第一流量控制阀以及第三流量控制阀以如下方式设定开口面积特性:随着阀柱行程增加而开口面积增加,在中间行程成为最大开口面积,之后,维持最大开口面积,直到最大的阀柱行程,
上述第二流量控制阀以及第四流量控制阀以如下方式设定开口面积特性:在阀柱行程达到中间行程前,开口面积为零,随着阀柱行程超过上述中间行程而增加,开口面积增加,在最大的阀柱行程之前成为最大开口面积。
6.根据权利要求1~3任一项中所述的工程机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述第一驱动器以及第二驱动器分别是驱动液压挖掘机的起重臂以及悬臂的起重臂缸以及悬臂缸。
7.根据权利要求2或3所述的工程机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述第三驱动器以及第四驱动器分别是驱动液压挖掘机的行驶体的左右行驶马达。
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