CN105874215A - 作业机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
作业机的控制系统包括:双联式流体压泵,其用于自第一排出端口和第二排出端口排出工作流体;连通切换阀,在第一操作阀和第二操作阀中的任意一者切换时,该连通切换阀使所述第一操作阀或所述第二操作阀未被切换的那一侧的所述第一排出端口或所述第二排出端口与所述第一操作阀或所述第二操作阀被切换的那一侧的第一中立通路或第二中立通路连通;以及排出流量调整装置,在自所述第一操作阀和所述第二操作阀中的任意一者输入了切换信号的情况下,该排出流量调整装置以减少所述流体压泵的排出流量的方式调整所述流体压泵的排出流量。
Description
技术领域
本发明涉及作业机的控制系统。
背景技术
以往,已知有包括多个回路系统并且由多个液压泵向各回路系统供给工作油的液压挖掘机等作业机。在日本JP10-088627A中公开了一种由第一泵、第二泵和第三泵向各回路系统供给工作油的挖掘旋转作业机。
另外,在液压挖掘机等作业机中,有时使用在单一的缸体以分为两段的方式配置有排出端口而能够同时排出两个系统的工作油的双联泵来代替两个液压泵。
发明内容
然而,在使用双联泵的情况下,向两个回路系统排出的工作油的排出流量相同。因此,在日本JP10-088627A所述的作业机应用双联泵的情况下,在仅切换一回路系统的操作阀使致动器动作时,供给至另一回路系统的工作油直接返回至罐。
本发明的目的在于提高包括多个回路系统的作业机使用了双联泵的情况下的能量效率。
本发明的某一技术方案是一种作业机的控制系统,该作业机的控制系统用于控制具有第一致动器和第二致动器的作业机,其中,该作业机的控制系统包括:双联式流体压泵,其用于自第一排出端口和第二排出端口排出工作流体;第一回路系统,其用于供给自所述第一排出端口排出的工作流体,具有第一操作阀和第一中立通路,该第一操作阀用于控制所述第一致动器,在该第一操作阀位于正常位置的状态下,该第一中立通路使所述第一排出端口与罐连通;第二回路系统,其用于供给自所述第二排出端口排出的工作流体,具有第二操作阀和第二中立通路,该第二操作阀用于控制所述第二致动器,在该第二操作阀位于正常位置的状态下,该第二中立通路使所述第二排出端口与罐连通;连通切换阀,其利用所述第一操作阀和所述第二操作阀中的任意一者切换了时的切换信号进行切换,使所述第一操作阀或所述第二操作阀未被切换的那一侧的所述第一排出端口或所述第二排出端口与所述第一操作阀或所述第二操作阀被切换的那一侧的所述第一中立通路或所述第二中立通路连通;以及排出流量调整装置,在自所述第一操作阀和所述第二操作阀中的任意一者输入了所述切换信号的情况下,该排出流量调整装置以减少所述流体压泵的排出流量的方式调整所述流体压泵的排出流量。
附图说明
图1是应用本发明的第一实施方式和第二实施方式的作业机的控制系统的作业机的结构图。
图2是本发明的第一实施方式的作业机的控制系统的回路图。
图3是将图2中的排出流量调整装置的局部放大而得到的图。
图4是说明排出流量调整装置的变形例的图。
图5是本发明的第二实施方式的作业机的控制系统的回路图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
以下,参照图1~图4说明本发明的第一实施方式的作业机的控制系统(以下,简称为“控制系统”。)100。
首先,参照图1说明作为应用控制系统100的作业机的液压挖掘机1。在此,对作业机为液压挖掘机1的情况进行说明,但控制系统100也能够应用于轮式装载机等其他作业机。另外,在此,使用工作油作为工作流体,但也可以使用工作水等其他流体作为工作流体。
液压挖掘机1包括:履带式的行驶部2;旋转部3,其以能够旋转的方式设于行驶部2的上部;挖掘部5,其设于旋转部3的前方中央部。
对于行驶部2,通过利用行驶马达(未图示)驱动左右一对履带2a而使液压挖掘机1行驶。旋转部3由旋转马达(未图示)驱动,相对于行驶部2向左右方向旋转。
挖掘部5包括:动臂6,其被支承为能够绕沿着旋转部3的左右方向延伸的水平轴线转动;斗杆7,其以能够转动的方式支承于动臂6的顶端;以及铲斗8,其以能够转动的方式支承于斗杆7的顶端,用于挖掘沙土等。并且,挖掘部5还包括:动臂缸6a,其用于使动臂6上下转动;斗杆缸7a,其用于使斗杆7上下转动;以及铲斗缸8a,其用于使铲斗8转动。
接着,参照图2和图3说明控制系统100的结构。
控制系统100包括:液压泵10,其为用于排出工作油的流体压泵;第一回路系统20,其用于供给自第一排出端口12排出的工作油;第二回路系统30,其用于供给自第二排出端口13排出的工作油;连通切换阀40,其利用操作阀21~23和操作阀31~34中的任意一者切换了时的先导压力进行切换,使第一排出端口12与第二中立通路35连通,或者使第二排出端口13与第一中立通路25连通;以及排出流量调整机构50,其为排出流量调整装置,在自操作阀21~23和操作阀31~34中的任意一者输入了先导压力的情况下,该排出流量调整机构50以减少液压泵10的排出流量的方式调整液压泵10的排出流量。在此,切换操作阀21~23或操作阀31~34的先导压力相当于切换信号。
控制系统100用于控制液压挖掘机1的多个致动器的动作。控制系统100除包括液压泵10以外还包括用于向具有旋转马达等其他致动器的第三回路系统(未图示)供给工作油的其他泵(未图示)。
液压泵10由发动机(未图示)驱动。液压泵10是在单一的缸体(未图示)以分为两段的方式配置有第一排出端口12和第二排出端口13而能够同时排出两个系统的工作油的双联式泵。液压泵10自第一排出端口12和第二排出端口13按比例排出工作油。
液压泵10是可变容量式泵,其包括利用由先导压力控制的调节器11来调整偏转角的斜板(未图示),能够利用斜板的偏转角来调整排出流量。对于液压泵10,以如下方式调整斜板的偏转角,即,将利用排出流量调整机构50调整了的工作油的压力作为先导压力,该先导压力越高排出流量越多。液压泵10利用单一的调节器11调整自第一排出端口12和第二排出端口13排出的工作油的排出流量。
由液压泵10排出的工作油经由连接于第一排出端口12的第一排出通路15和连接于第二排出端口13的第二排出通路16分别供给至第一回路系统20和第二回路系统30。
在第一排出通路15和第二排出通路16这两者的下游设有主溢流阀18,该主溢流阀18在工作油压力超过预定的主溢流压力时打开,将工作油压力保持在主溢流压力以下。在第一排出通路15设有仅容许工作油向主溢流阀18流动的单向阀15a,在第二排出通路16设有仅容许工作油向主溢流阀18流动的单向阀15a、16a。预定的主溢流压力被较高地设定为能够充分确保后述的各操作阀21~23、31~34的最低工作压力的程度。
第一回路系统20自上游侧起依次包括:操作阀21,其用于控制左侧的履带2a的行驶马达;操作阀22,其用于控制动臂缸6a;以及操作阀23,其用于控制铲斗缸8a。这些操作阀21~23相当于第一操作阀,行驶用马达、动臂缸6a和铲斗缸8a相当于第一致动器。第一回路系统20包括:第一中立通路25,在操作阀21~23全部位于正常位置的状态下,该第一中立通路25使第一排出通路15与罐19连通;并行通路26,其与第一中立通路25并联设置。
各操作阀21~23用于控制自液压泵10引导向各致动器的工作油的流量,从而控制各致动器的动作。各操作阀21~23利用随着液压挖掘机1的操作员手动操作操作杆而被供给来的先导压力进行操作。
操作阀21通常在一对定心弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路21a、21b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀22通常在一对定心弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路22a、22b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀23通常在一对定心弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路23a、23b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。
第二回路系统30自上游侧起依次包括:操作阀31,其用于控制右侧的履带2a的行驶马达;操作阀32,其用于控制备用致动器;操作阀33,其同样用于控制备用致动器;以及操作阀34,其用于控制斗杆缸7a。这些操作阀31~34相当于第二操作阀,行驶用马达、备用致动器和斗杆缸7a相当于第二致动器。第二回路系统30包括:第二中立通路35,在操作阀31~34全部位于正常位置的状态下,该第二中立通路35使第二排出通路16与罐19连通;以及并行通路36,其与第二中立通路35并联设置。
各操作阀31~34用于控制自液压泵10引导向各致动器的工作油的流量,从而控制各致动器的动作。各操作阀31~34利用随着液压挖掘机1的操作员手动操作操作杆而被供给来的先导压力进行操作。
操作阀31通常在一对定心弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路31a、31b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀32通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路32a、32b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀33通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路33a、33b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀34通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置,在从先导通路34a、34b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。
连通切换阀40用于使向第一回路系统20和第二回路系统30中的操作阀21~23、31~34未被切换的那一侧的回路系统供给工作油的第一排出端口12或第二排出端口13与操作阀21~23、31~34被切换了的那一侧的第一中立通路25或第二中立通路35连通。连通切换阀40包括能够使第二排出端口13与第一中立通路25连通的第一连通切换阀41和能够使第一排出端口12与第二中立通路35连通的第二连通切换阀42。也可以代替第一连通切换阀41与第二连通切换阀42彼此独立地设置的方式,而是将连通切换阀40设为一体。
第一连通切换阀41具有用于使第二排出端口13与第二中立通路35连通的正常位置41a和容许工作油自第二排出端口13向第一中立通路25流动的合流位置41b。第一连通切换阀41通常在复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置41a。第一连通切换阀41在供给至先导室41c的先导压力的作用下切换至合流位置41b。
在第一连通切换阀41切换至合流位置41b时,第二排出端口13与第二中立通路35之间的连通被阻断,并且第二排出通路16和第一排出通路15经由第一合流通路45连通。在第一合流通路45设有仅容许工作油自第二排出通路16向第一排出通路15流动的单向阀45a。因此,在第一连通切换阀41切换至合流位置41b时,由液压泵10排出的工作油全部经由第一排出通路15供给至第一回路系统20。
在先导室41c的上游设有开闭阀43,在后述的第一先导通路65的先导压力与第二先导通路75的先导压力之差大于预先设定了的预定压力差时,该开闭阀43打开。该预先设定了的预定压力差是仅操作阀21~23被切换了的情况下的第一先导通路65与第二先导通路75的压力差。
第二连通切换阀42具有用于使第一排出端口12与第一中立通路25连通的正常位置42a和容许工作油自第一排出端口12向第二中立通路35流动的合流位置42b。第二连通切换阀42通常在复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置42a。第二连通切换阀42在供给至先导室42c的先导压力的作用下切换至合流位置42b。
在第二连通切换阀42切换至合流位置42b时,第一排出端口12与第一中立通路25之间的连通被阻断,并且第一排出通路15与第二排出通路16经由第二合流通路46连通。在第二合流通路46设有仅容许工作油自第一排出通路15向第二排出通路16流动的单向阀46a。因此,在第二连通切换阀42切换至合流位置42b时,由液压泵10排出的工作油全部经由第二排出通路16供给至第二回路系统30。
在先导室42c的上游设有开闭阀44,在后述的第二先导通路75的先导压力与第一先导通路65的先导压力之差大于预先设定了的预定压力差时,该开闭阀44打开。该预先设定了的预定压力差是仅操作阀31~34被切换了的情况下的第一先导通路65与第二先导通路75的压力差。
排出流量调整机构50包括:第一高压选择回路60,其用于选择切换操作阀21~23的先导压力中的压力最高的先导压力并使其连通;第二高压选择回路70,其用于选择切换操作阀31~34的先导压力中的压力最高的先导压力并使其连通;梭阀80,其为高压选择阀,用于选择自第一高压选择回路60和第二高压选择回路70连通的先导压力中的高压侧的先导压力并使其作用于调节器11;切换阀81,其利用自第一高压选择回路60连通的先导压力和自第二高压选择回路70连通的先导压力进行切换;以及压差减压阀82,自第一高压选择回路60和第二高压选择回路70连通的先导压力的压力差越大,该压差减压阀82使作用于调节器11的先导压力越低。
第一高压选择回路60包括:梭阀61,其用于选择先导通路21a和先导通路21b中的高压侧的先导压力并使其连通;梭阀62,其用于选择先导通路22a和先导通路22b中的高压侧的先导压力并使其连通;以及梭阀63,其用于选择先导通路23a和先导通路23b中的高压侧的先导压力并使其连通。自梭阀61~63被引导来的先导压力经由用于防止工作油逆流的单向阀61a~63a在第一先导通路65合流。第一高压选择回路60选择先导通路21a、21b、22a、22b、23a、23b中的压力最高的先导压力并将其引导至第一连通切换阀41的先导室41c。
第二高压选择回路70包括:梭阀71,其用于选择先导通路31a和先导通路31b中的高压侧的先导压力并使其连通;梭阀72,其用于选择先导通路32a和先导通路32b中的高压侧的先导压力并使其连通;梭阀73,其用于选择先导通路33a和先导通路33b中的高压侧的先导压力并使其连通;以及梭阀74,其用于选择先导通路34a和先导通路34b中的高压侧的先导压力并使其连通。自梭阀71~74被引导来的先导压力经由用于防止工作油逆流的单向阀71a~74a在第二先导通路75合流。第二高压选择回路70选择先导通路31a、31b、32a、32b、33a、33b、34a、34b中的压力最高的先导压力并将其引导至第二连通切换阀42的先导室42c。
如图3所示,梭阀80选择第一先导通路65和第二先导通路75中的高压侧的任意一者的工作油并将其经由先导通路80a引导至调节器11的先导通路11a。
切换阀81用于阻断自第一先导通路65连通的先导压力和自第二先导通路75连通的先导压力中的高压侧的先导压力,使自第一先导通路65连通的先导压力和自第二先导通路75连通的先导压力中的低压侧的先导压力作用于压差减压阀82。
切换阀81包括:正常位置81a,其用于阻断来自第一先导通路65和第二先导通路75的工作油,仅使来自先导通路80a的工作油连通;第一切换位置81b,其用于使来自第二先导通路75的工作油与来自先导通路80a的工作油连通;以及第二切换位置81c,其用于使来自第一先导通路65的工作油与来自先导通路80a的工作油连通。切换阀81包括阀柱(未图示),该阀柱的一侧作用有定心弹簧81d的作用力和先导通路81f的先导压力,另一侧作用有定心弹簧81e的作用力和先导通路81g的先导压力。第一先导通路65的工作油压力被引导至先导通路81f,第二先导通路75的工作油压力被引导至先导通路81g。
在第一先导通路65和第二先导通路75均未被供给先导压力的情况下,切换阀81在定心弹簧81d、81e的作用力的作用下切换至正常位置81a。
在第一先导通路65的先导压力高于第二先导通路75的先导压力的情况下,切换阀81在先导通路81f的先导压力的作用下切换至第一切换位置81b。由此,与第二先导通路75相比压力较高的第一先导通路65的先导压力经过梭阀80自先导通路80a引导至先导通路11a,并且与第一先导通路65相比压力较低的第二先导通路75的先导压力经由先导通路82c引导至压差减压阀82。
另一方面,在第二先导通路75的先导压力高于第一先导通路65的先导压力的情况下,切换阀81在先导通路81g的先导压力的作用下切换至第二切换位置81c。由此,与第一先导通路65相比压力较高的第二先导通路75的先导压力经过梭阀80自先导通路80a引导至先导通路11a,并且与第二先导通路75相比压力较低的第一先导通路65的先导压力经由先导通路82c引导至压差减压阀82。
压差减压阀82包括:连通位置82a,其用于使先导通路80a与先导通路11a连通;减压位置82b,其用于使先导通路11a的工作油的一部分返回至罐19而降低先导通路11a的先导压力。压差减压阀82通常在复位弹簧的作用力的作用下位于连通位置82a。压差减压阀82在复位弹簧的作用力和先导通路82c的先导压力的作用下切换至连通位置82a,在先导通路82d的自先导通路11a引导来的先导压力的作用下切换至减压位置82b。因此,与先导通路82c的先导压力相比,先导通路82d的先导压力越大,压差减压阀82使返回至罐19的工作油越多。
在压差减压阀82位于连通位置82a的情况下,第一先导通路65和第二先导通路75中的高压侧的先导压力被引导至先导通路11a。另一方面,第一先导通路65和第二先导通路75中的低压侧的先导压力被引导至先导通路82c。因此,自第一先导通路65和第二先导通路75连通的先导压力的压力差越大,压差减压阀82使作用于调节器11的先导压力越低。
以下,说明控制系统100的作用。
首先,对液压挖掘机1的全部致动器均不动作且第一回路系统20的操作阀21~23和第二回路系统30的操作阀31~34全部位于正常位置的情况进行说明。
自液压泵10排出的工作油按比例分配给第一排出通路15和第二排出通路16,之后被引导至第一中立通路25和第二中立通路35。
此时,在排出流量调整机构50中,操作阀21~23和操作阀31~34全部位于正常位置,因此输入到第一高压选择回路60和第二高压选择回路70的全部的先导压力为零。第一先导通路65与第二先导通路75不存在压力差,因此开闭阀43、44均关闭。因此,第一连通切换阀41和第二连通切换阀42均位于正常位置41a、42a,从第一排出端口12排出的工作油供给至第一中立通路25,从第二排出端口13排出的工作油供给至第二中立通路35。
另外,第一先导通路65的先导压力与第二先导通路75的先导压力均为零,因此先导通路11a未被供给先导压力。因此,在操作阀21~23、31~34均未被操作的情况下,自先导通路11a作用于调节器11的先导压力为零,因此液压泵10被调整为最低限度的排出流量。
接着,将以液压挖掘机1的动臂6和斗杆7均转动的方式操作操作杆直到全行程为止的情况作为例子,说明操作阀21~23和操作阀31~34均切换了的情况。
在排出流量调整机构50中,用于使动臂6动作的操作阀22切换至第一切换位置或第二切换位置,用于操作斗杆7的操作阀34切换至第一切换位置或第二切换位置。自先导通路22a或先导通路22b向第一高压选择回路60输入先导压力。在第一高压选择回路60中,先导通路22a或先导通路22b的先导压力被引导至第一先导通路65。另一方面,自先导通路34a或先导通路34b向第二高压选择回路70输入先导压力。在第二高压选择回路70中,先导通路34a或先导通路34b的先导压力被引导至第二先导通路75。
第一先导通路65的先导压力与第二先导通路75的先导压力这两者的大小因配管阻力等而不同。在此,说明第一先导通路65的先导压力高于第二先导通路75的先导压力的情况。
第一先导通路65的先导压力与第二先导通路75的先导压力的压力差为因配管阻力等而产生的差,因此不会高于预先设定了的预定压力差。因此,开闭阀43、44均关闭。因此,第一连通切换阀41和第二连通切换阀42均位于正常位置41a、42a,从第一排出端口12排出的工作油供给至第一中立通路25,从第二排出端口13排出的工作油供给至第二中立通路35。
另外,第一先导通路65的先导压力高于第二先导通路75的先导压力,因此梭阀80选择第一先导通路65的先导压力并使其与先导通路80a连通。自第一先导通路65引导至先导通路81f的先导压力大于自第二先导通路75引导至先导通路81g的先导压力,从而切换阀81切换至第一切换位置81b。
由此,由梭阀80选择的第一先导通路65的先导压力经由先导通路80a和先导通路11a引导至液压泵10的调节器11。
另外,在压差减压阀82中,第一先导通路65的先导压力被引导至先导通路82d,第二先导通路75的先导压力被引导至先导通路82c。在此,先导通路82c与先导通路82d的压力差较小,因此复位弹簧的作用力和先导通路82c的先导压力大于先导通路82d的先导压力。因此,压差减压阀82切换至连通位置82a,第一先导通路65的先导压力自先导通路11a引导至调节器11。因此,在操作阀22与操作阀34均被操作的情况下,液压泵10被调整为最大的排出流量。
接着,将以仅液压挖掘机1的动臂6转动的方式进行操作的情况和以仅斗杆7转动的方式进行操作的情况作为例子,说明仅操作阀21~23和操作阀31~34中的一者切换了的情况。
在使动臂6转动时,操作员操作操作杆,从而自先导通路22a或先导通路22b供给先导压力,操作阀22切换至第一切换位置或第二切换位置。由此,自液压泵10的第一排出端口12引导至第一回路系统20的工作油的一部分自操作阀22引导至动臂缸6a。
此时,在排出流量调整机构50中,操作阀22切换至第一切换位置或第二切换位置,因此先导通路22a或先导通路22b的先导压力经过梭阀62和单向阀62a引导至第一先导通路65。另一方面,操作阀31~34全部位于正常位置,因此输入第二高压选择回路70的全部的先导压力为零。因此,第二先导通路75的先导压力为零。
第一先导通路65的先导压力与第二先导通路75的先导压力之差大于预先设定了的预定压力差,因此开闭阀43打开。因此,先导压力被引导至先导室41c,第一连通切换阀41切换至合流位置41b。由此,从液压泵10的第二排出端口13排出的工作油经由第一合流通路45在第一中立通路25合流。
另外,第一先导通路65的先导压力较高,第二先导通路75的先导压力为零,因此梭阀80选择第一先导通路65的先导压力并使其与先导通路80a连通。自第一先导通路65引导至先导通路81f的先导压力大于自第二先导通路75引导至先导通路81g的先导压力,从而切换阀81切换至第一切换位置81b。
由此,由梭阀80选择的第一先导通路65的先导压力经由先导通路80a和先导通路11a引导至液压泵10的调节器11。
另外,在压差减压阀82中,第一先导通路65的先导压力被引导至先导通路82d,第二先导通路75的先导压力被引导至先导通路82c。在此,先导通路82c与先导通路82d的压力差较大,因此压差减压阀82切换至减压位置82b,自先导通路11a返回至罐19的工作油增多。因此,在仅操作操作阀22的情况下,作用于调节器11的先导压力降低,以减少排出流量的方式调整液压泵10。
如以上那样,工作油未供给至操作阀31~34未被操作的那一侧的第二中立通路35,与之相应的量的工作油在操作阀22被操作的那一侧的第一中立通路25合流。并且,此时,排出流量调整机构50使液压泵10的排出流量减少。因而,通过使用以往自第二中立通路35返回至罐19的工作油,从而即使减少液压泵10的排出流量也能够确保致动器的动作所需要的工作油的流量,因此能够提高能量效率。
另一方面,在使斗杆7转动时,操作员操作操作杆,从而自先导通路34a或先导通路34b供给先导压力,操作阀34切换至第一切换位置或第二切换位置。由此,自液压泵10的第二排出端口13引导至第二回路系统30的工作油的一部分自操作阀34引导至斗杆缸7a。
此时,在排出流量调整机构50中,操作阀34切换至第一切换位置或第二切换位置,因此先导通路34a或先导通路34b的先导压力经过梭阀74和单向阀74a引导至第二先导通路75。另一方面,操作阀21~23全部位于正常位置,因此输入第一高压选择回路60的全部的先导压力为零。因此,第一先导通路65的先导压力为零。
第二先导通路75的先导压力与第一先导通路65的先导压力之差大于预先设定了的预定压力差,因此开闭阀44打开。因此,先导压力被引导至先导室42c,第二连通切换阀42切换至合流位置42b。由此,从液压泵10的第一排出端口12排出的工作油经由第二合流通路46在第二中立通路35合流。
另外,第二先导通路75的先导压力较高,第一先导通路65的先导压力为零,因此梭阀80选择第二先导通路75的先导压力与先导通路80a连通。自第二先导通路75引导至先导通路81g的先导压力大于自第一先导通路65引导至先导通路81f的先导压力,从而切换阀81切换至第二切换位置81c。
由此,由梭阀80选择的第二先导通路75的先导压力经由先导通路80a和先导通路11a引导至液压泵10的调节器11。
另外,在压差减压阀82中,第二先导通路75的先导压力被引导至先导通路82d,第一先导通路65的先导压力被引导至先导通路82c。在此,先导通路82c与先导通路82d的压力差较大,因此压差减压阀82切换至减压位置82b,自先导通路11a返回至罐19的工作油增多。因此,在仅操作操作阀34的情况下,作用于调节器11的先导压力降低,以减少排出流量的方式调整液压泵10。
如以上那样,工作油未供给至操作阀21~23未被操作的那一侧的第一中立通路25,与之相应的量的工作油在操作阀34被操作的那一侧的第二中立通路35合流。并且,此时,排出流量调整机构50使液压泵10的排出流量减少。因而,通过使用以往自第一中立通路25返回至罐19的工作油,从而即使减少液压泵10的排出流量也能够确保致动器的动作所需要的工作油的流量,因此能够提高能量效率。
采用以上的第一实施方式,取得以下所示的效果。
在第一回路系统20的操作阀21~23和第二回路系统30的操作阀31~34中的一者被操作而致动器动作了的情况下,第一连通切换阀41或第二连通切换阀42在用于切换操作阀21~23、31~34的先导压力的作用下切换。第一连通切换阀41或第二连通切换阀42使向第一回路系统20和第二回路系统30中的操作阀21~23、31~34未被操作的那一侧的回路系统供给工作油的第一排出端口12或第二排出端口13与操作阀21~23、31~34被切换的那一侧的第一中立通路25或第二中立通路35连通。
由此,工作油未供给至第一回路系统20和第二回路系统30中的操作阀21~23、31~34未被操作的那一侧的回路系统,与之相应的量的工作油在操作阀21~23、31~34被操作的那一侧合流。并且,此时,排出流量调整机构50使液压泵10的排出流量减少。因而,通过使用以往返回至罐19的工作油,从而即使减少液压泵10的排出流量也能够确保致动器的动作所需要的工作油的流量,因此能够提高能量效率。
接着,主要参照图4说明排出流量调整装置的变形例的排出流量调整机构150。排出流量调整机构150设有第一切换阀181和第二切换阀182来代替单一的切换阀81,在这一点上与排出流量调整机构50不同。
排出流量调整机构150包括:第一高压选择回路60,其用于选择切换操作阀21~23的先导压力中的压力最高的先导压力并使其连通;第二高压选择回路70,其用于选择切换操作阀31~34的先导压力中的压力最高的先导压力并使其连通;梭阀80,其为高压选择阀,用于选择自第一高压选择回路60和第二高压选择回路70连通的先导压力中的高压侧的先导压力并使其作用于调节器11;第一切换阀181,其为利用由梭阀80选择的工作油的压力和自第一高压选择回路60连通的先导压力进行切换的切换阀;第二切换阀182,其为利用由梭阀80选择的工作油的压力和自第二高压选择回路70连通的先导压力进行切换的切换阀;以及压差减压阀82,自第一高压选择回路60和第二高压选择回路70连通的先导压力的压力差越大,该压差减压阀82使作用于调节器11的先导压力越低。
第一切换阀181包括用于阻断来自第一先导通路65的工作油的阻断位置181a和用于使来自第一先导通路65的工作油连通的连通位置181b。第一切换阀181包括阀柱(未图示),该阀柱的一侧作用有先导通路80a的先导压力,另一侧作用有复位弹簧181c的作用力和先导通路181d的先导压力。第一先导通路65的工作油压力被引导至先导通路181d。
同样地,第二切换阀182包括用于阻断来自第二先导通路75的工作油的阻断位置182a和用于使来自第二先导通路75的工作油连通的连通位置182b。第二切换阀182包括阀柱(未图示),该阀柱的一侧作用有先导通路80a的先导压力,另一侧作用有复位弹簧182c的作用力和先导通路182d的先导压力。第二先导通路75的工作油压力被引导至先导通路182d。
第一切换阀181和第二切换阀182中的一者在由梭阀80选择的工作油的压力的作用下切换至连通位置181b或连通位置182b,经过连通位置181b或连通位置182b的工作油作为先导压力引导至先导通路82c。
这样,与排出流量调整机构50同样地,在使用了排出流量调整机构150的情况下,也是在压差减压阀82中,第一先导通路65的先导压力和第二先导通路75的先导压力中的高压侧的先导压力被引导至先导通路82d,第一先导通路65的先导压力和第二先导通路75的先导压力中的低压侧的先导压力被引导至先导通路82c。因而,在使用了排出流量调整机构150的情况下,也能够与排出流量调整机构50同样地调整液压泵10的排出流量。
(第二实施方式)
以下,参照图5说明本发明的第二实施方式的作业机的控制系统(以下,简称为“控制系统”。)200。在以下所示的第二实施方式中,以与所述第一实施方式不同的点为中心说明,对具有与第一实施方式相同的功能的结构标注同一附图标记并省略说明。
控制系统200包括利用控制器255控制的、作为排出流量调整装置的排出流量调整机构250来代替排出流量调整机构50、150,在这一点上与第一实施方式不同。在控制系统200中,根据操作阀21~23或操作阀31~34的切换操作而输出的电信号相当于切换信号。该电信号例如为来自用于检测作用于操作阀21~23、31~34的先导压力的压力传感器(未图示)的信号、来自用于检测操作员对操作杆的操作的位移传感器(未图示)的信号等。
排出流量调整机构250包括:先导泵251,其用于生成先导压力;第一减压阀260,在仅自操作阀21~23输入了电信号的情况下控制该第一减压阀260;第二减压阀270,在仅自操作阀31~34输入了电信号的情况下控制该第二减压阀270;第三减压阀280,在自操作阀21~23和操作阀31~34中的一者输入了电信号的情况下控制该第三减压阀280;以及排放槽(日文:ドレン)252,其用于在降低第一先导通路65的先导压力、第二先导通路75的先导压力或作用于调节器11的先导压力的情况下供工作油排出。
第一减压阀260包括用于将来自先导泵251的先导压力引导至第一先导通路65的连通位置261以及用于将第一先导通路65的工作油的一部分排出至排放槽252而降低第一先导通路65的先导压力的减压位置262。第一减压阀260通常在复位弹簧的作用力和来自第一先导通路65的先导压力的作用下位于减压位置262。在仅自操作阀21~23输入了电信号的情况下,第一减压阀260由控制器255切换至连通位置261,将来自先导泵251的先导压力引导至第一连通切换阀41的先导室41c。
第二减压阀270包括用于将来自先导泵251的先导压力引导至第二先导通路75的连通位置271以及用于将第二先导通路75的工作油的一部分排出至排放槽252而降低第二先导通路75的先导压力的减压位置272。第二减压阀270通常在复位弹簧的作用力和来自第二先导通路75的先导压力的作用下位于减压位置272。在仅自操作阀31~34输入了电信号的情况下,第二减压阀270由控制器255切换至连通位置271,将来自先导泵251的先导压力引导至第二连通切换阀42的先导室42c。
第三减压阀280包括用于将来自先导泵251的先导压力引导至先导通路11a的连通位置281以及用于将先导通路11a的工作油的一部分排出至排放槽252而降低先导通路11a的先导压力的减压位置282。第三减压阀280通常在复位弹簧的作用力和来自先导通路11a的先导压力的作用下位于减压位置282。在自操作阀21~23和操作阀31~34中的一者输入电了信号的情况下,第三减压阀280由控制器255切换至减压位置282,使自先导泵251向调节器11引导的先导压力降低。
在控制系统200的情况下,控制器255控制第一减压阀260、第二减压阀270和第三减压阀280,从而能够将第一先导通路65、第二先导通路75以及先导通路11a这三者的先导压力分开单独调整。因此,在控制系统200中,不需要设置被设于第一实施方式的控制系统100的开闭阀43、44。
以下,说明控制系统200的作用。
首先,对液压挖掘机1的全部致动器均不动作且第一回路系统20的操作阀21~23和第二回路系统30的操作阀31~34全部位于正常位置的情况进行说明。
由液压泵10排出的工作油按比例分配给第一排出通路15和第二排出通路16,之后被引导至第一中立通路25和第二中立通路35。
此时,在排出流量调整机构250中,操作阀21~23和操作阀31~34全部位于正常位置,因此控制器255使第一减压阀260位于减压位置262并且使第二减压阀270位于减压位置272,将第一先导通路65的先导压力和第二先导通路75的先导压力排出至排放槽252。并且,控制器255使第三减压阀280位于减压位置282,将先导压力自先导通路11a排出至排放槽252。
此时,第一连通切换阀41位于正常位置41a。因此,从第一排出端口12排出的工作油被供给至第一中立通路25。第二连通切换阀42位于正常位置42a。因此,从第二排出端口13排出的工作油被供给至第二中立通路35。在操作阀21~23、31~34均未被操作的情况下,自先导通路11a作用于调节器11的先导压力为零,因此液压泵10被调整为最低限度的排出流量。
接着,将以液压挖掘机1的动臂6和斗杆7均转动的方式进行操作的情况作为例子,说明操作阀21~23和操作阀31~34均切换的情况。
在排出流量调整机构250中,用于切换使动臂6动作的操作阀22的电信号和用于切换使斗杆7动作的操作阀34的电信号输入控制器255。对于控制器255,由于不是仅自操作阀21~23输入电信号的状态,因此使第一减压阀260位于减压位置262,同样地,由于不是仅自操作阀31~34输入电信号的状态,因此使第二减压阀270位于减压位置272。并且,控制器255使第三减压阀280切换至连通位置281,而自先导通路11a向调节器11供给先导压力。
此时,第一连通切换阀41位于正常位置41a。因此,从第一排出端口12排出的工作油被供给至第一中立通路25。第二连通切换阀42位于正常位置42a。因此,从第二排出端口13排出的工作油被供给至第二中立通路35。在操作阀22和操作阀34均被操作的情况下,自先导通路11a作用于调节器11的先导压力最大,因此液压泵10被调整为最大的排出流量。
其中,在此以作用于调节器11的先导压力成为最大的方式进行控制的情况为例进行了说明,但并不限定于此,也可以是,控制器255将与致动器的负荷的大小相对应的电信号输出至第三减压阀280,来控制自先导泵251引导向调节器11的先导压力。
接着,将以仅液压挖掘机1的动臂6转动的方式进行了操作的情况和以仅斗杆7转动的方式进行了操作的情况作为例子,说明仅操作阀21~23和操作阀31~34中的一者切换了的情况。
在以仅动臂6转动的方式进行了操作的情况下,在排出流量调整机构250中,仅将用于切换使动臂6动作的操作阀22的电信号输入控制器255。对于控制器255,由于是仅自操作阀21~23输入电信号的状态,因此使第一减压阀260切换至连通位置261,由于不是仅自操作阀31~34输入电信号的状态,因此使第二减压阀270位于减压位置272。
由此,来自先导泵251的先导压力经过第一减压阀260引导至第一先导通路65。因此,先导压力被引导至先导室41c,第一连通切换阀41切换至合流位置41b。由此,从液压泵10的第二排出端口13排出的工作油经由第一合流通路45在第一中立通路25合流。
另外,控制器255根据操作阀22的操作量使第三减压阀280切换至减压位置282而使调节器11的先导压力的一部分引导至排放槽252,从而降低作用于调节器11的先导压力。因此,在仅操作操作阀22的情况下,以减少排出流量的方式调整液压泵10。
如以上那样,工作油未供给至操作阀31~34未被操作的那一侧的第二中立通路35,与之相应的量的工作油在操作阀22被操作的那一侧的第一中立通路25合流。并且,此时,排出流量调整机构250使液压泵10的排出流量减少。因而,通过使用以往自第二中立通路35返回至罐19的工作油,从而即使减少液压泵10的排出流量也能够确保致动器的动作所需要的工作油的流量,因此能够提高能量效率。
另一方面,在以仅斗杆7转动的方式进行操作的情况下,在排出流量调整机构250中,仅将用于切换使斗杆7动作的操作阀34的电信号输入控制器255。对于控制器255,由于不是仅自操作阀21~23输入电信号的状态,因此使第一减压阀260位于减压位置262,由于是仅自操作阀31~34输入电信号的状态,因此使第二减压阀270切换至连通位置271。
由此,来自先导泵251的先导压力经过第二减压阀270引导至第二先导通路75。因此,先导压力被引导至先导室42c,第二连通切换阀42切换至合流位置42b。由此,从液压泵10的第一排出端口12排出的工作油经由第二合流通路46在第二中立通路35合流。
另外,控制器255根据操作阀34的操作量使第三减压阀280切换至减压位置282而使调节器11的先导压力的一部分引导至排放槽252,从而降低作用于调节器11的先导压力。因此,在仅操作操作阀34的情况下,以减少排出流量的方式调整液压泵10。
如以上那样,工作油未供给至操作阀21~23未被操作的那一侧的第一中立通路25,与之相应的量的工作油在操作阀34被操作的一侧的第二中立通路35合流。并且,此时,排出流量调整机构250使液压泵10的排出流量减少。因而,通过使用以往自第一中立通路25返回至罐19的工作油,从而即使减少液压泵10的排出流量也能够确保致动器的动作所需要的工作油的流量,因此能够提高能量效率。
采用以上的第二实施方式,取得与第一实施方式同样的效果。并且,在第二实施方式的控制系统200的情况下,利用控制器255进行控制,因此与第一实施方式的控制系统100相比能够通过简单的结构执行同样的控制。
另外,在所述第二实施方式中,控制器255控制第三减压阀280,从而调整作用于调节器11的先导压力,调整液压泵10的排出流量。也可以取而代之,将用于对驱动液压泵10的发动机的转速进行调整的装置应用为排出流量调整装置,能够根据发动机的转速来调整液压泵10的排出流量。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但所述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分,其宗旨并不在于将本发明的保护范围限定为所述实施方式的具体的结构。
本申请基于2014年1月31日向日本专利局提出申请的日本特愿2014-016745主张优先权,通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。
Claims (6)
1.一种作业机的控制系统,该作业机的控制系统用于控制具有第一致动器和第二致动器的作业机,其中,
该作业机的控制系统包括:
双联式流体压泵,其用于自第一排出端口和第二排出端口排出工作流体;
第一回路系统,其用于供给自所述第一排出端口排出的工作流体,具有第一操作阀和第一中立通路,该第一操作阀用于控制所述第一致动器,在该第一操作阀位于正常位置的状态下,该第一中立通路使所述第一排出端口与罐连通;
第二回路系统,其用于供给自所述第二排出端口排出的工作流体,具有第二操作阀和第二中立通路,该第二操作阀用于控制所述第二致动器,在该第二操作阀位于正常位置的状态下,该第二中立通路使所述第二排出端口与罐连通;
连通切换阀,其利用所述第一操作阀和所述第二操作阀中的任意一者切换了时的切换信号进行切换,使所述第一操作阀或所述第二操作阀未被切换的那一侧的所述第一排出端口或所述第二排出端口与所述第一操作阀或所述第二操作阀被切换的那一侧的所述第一中立通路或所述第二中立通路连通;以及
排出流量调整装置,在自所述第一操作阀和所述第二操作阀中的任意一者输入了所述切换信号的情况下,该排出流量调整装置进行调整,使所述流体压泵的排出流量减少。
2.根据权利要求1所述的作业机的控制系统,其中,
所述流体压泵包括利用由先导压力控制的单一调节器来调整偏转角的斜板,并且进行调整,使得作用于所述调节器的先导压力越高排出流量越多。
3.根据权利要求2所述的作业机的控制系统,其中,
所述切换信号是用于切换所述第一操作阀或所述第二操作阀的先导压力,
所述排出流量调整装置包括:
第一高压选择回路,其用于选择切换所述第一操作阀的先导压力中的压力最高的先导压力并使其连通;以及
第二高压选择回路,其用于选择切换所述第二操作阀的先导压力中的压力最高的先导压力并使其连通,
所述连通切换阀包括:
第一连通切换阀,其在自所述第二高压选择回路连通的先导压力的作用下自使所述第二排出端口与所述第二中立通路连通的状态切换至使所述第二排出端口与所述第一中立通路连通的状态;以及
第二连通切换阀,其在自所述第一高压选择回路连通的先导压力的作用下自使所述第一排出端口与所述第一中立通路连通的状态切换至使所述第一排出端口与所述第二中立通路连通的状态。
4.根据权利要求3所述的作业机的控制系统,其中,
所述排出流量调整装置还包括:
高压选择阀,其用于选择自所述第一高压选择回路和所述第二高压选择回路连通的先导压力中的高压侧的先导压力并使其作用于所述调节器;以及
压差减压阀,自所述第一高压选择回路和所述第二高压选择回路连通的先导压力的压力差越大,该压差减压阀使作用于所述调节器的先导压力越低。
5.根据权利要求4所述的作业机的控制系统,其中,
所述排出流量调整装置还包括切换阀,该切换阀利用自所述第一高压选择回路连通的先导压力和自所述第二高压选择回路连通的先导压力进行切换,将自所述第一高压选择回路连通的先导压力和自所述第二高压选择回路连通的先导压力中的高压侧的先导压力阻断,使低压侧的先导压力作用于所述压差减压阀,
作用于所述调节器的先导压力与自所述切换阀作用的先导压力的压力差越大,所述压差减压阀使作用于所述调节器的先导压力越低。
6.根据权利要求2所述的作业机的控制系统,其中,
所述切换信号是根据所述第一操作阀或所述第二操作阀的切换操作而输出的电信号,
所述排出流量调整装置包括:
先导泵,其用于生成先导压力;
第一减压阀,在仅自所述第一操作阀输入了所述电信号的情况下,该第一减压阀将来自所述先导泵的先导压力引导至所述连通切换阀,使所述第二排出端口与所述第一中立通路连通;
第二减压阀,在仅自所述第二操作阀输入了所述电信号的情况下,该第二减压阀将来自所述先导泵的先导压力引导至所述连通切换阀,使所述第一排出端口与所述第二中立通路连通;以及
第三减压阀,在自所述第一操作阀和所述第二操作阀中的任意一者输入了所述电信号的情况下,该第三减压阀降低自所述先导泵向所述调节器引导的先导压力。
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