CN106133333A - 工程机械的液压驱动装置 - Google Patents
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Abstract
在操作行驶马达(3f、3g)且主泵(2)的排出压力上升至主安全阀(14)的设定压力的第二值(PS2)时,构成为信号压力安全阀(16)的设定压力从第三值(PA1)增加至比主安全阀(14)的设定压力的第二值(PS2)小的第四值(PA2),并且第二值(PS2)与第四值(PA2)的差比目标LS差压小。由此,在进行载荷传感控制的工程机械的液压驱动装置中,即便在促动器之一到达行程末端且液压泵的排出压力上升至主安全阀的设定压力的情况下,另一方的促动器也不停止,并且在构成为主安全阀的设定压力在特定的促动器的操作时增加的情况下,特定的促动器的负荷压力也不上升至主安全阀增加的设定压力。
Description
技术领域
本发明涉及具备可变容量型的液压泵的液压挖掘机等工程机械的液压驱动装置,特别地涉及进行载荷传感控制(Load sensing control)的工程机械的液压驱动装置,该载荷传感控制以将液压泵的排出压力与多个促动器的最高负荷压力的差压维持为目标差压的方式对液压泵的容量进行控制。
背景技术
以往,进行如下载荷传感控制的液压驱动装置使用于液压挖掘机那样的工程机械,其中一个例子记载于专利文献1,上述载荷传感控制以将液压泵的排出压力与多个促动器的最高负荷压力的差压维持为目标差压的方式对液压泵的容量进行控制。
在专利文献1所记载的液压驱动装置中,设置将液压泵的排出压力与多个促动器的最高负荷压力的差压输出为绝对压力的差压减压阀,将该绝对压力作为反馈LS差压导入泵调节器的LS控制阀,且将取决于发动机的转速而成为可变的绝对压力作为目标LS差压导入LS控制阀,进行载荷传感控制,并且,将从差压减压阀输出的绝对压力(液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压)作为目标补偿差压导入多个压力补偿阀,对各个流量控制阀的前后差压进行控制。
如上所述,将液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压作为目标补偿差压而导入多个压力补偿阀,对各个流量控制阀的前后差压进行控制,从而在同时操作两个以上的促动器的情况下,当成为液压泵的排出流量不满足多个流量控制阀所要求的流量的饱和状态(Saturation state)时,液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压与饱和的程度对应地降低,与此相伴,压力补偿阀的目标补偿差压也变小,流量控制阀的前后差压变小,因此能够将液压泵的排出流量以各个流量控制阀所要求的流量的比再次分配,能够确保良好的复合操作性。
另外,将取决于发动机的转速而成为可变的绝对压力作为目标LS差压而导入LS控制阀来进行载荷传感控制,从而在发动机转速从额定值下降的情况下,目标LS差压与其对应地变小,因此从液压泵供给至促动器的压力油的流量减少,能够提高精细操作性。
另一方面,在将液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压作为目标补偿差压而导入多个压力补偿阀的液压驱动装置中,在同时操作两个以上的促动器的情况下,一方的促动器为工作缸类型,该促动器在到达行程末端时等,液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压成为0,因此目标补偿差压也成为0,其结果,各压力补偿阀成为全闭,导致另一方的促动器停止。
在专利文献1中,为了防止上述的促动器的停止,在最高负荷压力管路配置设定压力与目标LS差压对应地成为可变的信号压力可变安全阀,在某特定的促动器到达行程末端,且液压泵的排出压力上升至主安全阀的设定压力的情况下,通过信号压力可变安全阀将最高负荷压力的最大压力限制为比主安全阀的设定压力低的压力。由此,即便在特定的促动器到达行程末端的情况下,液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压也不成为0,压力补偿阀不全闭,因此另一方的促动器不停止,能够保持良好的复合操作性。
另一方面,公知有如下所谓的升压回路,其中一个例子记载于专利文献2,上述所谓的升压回路仅在操作了某特定的促动器的情况下,使主安全阀的设定压力从第一值向第二值增加预定值,使液压泵的最大排出压力增加。
在专利文献2中,在液压挖掘机那样的行驶式的挖掘机械中,将行驶操作装置的操作先导压力导入主安全阀,仅在操作了行驶操作装置的操作杆的情况下,以主安全阀的设定压力从第一值向第二值增加的方式将主安全阀构成为可变安全阀。由此,能够确保行驶操作时行驶马达所需的输出扭矩,提高越野性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3854027号公报
专利文献2:日本实用新型登录2600928号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,如专利文献1所记载的那样,在最高负荷压力管路设置信号压力可变安全阀的载荷传感控制系统的液压驱动装置中,如专利文献2所记载的那样,在行驶操作时以主安全阀的设定压力从第一值向第二值增加的方式将主安全阀构成为可变安全阀的情况下,明确存在接下来的问题。
即,在行驶操作时行驶马达因障碍物、上坡行驶面的倾斜等的影响而停止旋转的情况下,本来的话,液压泵的排出压力理应上升至主安全阀的设定压力的第二值,但最高负荷压力的最大压力被信号压力可变安全阀限制成最高负荷压力的最大压力比主安全阀的设定压力的第一值小的压力,因此凭借载荷传感控制的动作,液压泵的排出压力仅能够上升至被信号压力可变安全阀限制的、在比主安全阀的设定压力的第一值小的最高负荷压力加上载荷传感控制的目标差压的压力。其结果,行驶马达的负荷压力无法上升至主安全阀的设定压力的第二值,无法获得主安全阀的设定压力的增加带来的行驶马达的输出扭矩确保的效果。
本发明的目的在于提供如下液压驱动装置,在进行以将液压泵的排出压力与多个促动器的最高负荷压力的差压维持为目标差压的方式对液压泵的容量进行控制的载荷传感控制的工程机械的液压驱动装置中,当同时驱动多个促动器的复合操作时,即便在促动器之一到达行程末端的情况等且液压泵的排出压力上升至主安全阀的设定压力的情况下,另一方的促动器也不停止,并且,在构成为使主安全阀的设定压力为可变且主安全阀的设定压力在特定的促动器的操作时增加的情况下,能够使特定的促动器的负荷压力可靠地上升至主安全阀增加的设定压力。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的,本发明提供一种工程机械的液压驱动装置,其具备:被原动机驱动的可变容量型的液压泵;通过由该液压泵排出的压力油被驱动的多个促动器;对从上述液压泵供给至上述多个促动器的压力油的流量进行控制的多个流量控制阀;以上述多个流量控制阀的前后差压与目标补偿差压相等的方式对上述多个流量控制阀的前后差压分别进行控制的多个压力补偿阀;以上述液压泵的排出压力比上述多个促动器的最高负荷压力高目标差压的方式对上述液压泵的容量进行载荷传感控制的泵控制装置;对上述液压泵的排出压力的最大压力进行限制的主安全阀;对上述多个促动器的最高负荷压力进行检测并将检测出的最高负荷压力输出至最高负荷压力管路的最高负荷压力检测回路;以及经由节流件连接于上述最高负荷压力管路并将导入上述节流件的下游侧的最高负荷压力的最大压力限制为比上述主安全阀的设定压力低的压力的信号压力安全阀,上述液压泵的排出压力与上述节流件的下游侧的最高负荷压力的差压导入上述泵控制装置,上述泵控制装置以上述差压与上述载荷传感控制的目标差压相等的方式对上述液压泵的容量进行控制,并且上述液压泵的排出压力与上述节流件的下游侧的最高负荷压力的差压作为上述目标补偿差压被导入上述多个压力补偿阀,上述液压驱动装置的特征在于,上述主安全阀构成为,在未操作上述多个促动器中的特定的促动器时,上述主安全阀的设定压力处于第一值,在操作上述特定的促动器时,上述主安全阀的设定压力从上述第一值增加至比上述第一值大的第二值,上述信号压力安全阀构成为,在未操作上述特定的促动器且上述主安全阀的设定压力处于上述第一值时,上述信号压力安全阀的设定压力处于比上述主安全阀的设定压力的第一值小的第三值,在操作上述特定的促动器且上述主安全阀的设定压力增加至上述第二值时,上述信号压力安全阀的设定压力从上述第三值增加至比上述主安全阀的设定压力的第二值小的第四值,并且上述主安全阀的设定压力的第一值与上述信号压力安全阀的设定压力的第三值的差和上述主安全阀的设定压力的第二值与上述信号压力安全阀的设定压力的第四值的差均比上述载荷传感控制的目标差压小。
如上所述,设置主安全阀与信号压力安全阀,从而在操作特定的促动器以外的促动器时,信号压力安全阀的设定压力处于比主安全阀的设定压力的第一值小的第三值,因此在特定的促动器以外的促动器到达行程末端且液压泵的排出压力上升至主安全阀的设定压力的第一值的情况下,最高负荷压力被限制为比主安全阀的设定压力的第一值小的压力,液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压不成为0,压力补偿阀不全闭,因此在该情况下,特定的促动器以外的促动器(另一方的促动器)也不停止,能够保持良好的复合操作性。
另外,在操作特定的促动器时,构成为主安全阀的设定压力从第一值增加至第二值,并且信号压力安全阀的设定压力从第三值增加至主安全阀的设定压力的第二值小的第四值,并且主安全阀的设定压力的第二值与信号压力安全阀的设定压力的第四值的差的值比载荷传感控制的目标差压小,因此液压泵的排出压力凭借载荷传感控制的动作上升至主安全阀的设定压力的第二值,使特定的促动器的负荷压力可靠地上升至主安全阀增加的设定压力的第二值,能够确保必要的驱动力。
另外,在该状态下,进行驱动其他的促动器的复合操作,在其他的促动器到达行程末端且液压泵的排出压力上升至主安全阀的设定压力的第二值的情况下,最高负荷压力被限制为比主安全阀的设定压力的第二值小的第四值的压力,因此与操作特定的促动器以外的促动器的情况相同,液压泵的排出压力与最高负荷压力的差压不成为0,压力补偿阀不全闭,因此在该情况下,另一方的促动器也不停止,能够获得良好的复合操作性。
发明的效果
根据本发明,在进行以将液压泵的排出压力与多个促动器的最高负荷压力的差压维持为目标差压的方式对液压泵的容量进行控制的载荷传感控制的工程机械的液压驱动装置中,在同时驱动多个促动器的复合操作时,即便在促动器之一到达行程末端的情况等且液压泵的排出压力上升至主安全阀的设定压力的情况下,另一方的促动器也不停止,能够获得良好的复合操作性。另外,在构成为使主安全阀的设定压力形成可变且主安全阀的设定压力在特定的促动器的操作时增加的情况下,使特定的促动器的负荷压力可靠地上升至主安全阀增加的设定压力,能够确保必要的驱动力。
附图说明
图1是表示本发明的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2是表示主安全阀与信号压力可变安全阀的相对于行驶操作信号压力的设定压力的变化的图。
图3是表示搭载本发明的液压驱动装置的液压挖掘机的外观的图。
图4是表示比较例的图。
图5左侧的(a)是表示在图4所示的比较例中,输入行驶以外的操作装置的操作杆,在主泵的排出压力到达主安全阀的设定压力时的排出压力与最大压力被信号压力可变安全阀限制的最高负荷的关系的图,右侧的(b)是表示在图4所示的比较例中,当输入行驶操作装置的操作杆且行驶操作信号压力为阈值以上并主泵的排出压力到达主安全阀的设定压力时的排出压力与最大压力被信号压力可变安全阀限制的最高负荷压力的关系的图。
图6左侧的(a)是表示在图1所示的实施方式中,输入行驶以外的操作装置的操作杆,在主泵的排出压力到达主安全阀的设定压力时的排出压力与最大压力被信号压力可变安全阀限制的最高负荷压力的关系的图,右侧的(b)是表示在图1所示的实施方式中,当输入行驶操作装置的操作杆且行驶操作信号压力为阈值以上并主泵的排出压力到达主安全阀的设定压力时的排出压力与最大压力被信号压力可变安全阀限制的最高负荷压力的关系的图。
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。
~构成~
图1是表示本发明的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;被该原动机1驱动而向压力油供给路5排出压力油的可变容量型的主泵2(液压泵);被原动机1驱动而向压力油供给路31a排出压力油的固定容量型的先导泵30;通过被主泵2排出的压力油而驱动的多个促动器3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h;连接于压力油供给路5并对从主泵2供给至多个促动器3a~3h的压力油的流动进行控制的控制阀单元4;以及通过载荷传感控制与扭矩控制对主泵2的排出流量进行控制的调节器12(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,它们连接于压力油供给路5,并对从主泵2供给至多个促动器3a~3h的压力油的流量流动方向进行控制;多个压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h,它们以多个流量控制阀6a~6h的前后差压与目标补偿差压相等的方式对多个流量控制阀6a~6h的前后差压分别进行控制,并以被多个流量控制阀6a~6h控制的压力油的流量与多个流量控制阀6a~6j的入口节流的开口面积成比例的方式进行控制;主安全阀14,其连接于压力油供给路5,并对压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp的最大压力进行限制;卸荷阀15,其连接于压力油供给路5,若压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp比在促动器3a~3h的最高负荷压力加上卸荷差压Pun0的设定压力(卸荷压力)高,则成为开状态,使压力油供给路5的压力油返回油箱;最高负荷压力检测回路9,其以比较(tournament)方式连接于流量控制阀6a~6h的负荷口,具有对促动器3a~3h的最高负荷压力Plmax进行检测的往复阀9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g,向连接于最终段的往复阀9g的输出口的最高负荷压力管路35输出检测到的最高负荷压力Plmax;信号压力安全阀16,其经由节流件(固定节流件)17连接于最高负荷压力管路35,将导入最高负荷压力管路35的节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的最大压力限制为比主安全阀14的设定压力低的压力;以及差压减压阀11,其将主泵2的排出压力Pp与最高负荷压力管路35的节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的差压输出为绝对压力Pls。
促动器3a是例如驱动液压挖掘机的起重臂104a(图3)的起重臂缸,促动器3b是例如驱动液压挖掘机的悬臂104b(图3)的悬臂缸,促动器3c是例如驱动液压挖掘机的上部旋转体109(图3)的旋转马达,促动器3d是例如驱动铲斗104c(图3)的铲斗缸,促动器3e是例如驱动摇摆支柱103(图3)的摇摆缸,促动器3f是例如驱动下部行驶体的左侧履带101a(图3)的左行驶马达,促动器3g是例如驱动液压挖掘机的下部行驶体的右侧履带101b(图3)的右行驶马达,促动器3h是例如驱动刮板106(图3)的刮板缸。
另外,本实施方式的液压驱动装置除了上述的构成之外,还具备:原动机转速检测阀13,其连接于先导泵30的压力油供给路31a,并将先导泵30的排出流量检测为绝对压力PGR;先导安全阀32,其连接于原动机转速检测阀13的下游侧的先导压力油供给路31b,并在先导压力油供给路31b生成恒定的先导压力Ppi;旁通锁定阀100,其连接于先导压力油供给路31b,通过旁通锁定杆24来切换将下游侧的压力油供给路31c连接于压力油供给路31b或者连接于油箱;多个先导阀单元60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g、60h,它们连接于旁通锁定阀100的下游侧的先导压力油供给路31c,并分别具备生成用于基于恒定的先导压力Ppi切换操作流量控制阀6a~6h的操作先导压力a1、a2;b1、b2;c1、c2;d1、d2;e1、e2;f1、f2;g1、g2;h1、h2的一对先导阀(减压阀);以及行驶操作检测回路(特定促动器操作检测回路)70,其具备以比较方式连接于先导阀单元60f、60g的一对先导阀的输出线的往复阀70a、70b、70c。
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31a与先导压力油供给路31b之间的流量检测阀50;以及将该流量检测阀50的前后差压输出为绝对压力PGR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)增大而使开口面积增大的可变节流部50a。先导泵30的排出油通过流量检测阀50的可变节流部50a向先导油路31b侧流动。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增大的前后差压,差压减压阀51将该前后差压作为绝对压力PGR输出至信号压力管路52。先导泵30的排出流量根据原动机1的转速而变化,因此对可变节流部50a的前后差压进行检测,从而能够对先导泵30的排出流量进行检测,进而能够对原动机1的转速进行检测。
先导阀单元60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g、60h分别具备于起重臂用的操作装置123a、悬臂用的操作装置122a、旋转用的操作装置122b、铲斗用的操作装置123b、摇摆用的操作装置125、左行驶用的操作装置124a、右行驶用的操作装置124b、刮板用的操作装置126,通过操作人员对操作杆进行操作而动作,进而生成对应的操作先导压力a1、a2;b1、b2;c1、c2;d1、d2;e1、e2;f1、f2;g1、g2;h1、h2。
连接有往复阀70a、70b、70c的先导阀单元60f、60g为行驶用,在操作行驶用的操作装置124a、124b时对应的操作先导压力(操作先导压力f1、f2;g1、g2中的最高的压力)作为行驶操作信号压力Ptpi被往复阀70a、70b、70c检测,向连接于最终段的往复阀70c的输出口的信号压力管路36、36a、36b输出检测到的行驶操作信号压力Ptpi。
从原动机转速检测阀13的差压减压阀51输出的绝对压力PGR作为目标LS差压导入调节器12,并且作为设定压力Pun0的一部分导入卸荷阀15的关闭方向动作侧。从差压减压阀11输出的绝对压力Pls作为反馈LS差压导入主泵2的调节器12,并且作为目标补偿差压导入压力补偿阀7a~7h的打开方向动作侧。另外,从原动机转速检测阀13的差压减压阀51输出的绝对压力PGR作为设定压力PA(后述)的一部分被导入信号压力安全阀16。另一方面,由行驶操作检测回路70检测出的行驶操作信号压力Ptpi作为设定压力PS(后述)的一部分经由信号压力管路36a导入主安全阀14,并且作为设定压力PA(后述)的一部分也经由信号压力管路36b导入信号压力安全阀16。
调节器12具有:LS控制阀12b;LS控制活塞(容量控制促动器)12c;扭矩控制(马力控制)活塞(容量控制促动器)12d;以及弹簧12e。
LS控制阀12b在沿着向LS控制活塞12c导入恒定的先导压力Ppi的方向动作的一侧的端部具有受压部12b1,在沿着将LS控制活塞12c的压力油向油箱释放的方向动作的一侧的端部具有受压部12b2。从差压减压阀11输出并经由切换阀80的绝对压力Pls(反馈LS差压)导入受压部12b1,从原动机转速检测阀13输出的绝对压力PGR(目标LS差压)导入受压部12b2,以如下方式进行动作:在Pls>PGR时,LS控制阀12b将恒定的先导压力Ppi导入LS控制活塞12c,在Pls<PGR时,LS控制阀12b将LS控制活塞12c的压力油向油箱释放。LS控制活塞12c以如下方式进行动作:导入恒定的先导压力Ppi,若压力上升,则使主泵2的倾转(容量)减少,将压力油向油箱释放,若压力减少,则使主泵2的倾转(容量)增加。由此,控制为从差压减压阀11输出的绝对压力Pls(主泵2的排出压力Pp与最高负荷压力管路35的节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的差压(反馈LS差压))与从原动机转速检测阀13输出的绝对压力PGR(目标LS差压)相等,其结果,控制为主泵2的排出压力比促动器3a~3h的最高负荷压力Plmaxa高出目标差压PGR。如上所述,LS控制阀12b与LS控制活塞12c构成以主泵2的排出压力比促动器3a~3h的最高负荷压力Plmaxa高出目标差压PGR的方式控制主泵2的容量的载荷传感控制部。
扭矩控制活塞12d导入主泵2的排出压力,通过该排出压力的上升使主泵2的倾转(容量)减少,从而以主泵2的吸收扭矩不超过预定扭矩的方式进行扭矩控制。弹簧12e设定其扭矩控制的限制扭矩。由此,扭矩控制活塞12d与弹簧12e构成在主泵2的排出压力增高时以主泵2的吸收扭矩不超过预定的限制扭矩的方式控制主泵2的容量的扭矩控制部。
压力补偿阀7a~7h具有向打开方向动作侧导入从差压减压阀11输出的绝对压力Pls的受压部7a1、7b1、7c1、7d1、7e1、7f1、7g1、7h1,绝对压力Pls设定为目标补偿差压。压力补偿阀7a~7h控制为流量控制阀6a~6h的前后差压与目标补偿差压相等。由此,在同时驱动多个促动器的复合操作时,不论促动器的负荷压力的大小如何,均与流量控制阀的开口面积比对应地分配主泵2的排出流量,能够确保良好的复合操作性。另外,在主泵2的排出流量成为不满足要求流量的饱和状态的情况下,差压减压阀11输出的绝对压力Pls与该供给不足的程度对应地降低,压力补偿阀的目标补偿差压降低,因此,在该情况下,也与流量控制阀的开口面积比对应地分配主泵2排出流量,能够确保良好的复合操作性。
卸荷阀15具有向关闭方向动作侧导入从原动机转速检测阀13输出的绝对压力PGR(目标LS差压)的受压部15a,并且在相同的关闭方向动作侧配置有弹簧15b。另外,卸荷阀15构成为向打开方向动作侧施加压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp,向关闭方向动作侧施加由最高负荷压力检测回路9检测出的最高负荷压力Plmax。卸荷阀15的设定压力被绝对压力PGR(目标LS差压)、弹簧15b的作用力以及最高负荷压力Plmax规定。即,卸荷阀15的设定压力作为将绝对压力PGR(目标LS差压)、弹簧15b的作用力的压力换算值以及最高负荷压力Plmax相加的压力被赋予,若主泵2的排出压力Pp比卸荷阀15的设定压力高,则卸荷阀15成为开状态,以使压力油供给路5的压力油返回油箱的方式进行动作,由此控制为主泵2的排出压力Pp不比在目标LS差压PGR加上弹簧15a的作用力的压力换算值的压力高。弹簧15a的作用力的压力换算值通常是比目标LS差压PGR小的值。
主安全阀14在关闭方向动作侧具有弹簧14a与受压部14b(第一受压部),受压部14b连接于信号压力管路36a,施加由行驶操作检测回路70检测出的行驶操作信号压力Ptpi。在行驶用的操作装置124a、124b的任一个未被操作且行驶操作信号压力Ptpi为油箱压力时,主安全阀14的设定压力PS是由弹簧14a设定的第一值PS1。在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上时,主安全阀14的设定压力PS通过弹簧14a与施加于受压部14b的行驶操作信号压力Ptpi从第一值PS1增加值比第一值PS1大的第二值PS2。如上所述,主安全阀14构成为通过将设定压力PS施加于受压部14b的行驶操作信号压力Ptpi而变化为两个值PS1、PS2的可变安全阀。
信号压力安全阀16在关闭方向动作侧具有弹簧16a,并且在打开方向动作侧具有第一受压部16b,受压部16b连接于信号压力管路52,信号压力安全阀16构成为通过将设定压力PA施加于受压部14b的原动机转速检测阀13的输出压力(绝对压力)PGR变化的可变安全阀。
另外,信号压力安全阀16在关闭方向动作侧具有第二受压部16c(第二受压部),受压部16c连接于信号压力管路36b,将由行驶操作检测回路70检测出的行驶操作信号压力Ptpi施加于受压部16c。在行驶用的操作装置124a、124b均未被操作且行驶操作信号压力Ptpi为油箱压力时,信号压力安全阀16的设定压力PA是基于弹簧16a的作用力与施加于受压部16b的绝对压力PGR的第三值PA1。在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且行驶操作信号压力Ptpi为阈值Ptr以上时,信号压力安全阀16的设定压力PA从第三值PA1增加至比第三值PA1大的第四值PA2。如上所述,信号压力安全阀16也构成为通过将设定压力PA施加于受压部16c的压力向两值PA1、PA2变化的可变安全阀。以下,将信号压力安全阀16称为信号压力可变安全阀。
图2是表示主安全阀14与信号压力可变安全阀16的相对于行驶操作信号压力Ptpi的设定压力的变化的图。在图中,横轴是由行驶操作检测回路70检测的行驶操作信号压力Ptpi,纵轴是主安全阀14与信号压力可变安全阀16的设定压力PS、PA。
在图2中,在行驶用的操作装置124a、124b均未被操作且行驶操作信号压力Ptpi为油箱压力时,主安全阀14的设定压力PS通过弹簧14a的作用力处于第一值PS1,在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上时,主安全阀14的设定压力PS通过施加于受压部14b的行驶操作信号压力Ptpi从第一值PS1增加ΔPt1而成为比第一值PS1大的第二值PS2。ΔPt1是行驶操作信号压力Ptpi施加于主安全阀14的受压部14b而被设定的压力值。
在行驶用的操作装置124a、124b均未被操作且行驶操作信号压力Ptpi为油箱压力时,信号压力可变安全阀16的设定压力PA通过弹簧16a的作用力与施加于受压部16b的绝对压力PGR处于第三值PA1,在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上时,信号压力可变安全阀16的设定压力PA通过施加于受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi从第三值PA1增加ΔPt2而成为比第三值PA1大的第四值PA2。ΔPt2是比阈值Ptr高的行驶操作信号压力Ptpi施加于信号压力可变安全阀16的受压部16c而被设定的压力值。在本实施方式中,ΔPt2=ΔPt1。
此处,弹簧16a构成为具有相当于压力值PS1+α的弹簧常数,信号压力可变安全阀16的设定压力PA被弹簧16a、施加于受压部16b的绝对压力PGR、施加于受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi控制为下式。
<在施加于受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi为油箱压力时>
PA1=PS1+α-PGR
<在施加于受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi为阈值Ptr以上时>
PA2=PS1+α+ΔPt2-PGR
=PS1+α+ΔPt1-PGR
=PS2+α-PGR
若将上式变形,则
PA1=PS1-(PGR-α)
PA2=PS2-(PGR-α)
此外,α是大于0且小于PGR的LS控制调整值(0<α<PGR)。
即,在行驶用的操作装置124a、124b均未被操作时、行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作时的任一个的情况下,信号压力可变安全阀16的设定压力PA1、PA2也被控制为比主安全阀14的设定压力PS1、PS2低PGR-α的值。如上所述,0<α<PGR,因此PGR-α成为比目标LS差压(载荷传感控制的目标差压)PGR小的值。
换言之,在行驶用的操作装置124a、124b均未被操作且主安全阀14的设定压力处于第一值PS1时,信号压力可变安全阀16的设定压力PA1处于比主安全阀14的设定压力的第一值PS1低的第三值PA1,在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且主安全阀14的设定压力增加至第二值PS2时,信号压力可变安全阀16构成为,信号压力可变安全阀16的设定压力从第三值PA1增加至比主安全阀14的设定压力的第二值PS2小的第四值PA4,并且主安全阀14的设定压力的第一值PS1与信号压力可变安全阀的设定压力的第三值PA1的差ΔPt1和主安全阀14的设定压力的第二值PS2与信号压力可变安全阀16的设定压力的第四值PA2的差均比载荷传感控制的目标差压PGR小。
另外,施加于受压部16b的绝对压力PGR作为目标LS差压被导入调节器12,因此信号压力可变安全阀16构成为,设定压力的第三值PA1以及第四值PA2伴随着目标LS差压(载荷传感控制的目标差压)PGR变小而增大,主泵2的排出压力与节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的差压(从差压减压阀11输出的绝对压力Pls)变小。
图3是表示搭载上述的液压驱动装置的液压挖掘机的外观的图。
在图3中,作为作业机械被广泛公知的液压挖掘机具备下部行驶体101、上部旋转体109以及摇摆式的前置作业机104,前置作业机104由起重臂104a、悬臂104b、铲斗104c构成。上部旋转体109能够通过旋转马达3c相对于下部行驶体101进行旋转。在上部旋转体109的前部安装有摇摆支柱103,在该摇摆支柱103以能够上下移动的方式安装有前置作业机104。摇摆支柱103通过摇摆缸3e的伸缩能够相对于上部旋转体109在水平方向上转动,前置作业机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的伸缩能够在上下方向上转动。在下部行驶体102的中央框架安装有通过刮板缸3h的伸缩而进行上下动作的刮板106。下部行驶体101通过行驶马达3f、3g的旋转来驱动左右的履带101a、101b,由此进行行驶。
在上部旋转体109设置有座舱罩类型的驾驶室108,在驾驶室108内设置有驾驶席121、前置/旋转用的左右的操作装置122、123(在图3仅左侧图示)、行驶用的操作装置124a、124b(在图4仅左侧图示)、摇摆用的操作装置125(参照图1)以及刮板用的操作装置126(参照图1)、旁通锁定杆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,在将左侧的操作装置122的操作杆向前后方向操作时,操作装置122作为旋转用的操作装置122b(图1)发挥功能,在将该操作装置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122a(图1)发挥功能,在将右侧的操作装置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123a(图1)发挥功能,在将该操作装置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123b(图1)发挥功能。
~比较例~
图4是表示比较例的图。就该比较例而言,在图1所示的本实施方式的液压驱动装置中,将信号压力可变安全阀16置换成专利文献1所记载的信号压力可变安全阀116。换言之,如专利文献1所记载的那样,在最高负荷压力管路35设置信号压力可变安全阀116的载荷传感控制系统的液压驱动装置中,如专利文献2所记载的那样,存在以主安全阀14的设定压力在行驶操作时从第一值PS1增加至第二值PS2的方式将主安全阀14构成为可变安全阀的情况。
在图4中,信号压力可变安全阀116不具备存在于图1所示的本发明的实施方式的受压部16c。因此,信号压力可变安全阀116的设定压力PA相对于施加于受压部16b的原动机转速检测阀13的输出压力(绝对压力)PGR,控制为成为下式。
PA=PS1+α-PGR
若将上式变形,则
PA=PS1-(PGR-α)
如上所述,PS1是行驶用的操作装置124a、124b均未被操作时的主安全阀14的设定压力,PS1+α是由弹簧16a的弹簧常数设定的压力值。α是大于0且小于PGR的LS控制调整值。
图4所示的比较例的除此以外的构成与图1所示的本实施方式的液压驱动装置相同。
在比较例中,设置信号压力可变安全阀116,因此在行驶用的操作装置124a、124b均未被操作且行驶操作信号压力Ptpi为油箱压力时,导入差压减压阀11的最高负荷压力Plmaxa凭借信号压力可变安全阀116的动作被限制为信号压力可变安全阀116的设定压力PS1-(PGR-α),因此即使在起重臂缸3a等工作缸类型的促动器到达行程末端的情况下,从差压减压阀11输出的绝对压力Pls也不成为0。因此,在该状态下,在复合操作其他的促动器的情况下,其他的促动器不会停止动作。
但是,比较例存在接下来的问题。
主安全阀14仅在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上时,使主安全阀14的设定压力从PS1增加至PS2。其目的是为了在行驶时确保行驶马达3f、3g所需的输出扭矩,提高越野性。
然而,在比较例1的构成中,在行驶操作时行驶马达3f、3g因障碍物、上坡行驶面的倾斜等的影响而停止旋转的情况下,主泵2的排出压力Pp凭借载荷传感控制的动作仅能够上升至比主安全阀14的设定压力的第二值PS2低的、在被信号压力可变安全阀116限制的最高负荷压力Plmaxa加上载荷传感控制的目标差压PGR的压力。其结果,行驶马达3f、3g的负荷压力未上升至主安全阀14的设定压力的第二值PS2,无法获得主安全阀14的设定压力的增加带来的行驶马达3f、3g的输出扭矩确保的效果。
图5的左侧(a)是表示在图4所示的比较例中输入行驶以外的操作装置的操作杆,在主泵2的排出压力Pp到达主安全阀14的设定压力PS1时的排出压力Pp与最大压力被信号压力可变安全阀116限制的最高负荷压力Plmaxa的关系的图。
在行驶马达3f、3g以外的促动器(例如起重臂缸3a)到达行程末端的情况下,如图5的左侧(a)所示,促动器的负荷压力上升,主泵2的排出压力Pp上升至设定压力的第一值PS1。此时,最高负荷压力管路35的节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa被信号压力可变安全阀116限制为PS1-(PGR-α),该最高负荷压力Plmaxa导入差压减压阀11。从差压减压阀11输出的绝对压力Pls作为目标补偿差压而导入压力补偿阀7a~7h。此时,目标补偿差压(Pp-Plmaxa)保持为大于0且小于PGR的值,因此压力补偿阀7a~7h不成为全闭,在该状态下能够使其他的促动器复合动作。
另外,在信号压力可变安全阀116的受压部16b导入由原动机转速检测阀13输出且成为目标LS差压的绝对压力PGR。因此,即便在任意的原动机转速的情况下,最高负荷压力Plmaxa也被信号压力可变安全阀116限制为PS1-(PGR-α),因此不论原动机1的转速如何,均能够获得良好的复合操作性。
另一方面,在行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作且行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上时,通过行驶操作信号压力Ptpi使主安全阀14的设定压力从第一值PS1增加至第二值PS2。
图5的右侧(b)是表示在图4所示的比较例中,行驶用的操作装置124a、124b的至少一个被操作,行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上,在主泵2的排出压力Pp到达主安全阀14的设定压力PS2时的排出压力Pp与最大压力被信号压力可变安全阀116限制的最高负荷压力Plmaxa的关系的图。
在行驶马达3f、3g因障碍物、上坡行驶面的倾斜等的影响而停止旋转的情况下,如图5的右侧(b)所示,行驶马达3f、3g的负荷压力伴随着行驶操作杆的输入而上升,主泵2的排出压力Pp暂时上升至PS2。
但是,另一方面,如上所述,最高负荷压力Plmaxa被信号压力可变安全阀116限制为PS1-(PGR-α),因此从差压减压阀11被输出的绝对压力Pls(Pp-Plmaxa)成为PGR+(PS2-PS1)-α。PS2-PS1=ΔPt1,通常,ΔPt1设定为比作为目标LS差压的PGR大的值。因此,绝对压力Pls比目标LS差压PGR大。
在设置于主泵2调节器12的LS控制阀12b的图4中左端导入PGR,在图4中右端导入Pls,因此在Pls>PGR的情况下,LS控制阀12b在图4中向左方向被按压而切换成右侧的位置,被先导安全阀32保持为恒定的值的先导一次压力经由LS控制阀12b被导入LS控制活塞12c,通过LS控制活塞12c缩小主泵2的倾转。主泵2的倾转减少继续至Pls与PGR相等。其结果,如图5B所示,主泵2的排出压力Pp降低并维持至PS1+α。
换句话说,行驶马达3f、3g的负荷压力未上升至作为行驶操作时的主安全阀14的设定压力的PS2,不论是否使主安全阀14可变,均产生无法获得必要的行驶马达3f、3g的输出扭矩的问题。
~动作~
接下来,对图1所示的本实施方式的动作进行说明。
首先,从被原动机1驱动的固定容量型的先导泵30排出的压力油被供给至压力油供给路31a。在压力油供给路31a连接有原动机转速检测阀13,原动机转速检测阀13通过流量检测阀50与差压减压阀51将与先导泵30的排出流量对应的流量检测阀50的前后差压输出为绝对压力PGR(目标LS差压)。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31b生成恒定的压力(先导一次压力)Ppi。
(a)全部的操作装置的操作杆为中立的情况
在全部的操作装置的操作杆为中立的情况下,在主安全阀14的受压部14b以及信号压力可变安全阀16的受压部16c经由行驶操作检测回路70的往复阀70a、70b、70c以及信号压力管路36、36a、36b导入油箱压力。此时,如图2所示,主安全阀14的设定压力是由弹簧14a设定的第一值PS1,信号压力可变安全阀16的设定压力成为由弹簧16a与受压部16b设定的第三值PA1,即PS1-(PGR-α)。
另外,全部的操作装置的操作杆为中立,因此全部的流量控制阀6a~6h成为中立位置。全部的流量控制阀6a~6h为中立位置,因此最高负荷压力检测回路9对油箱压力进行检测作为最高负荷压力Plmax。该最高负荷压力Plmax被导入卸荷阀15。
在卸荷阀15导入油箱压力作为最高负荷压力Plmax,因此若假定油箱压力为0,则卸荷阀15的设定压力是将施加于受压部15a的原动机转速检测阀13的输出压力PGR(目标LS差压)与弹簧15b的作用力的压力换算值相加的值,压力油供给路5的压力Pp通过该设定压力,被保持为对目标LS差压PGR加上弹簧15b的作用力的压力换算值的压力(Pp>PGR)。
另外,最高负荷压力Plmax经由节流件17被导入节流件17的下游侧,节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa被导入差压减压阀11与信号压力可变安全阀16。如上所述,此时的信号压力可变安全阀16的设定压力是PS1-(PGR-α),比被保持为油箱压力的Plmax更高,因此Plmax不被信号压力可变安全阀16限制,成为Plmaxa=Plmax。
差压减压阀11将压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp与最高负荷压力Plmaxa(=Plmax)的差压(Pp-Plmaxa)输出为绝对压力Pls。
在全部的操作装置的操作杆为中立的情况下,如上所述,Plmaxa(=Plmax)为油箱压力,因此若假定为油箱压力为0,则Pls=Pp-Plmaxa=Pp>PGR的关系成立。
从差压减压阀11输出的绝对压力Pls作为反馈LS差压被导入调节器12的LS控制阀12b。LS控制阀12b将Pls与PGR进行比较,由于Pls>PGR,因此LS控制阀12b在图1中向左方向被按压而切换成右侧的位置,将由先导安全阀32生成的恒定的先导一次压力Ppi导入LS控制活塞12c。向LS控制活塞12c导入恒定的先导一次压力Ppi,因此主泵2的容量(流量)被保持为最小。
(b)输入行驶以外的操作装置的操作杆的情况
在输入行驶以外的操作装置的操作杆的情况下,在主安全阀14的受压部14b以及信号压力可变安全阀16的受压部16c,与(a)的情况相同,经由行驶操作检测回路70的往复阀70a、70b、70c以及信号压力管路36、36a、36b导入油箱压力。此时,如图2所示,主安全阀14的设定压力是由弹簧14a设定的第一值PS1,信号压力可变安全阀16的设定压力是由弹簧16a与受压部16b设定的第三值PA1,即PS1-(PGR-α)。
考虑输入行驶以外的操作装置的操作杆,例如起重臂操作杆的情况。
若将起重臂操作杆向起重臂缸3a伸长的朝向,换句话说起重臂上升方向输入,则通过起重臂用的先导阀单元60a输出起重臂上升的操作先导压力a1,流量控制阀6a在图1向右方向切换。若流量控制阀6a从中立位置切换,则向起重臂缸3a供给压力油,并且起重臂缸3a的负荷压力经由流量控制阀6a的负荷口被包含往复阀9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g的最高负荷压力检测回路9检测为最高负荷压力Plmax,该最高负荷压力Plmax被导入卸荷阀15,并且被导入节流件17的下游侧,在节流件17的下游侧,最高负荷压力Plmaxa被导入差压减压阀11与信号压力可变安全阀16。
最高负荷压力Plmax被导入卸荷阀15,由此卸荷阀15的设定压力上升至将施加于受压部15a的原动机转速检测阀13的输出压力PGR(目标LS差压)、弹簧15b的作用力的压力换算值以及最高负荷压力Plmax(起重臂缸3a的底部侧的负荷压力)相加的压力(PGR+弹簧15b的作用力的压力换算值+Plmax),切断将压力油供给路5的压力油向油箱排出的油路。
另一方面,信号压力可变安全阀16的设定压力如上所述是PS1-(PGR-α),节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的最大压力被限制为PS1-(PGR-α)。
差压减压阀11将压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp与最高负荷压力Plmaxa的差压(Pp-Plmaxa)输出为绝对压力Pls,该绝对压力Pls作为反馈LS差压被导入调节器12的LS控制阀12b。LS控制阀12b将Pls与PGR进行比较。
在输入起重臂上升的操作杆后,主泵2的排出压力Pp与起重臂缸3a的负荷压力相比较低(Pp<Plmax),因此从差压减压阀11输出的绝对压力(反馈LS差压)Pls成为Pls=Pp-Plmaxa<PGR。
对于调节器12的LS控制阀12b而言,由于Pls<PGR,因此在图1中向右方向被按压而切换成左侧的位置,将LS控制活塞12c的压力油释放至油箱,使主泵2的倾转(容量)增加。主泵2的倾转增加继续至Pls=PGR,即Pp=Plmaxa+PGR。
从主泵2排出至压力油供给路5的压力油压力经由补偿阀7a、流量控制阀6a被供给至起重臂缸3a的底部侧,使起重臂缸3a伸长。若起重臂缸3a伸长到达行程末端,则起重臂缸3a的负荷压力以及压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp上升至主安全阀14的设定压力PS1。
图6的左侧(a)是表示输入行驶以外的操作装置的操作杆,在主泵2的排出压力Pp到达主安全阀14的设定压力PS1时的排出压力Pp与最大压力被信号压力可变安全阀16限制的最高负荷压力Plmaxa的关系的图。
如图6的左侧(a)所示,主安全阀14的设定压力为PS1,因此压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp上升至PS1。
另一方面,节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa由于信号压力可变安全阀16的设定压力为PS1-(PGR-α),所以其设定压力被限制为PS1-(PGR-α)。其结果,从差压减压阀11输出的绝对压力Pls如下。
Pls=Pp-Plmaxa=PS1-(PS1-(PGR-α))=PGR-α
此处,α如上所述是大于0且小于PGR的值,因此如下。
0<Pls<PGR
由此,即使在起重臂缸3a到达行程末端且其负荷压力到达主安全阀14的设定压力PS1的情况下,反馈LS差压Pls也不成为0,因此压力补偿阀7a~7h不成为全闭,在该状态下,即便在复合操作其他的促动器的情况下,其他的促动器也不会停止动作。
另外,在信号压力可变安全阀16的受压部16b导入被原动机转速检测阀13输出且成为目标LS差压的绝对压力PGR,信号压力可变安全阀16的设定压力的第三值PA1以及第四值PA2伴随着目标LS差压PGR变小而增大,从差压减压阀11输出的绝对压力Pls(主泵2的排出压力Pp与节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的差压)变小。因此,即使目标LS差压PGR因原动机转速的变化而向任意的值变化,最高负荷压力Plmaxa的最大压力也被信号压力可变安全阀16限制为PS1-(PGR-α),主泵2的排出压力Pp与节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的差压Pls与目标LS差压PGR对应地变化,因此不论原动机1的转速如何,均能够获得良好的复合操作性。
(c)输入行驶操作装置的操作杆的情况
在输入行驶用的操作装置124a、124b的任一个或者双方的操作杆的情况下,通过行驶操作检测回路70的往复阀70a、70b、70c选择高压,若导入主安全阀14的受压部14b与信号压力可变安全阀16的受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上,则如图2所示,主安全阀14的设定压力增加至在由弹簧14a设定的第一促动器PS1加上由受压部14b的行驶操作信号压力Ptpi设定的值ΔPt的PS2,信号压力可变安全阀16的设定压力增加至在由弹簧16a与受压部16b设定的第三值PA1加上由受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi设定的值ΔPt的PA2,即PS2+α-PGR。
此处,考虑操作行驶用操作装置124a的左行驶先导阀单元60f的图中左侧的先导阀(减压阀)的情况。先导阀的操作先导压力f1被导入流量控制阀6f的图1左侧,因此流量控制阀6f向右方向被按压而切换成左侧的位置。由此,向左行驶马达3f的图1左侧的口供给压力油,并且左行驶马达3f的负荷压力经由流量控制阀6f的负荷口、往复阀9e、9f、9g被检测为最高负荷压力Plmax,该最高负荷压力Plmax被导入卸荷阀15,并且经由节流件17被导入节流件17的下游侧,作为最高负荷压力Plmaxa被导入差压减压阀11与信号压力可变安全阀16。
最高负荷压力Plmax被导入卸荷阀15,由此卸荷阀15的设定压力上升至将施加于受压部15a的原动机转速检测阀13的输出压力PGR(目标LS差压)、弹簧15b的作用力的压力换算值以及最高负荷压力Plmax(左行驶马达3f的负荷压力)相加的压力(PGR+弹簧15b的作用力的压力换算值+Plmax),切断将压力油供给路5的压力油向油箱排出的油路。
另一方面,在行驶操作信号压力Ptpi为阈值Ptr以上的情况下,信号压力可变安全阀16的设定压力如上所述为PS2-(PGR-α),节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的最大压力被限制为PS2-(PGR-α)。
差压减压阀11将压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp与节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa的差压(Pp-Plmaxa)输出为绝对压力Pls,该绝对压力Pls作为反馈LS差压被导入调节器12的LS控制阀12b。
LS控制阀12b与(b)的情况相同,将Pls与PGR进行比较,对主泵2的倾转进行控制,以使Pls与PGR相等。从主泵2排出至压力油供给路5的压力油经由压力补偿阀7f、流量控制阀6f被供给至左行驶马达3f,使左行驶马达3f旋转。
此处,若左行驶马达3f的负荷压力因障碍物、上坡行驶面的倾斜等而增加,旋转停止,则左行驶马达3f的负荷压力以及压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp上升,在行驶操作信号压力Ptpi为阈值Ptr以上的情况下,如图2所示,主安全阀14的设定压力成为PS2,因此压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp上升至PS2。
图6的右侧(b)是表示输入行驶操作装置的操作杆且行驶操作信号压力Ptpi为阈值Ptr以上,在主泵2的排出压力Pp到达主安全阀14的设定压力PS2时的排出压力Pp与最大压力被信号压力可变安全阀16限制的最高负荷压力Plmaxa的关系的图。
如图6的右侧(b)所示,主安全阀14的设定压力为PS2,因此压力油供给路5的压力(主泵2的排出压力)Pp上升至PS2。
另一方面,节流件17的下游侧的最高负荷压力Plmaxa由于信号压力可变安全阀16的设定压力为PS2-(PGR-α),所以其设定压力被限制为PS2-(PGR-α)。其结果,从差压减压阀11被输出的绝对压力Pls如下。
Pls=Pp-Plmaxa=PS2-(PS1-(PGR-α))=PGR-α
此处,α如上所述是大于0且小于PGR的值,因此如下。
0<Pls<PGR
对于调节器12的LS控制阀12b而言,由于Pls<PGR,因此在图1中向右方向被按压而切换成左侧的位置,将LS控制活塞12c的压力油向油箱释放,使主泵2的倾转(容量)增加。主泵2的倾转增加继续至Pls=PGR,即Pp=Plmaxa+PGR。
换句话说,在左行驶马达3f的负荷压力欲到达主安全阀14的设定压力PS2的情况下,最高负荷压力Plmaxa被信号压力可变安全阀16的动作限制为PS2-(PGR-α),反馈LS差压Pls成为PGR-α(Pls如图4所示的比较例那样不比PGR大),因此主泵2的排出压力(左行驶马达3f的负荷压力)上升至主安全阀14的设定压力PS2,不会如比较例那样因主泵2的载荷传感控制而不使左行驶马达3f的负荷压力到达PS2。
另外,在左行驶马达3f的负荷压力到达主安全阀14的设定压力PS2的情况下,从差压减压阀11作为目标补偿差压被输出的绝对压力Pls不成为0,因此即便在该状态下复合操作其他的促动器的情况下,其他的促动器也不会停止动作。
另外,与输入上述(b)的行驶以外的操作装置的操作杆的情况相同,在信号压力可变安全阀16的受压部16b导入被原动机转速检测阀13输出且成为目标LS差压的绝对压力PGR,因此即使目标LS差压PGR因原动机转速的变化而向任意的值变化,最高负荷压力Plmaxa的最大压力也被信号压力可变安全阀16与目标LS差压PGR对应地限制,因此不论原动机1的转速如何,均能够获得良好的复合操作性。
另外,在本实施方式中,在信号压力可变安全阀16的设定压力从第三值PA1增加至第四值PA2时,主安全阀14的设定压力增加与从第一值PS1向第二值PS2增加的值ΔPt1相同的值ΔPt2。由此,在从驱动行驶马达3f、3g以外的促动器的状态移至同时驱动行驶马达3f、3g的复合操作,并且行驶马达3f、3g的负荷压力上升,从而使主泵2的排出压力Pp上升至主安全阀14的设定压力的第二值PS2时,主泵2的排出压力Pp与最高负荷压力Plmaxa的差压在主泵2的排出压力Pp上升至PS2的前后被保持为相同的值。因此,在主泵2的排出压力Pp上升至PS2的前后,压力补偿阀7a~7h的目标补偿差压不变化,行驶马达3f、3g以外的促动器的动作速度不变化,能够获得良好的复合操作性。
~效果~
如以上那样,在本实施方式中,信号压力可变安全阀16在关闭方向动作侧具有第二受压部16c,若施加于第二受压部16c的行驶操作信号压力Ptpi成为阈值Ptr以上,则信号压力可变安全阀16的设定压力以与主安全阀16的设定压力从PS1向PS2增加的情况一致的方式从PA1增加至PA2(=PS2-(PGR-α))。由此,在左行驶马达3f的负荷压力欲到达主安全阀14的设定压力PS2的情况下,通过信号压力可变安全阀16的动作,能够获得Pls<PGR的关系,因此,如图6B所示,能够通过载荷传感控制使主泵2的排出压力Pp上升至PS2,能够在行驶时确保行驶马达3f、3g所需的输出扭矩,提高越野性。
另外,即使在左行驶马达3f的负荷压力到达主安全阀14的设定压力的第二值PS2的情况下,从差压减压阀11作为目标补偿差压被输出的绝对压力Pls也不成为0,因此即便在该状态下复合操作其他的促动器的情况下,其他的促动器也不会停止动作止,能够保持良好的复合操作性。
另外,在信号压力可变安全阀16的受压部16b导入有被原动机转速检测阀13输出且成为目标LS差压的绝对压力PGR,因此即使目标LS差压PGR因原动机转速的变化而向任意的值变化,最高负荷压力Plmaxa的最大压力也被信号压力可变安全阀16限制为PS1-(PGR-α),因此不论原动机1的转速如何,均能够获得良好的复合操作性。
另外,在信号压力可变安全阀16的设定压力从第三值PA1增加至第四值PA2时,主安全阀14的设定压力增加与从第一值PS1向第二值PS2增加的值ΔPt1相同的值ΔPt2,因此在从驱动行驶马达3f、3g以外的促动器的状态移至同时驱动行驶马达3f、3g的复合操作,并且行驶马达3f、3g的负荷压力上升而使主泵2的排出压力Pp上升至主安全阀14的设定压力的第二值PS2时,主泵2的排出压力Pp与最高负荷压力Plmaxa的差压在主泵2的排出压力Pp上升至PS2的前后被保持为相同的值。因此,在主泵2的排出压力Pp上升至PS2的前后,压力补偿阀7a~7h的目标补偿差压不变化,行驶马达3f、3g以外的促动器的动作速度不变化,能够获得良好的复合操作性。
~其他~
在以上的实施方式中,虽对工程机械为液压挖掘机,在使主安全阀14的设定压力增加的情况下被操作的特定的促动器为行驶马达3f、3g的情况进行了说明,但特定的促动器也可以是行驶马达以外的促动器,可以是一个促动器,也可以是多个促动器。例如,特定的促动器也可以是起重臂缸3a、悬臂缸3b、铲斗缸3d的至少一个,在操作上述的促动器时,使主安全阀14的设定压力增加,从而能够增大例如挖掘装载作业的挖掘力、作业速度,进而能够提高作业效率。
另外,若为具备优选使主安全阀14的设定压力增加,从而增大驱动力的促动器的工程机械,则也可以在液压行驶吊车等、液压挖掘机以外的工程机械应用本发明。
另外,在上述实施方式中,设置将主泵2的排出压力与最高负荷压力Plmaxa输出为绝对压力的差压减压阀11,将该输出压Pls导入压力补偿阀7a~7h,设定目标补偿差压,并且作为反馈差压导入LS控制阀12b,但也可以不设置差压减压阀11,利用不同的油路将主泵2的排出压力与最高负荷压力导入压力控制阀7a~7h、LS控制阀12b。
另外,在上述实施方式中,虽将目标LS差压设定为因从原动机转速检测阀13被输出的绝对压力PGR而与原动机1的转速对应地变化的值,但在不需要使目标LS差压与原动机的转速对应地变化的情况下,目标LS差压也可以是固定值。
另外,在上述实施方式中,在信号压力可变安全阀16的设定压力从第三值PA1增加至第四值PA2时,主安全阀14的设定压力增加与从第一值PS1向第二值PS2增加的值ΔPt1相同的值ΔPt2,但若增加后的第四值PA2与主安全阀14的设定压力的第二值PS2的差比目标LS差压PGR小,则ΔPt2也可以是不与ΔPt1相同的值。例如,也可以将ΔPt2设定为比ΔPt1小,在该情况下,在移至行驶复合操作时,主泵2的排出压力Pp与最高负荷压力Plmaxa的差压Pls变小,从而行驶速度变迟,进而能够提高行驶复合操作中的安全性。
符号的说明
1—原动机,2—主泵(液压泵),3a~3h—促动器,3f、3g—行驶马达(特定的促动器),4—控制阀单元,6a~6h—流量控制阀,7a~7h—压力补偿阀,9—最高负荷压力检测回路,12—调节器(泵控制装置),12c—LS控制活塞(容量控制促动器),12d—扭矩控制活塞(容量控制促动器),14—主安全阀,14b—主安全阀的受压部(第一受压部),15—卸荷阀,16—信号压力可变安全阀(信号压力安全阀),16c—信号压力可变安全阀的受压部(第二受压部),17—节流件,35—最高负荷压力检测管路,70—行驶操作检测回路,124a、124b—行驶用的操作装置。
Claims (5)
1.一种工程机械的液压驱动装置,其具备:
被原动机驱动的可变容量型的液压泵;
通过由该液压泵排出的压力油被驱动的多个促动器;
对从所述液压泵供给至所述多个促动器的压力油的流量进行控制的多个流量控制阀;
以所述多个流量控制阀的前后差压与目标补偿差压相等的方式分别对所述多个流量控制阀的前后差压进行控制的多个压力补偿阀;
以所述液压泵的排出压力比所述多个促动器的最高负荷压力高出目标差压的方式对所述液压泵的容量进行载荷传感控制的泵控制装置;
对所述液压泵的排出压力的最大压力进行限制的主安全阀;
对所述多个促动器的最高负荷压力进行检测并将检测出的最高负荷压力输出至最高负荷压力管路的最高负荷压力检测回路;以及
经由节流件连接于所述最高负荷压力管路并将导入所述节流件的下游侧的最高负荷压力的最大压力限制为比所述主安全阀的设定压力低的压力的信号压力安全阀,
所述液压泵的排出压力与所述节流件的下游侧的最高负荷压力的差压导入所述泵控制装置,所述泵控制装置以所述差压与所述载荷传感控制的目标差压相等的方式对所述液压泵的容量进行控制,并且所述液压泵的排出压力与所述节流件的下游侧的最高负荷压力的差压作为所述目标补偿差压而导入所述多个压力补偿阀,
所述工程机械的液压驱动装置的特征在于,
所述主安全阀构成为,在未操作所述多个促动器中的特定的促动器时,所述主安全阀的设定压力处于第一值,在操作了所述特定的促动器时,所述主安全阀的设定压力从所述第一值增加至比所述第一值大的第二值,
所述信号压力安全阀构成为,在未操作所述特定的促动器且所述主安全阀的设定压力处于所述第一值时,所述信号压力安全阀的设定压力处于比所述主安全阀的设定压力的第一值小的第三值,在操作所述特定的促动器且所述主安全阀的设定压力增加至所述第二值时,所述信号压力安全阀的设定压力从所述第三值增加至比所述主安全阀的设定压力的第二值小的第四值,并且所述主安全阀的设定压力的第一值与所述信号压力安全阀的设定压力的第三值的差和所述主安全阀的设定压力的第二值与所述信号压力安全阀的设定压力的第四值的差均比所述载荷传感控制的目标差压小。
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,
所述信号压力安全阀构成为,在所述信号压力安全阀的设定压力从第三值增加至第四值时,所述主安全阀的设定压力增加与从第一值增加至第二值的值相同的值。
3.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,
所述信号压力安全阀构成为,所述设定压力的第三值以及第四值伴随着所述载荷传感控制的目标差压变小而增大,所述液压泵的排出压力与所述节流件的下游侧的最高负荷压力的差压变小。
4.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,
进一步具备操作装置,该操作装置生成用于切换操作所述多个流量控制阀的操作先导压力,
所述主安全阀具有施加所述特定的促动器的操作装置所生成的操作先导压力的第一受压部,在施加于所述第一受压部的操作先导压力比阈值低时,所述设定压力为所述第一值,若所述操作先导压力为所述阈值以上,则所述设定压力增加至所述第二值,
所述信号压力安全阀具有施加所述特定的促动器的操作装置所生成的操作先导压力的第二受压部,在施加于所述第二受压部的操作先导压力比所述阈值低时,所述设定压力为所述第三值,若所述操作先导压力为所述阈值以上,则所述设定压力增加至所述第四值。
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,
所述工程机械是液压挖掘机,
所述特定的促动器是所述液压挖掘机的行驶马达。
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