CN109563862B - 作业机械的液压驱动装置 - Google Patents

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Abstract

在向蓄压器储蓄能量并对能量进行回收、重用的作业机械中,在进行将前作业机下降的动作时,具有与由货物等而产生的前作业机的负载变化对应的操作性。在具备主泵(101)、起重臂缸(3)、油箱(20)、流量控制阀(6)以及储能器(300)的液压驱动装置(5)中,具有:配置于起重臂缸(3)与储能器(300)之间,且对来自起重臂缸(3)的排出油与流量控制阀(6)的前后差压成为目标差压的方式控制的第一差压控制阀(201);以及配置于储能器(300)与油箱(20)之间,且对排出油以包含流量控制阀(6)及第一差压控制阀(201)的上游压与下游压的差压成为目标差压的方式控制的第二差压控制阀(202),第一及第二差压控制阀(201、202)构成为目标差压根据排出油的压力的增加而变大。

Description

作业机械的液压驱动装置
技术领域
本发明涉及作业机械的液压驱动装置。
背景技术
已知有如下能量回收重用(再生)装置:在对以液压挖掘机等为代表的作业机械的前作业机的位置能量进行回收时,使起重臂缸(液压驱动器)的底室和杆室连通,将从起重臂缸的底室流出的压力油再生至杆室,从而提升起重臂缸的底压,并且另一方面,在储能器(蓄压器)储蓄能量。
例如,专利文献1记载了在从起重臂缸的底室连接至储能器的路径上具备回收用压力补偿阀以及回收流量控制阀。回收用压力补偿阀以将回收流量控制阀的出口节流部的前后差压保持恒定的方式进行控制。由此,能够不受因储能器的蓄压状况而变化的储能器压的影响,将回收流量控制阀的通过流量控制为与回收流量控制阀的开口面积相应的目标流量,起重臂缸的收缩速度被控制为预定的目标速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-170485号公报
发明内容
发明所要解决的课题
一般,在不具备向储能器储蓄能量的能量回收重用装置的液压挖掘机中,在空中进行起重臂下降动作时,不进行上述那样的流量控制阀的出口节流部的压力控制。因此,若在抬升土砂等货物的状态下进行起重臂下降动作,则因货物自身而产生的负载变大,起重臂缸的缸速度变快。因此,在保持重的货物的情况下,操作人员具有前作业机比空载时更快地下降这样的一般的认识,并操作前作业机。
但是,就专利文献1记载的技术而言,起重臂缸的缸速度以不依赖于负载的大小,成为恒定的方式被控制,因此,即使在以抬升土砂等货物的状态进行起重臂下降动作的情况下,也成为与在空载的状态下进行起重臂下降动作的情况相同的速度,与操作人员的一般的认识之间产生偏差,可能导致对操作性产生影响。
因此,本发明的目的在于提供一种作业机械的液压驱动装置,在向蓄压器储蓄能量并将能量回收、重用的作业机械中,在进行将前作业机下降的动作时,具有与因货物等而产生的前作业机的负载变化对应的操作性。
用于解决课题的方案
为了实现上述的目的,提供一种作业机械的液压驱动装置,具备:液压泵;通过从上述液压泵供给的压力油进行驱动的液压驱动器;存储来自上述液压驱动器的回油的油箱;用于控制从上述液压驱动器排出的压力油的流动的流量控制阀;以及对从上述液压驱动器的底室排出且经由上述流量控制阀流向上述油箱的压力油进行蓄压的蓄压器,上述作业机械的液压驱动装置的特征在于,具有:第一差压控制阀,其配置于上述液压驱动器与上述蓄压器之间以上述流量控制阀的上游压与下游压的差压成为预定的目标差压的方式对从上述液压驱动器排出的压力油进行控制;以及第二差压控制阀,其配置于上述蓄压器与上述油箱之间以包含上述流量控制阀及上述第一差压控制阀的上游压与下游压的差压成为上述预定的目标差压的方式对从上述液压驱动器排出的压力油进行控制,上述第一差压控制阀及上述第二差压控制阀分别构成为,上述预定的目标差压根据从上述液压驱动器排出的压力油的压力的增加而变大。
发明的效果
根据本发明,在应用于向蓄压器储蓄能量而对能量进行回收、重用的作业机械的液压驱动装置中,在进行将前作业机下降的动作时,能够具有与由货物等而产生的前作业机的负载变化对应的操作性。上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明将明确。
附图说明
图1是表示应用本发明的液压挖掘机的一结构例的外观图。
图2是表示本发明的第一实施方式的液压驱动装置的结构的图。
图3是用于说明第一实施方式的第一差压控制阀的结构的示意图。
图4是说明第一差压控制阀及第二差压控制阀的负载依存特性的图。
图5是说明在储能器可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置的动作的图。
图6是说明在储能器充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置的动作的图。
图7是说明进行机身抬升动作的情况下的液压驱动装置的动作的图。
图8是表示本发明的第二实施方式的液压驱动装置的结构的图。
图9是说明起重臂缸的底压与电磁比例减压阀的设定压的关系的图。
图10是表示本发明的第三实施方式的液压驱动装置的结构的图。
图11是说明第三实施方式的第一差压控制阀及第二差压控制阀的控制处理的内容的流程图。
图12是说明在储能器可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的第三实施方式的液压驱动装置的动作的图。
图13是说明在储能器充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的第三实施方式的液压驱动装置的动作的图。
图14是说明进行机身抬升动作的情况下的第三实施方式的液压驱动装置的动作的图。
具体实施方式
本发明的第一~第三实施方式的液压驱动装置应用于作为作业机械的一形式的液压挖掘机。首先,参照图1,对液压挖掘机的概略结构进行说明。
图1是表示液压挖掘机400的一结构例的外观图。
液压挖掘机400具备:用于在路面行驶的行驶体401;可回转地安装于行驶体401的上方的回转体402;以及可俯仰运动地连结于回转体402而进行挖掘等作业的前作业机404。
回转体402具备:配置于车身的前部,供操作人员搭乘的驾驶室402A;配置于车身的后部,用于以不会使车身倾倒的方式保持平衡的配重402B;以及配置于驾驶室402A与配重402B之间,在内部容纳后述的液压驱动装置等的机械室402C。
前作业机404具备:基端可转动地安装于回转体402,相对于车身在上下方向上转动的起重臂405;可转动地安装于起重臂405的前端,相对于车身在上下方向上转动的悬臂406;以及可转动地安装于悬臂406的前端,相对于车身在上下方向上转动的铲斗407。
铲斗407例如能够变更为抓木材、岩石、废弃物等的抓钩、挖掘岩盘的破碎机等附件。由此,液压挖掘机400使用适于作业内容的附件,能够进行包含挖掘、破碎等的各种作业。
另外,前作业机404具有:连结回转体402和起重臂405,通过伸缩使起重臂405转动的起重臂缸3;连结起重臂405和悬臂406,通过伸缩使悬臂406转动的悬臂缸408;以及连结悬臂406和铲斗407,通过伸缩使铲斗407转动的铲斗缸409。
起重臂缸3、悬臂缸408以及铲斗缸409是通过从主泵101(参照图2)供给的压力油而驱动的液压驱动器的一种形式。这些液压驱动器的驱动通过液压驱动装置进行控制。以下,对于起重臂缸3的液压驱动装置的结构及动作,按照实施方式进行说明。
<第一实施方式>
对于本发明的第一实施方式的液压驱动装置5,参照图2~图7进行说明。
(液压驱动装置5的结构)
首先,参照图2~图4对液压驱动装置5的结构进行说明。
图2是表示第一实施方式的液压驱动装置5的结构的图。图3是用于说明第一实施方式的第一差压控制阀201的结构的示意图。图4是说明第一差压控制阀201及第二差压控制阀202的负载依存特性的图。
如图2所示,液压驱动装置5具备:原动机1;通过原动机1进行驱动,通过调节器111来控制吐出流量的作为可变容量型的液压泵的主泵101;作为固定容量型的液压泵的先导泵30;通过从主泵101的吐出口101a吐出至压力油供给路105的压力油驱动的起重臂缸3;用于操作起重臂缸3的操作装置122;用于控制从主泵101向起重臂缸3供给的压力油的流量的控制阀单元4;储存来自起重臂缸3的回油的油箱20;以及对从控制阀单元4流向油箱20的压力油进行蓄压的作为蓄压器的储能器300。
控制阀单元4具有:用于控制起重臂缸3的压力油的流动(流量及方向)的流量控制阀6;用于控制流量控制阀6的入口节流部6di、6ei的前后差压的压力补偿阀7;防止从起重臂缸3排出的压力油向压力油供给路105逆流的止回阀11;以压力油供给路105的压力不成为设定压力以上的方式控制的主溢流阀114;以及在预定的条件下通过成为打开状态而使压力油供给路105的压力油返回油箱20的卸载阀115。流量控制阀6、压力补偿阀7、止回阀11、主溢流阀114以及卸载阀115分别连接于压力油供给路105。
流量控制阀6通常通过弹簧的力而位于图2所示的位置c。若操作装置122的控制杆向图2所示的m方向倒(起重臂405的下降动作),则生成与控制杆的操作量相应的起重臂下降指令压a,根据该起重臂下降指令压a的大小,流量控制阀6向图2所示的位置d移动。由此,位置d侧的入口节流部6di及出口节流部6do开口,从起重臂缸3的底室3a排出的压力油、以及向杆室3b供给的压力油的流动被控制。
另外,若操作装置122的控制杆向图2所示的n的方向倒(起重臂405的上升动作),则生成与控制杆地操作量相应的起重臂上升指令压b,根据该起重臂上升指令压b的大小,流量控制阀6向图2所示的位置e移动。由此,位置e侧的入口节流部6ei及出口节流部6eo开口,向起重臂缸3的底室3a供给的压力油、及从杆室3b排出的压力油的流动被控制。
就卸载阀115而言,若压力油供给路105的压力比通过从主泵101的吐出口101a吐出的压力油来驱动的多个驱动器(起重臂缸3、悬臂缸408以及铲斗缸409等)的最高负载压加上由弹簧决定的设定压(预定的压力)而得到的压力(卸载阀设定压)高,则成为打开状态。由此,压力油供给路105的压力油返回油箱20。
另外,控制阀单元4具有:连接于流量控制阀6的负载口,将入口节流部6di、6ei的下游压作为起重臂缸3的负载压Pl(以下,简称为“负载压Pl”)而检测的负载检测回路131;连接于止回阀11的下游侧,用于将从起重臂缸3的底室3a排出的压力油经由流量控制阀6引导至杆室3b的再生油路106;以及用于将在操作装置122生成的起重臂下降指令压a引导至压力补偿阀7的信号油路107。
再生油路106设有允许从起重臂缸3的底室3a排出的压力油向止回阀11的下游流动且防止其逆流的止回阀12。
进一步地,控制阀单元4具有:连接于起重臂缸3的底室3a,根据起重臂缸3的底压的大小来切换的第一切换阀40;以及设于负载检测回路131,根据信号油路107的压力的大小来切换的第二切换阀41。
第一切换阀40在起重臂缸3的底压比预先设定的预定的阈值α(以下,简称为“阈值α”)大的情况下,将操作装置122生成的起重臂下降指令压a经由信号油路107引导至压力补偿阀7,使压力补偿阀7向关闭方向作用。由此,能够防止压力油供给路105的压力油向起重臂缸3流入。另外,在起重臂缸3的底压比阈值α小的情况下,第一切换阀40切换成将信号油路107的压力油排出至油箱20。
第二切换阀41在信号油路107的压力比预先设定的预定的阈值β(以下,简称为“阈值β”)小的情况下,将负载检测回路131检测出的负载压Pl引导至卸载阀115及调节器111,在信号油路107的压力比阈值β大的情况下,将油箱压(大致0MPa)作为负载压Pl引导至卸载阀115及调节器111。
本实施方式中,控制阀单元4具有:配置于起重臂缸3(流量控制阀6)与储能器300之间的第一差压控制阀201;以及配置于储能器300与油箱20之间的第二差压控制阀202。
第一差压控制阀201以如下方式进行控制:当压力油从起重臂缸3的底室3a向流量控制阀6流动时,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的上游压和下游压(前后差压)成为预定的目标差压(以下,简称为“目标差压”)。第二差压控制阀202以如下方式进行控制:流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的上游压与第一差压控制阀201的下游压的差压、即包含流量控制阀6及第一差压控制阀201的上游压与下游压的差压成为目标差压。
第一差压控制阀201及第二差压控制阀202分别具有图4的直线B所示那样的负载依存特性。在此,“负载依存特性”是指以随着施加于起重臂缸3的负载(压力)变大,目标差压变大的方式变化的特性。
具体而言,在第一差压控制阀201中,根据起重臂缸3的底压的增加,目标差压变大,由此被控制为,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压变大,通过出口节流部6do的流量增大。
同样地,在第二差压控制阀202中,根据起重臂缸3的底压的增加,目标差压变大,由此被控制为,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的上游压(起重臂缸3的底压)与第一差压控制阀201的下游压的差压变大,通过出口节流部6do及第一差压控制阀201的流量增加。
本实施方式中,第一差压控制阀201及第二差压控制阀202分别是具有第一受压室和第二受压室的压力补偿阀,上述第一受压室用于向将连接流量控制阀6和油箱20的管路关闭的方向作用,第二受压室用于向将连接流量控制阀6和油箱20的管路打开的方向作用。此外,第一差压控制阀201的构造和第二差压控制阀202的构造相同,因此以第一差压控制阀201侧的构造为例来列举,参照图3进行说明。
如图3所示,第一差压控制阀201具有将管路向关闭方向作用的第一受压室201a和将该管路向打开方向作用的第二受压室201b,其中,上述管路将从起重臂缸3的底室3a排出的压力油经由流量控制阀6流向储能器300及第二差压控制阀202。
对作为向关闭方向动作的一侧的第一受压室201a施加(作用)起重臂缸3的底压Pb(以下,简称为“底压Pb”),对作为向打开方向动作的一侧的第二受压室201b施加(作用)流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的下游压Pz。而且,第一受压室201a的受压面积(第一受压面积Aa)设定为比第二受压室201b的受压面积(第二受压面积Ab)小(Aa<Ab)。
在此,在将第一差压控制阀201的设定压设为Pref的情况下,若将基于该设定压Pref计算的第一差压控制阀201的弹簧201c的力设为弹力Fsp,则对第二受压室201b作用的力(向打开方向作用的力)Fo为以下的式(1)。
[数1]
Fo=Pz·Ab+Fsp…(1)
而且,对第一受压室201a作用的力(向打开方向作用的力)Fc为以下的式(2)。
[数2]
Fc=Pb·Aa…(2)
在第一差压控制阀201被控制时,式(1)和式(2)平衡,因此(Fo=Fc),以下的式(3)成立。
[数3]
Pz·Ab+Fsp=Pb·Aa…(3)
本实施方式的第一差压控制阀201使用第一受压面积Aa和第二受压面积Ab不同(Aa<Ab)的压力补偿阀,但是,在通常的压力补偿阀中,第一受压面积Aa和第二受压面积Ab相等(Aa=Ab),因此,若对式(3)进行变形,则以下的式(4)成立。
[数4]
Pb-Pz=Fsp/Aa…(4)
式(4)中,左边(Pb-Pz)是流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压,右边(Fsp/Aa)是设定压Pref。由此,该情况下,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)以成为Pref(目标差压)的方式被控制为恒定。此外,式(4)相当于图4的虚线A所示的直线。
另一方面,本实施方式的第一差压控制阀201的第一受压面积Aa的大小比第二受压面积Ab小(Aa<Ab),因此若将式(3)变形,则以下的式(5)成立。
[数5]
Pb-Pz=Pb·(1-Aa/Ab)+Fsp/Ab…(5)
根据式(5),左边(Pb―Pz)随着右边的Pb增大而(成比例地)增大。因此,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)根据底压Pb的增加以增大的方式被控制。此外,式(5)相当于图4的实线B所示的直线。
另外,右边的Fsp/Ab为设定压Psp,是由弹簧201c的弹力Fsp决定的常数。如图4所示,该设定压Psp设定为,在铲斗407为空载的状态下起重臂缸3向收缩的方向动作时,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)为目标差压Pref。
这样,通过将第一差压控制阀201的第一受压室201a的第一受压面积Aa与第二受压室201b的第二受压面积Ab的大小关系设为Aa<Ab,在底压Pb增加的情况下,目标差压Pref变大,因此,能够控制为使通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量增大。
此外,在第二差压控制阀202中,与第一差压控制阀201同样地,通过使第一受压面积比第二受压面积小,在底压Pb增加的情况下,目标差压变大,因此,能够控制为使通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do及第一差压控制阀201的流量增大。
在此,对主泵101的控制方法进行说明。首先,比较通过负载检测回路131检测到的负载压Pl与主泵101的吐出压Pp的差压Pls(=Pp-Pl)和目标差压Pref之间的大小。在差压Pls比目标差压Pref大的情况下(Pls>Pref),通过调节器111使主泵101的倾摆(容量)减少,在差压Pls比目标差压Pref小的情况下(Pls<Pref),使主泵101的倾摆(容量)增加(载荷感测控制)。
在该载荷感测控制中,能够从主泵101仅吐出与操作装置122的操作量相应的所需流量、即起重臂缸3需要的压力和流量。由此,在主泵101难以产生剩余流量,能够抑制发热等,因此能够使主泵101节能地运转。
另外,如图2所示,在连接于先导泵30的先导压力油供给路31a设有:用于在先导压力油供给路31a生成恒定的先导压的先导溢流阀32;以及切换下游侧的先导压力油供给路31b的连接目的的门锁阀100。
门锁阀100使用门锁控制杆24切换将下游侧的先导压力油供给路31b的连接目的连接于先导压力油供给路31a还是连接于油箱20。在下游侧的先导压力油供给路31b连接有操作装置122。操作装置122具有用于生成操作先导压(起重臂下降指令压a及起重臂上升指令压b)的先导阀(减压阀),上述操作先导压用于控制流量控制阀6。
(液压驱动装置5的动作)
接下来,参照图5~图7,对进行起重臂下降动作时的液压驱动装置5的动作进行说明。
图5是说明在储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5的动作的图。图6是说明在储能器300充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5的动作的图。图7是说明进行机身抬升动作的情况下的液压驱动装置5的动作的图。此外,图5~图7中,用粗线表示压力油流动的主要的线路。
如图5~图7所示,进行起重臂下降动作时,将操作装置122的控制杆向图5~图7所示的m的方向操作。根据操作装置122的控制杆的操作量,生成起重臂下降指令压a,该起重臂下降指令压a作用于流量控制阀6的一方的受压室。由此,流量控制阀6移动至位置d,起重臂缸3向收缩的方向驱动。
首先,(a)参照图5,对在铲斗407为空载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5的动作进行说明。
在空中进行起重臂下降动作的情况下,底压Pb比第一切换阀40的切换阈值α大(Pb>α),因此第一切换阀40切换成将起重臂下降指令压a引导至信号油路107。由此,起重臂下降指令压a作用于压力补偿阀7,因此,能够防止压力油供给路105的压力油流入起重臂缸3。
另外,通过信号油路107的压力来切换第二切换阀41,作为负载压Pl,将油箱压(大致0MPa)引导至卸载阀115及调节器111。通过调节器111,主泵101的吐出压Pp保持为油箱压加上卸载阀115的弹簧的设定压Pun0而得到的压力(卸载阀设定压)。此外,通常,卸载阀115的弹簧的设定压Pun0设定得比目标差压Pref稍高(Pun0>Pref)。
而且,主泵101的吐出压Pp与负载压Pl的差压Pls为Pls=Pp-0=Pun0(>Pref),因此调节器111以使主泵101的倾摆变小的方式进行控制,主泵101的容量保持为最小。
通过起重臂下降指令压a,起重臂缸3向收缩的方向驱动,因此,从起重臂缸3的底室3a排出的压力油(以下,简称为“排出油”)的一部分经由流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do、再生油路106、止回阀12、以及流量控制阀6的位置d侧的入口节流部6di向起重臂缸3的杆室3b流入。而且,剩余的排出油经由第一差压控制阀201被引导至储能器300及第二差压控制阀202。
在此,铲斗407为空荷的状态,因此,第一差压控制阀201及第二差压控制阀202的目标差压分别为目标差压Pref。另外,储能器300为可蓄压的状态,因此,第一差压控制阀201以使流量控制阀6的位置d的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Pref的方式工作。由此,起重臂缸3的缸速度保持为与出口节流部6do的开口面积相应的目标速度。此时,为了控制出口节流部6do的前后差压,第一差压控制阀201的开口被收缩,在第一差压控制阀201产生前后差压ΔP。
第二差压控制阀202以使出口节流部6do的上游压Pb(底压Pb)与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为目标差压Pref的方式工作。因此,出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=Pref+ΔP(>Pref),第二差压控制阀202以全闭的方式工作。
由此,如图5所示,排出油不会流至油箱20,而是向储能器300蓄压。由此,在铲斗407为空载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,能够通过起重臂下降动作向储能器300储蓄能量,而且使起重臂缸3以由目标差压Pref决定的缸速度动作。
接下来,(b)参照图6,对在铲斗407为空载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5的动作进行说明。
如图6所示,该(b)的情况下,储能器300被充分蓄压,储能器300内的压力为高的状态,因此,通过止回阀10的作用,排出油不会流入储能器300。这点与(a)的情况不同。
此时,第一差压控制阀201成为最大开口,但是,该情况下,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)比目标差压Pref小(Pb-Pz<Pref)。第一差压控制阀201的开口充分大,因此不会产生差压,因此,第一差压控制阀201的前后差压ΔP大致为0(ΔP≈0)。
因此,出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=(小于Pref)+ΔP(<Pref),第二差压控制阀202开口,以使出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为目标差压Pref的方式工作。
此时,第一差压控制阀201为最大开口,且差压ΔP大致为0,因此,出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)被控制成目标差压Pref,起重臂缸3的缸速度保持为与出口节流部6do的开口面积相应的目标速度。于是,即使在铲斗407为空载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Pref决定的缸速度动作。
接下来,(c)参照图5,说明在由于抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载,且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5的动作。
该(c)的情况下,储能器300为可蓄压的状态,与(a)的情况同样地,压力油的主要的流如图5所示那样,但是,抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载的状态的点与(a)的情况不同。
具体而言,底压Pb比(a)的情况(空载的状态)时大。第一差压控制阀201及第二差压控制阀202分别具有负载依存特性,因此,根据上述的式(5),第一差压控制阀201及第二差压控制阀202的目标差压分别根据底压Pb的增加而成为比Pref大的值Prefd(Prefd>Pref)。
储能器300为可蓄压的状态,因此,第一差压控制阀201以使流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Prefd的方式工作。由此,起重臂缸3的缸速度保持为与出口节流部6do的开口面积相应的目标速度。
此时,与(a)的情况同样地,为了控制出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz),第一差压控制阀201的开口被收缩,在第一差压控制阀201产生前后差压ΔP。
第二差压控制阀202以使出口节流部6do的上游压Pb(底压Pb)与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为目标差压Prefd的方式工作。因此,出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=Prefd+ΔP(>Prefd),因此,第二差压控制阀202以全闭的方式工作。
由此,如图5所示,排出油不会流至油箱20,而是向储能器300蓄压。由此,在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,能够通过起重臂下降动作向储能器300储蓄能量,并且使起重臂缸3以由目标差压Prefd决定的缸速度动作。
此外,如上所述,目标差压Prefd比空载的状态时的目标差压Pref大(Prefd>Pref),因此在货物被堆积于铲斗407的状态下,与空载的状态相比,通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量变大,起重臂缸3的缸速度也变快。
这样,根据施加于起重臂缸3的负载的增加,起重臂缸3的缸速度也加快,因此,即使具备储能器300的液压驱动装置5,也能够具有符合在保持有重的货物的情况下前作业机404比空载时快速下落这一操作人员的一般的认识的操作性。
接下来,(d)参照图6,说明在由于抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况的液压驱动装置5的动作。
该(d)的情况为储能器300被充分蓄压的状态,因此,与(b)的情况同样地,压力油的主要的流动如图6所示那样,但是抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载的状态这点与(b)的情况不同。
具体而言,底压Pb比(b)的情况(空载的状态)时大。第一差压控制阀201及第二差压控制阀202分别具有负载依存特性,因此,根据上述的式(5),第一差压控制阀201及第二差压控制阀202的目标差压分别根据底压Pb的大小,成为比Pref大的值Prefd。该情况与(c)的情况相同。
如图6所示,因为是储能器300被充分蓄压且储能器300内的压力高的状态,因此,通过止回阀10的作用,排出油不会流入储能器300。这点与(c)的情况不同。
此时,第一差压控制阀201为最大开口,但该情况下,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)比目标差压Prefd小(Pb-Pz<Prefd)。第一差压控制阀201的开口充分大,因此不会产生差压,因此,第一差压控制阀201的前后差压ΔP大致为0(ΔP≈0)。
因此,出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=(小于Prefd)+ΔP(<Prefd),第二差压控制阀202开口,以使出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀201的下游压Pz1的差压Pd成为目标差压Prefd的方式工作。
此时,第一差压控制阀201为最大开口,且差压ΔP大致为0,因此,出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)被控制为目标差压Prefd,起重臂缸3的缸速度保持为与出口节流部6do的开口面积相应的目标速度。于是,即使在由于抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300被十分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Prefd决定的缸速度动作。
此外,与(c)的情况同样地,目标差压Prefd比空载的状态时的目标差压Pref大(Prefd>Pref),因此在货物被堆积于铲斗407的状态下,与空载的状态相比,通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量变大,起重臂缸3的缸速度也变快。
于是,在(d)的情况下,也与(c)的情况同样地,根据对起重臂缸3施加的负载的增加,起重臂缸3的缸速度也变快,因此,即使是具备储能器300的液压驱动装置5,也能够具有符合在保持有重的货物的情况下前作业机404比空载时快速下落这一操作人员的一般的认识的操作性。
接下来,(e)参照图7,说明在起重臂下降动作时,在起重臂缸3的杆室3b产生重负载的情况(进行机身抬升动作的情况)下的液压驱动装置5的动作。
在起重臂下降动作时,在起重臂缸3的杆室3b产生重负载的情况下,底压Pb比第一切换阀40的切换阈值α小(Pb<α),因此,信号油路107的压力油向油箱20被引导。
由此,信号油路107的压力成为油箱压(大致0MPa),因此,压力补偿阀7以使流量控制阀6的位置d侧的入口节流部6di的前后差压固定的方式进行压力补偿控制。另外,第二切换阀41将由负载检测回路131检测到的负载压Pl向卸载阀115及调节器111引导。
通过调节器111,主泵101的吐出压Pp以成为负载压Pl加上目标差压Pref而得到的压力的方式上升,卸载阀115的卸载阀设定压上升为负载压Pl加上卸载阀115的弹簧的设定压Pun0而得到的压力。由此,压力油供给路105的将压力油排出至油箱20的油路被遮断。
该情况下,底压Pb比由负载检测回路131检测到的负载压Pl小(Pb<Pl)且流量控制阀6的位置d侧的入口节流部6di的上游压比负载压Pl大,因此,排出油无法通过止回阀12,全部流量被引导至第一差压控制阀201。
而且,底压Pb比由第一差压控制阀201及第二差压控制阀202的各自的弹簧决定的设定压小,因此,第一差压控制阀201及第二差压控制阀202分别通过弹簧的力向打开方向移动,排出油排出至油箱20。于是,即使在起重臂下降动作时产生负载的情况下,也能够以将排出油排出至油箱20的方式使第一差压控制阀201及第二差压控制阀202动作,因此,能够进行机身抬升动作。
<第二实施方式>
接下来,参照图8及图9,对本发明的第二实施方式的液压驱动装置5A进行说明。
图8是表示第二实施方式的液压驱动装置5A的结构的图。图9是说明起重臂缸3的底压Pb与电磁比例减压阀70的设定压Prefs的关系的图。此外,在图8及图9中,对于与对第一实施方式的液压驱动装置5说明共通的结构要素,标注相同的符号,省略其说明。以下,对于第三实施方式也同样。
(液压驱动装置5A的结构)
首先,对液压驱动装置5A的结构进行说明。
本实施方式的液压驱动装置5A与第一实施方式的液压驱动装置5同样地具有第一差压控制阀211及第二差压控制阀212。但是,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212分别与第一实施方式的第一差压控制阀201的结构及第二差压控制阀202的结果不同,是第一受压室的第一受压面积和第二受压室的第二受压面积设定为相等的压力补偿阀。
如图8所示,控制阀单元4具备作为减压阀的电磁比例减压阀70,其一次侧连接于先导泵30(先导压力油供给路31a),二次侧分别连接于第一差压控制阀211的能够使压力沿与第二受压室相同方向作用的第三受压室211c及第二差压控制阀212的能够使压力沿与第二受压室相同方向作用的第三受压室212c。
该电磁比例减压阀70将根据电信号的大小来决定的设定压Prefs作为输出压Prefs(信号压Prefs)输出至二次侧,将输出压Prefs分别引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c。
另外,液压驱动装置5A具备:能够通过操作人员的操作进行调整的作为调整器的模式调整器60;检测底压Pb的第一压力检测器51;以及根据来自模式调整器60的信号及来自第一压力检测器51的信号向电磁比例减压阀70输出电信号的控制器50。模式调整器60使向电磁比例减压阀70的二次侧的输出压Prefs的增加量根据操作人员的操作量而变化。
如图9所示,电磁比例减压阀70的设定压Prefs具有以随着由第一压力检测器51检测到的底压Pb变大(成比例地),电磁比例减压阀70的设定压Prefs变大的方式变化的特性。控制器50将按照这样的特性的指令值输出至电磁比例减压阀70。
此时,如图9所示,电磁比例减压阀70的设定压Prefs增加的倾度(图9所示的直线的倾度)由模式调整器60的信号决定,模式调整器60的信号的值越大,电磁比例减压阀70的设定压Prefs的变化量相对于底压Pb的变化量的比例(倾度)越大。
电磁比例减压阀70根据控制器50的输出值来输出输出压Prefs。而且,该输出压Prefs分别被引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c。
而且,第一差压控制阀211以使流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为输出压Prefs的方式控制,第二差压控制阀212以使出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为输出压Prefs的方式控制。
如上所述,输出压Prefs根据底压Pb而决定,根据底压Pb的增加,输出压Prefs变大,因此,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212分别具有目标差压根据起重臂缸3的底压Pb的增大而变大的负载依存特性。而且,该负载依存特性基于来自模式调整器60的信号而变化。
(液压驱动装置5A的动作)
接下来,对液压驱动装置5A的动作进行说明。此外,在液压驱动装置5A的动作中,除了与电磁比例减压阀70相关的动作以外,与在第一实施方式所说明的(a)~(e)的情况下的液压驱动装置5的动作相同。
首先,(a)在铲斗407为空载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,电磁比例减压阀70将根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb和模式调整器60的调整量决定的输出压Prefs1输出至二次侧。
然后,从电磁比例减压阀70输出的输出压Prefs1分别被引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212各自的目标差压成为Prefs1。
与第一实施方式中说明的(a)的情况同样地,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=Prefs1+ΔP(>Prefs1),因此第二差压控制阀212以全闭的方式工作。
由此,排出油不会流至油箱20,而是向储能器300蓄压。由此,在铲斗407为空载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,能够通过起重臂下降动作向储能器300储蓄能量,而且使起重臂缸3以由目标差压Prefs1决定的缸速度动作。
接下来,(b)在铲斗407为空载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,与本实施方式的(a)的情况同样地,电磁比例减压阀70输出根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb和模式调整器60的调整量决定的输出压Prefs1。
然后,从电磁比例减压阀70输出的输出压Prefs1分别被引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212各自的目标差压成为Prefs1。
与第一实施方式中说明的(b)的情况同样地,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=(小于Prefs1)+ΔP(<Prefs1),第二差压控制阀212开口,以使出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为目标差压Prefs1的方式工作。
此时,第一差压控制阀211为最大开口,且差压ΔP大致为0,因此,出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)被控制成目标差压Prefs1,起重臂缸3的缸速度保持为与出口节流部6do的开口面积相应的目标速度。由此,即使在铲斗407为空载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Prefs1决定的缸速度动作。
接下来,(c)在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,电磁比例减压阀70输出根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb和模式调整器60的调整量来决定的输出压Prefs2。该输出压Prefs2是比上述的输出压Prefs1大的值(Prefs2>Prefs1)。
然后,从电磁比例减压阀70输出的输出压Prefs2分别被引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212各自的目标差压成为Prefs2。
与第一实施方式中说明的(c)的情况同样地,出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=Prefs2+ΔP(>Prefs2),因此,第二差压控制阀212以全闭的方式动作。
由此,排出油不会流至油箱20,而是向储能器300蓄压。由此,在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,能够通过起重臂下降动作向储能器300储蓄能量,并且使起重臂缸3以由目标差压Prefs2决定的缸速度动作。
此外,如上所述,目标差压Prefs2比空载的状态时的目标差压Prefs1大(Prefs2>Prefs1),因此在将货物堆积于铲斗407的状态下,与空载的状态相比,通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量变大,起重臂缸3的缸速度也变快。
于是,根据施加于起重臂缸3的负载的增加,起重臂缸3的缸速度也变快,因此,即使具备储能器300的液压驱动装置5A,也能够与第一实施方式同样地具有符合在保持有重的货物的情况下前作业机404比空载时快速下落这一操作人员的一般的认识的操作性。
然后,(d)在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,电磁比例减压阀70与本实施方式的(c)的情况同样地输出根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb和模式调整器60的调整量决定的输出压Prefs2。该输出压Prefs2是比上述的输出压Prefs1大的值(Prefs2>Prefs1)。
然后,从电磁比例减压阀70输出的输出压Prefs2分别被引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212各自的目标差压成为Prefs2。
与第一实施方式中说明的(d)的情况同样地,出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为Pd=Pb-Pz1=(小于Prefs2)+ΔP(<Prefs2),第二差压控制阀212开口,以使出口节流部6do的上游压Pb与第一差压控制阀211的下游压Pz1的差压Pd成为目标差压Prefs2的方式工作。
此时,第一差压控制阀211为最大开口,且差压ΔP大致为0,因此,出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)被控制为目标差压Prefs2,起重臂缸3的缸速度保持为与出口节流部6do的开口面积相应的目标速度。由此,即使在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Prefs2决定的缸速度动作。
此外,与本实施方式的(c)的情况同样地,目标差压Prefs2比空载的状态时的目标差压Pres1大(Prefs2>Pres1),因此,通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量变大,起重臂缸3的缸速度也变快。
因此,本实施方式的(d)的情况也与(c)的情况同样地,根据施加于起重臂缸3的负载的增加,起重臂缸3的缸速度也变快,因此,即使是具备储能器300的液压驱动装置5A,也能够具有符合在保持有重的货物的情况下前作业机404比空载时快速下落这一操作人员的一般的认识的操作性。
另外,若以输出比在本实施方式的(a)~(d)的情况下输出的信号的值大的值的方式调整模式调整器60,则比作为将货物堆积于铲斗407的状态的(c)的情况及(d)的情况时的目标差压Prefs2大的值Prefs3成为目标差压(Prefs3>Prefs2)。由此,能够使起重臂缸3的缸速度比(c)的情况、(d)的情况的缸速度快。
相反地,若以输出比在本实施方式的(a)~(d)的情况下输出的信号的值小的值的方式调整模式调整器60,则比作为将货物堆积于铲斗407的状态的(c)的情况及(d)的情况时的目标差压Prefs2小的值Prefs4成为目标差压(Prefs4<Prefs2)。由此,能够使起重臂缸3的缸速度比(c)的情况、(d)的情况的缸速度慢。
这样,通过使模式调整器60的调整量变化,能够得到反映出操作人员的意思的任意的特性,操作性变得良好。另外,在取代铲斗407而安装抓钩这样的附件的情况下,抓钩本身具有某程度的重量,因此施加于整个前作业机404的负载变大。因此,即使在未通过抓钩保持货物的状态进行起重臂下降动作的情况下,也会导致起重臂缸3的缸速度变大,难以进行细致的作业。但是,在这样的情况下,能够通过模式调整器60来调整负载依存特性,因此,能够确保灵活的操作性。
然后,(e)在起重臂下降动作时,在起重臂缸3的杆室3b产生重负载的情况(进行机身抬升动作的情况)下,电磁比例减压阀70输出根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb和模式调整器60的调整量决定的输出压Prefs5。该输出压Prefs5是比空载的状态时的目标差压Prefs1小的值(Prefs5<Prefs1)。
然后,从电磁比例减压阀70输出的输出压Prefs5分别被引导至第一差压控制阀211的第三受压室211c及第二差压控制阀212的第三受压室212c,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212各自的目标差压成为Prefs5。
该情况下,底压Pb比输出压Prefs5小(Pb<Prefs5),因此,第一差压控制阀211及第二差压控制阀212分别根据信号压向打开方向移动,排出油被排出至油箱20。于是,即使在起重臂下降动作时产生负载的情况下,也能够以向油箱20排出排出油的方式使第一差压控制阀211及第二差压控制阀212工作,因此能够进行机身抬升动作。
<第三实施方式>
接下来,参照图10~图13,对本发明的第三实施方式的液压驱动装置5B进行说明。
(液压驱动装置5B的结构)
首先,参照图10及图11,对液压驱动装置5B的结构进行说明。
图10是表示第三实施方式的液压驱动装置5B的结构的图。图11是说明第一差压控制阀221及第二差压控制阀222的控制处理的内容的流程图。
本实施方式的液压驱动装置5B具备:检测流量控制阀6的上游压Pb(底压Pb)的第一压力检测器51;检测流量控制阀6的下游压Pz的第二压力检测器52;配置于流量控制阀6与储能器300之间的第一差压控制阀221;配置于流量控制阀6与油箱20之间的第二差压控制阀222;以及控制第一差压控制阀221及第二差压控制阀222的各个开口面积的控制器50。
第一差压控制阀221及第二差压控制阀222分别是以使由第一压力检测器51检测到的上游压Pb与由第二压力检测器52检测到的下游压Pz的差压(Pb-Pz)、即出口节流部6do的前后差压成为目标差压Prefs的方式控制的电磁比例阀。该控制基于从控制器50输出的信号进行。
如图11所示,控制器50基于来自第一压力检测器51的信号(上游压Pb的信息)及来自第二压力检测器52的信号(下游压Pz的信息)来计算由上游压Pb决定的目标差压Prefs(步骤S1)。该目标差压Prefs具有与在第一实施方式说明的式(5)同样的特性,且通过以下的式(6)求出。
[数6]
Prefs=a·Pb+Pst…(6)
其中,系数a相当于由第一实施方式的第一差压控制阀201及第二差压控制阀202的各自的第一受压面积Aa与第二受压面积Ab的差决定的系数1-Aa/Ab,是正的常数(a>0)。另外,常数Pst是相当于上述的式(5)的Fsp/Ab、即设定压Psp的常数。
然后,计算在步骤S1计算出的目标差压Prefs与差压Pb-Pz的差压Pd=Prefs-(Pb-Pz)(步骤S2),然后,判断第二差压控制阀222的开口面积A2是否为最小值(步骤S3)。
在步骤S3为“是”的情况下,使第一差压控制阀221的开口量仅增加在差压Pd上乘以预定的增益KG得到的值(步骤S4A)。在步骤S3为“否”的情况下,使第一差压控制阀221全开(步骤S4B)。
然后,判断第一差压控制阀221的开口面积A1是否为最大值(步骤S5)。在步骤S5判断为“是”的情况下,使第二差压控制阀222的开口量仅增加在差压Pd上乘以预定的增益KG得到的值(步骤S6A)。在步骤S5为“否”的情况下,使第二差压控制阀222全闭(步骤S6B)。由此,控制成流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Prefs。
在可以向储能器300蓄压的情况下,以通过第一差压控制阀221将起重臂缸3的底室3a连接于储能器300的状态,控制为出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Prefs。
另外,在储能器300被充分蓄压的情况下,第一差压控制阀221全闭,以通过第二差压控制阀222将起重臂缸3的底室3a连接于油箱20的状态,控制为出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Prefs。
(液压驱动装置5B的动作)
接下来,参照图12及图13,对液压驱动装置5B的动作进行说明。
图12是说明在储能器300可蓄压的状态下在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5B的动作的图。图13是说明在储能器300被充分蓄压的状态下在空中进行起重臂下降动作的情况下的液压驱动装置5B的动作的图。
首先,(a)在铲斗407为空载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,首先,控制器50根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb的大小来计算目标差压Prefs1。然后,由于是储能器300可蓄压的状态,因此,通过第一差压控制阀221,以流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Prefs1的方式控制。
此时,第一差压控制阀221的开口面积A1小于最大值,因此,第二差压控制阀222未开口(图11中步骤S6B)。由此,如图12所示,排出油向储能器300蓄压。由此,在铲斗407为空载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,能够通过起重臂下降动作向储能器300储蓄能量,并且起重臂缸3以由目标差压Prefs1决定的缸速度动作。
然后,(b)在铲斗407为空载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,与本实施方式的(a)的情况同样地,首先控制器50根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb的大小来计算目标差压Prefs1(图11的步骤S1)。
然后,由于为储能器300被充分蓄压的状态,因此,如图13所示,通过止回阀10的作用,排出油不会流入储能器300。因此,流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)比目标差压Prefs1小(Pb-Pz<Prefs1)。
此时,第一差压控制阀221的开口面积A1成为最大值,因此通过第二差压控制阀222进行控制(图11的步骤S6A)。第二差压控制阀222以使出口节流部6do的前后差压(Pb-Pz)成为目标差压Prefs1的方式工作。通过第二差压控制阀222的动作,排出油能够向油箱20流出,能够可靠地控制起重臂缸3的缸速度。由此,即使在铲斗407为空载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Prefs1决定的缸速度动作。
然后,(c)在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,底压Pb的值比铲斗407为空载的情况大。因此,控制器50根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb来计算比目标差压Prefs1大的目标差压Prefs2(Prefs2>Prefs1)(图11的步骤S1)。
由此,即使在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300可蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Prefs2决定的缸速度动作。
此时,如上所述,目标差压Prefs2比空载的情况下的目标差压Prefs1大(Prefs2>Prefs1),因此通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量变大,起重臂缸3的缸速度变快。
于是,根据施加于起重臂缸3的负载的增加,起重臂缸3的缸速度也变块,因此,即使是具备储能器300的液压驱动装置5B,也能够与第一实施方式、第二实施方式同样地具有符合在保持有重的货物的情况下前作业机404比空载时快速下落这一操作人员的一般的认识的操作性。
接下来,(d)在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,与本实施方式的(c)的情况同样地,底压Pb的值比铲斗407为空载的情况大。因此,控制器50根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb来计算比目标差压Prefs1大的目标差压Prefs2(Prefs2>Prefs1)(图11的步骤S1)。
由此,即使在通过抬升铲斗407的货物而对前作业机404施加有负载且储能器300被充分蓄压的状态下,在空中进行起重臂下降动作的情况下,也能够使起重臂缸3以由目标差压Prefs2决定的缸速度动作。
此时,与本实施方式的(c)的情况同样地,目标差压Prefs2比空载的情况的目标差压Prefs1大(Prefs2>Prefs1),因此通过流量控制阀6的位置d侧的出口节流部6do的流量变大,起重臂缸3的缸速度也变快。
于是,本实施方式的(d)的情况也与(c)的情况同样地,根据施加于起重臂缸3的负载的增加,起重臂缸3的缸速度也变块,因此,即使是具备储能器300的液压驱动装置5B,也能够与第一实施方式、第二实施方式同样地具有符合在保持有重的货物的情况下前作业机404比空载时快速下落这一操作人员的一般的认识的操作性。
然后,(e)起重臂下降动作时在起重臂缸3的杆室3b产生重负载的情况(进行机身抬升动作的情况)下,底压Pb的值比铲斗407为空载的情况小。因此,控制器50根据由第一压力检测器51检测到的底压Pb来计算比目标差压Prefs1小的目标差压Prefs3(Prefs3<Prefs1)(图11的步骤S1)。
于是,在起重臂下降动作时,在起重臂缸3的杆室3b产生重负载的情况下,底压Pb变小,因此,出口节流部6do的下游压Pz也变小,始终为Pd=Pref3-(Pb-Pz)(>0)。
如图11所示,在步骤S4B,第一差压控制阀221向全开的方向移动,在步骤S6A,第二差压控制阀222向开口的方向移动。由此,排出油被排出至油箱20。
于是,即使在起重臂下降动作时产生负载的情况下,也以将排出油向油箱20排出的方式使第一差压控制阀221及第二差压控制阀222工作,因此,能够进行机身抬升动作。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。此外,本发明不限定于上述的实施方式,包含各种变形例。例如,上述的实施方式是为了便于理解地说明本发明而详细说明的例,并非限定于必须具备所说明的全部的结构。另外,能够将本实施方式的结构的一部分置换成其它实施方式的结构,另外,也能够对本实施方式的结构添加其它实施方式的结构。另外,进一步地,对于本实施方式的结构的一部分,能够进行其它结构的追加、删除、置换。
例如,在上述实施方式中,对起重臂缸3的液压驱动装置5、5A、5B进行了说明,但不限于此,例如,也可以应用于悬臂缸408、铲斗缸409、以及其它液压驱动器等。
另外,在上述实施方式中,对从起重臂缸3的底室3a排出的压力油进行差压控制,但不限于此,例如,在将本发明应用于悬臂缸408这样的情况下,应当调整因杆室受到的重力而产生的负载,也可以对从杆室排出的压力油进行差压控制。
另外,在上述实施方式中,液压驱动装置5、5A、5B应用于液压挖掘机400,但不限于此,也可以应用了例如轮式装载机等作业机械。
符号的说明
3—起重臂缸(液压驱动器),3a—底室,5、5A、5B—液压驱动装置,6—流量控制阀,20—油箱,30—先导泵,51—第一压力检测器,52—第二压力检测器,60—模式调整器(调整器),70—电磁比例减压阀(减压阀),101—主泵(液压泵),201、211、221—第一差压控制阀,201a—第一受压室,201b—第二受压室,202、212、222—第二差压控制阀,211c、212c—第三受压室,300—储能器(蓄压器),400—液压挖掘机(作业机械),Aa—第一受压面积,Ab—第二受压面积。

Claims (5)

1.一种作业机械的液压驱动装置,具备:液压泵;通过从上述液压泵供给的压力油进行驱动的液压驱动器;存储来自上述液压驱动器的回油的油箱;用于控制从上述液压驱动器排出的压力油的流动的流量控制阀;以及对从上述液压驱动器的底室排出且经由上述流量控制阀流向上述油箱的压力油进行蓄压的蓄压器,
上述作业机械的液压驱动装置的特征在于,具有:
第一差压控制阀,其配置于上述流量控制阀与上述蓄压器之间,以上述流量控制阀的上游压与下游压的差压成为预定的目标差压的方式对从上述液压驱动器排出的压力油进行控制;以及
第二差压控制阀,其配置于上述蓄压器与上述油箱之间,以包含上述流量控制阀及上述第一差压控制阀的上游压与下游压的差压成为上述预定的目标差压的方式对从上述液压驱动器排出的压力油进行控制,
上述第一差压控制阀及上述第二差压控制阀分别构成为,上述预定的目标差压根据从上述液压驱动器排出的压力油的压力的增加而变大。
2.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述第一差压控制阀是具有上述流量控制阀的上游压所作用的第一受压室和上述流量控制阀的下游压所作用的第二受压室的压力补偿阀,
上述第二差压控制阀是具有包含上述流量控制阀及上述第一差压控制阀的上游压所作用的第一受压室和包含上述流量控制阀及上述第一差压控制阀的下游压所作用的第二受压室的压力补偿阀,
上述第一差压控制阀的第一受压室的第一受压面积比上述第一差压控制阀的第二受压室的第二受压面积小,
上述第二差压控制阀的第一受压室的第一受压面积比上述第二差压控制阀的第二受压室的第二受压面积小。
3.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动装置,其特征在于,
上述第一差压控制阀是具有上述流量控制阀的上游压所作用的第一受压室和上述流量控制阀的下游压所作用的第二受压室的压力补偿阀,
上述第二差压控制阀是具有包含上述流量控制阀及上述第一差压控制阀的上游压所作用的第一受压室和包含上述流量控制阀及上述第一差压控制阀的下游压所作用的第二受压室的压力补偿阀,
上述液压驱动装置还具备减压阀,其一次侧连接于先导泵,二次侧分别连接于能够使压力向与上述第一差压控制阀的第二受压室相同的方向作用的上述第一差压控制阀的第三受压室、以及能够使压力向与上述第二差压控制阀的第二受压室相同的方向作用的上述第二差压控制阀的第三受压室,
上述减压阀构成为,使向二次侧的输出压根据从上述液压驱动器排出的压力油的压力的增加而增加。
4.根据权利要求3所述的作业机械的液压驱动装置,其特征在于,
还具备调整器,该调整器使上述减压阀的向二次侧的输出压的增加量根据从上述液压驱动器排出的压力油的压力的增加而变化。
5.一种作业机械的液压驱动装置,具备:液压泵;通过从上述液压泵供给的压力油进行驱动的液压驱动器;存储来自上述液压驱动器的回油的油箱;用于控制从上述液压驱动器排出的压力油的流动的流量控制阀;以及对从上述液压驱动器的底室排出且经由上述流量控制阀流向上述油箱的压力油进行蓄压的蓄压器,
上述作业机械的液压驱动装置的特征在于,具有:
检测上述流量控制阀的上游压的第一压力检测器;
检测上述流量控制阀的下游压的第二压力检测器;
配置于上述流量控制阀与上述蓄压器之间的第一差压控制阀;以及
配置于上述流量控制阀与上述油箱之间的第二差压控制阀,
上述第一差压控制阀及上述第二差压控制阀分别是以由上述第一压力检测器检测到的上游压与由上述第二压力检测器检测到的下游压的差压成为预定的目标差压的方式对从上述液压驱动器排出的压力油进行控制的电磁比例阀,
上述预定的目标差压设定为,根据从上述液压驱动器排出的压力油的压力的增加而变大。
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