CN112424486B

CN112424486B - 工程机械的油压回路

Info

Publication number: CN112424486B
Application number: CN201980048931.XA
Authority: CN
Inventors: 青木诚司; 东出善之; 大平真裕; 中岛秀树
Original assignee: Caterpillar SARL; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Caterpillar SARL; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2039-08-01
Also published as: JP7049213B2; JP2020026827A; CN112424486A; US20210270015A1; DE112019004016T8; WO2020031817A1; DE112019004016T5; US11242671B2

Abstract

工程机械的油压回路中，左右的方向切换阀分别具有：与泵连接的泵端口、与对应的压力补偿阀的上游侧连接的第一补偿端口、与对应的压力补偿阀的下游侧连接的第二补偿端口、与对应的行驶马达连接的一对给排端口以及连通端口。左右的方向切换阀的连通端口通过连通管线相互连接。行驶操作器被操作而阀芯从中立位置移动时，泵端口与第一补偿端口连通，且第二补偿端口与给排端口的一方及连通端口连通。方向切换阀构成为阀芯从中立位置的移动量越大则第二补偿端口与连通端口的连通程度越大。

Description

工程机械的油压回路

技术领域

本发明涉及搭载于工程机械的油压回路。

背景技术

一般而言，工程机械的行驶驱动源中，会使用左右的油压马达（例如，参照专利文献1）。另外，左右是指相对于工程机械的前进方向的左右。参照图3，各行驶马达91、92和泵93之间设置有方向切换阀94、95及压力补偿阀96、97，驾驶座设置有用于操作左右的方向切换阀94、95的左右的行驶操作器。作业员操作行驶操作器时，从泵93吐出的压油通过方向切换阀94、95及压力补偿阀96、97供给至行驶马达91、92。左右的压力补偿阀96、97的下游侧彼此通过连通管线98一直连通。由此，能谋求向同方向操作双方的行驶操作器时，两个行驶马达91、92的负荷压或旋转速度的平均化，进而能谋求工程机械的直行性能的改善。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平4－224470号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

本文中，涉及回转行驶时，并非指安装有驾驶座、作业装置等的上部车身框架的回转，而是指安装有行驶马达的下部行驶框架行驶时作为直行行驶的反义的回转行驶。作为工程机械的回转行驶方式，有旋转转弯、原地回转。原地回转是通过左右的行驶操作器中仅操作一方的行驶操作器或反操作双方的行驶操作器来使工程机械整体回转行驶的方式。另外，还有向反方向全量操作双方的行驶操作器的原地转向这一方式。旋转转弯是通过向同方向以不同的操作量操作双方的行驶操作器，像画弧线那样前进或后退而改变行驶路线的方式。在直行行驶时，向同方向等量操作双方的行驶操作器即可。

专利文献1中，用于直行的操作为“同一方向的操作”，不考虑与旋转转弯的区別（操作量不同）。作业员在进行用于旋转转弯的操作时，工作油通过连通管线98流入行驶马达91、92中应为低速的一方，工程机械准备直行。作为谋求直行性能的改善的结果而言，损害了回转行驶性能。

因此本发明的目的在于确保工程机械的直行性能及回转行驶性能。

解决问题的手段：

本发明的工程机械的油压回路构成为，具备：泵；作为工程机械的左行驶马达及右行驶马达而设置的左右的行驶马达；与左右的所述行驶马达对应的左右的压力补偿阀；与左右的所述行驶马达对应的左右的行驶操作器；以及与左右的所述行驶马达、左右的所述压力补偿阀及左右的所述行驶操作器对应，根据对应的行驶操作器的操作量改变阀芯的位置的左右的方向切换阀；所述方向切换阀具有：与所述泵连接的泵端口、与对应的压力补偿阀的上游侧连接的第一补偿端口、与对应的压力补偿阀的下游侧连接的第二补偿端口以及与对应的行驶马达连接的一对给排端口；还具备左右的所述行驶操作器被操作时使左右的所述方向切换阀的所述第二补偿端口相互连通的连通管线；根据左右的所述行驶操作器的操作量，变更所述连通管线的连通程度。

根据上述结构，作业员在操作左右的行驶操作器时，左右的行驶马达间的流体性的连接状态根据行驶操作器的操作量而被调节，不仅能得到直行性能的改善，也能得到回转行驶性能（入弯性能）的改善。

又，也可以是，本发明的工程机械的油压回路具备：泵；作为工程机械的左行驶马达及右行驶马达而设置的左右的行驶马达；与左右的所述行驶马达对应的左右的压力补偿阀；与左右的所述行驶马达对应的左右的行驶操作器；以及与左右的所述行驶马达、左右的所述压力补偿阀及左右的所述行驶操作器对应，根据对应的行驶操作器的操作量改变阀芯的位置的左右的方向切换阀；所述方向切换阀具有：与所述泵连接的泵端口、与对应的压力补偿阀的上游侧连接的第一补偿端口、与对应的压力补偿阀的下游侧连接的第二补偿端口、与对应的行驶马达连接的一对给排端口及连通端口；左右的所述方向切换阀的所述连通端口彼此通过连通管线连接；所述行驶操作器被操作而所述阀芯从中立位置移动时，所述泵端口与所述第一补偿端口连通，且所述第二补偿端口与所述给排端口的一方及所述连通端口连通；所述方向切换阀构成为所述阀芯从所述中立位置的移动量越大则所述第二补偿端口与所述连通端口的连通程度越大。

根据上述结构，作业员为了直行而等量操作左右的行驶操作器时，来自泵的压油通过泵端口、第一补偿端口、压力补偿阀、第二补偿端口及给排端口的一方，供给至左右的行驶马达。又，第二补偿端口与连通端口连通。因此，即便左右的行驶马达的负荷压产生差异，左右的压力补偿阀的下游侧相互通过连通管线连通，使该差异被修正。由此，工程机械的直行操作时，由于左右的行驶马达的负荷压产生差异也能充分修正负荷压的差异，因此能充分获得直行性能。

又，作业员为了回转行驶而以不同的操作量操作左右的行驶操作器时，也与直行时相同，左右的压力补偿阀的下游侧彼此通过连通管线连通。但，操作量较小侧的方向切换阀中，阀芯的移动量较小，第二补偿端口和连通端口的连通程度较小。因此，负荷压的差异相比直行时难以被修正。因此，能在工程机械的回转行驶操作时，左右的行驶马达的负荷压产生差异也不修正负荷压的差异，因此能充分获得回转行驶性能。

又，也可以是，本发明工程机械的油压回路中，构成为所述行驶操作器未操作而所述阀芯在所述中立位置时，所述连通端口被阻断。

根据上述结构，作业员为了原地回转而仅操作一方的行驶操作器时，未操作侧的方向切换阀中连通端口被阻断。能避免压力补偿阀的下游侧彼此长时连通，工作油不会从操作侧流至未操作侧。因此，能抑制无效流量的产生。

发明效果：

根据本发明，能确保工程机械的直行性能及回转行驶性能。

附图说明

图1为示出实施形态的油压回路的回路图；

图2为示出左右的方向切换阀的图；

图3为示出油压回路的现有例子的回路图。

具体实施方式

图1为示出本实施形态的油压回路10的回路图。图1所示的油压回路10搭载于工程机械（尤其是小型的工程机械）。虽然省略了详细图示，工程机械具备安装于车身框架的作业装置，使作业装置动作进行所需的作业。作为像这样的工程机械，可以例举挖掘车、起重车。工程机械可自行，作为一例，是具备左右的履带（crawler）的履带车辆。左履带具备旋转驱动左履板的左起动轮1。右履带具备旋转驱动右履板的右起动轮2。但，工程机械也可以是具备左右的车轮代替履带的轮式车辆。

工程机械的驾驶座中，设置有左右的行驶操作器3、4和一个以上的作业装置操作器5。行驶操作器3、4的形式不特别限定，可以是杆（lever）或踏板（pedal），也可以具备杆和踏板两者。左行驶操作器3用于左履带的操作，右行驶操作器4用于右履带的操作。左行驶操作器3可以从未操作的中立位置向第一操作方向及第二操作方向的两个方向操作。左行驶操作器3在中立位置时，左履带停止。左行驶操作器3从中立位置向第一操作方向操作时，左履带向前进方向（从左侧面观察逆时针）旋转。左行驶操作器3从中立位置向第二操作方向操作时，左履带向后退方向（从左侧面观察顺时针）旋转。左履带的旋转速度根据左行驶操作器3的操作量调节。右行驶操作器4与右履带的关系也与之相同。

油压回路10具备作为工程机械的左行驶马达及右行驶马达设置的左右的行驶马达11、12、泵13、油箱14、作业装置执行器21、作业装置用方向切换阀22、左右的方向切换阀31、41以及左右的压力补偿阀32、42。另外，左右是指相对于工程机械的前进方向的左右。

左行驶马达11具有一对给排端口11a、11b，使左起动轮1向前进方向或后退方向旋转驱动。右行驶马达12具有一对给排端口12a、12b，使右起动轮2向前进方向或后退方向旋转驱动。泵13吸入积存于油箱14的工作油，并从其吐出口13a吐出压油。泵13是左右的行驶马达11、12的压油供给源。从泵13吐出的压油通过与吐出口13a连接的泵管线15供给至行驶马达11、12。

作为一例，泵13也可以是作业装置执行器21的压油供给源。第二泵管线23从泵管线15分叉而与作业装置用方向切换阀22的泵端口22p连接，油箱管线16与该阀22的油箱端口22t连接，一对给排端口22a、22b通过一对给排管线24、25与作业装置执行器21的给排端口21a、21b连接。作业装置用方向切换阀22由作业装置操作器5操作，控制对作业装置执行器21的压油给排。

左方向切换阀31与左行驶马达11、左压力补偿阀32及左行驶操作器3对应。右方向切换阀41与右行驶马达12、右压力补偿阀42及右行驶操作器4对应。左方向切换阀31构成为能根据左行驶操作器3的操作方向及操作量改变阀芯的位置。右行驶操作器4与右方向切换阀41的阀芯位置的关系也与之相同。

参照图2，左方向切换阀31具有泵端口31p、油箱端口31t、第一补偿端口31q、第二补偿端口31r、一对给排端口31a、31b及连通端口31c。右方向切换阀41也相同地，具有泵端口41p、油箱端口41t、第一补偿端口41q、第二补偿端口41r、一对给排端口41a、41b及连通端口41c。

泵端口31p、41p通过泵管线15与泵13的吐出口13a连接。泵管线15包括与吐出口13a连接的单一系统的共通部15c、从共通部15c分叉而与泵端口31p、41p分别连接的两个分叉部15a、15b。油箱端口31t、41t通过油箱管线16与油箱14连接。左方向切换阀31的连通端口31c通过连通管线50与右方向切换阀41的连通端口41c连接。

对于左方向切换阀31，给排端口31a通过给排管线33与左行驶马达11的给排端口11a连接，给排端口31b通过给排管线34与左行驶马达11的给排端口11b连接。第一补偿端口31q通过一次补偿管线35与左压力补偿阀32的上游端口32a连接。左压力补偿阀32的下游端口32b通过二次补偿管线36与第二补偿端口31r连接。补偿端口41q、41r、右压力补偿阀42、给排端口41a、41b及右行驶马达12之间的连接关系也与之相同。

左行驶操作器3为未操作而在中立位置时，左方向切换阀31的阀芯位于中立位置（参照图1及图2的中央功能（function））。此时，泵端口31p、第一补偿端口31q、第二补偿端口31r及连通端口31c被阻断。给排端口31a、31b与油箱端口31t连通。

左行驶操作器3从中立位置向第一操作方向操作时，左方向切换阀31的阀芯从中立位置向第一移动方向移动（参照图1及图2的上功能）。此时，泵端口31p与第一补偿端口31q连通，第二补偿端口31r与给排端口31b及连通端口31c连通，给排端口31a与油箱端口31t连通。

左行驶操作器3从中立位置向第二操作方向操作时，左方向切换阀31的阀芯从中立位置向与第一移动方向相反的第二移动方向移动（参照图1图2的下功能）。此时，泵端口31p与第一补偿端口31q连通，第二补偿端口31r与给排端口31a及连通端口31c连通，给排端口31b与油箱端口31t连通。

左方向切换阀31的阀芯从中立位置移动时，无论其移动方向如何，泵端口31p与第一补偿端口31q连通。左行驶操作器3的操作量越大，阀芯从中立位置的移动量越大，则这些端口31p、31q的连通程度也越大。这一点，图2中，在左方向切换阀31的上下功能处，对示出端口31p、31q连通的箭头符号附加了表示可变节流器31x¹、31x²的符号。

左方向切换阀31的阀芯从中立位置移动时，无论其移动方向如何，第二补偿端口31r与连通端口31c连通。左行驶操作器3的操作量越大，阀芯从中立位置的移动量越大，则这些端口31r、31c的连通程度也越大。这一点，图2中，在左方向切换阀31的上下功能处，对示出端口31r、31c连通的箭头符号附加了表示可变节流器31y¹、31y²的符号。

右方向切换阀41的阀芯位置与端口连通状态的关系也与上述相同。参照符号41x¹、41x²是示出右方向切换阀41的阀芯从中立位置移动时，泵端口41p与第一补偿端口41q的连通程度根据阀芯的移动量而改变的可变节流器。参照符号41y¹、41y²是示出右方向切换阀41的阀芯从中立位置移动时，第二补偿端口41r与连通端口41c的连通程度根据阀芯的移动量而改变的可变节流器。

对上述结构的油压回路10的作用进行说明。

在前方直行时，作业员向第一操作方向等量操作左右的行驶操作器3、4即可。在后方直行时，作业员向第二操作方向等量操作左右的行驶操作器3、4即可。通常，在直行时，作业员全量操作左右的行驶操作器3、4。这样，左方向切换阀31中，阀芯从中立位置向第一或第二移动方向大幅移动，使端口31p、31q的连通程度最大化。右方向切换阀41也与之相同。因此，能对左右的行驶马达11、12供给大致等量的大流量，能较高速地使工程机械直行行驶。

此外，左压力补偿阀32的下游侧通过第二补偿端口31r、连通端口31c、连通管线50、连通端口41c及第二补偿端口41r，与右压力补偿阀42的下游侧连通。左方向切换阀31中第二补偿端口31r与连通端口31c的连通程度最大化，右方向切换阀41中第二补偿端口41r与连通端口41c的连通程度也最大化。因此，即便左右的行驶马达11、12的负荷压产生差异，也能修正该压力差。因此，能使行驶马达11、12的负荷压以至旋转速度平均化，保持工程机械的直行性。

在前进中的左方旋转转弯时，作业员向第一操作方向操作左右的行驶操作器3、4。右行驶操作器4全量操作，左行驶操作器3根据所需的回转行驶半径以不满全量的中间量来操作。此情况下，右方向切换阀41中，与上述直行时同样地连通程度最大化。左方向切换阀31中，操作量减小因而阀芯的移动量也较小，尽管端口31p、31r连通，但其连通程度较小。因此，向左压力补偿阀32以至第二补偿端口31r的供给流量也比右侧小。

左方向切换阀31中，第二补偿端口31r与连通端口31c的连通程度也较小。因此，尽管左压力补偿阀32的下游侧与右压力补偿阀42的下游侧通过连通管线50连通，但连通程度比直行时小。因此，左右的行驶马达11、12的负荷压或旋转速度的差异，相比直行时难以抵消。因此，工程机械能维持左行驶马达11的旋转速度比右行驶马达12的旋转速度低的状态。即，工程机械能一边前进一边向左方旋转转弯。前进中的右方旋转转弯、后退中的左方旋转转弯及后退中的右方旋转转弯也与之相同。

在向左前的原地回转时，作业员向第一操作方向全量操作右行驶操作器4，且未操作左行驶操作器3。右方向切换阀41的举动与上述直行时相同。左方向切换阀31的阀芯停于中立位置。因此，油箱端口31t与给排端口31a、31b连通，其他的端口31p、31q、31r、31c被阻断。右行驶马达12受到大流量的供给而旋转，而左行驶马达11停止。因此，工程机械能以停止的左履带为轴向左前原地回转。连通端口31c被阻断，因而作为旋转侧的右压力补偿阀42的下游侧从作为停止侧的左压力补偿阀32的下游侧被遮断。通过右压力补偿阀42的工作油不能通过左方向切换阀31。因此，能抑制无效流量的产生。向右前、向左后及向右后的原地回转也与之相同。

在向左前的原地转向时，作业员向第二操作方向全量操作左行驶操作器3，且向第一操作方向全量操作右行驶操作器4。左方向切换阀31的举动和右方向切换阀41的举动也大致与上述直行时相同，但左方向切换阀31中阀芯向第二移动方向移动，右方向切换阀41中阀芯向第一移动方向移动。对左右的行驶马达11、12供给大致等量的大流量，但左右的行驶马达11、12向相反方向旋转。即便左右的行驶马达11、12的负荷压产生差异，也能修正该压力差，使行驶马达11、12的负荷压以至旋转速度平均化。因此，工程机械不从所处位置大幅移动就能原地转向。向右前、向左后及向右后的原地转向也与之相同。

如上述，根据本实施形态，能确保直行性能和回转行驶性能。通过采用在既有的方向切换阀31、41上设置连通端口31c、41c，使第二补偿端口31r、41r与连通端口31c、41c的连通程度根据阀芯的移动量而改变这一结构，实现这样的作用。能极力抑制阀数量或油路数量，简单地构成油压回路10。

至此对本发明的实施形态进行了说明，上述结构在本发明的范围内可适当变更。例如，代替上述实施形态的“方向切换阀31、41上设置连通端口31c、41c，使第二补偿端口31r、41r与连通端口31c、41c的连通程度根据阀芯的移动量而改变”这一结构地，也可以构成为设置左右的行驶操作器3、4被操作时使左右的方向切换阀31、41的第二补偿端口31r、41r相互连通的连通管线，在该连通管线上设置根据行驶操作器3、4的操作量调节左右的行驶马达11、12间的流体性的连接的连通程度调节装置。

符号说明：

3、4 行驶操作器

10 油压回路

11、12 行驶马达

13 泵

31、41 方向切换阀

31p、41p 泵端口

31q、41q 第一补偿端口

31r、41r 第二补偿端口

31a、31b、41a、41b 给排端口

31c、41c 连通端口

32、42 压力补偿阀

50 连通管线。

Claims

1.一种工程机械的油压回路，其特征在于，

具备：

泵；

作为工程机械的左行驶马达及右行驶马达而设置的左右的行驶马达；

与左右的所述行驶马达对应的左右的压力补偿阀；

与左右的所述行驶马达对应的左右的行驶操作器；以及

与左右的所述行驶马达、左右的所述压力补偿阀及左右的所述行驶操作器对应，根据对应的行驶操作器的操作量改变阀芯的位置的左右的方向切换阀；

所述方向切换阀具有：与所述泵连接的泵端口、与对应的压力补偿阀的上游侧连接的第一补偿端口、与对应的压力补偿阀的下游侧连接的第二补偿端口以及与对应的行驶马达连接的一对给排端口；

还具备左右的所述行驶操作器被操作时使左右的所述方向切换阀的所述第二补偿端口相互连通的连通管线；根据左右的所述行驶操作器的操作量，变更所述连通管线的连通程度。

2.一种工程机械的油压回路，其特征在于，具备：

泵；

与左右的所述行驶马达对应的左右的压力补偿阀；

与左右的所述行驶马达对应的左右的行驶操作器；以及

所述方向切换阀具有：与所述泵连接的泵端口、与对应的压力补偿阀的上游侧连接的第一补偿端口、与对应的压力补偿阀的下游侧连接的第二补偿端口、与对应的行驶马达连接的一对给排端口以及连通端口；

左右的所述方向切换阀的所述连通端口彼此通过连通管线连接；

所述行驶操作器被操作而所述阀芯从中立位置移动时，所述泵端口与所述第一补偿端口连通，且所述第二补偿端口与所述给排端口的一方及所述连通端口连通；

所述方向切换阀构成为所述阀芯从所述中立位置的移动量越大则所述第二补偿端口与所述连通端口的连通程度越大。

3.根据权利要求2所述的工程机械的油压回路，其特征在于，

所述行驶操作器未操作而所述阀芯在所述中立位置时，所述连通端口被阻断。