CN112443522A

CN112443522A - 工程机械的油压系统

Info

Publication number: CN112443522A
Application number: CN202010911225.8A
Authority: CN
Inventors: 近藤哲弘; 村冈英泰; 中川仁
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2021-03-05
Anticipated expiration: 2040-09-02
Also published as: JP2021038787A; CN112443522B

Abstract

提供不使用为了使对于操作装置的操作为无效专用的电磁阀，也可以使对操作装置的操作为无效的工程机械的油压系统。一方面的油压系统（1）包括介于主泵（22）和多个油压执行器之间的多个控制阀（4）、分别与控制阀（4）的先导端口相连的多个电磁比例阀（6）以及控制电磁比例阀（6）的控制装置（8）。且油压系统（1）包括接受操作锁定的选择或操作锁定解除的选择的选择装置（92）。控制装置（8）包含电源回路、电磁比例阀（6）用的多个驱动回路以及开关回路。开关回路在选择装置（92）接受操作锁定选择的期间切断从电源回路向驱动回路的电力供给，在选择装置（92）接受操作锁定解除选择的期间允许从电源回路向驱动回路的电力供给。

Description

工程机械的油压系统

技术领域

本发明涉及工程机械的油压系统。

背景技术

搭载于诸如油压挖掘机和油压起重机的工程机械的油压系统中，多个控制阀介于主泵和多个油压执行器之间。各控制阀控制对于对应油压执行器的工作油供给和排出。

通常，各控制阀具有外壳内配置的阀芯和使阀芯工作的一对先导端口。作为为了使各控制阀工作的操作装置，输出电气信号的操作装置被使用的情况下，控制阀的各先导端口和电磁比例阀连接，藉由该电磁比例阀驱动控制阀。

例如在专利文献1中公开了控制阀驱动用的电磁比例阀故障时为了控制阀回到中立位置的结构。该结构中，使电磁切换阀介于副泵和控制阀驱动用电磁比例阀之间，控制阀驱动用的电磁比例阀故障的时候，电磁切换阀从开位置切换至关位置停止从副泵向电磁比例阀供给工作油。即，控制阀驱动用的电磁比例阀故障的时候，即使操纵者操作操作装置控制阀也维持在中立位置，对于操作装置的操作变为无效。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2017-110672号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在专利文献1中公开的结构，为了使对于操作装置的操作变为无效必须有专用的电磁阀。

因此，本发明的目的在于，提供不使用使对于操作装置的操作变为无效的专用的电磁阀，也可以使对于操作装置的操作变为无效的工程机械的油压系统。

解决问题的手段：

为了解决所述问题，本发明一方面的工程机械的油压系统，其特征在于，具备：介于主泵和多个油压执行器之间且具有先导端口的多个控制阀；和所述多个控制阀的先导端口分别连接的多个电磁比例阀；用于使所述多个控制阀工作，输出与操作量相应的电气信号的多个操作装置；基于所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个电磁比例阀的控制装置；以及接受使对于所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或使对于所述多个操作装置的操作有效的操作锁定解除的选择的选择装置，所述控制装置包括电源回路，向所述电磁比例阀分别输送驱动电流的多个驱动回路，及在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间切断从所述电源回路向所述多个驱动回路的电力供给，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间允许从所述电源回路向所述多个驱动回路供给电力的开关回路。

根据上述结构，因为在操作装置接受操作锁定选择的期间不向驱动回路供给电力，即使是操作操作装置驱动电流也不会从驱动回路输送给控制阀驱动用的电磁比例阀。因此，不使用为了使对于操作装置的操作无效的专用电磁阀，可以使对于操作装置的操作变为无效。

本发明其它方面的工程机械的油压系统，其特征在于，具备：介于主泵和多个油压执行器之间且具有先导端口的多个控制阀；和所述多个控制阀的先导端口分别连接的多个电磁比例阀；用于使所述多个控制阀工作，输出与操作量相应的电气信号的多个操作装置；基于所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个电磁比例阀的控制装置；接受使对于所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或使对于所述多个操作装置的操作有效的操作锁定解除的选择的选择装置；以及在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间切断向所述多个操作装置的电力供给，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间允许向所述多个操作装置供给电力的开关装置或开关回路。

根据上述结构，因为在操作装置接受操作锁定选择的期间电力不被供给于操作装置，即使对操作装置进行操作电气信号也不会从操作装置被输出。因此，不使用为了使对于操作装置的操作无效的专用电磁阀，可以使对于操作装置的操作变为无效。

本发明的另外的侧面的工程机械的油压系统，其特征在于，具备：介于主泵和多个油压执行器之间且具有先导端口的多个控制阀；和所述多个控制阀的先导端口分别连接的多个电磁比例阀；用于使所述多个控制阀工作，输出与操作量相应的电气信号的多个操作装置；基于所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个电磁比例阀的控制装置，以及接受使对于所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或使对于所述多个操作装置的操作有效的操作锁定解除的选择的选择装置，所述控制装置包括向所述多个电磁比例阀分别输送驱动电流的多个驱动回路，及在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间即使操作所述多个操作装置也不向所述多个驱动回路输送指令电流，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间所述多个操作装置中至少1个被操作时向所述多个驱动回路中对应的驱动回路输送指令电流的运算回路。

根据上述结构，因为在操作装置接受操作锁定选择的期间指令电流不会从运算回路输送给驱动回路，即使操作操作装置驱动电流也不会从驱动回路输送给控制阀驱动用的电磁比例阀。因此，不使用为了使对于操作装置的操作无效的专用电磁阀，可以使对于操作装置的操作变为无效。

发明效果：

根据本发明，不使用为了使对于操作装置的操作无效的专用电磁阀，可以使对于操作装置的操作变为无效。

附图说明

图1是本发明第1实施形态的工程器械的油压系统的概略结构图；

图2是工程器械一例的油压挖掘机的侧面图；

图3是第1实施形态中控制装置的概略结构图；

图4是第2实施形态中控制装置的概略结构图；

图5是第2实施形态变形例的控制装置的概略结构图；

图6是第3实施形态中控制装置的概略结构图；

符号说明：

1 油压系统

10 工程机械

22 主泵

4 控制阀

6 电磁比例阀

7 操作装置

8 控制装置

81 电源回路

82 运算回路

84 开关回路

85 驱动回路

93 开关装置

94 开关回路

92 选择装置。

具体实施方式

（第1实施形态）

图1中示出了根据本发明第1实施形态的工程机械的油压系统1，图2中示出了搭载该油压系统1的工程机械10。图2所示工程机械为油压挖掘机，但本发明也可以适用于油压起重机等其它工程器械。

（油压驱动系统）

图2示出的工程机械10为自行式，包含行驶体11。又，工程机械10包括可旋转地支持于行驶体11的旋转体12和相对旋转体12俯仰的动臂。动臂的梢端可摇动地连结有斗杆，斗杆的梢端可摇动地连结有挖斗。旋转体12上设有设置有驾驶席的舱16。本实施形态中，行驶体11的行驶方式虽为履带，但行驶体11的行驶方式也可以是车轮。另外，工程机械10可不为自行式。

油压系统1中，作为油压执行器20，包含图2所示的动臂缸13、斗杆缸14以及挖斗缸15，且包含未图示的旋转马达和一对行驶马达（左行驶马达和右行驶马达）。动臂缸13使动臂俯仰，斗杆缸14使斗杆摇动，挖斗缸15使挖斗摇动。又，旋转马达使旋转体12旋转，左行驶马达使行驶体11的左履带回转，右行驶马达使行驶体11的右履带回转。

又，油压系统1如图1所示，包含向上述油压执行器20供给工作油的主泵22。另外，图1中为了附图简略，省略了油压执行器20。

主泵22藉由发动机21被驱动。但是，主泵22也可以是藉由电动机被驱动。又，发动机21还驱动副泵23。主泵22也可以被设置多个。

主泵22为倾转角可变的容量可变型泵（斜盘泵或斜轴泵）。主泵22的吐出流量可以用电气正控制的方式控制，也可以用油压负控制的方式控制。或者，主泵22的吐出流量也可以用负载传感的方式控制。

主泵22和油压执行器20之间存在多个控制阀4。本实施形态中，虽然所有的控制阀4均为三位阀，控制阀4中一个或几个也可以是二位阀。

所有的控制阀4藉由供给线路31和主泵22相连，且藉由储罐线路33和储罐相连。又，各控制阀4通过一对给排线路与对应的油压执行器20连接。另外，主泵22被设置了多个的情况下，控制阀4也被分为和主泵22数量相同的组，按照其各组来使控制阀4通过供给线路31和主泵22相连。

例如控制阀4包括控制对动臂缸13的工作油的供给和排出的动臂控制阀4a、控制对斗杆缸14的工作油的供给和排出的斗杆控制阀4b和控制对挖斗缸15的工作油的供给和排出的挖斗控制阀4c。又，控制阀4包括控制对旋转马达的工作油的供给和排出的旋转控制阀（未图示）。

上述供给线路31包含从主泵22延伸的主流路以及从主流路分岔出并和控制阀4连接的多条分岔路。在本实施形态中，从供给线路31的主流路分岔出中心旁路32，该中心旁路32延伸至储罐，且，中心旁路32上配置有控制阀4。但是，也可以省略中心旁路32。

又，从供给线路31的主流路分岔出溢流线路34，该溢流线路34上设置有主泵22用的溢流阀35。另外，溢流线路34也可以在所有控制阀4上游侧从中心旁路32分岔。

各控制阀4具有配置于外壳内的阀芯和为了使阀芯工作的一对先导端口。例如，也可以使所有控制阀4外壳形成为一体地构成多控制阀单元。所有控制阀4的先导端口分别通过先导线路5与多个电磁比例阀6连接。

例如，电磁比例阀6包括与动臂控制阀4a的动臂上抬用先导端口相连的动臂上抬用电磁比例阀6a，和与动臂控制阀4a的动臂下降用先导端口相连的动臂下降用电磁比例阀6b。又，电磁比例阀6包括与斗杆控制阀4b的斗杆收回用先导端口相连的斗杆收回用电磁比例阀6c，和与斗杆控制阀4b的斗杆推动用先导端口相连的斗杆推动用电磁比例阀6d。此外，电磁比例阀6包括与挖斗控制阀4c的挖斗挖掘用先导端口相连的挖斗挖掘用电磁比例阀6e，和与挖斗控制阀4c的挖斗翻倒用先导端口相连的挖斗翻倒用电磁比例阀6f。

各电磁比例阀6为输送给该电磁比例阀6的驱动电流与二次压呈正相关的正比例型。然而，各电磁比例阀6也可以是驱动电流与二次压呈负相关的反比例型。

所有的电磁比例阀6都通过一次压线路36与副泵23连接。一次压线路36包含从副泵23延伸出来的主流路和从主流路分岔出来的与电磁比例阀6连接的多条分岔路。从一次压线路36的主流路分岔出溢流线路37，副泵23用的溢流阀38设置在该溢流线路37上。

上述舱16中，配置有为了使控制阀4工作的多个操作装置7。各操作装置7包含接收为了使对应油压执行器20可以工作的操作的操作部（操作杆或脚踏板），输出与对操作部的操作量（例如，操作杆的倾倒角）相应的电气信号。

具体而言，操作装置7包含包括操作杆的动臂操作装置7a、斗杆操作装置7b、挖斗操作装置7c和旋转操作装置7d，以及包括脚踏板的行驶左操作装置7e和行驶右操作装置7f。另外，也可以使操作装置7中的几个以操作杆共通的形式组合。例如，动臂操作装置7a和挖斗操作装置7c组合，也可以是斗杆操作装置7b与旋转操作装置7d组合。

动臂操作装置7a的操作杆接收动臂上抬操作和动臂下降操作，斗杆操作装置7b的操作杆接收斗杆收回操作和斗杆推动操作，挖斗操作装置7c的操作杆接收挖斗挖掘操作和挖斗翻倒操作。又，旋转操作装置7d的操作杆接收左旋转操作和右旋转操作，行驶左操作装置7e和行驶右操作装置7f的各脚踏板接收前进操作和后进操作。

例如，动臂操作装置7a在操作杆中立时输出2.5V的电压，操作杆沿动臂上抬方向倾倒时，输出的电压随操作杆倾倒角的增大而增加（最大电压为5V）。该电压V1（2.5 ＜V1≤5）是动臂上抬电气信号。另一方面，当操作杆沿动臂下降方向倾倒时，动臂操作装置7a使输出的电压随着操作杆的倾倒角度的增大而降低（最小电压为0V）。该电压V2（0≤V2＜2.5）是动臂下降电气信号。其它的操作装置7也具有与动臂操作装置7a相同的结构。另外，可以在电压的最小值附近和最大值附近设置不感带。

从各操作装置7输出的电气信号向控制装置8输入。操作装置7以及控制装置8电气连接至电池91（在图1中，未示出各操作装置7与电池91之间的电气连接）。

控制装置8基于从操作装置7输出的电气信号控制电磁比例阀6。然而，为了附图的简略化仅绘出了一部分的信号线。例如，控制装置8在从动臂操作装置7a输出动臂上抬电气信号时，向动臂上抬用电磁比例阀6a输送驱动电流，该驱动电流随操作杆倾倒角的增大而增加。

又，舱16中还配置有用于操作者选择使对于操作装置7的操作有效或无效的选择装置92。选择装置92接受使对操作装置7的操作变为无效的操作锁定的选择，或使对操作装置7的操作变为有效的操作锁定解除的选择。

例如，选择装置92，也可以是可根据安全杆的移动或摇动选择操作锁定或操作锁定解除的微型开关和限位开关。或者，选择装置92也可以是，能根据是否按下按钮选择操作锁定或操作锁定解除的按钮开关。

接下来，参照图3对控制装置8的结构作详细说明。控制装置8包括与电池91连接的电源回路81、与该电源回路连接的运算回路82、存储器83以及多个驱动回路85。运算回路82由CPU（Central Processing Unit；中央处理器）构成，存储器83由ROM（Read-Only Memory；只读存储器）及RAM（Random Access Memory；随机存取存储器）构成。又，控制装置8包含介于电源回路81和驱动回路85之间的开关回路84。

驱动回路85与电磁比例阀6数量相同地设置，分别向电磁比例阀6输送驱动电流。但是，驱动回路85并非一定要与电磁比例阀6的数量相同，可以是一个驱动回路85向多个电磁比例阀6输送驱动电流，也可以是多个驱动回路85向一个电磁比例阀6输送驱动电流。

例如，驱动回路85包含向动臂上抬用电磁比例阀6a输送动臂上抬驱动电流的动臂上抬驱动回路85a，和向动臂下降用电磁比例阀6b输送动臂下降驱动电流的动臂下降驱动回路85b。又，驱动回路85包括向斗杆收回用电磁比例阀6c输送斗杆收回驱动电流的斗杆收回驱动回路85c，和向斗杆推动用电磁比例阀6d输送斗杆推动驱动电流的斗杆推动驱动回路85d。此外，驱动回路85包括向挖斗挖掘用电磁比例阀6e输送挖斗挖掘驱动电流的挖斗挖掘驱动回路85e，和向挖斗翻倒用电磁比例阀6f输送挖斗翻倒驱动电流的挖斗翻倒驱动回路85f。

介于驱动回路85和电源回路81之间的开关回路84对从电源回路81向驱动回路85的电力供给的切断或许可进行切换。本实施形态下，开关回路84由一个FET（Field EffectTransistor，场效应晶体管）构成，但也可以对每个驱动回路85设置FET，由这些FET构成开关回路84。

运算回路82与选择装置92以及操作装置7连接。另外，图3中，省略了除动臂操作装置7a、斗杆操作装置7b及挖斗操作装置7c以外的操作装置7。

运算回路82在任一操作装置7被操作时，会向对应的驱动回路85输送指令电流。例如，在从动臂操作装置7a输出动臂上抬电气信号时，以上述动臂上抬驱动电流随操作杆倾倒角的增大而增加的形式，运算回路82向动臂上抬驱动回路85a输送指令电流。

另外，运算回路82以在选择装置92接受操作锁定的选择期间切断从电源回路81向驱动回路85的电力供给，在选择装置92接受操作锁定解除的选择期间允许从电源回路81向驱动回路85的电力供给的形式，向开关回路84输送指令电流。

如上所述，本实施形态的油压系统1中，因为在选择装置92接收操作锁定选择的期间不向驱动回路85供给电力，即使操作操作装置7也不会从驱动回路85向控制阀驱动用电磁比例阀6输送驱动电流。因此，不使用使对操作装置7的操作为无效的专用的电磁阀，也可以使对操作装置7的操作为无效。通过这样，降低油压系统1的成本。

（第2实施形态）

接下来，参照图4对根据本发明第2实施形态的油压系统进行说明。本实施形态的油压系统和第1实施形态的油压系统的不同之处仅在于，控制装置8不包含开关回路84，代替地，开关装置93介于所有操作装置7和电池91之间。即，本实施形态的油压系统的结构如图1所示。

但是，开关装置93并非一定要介于所有操作装置7和电池91之间，可以介于几个操作装置7和电池91之间，剩下的操作装置7也可以直接连接电池91。

开关装置93对从电池91向操作装置7的电力供给的切断或许可进行切换。更详细地说，开关装置93在选择装置92接受操作锁定的选择期间切断向操作装置7的电力供给，在选择装置92接受操作锁定解除的选择期间允许向操作装置7的电流供给。例如，开关装置93是连动于选择装置92进行工作的开关和继电器。

如此，本实施形态的油压系统中，在选择装置92接受操作锁定的选择期间不向操作装置7供给电力，即使操作操作装置7也不会从操作装置7输出电气信号。因此，不使用使对操作装置7的操作为无效的专用的电磁阀，也可以使对操作装置7的操作为无效。通过这样，降低油压系统的成本。

另外，如图5所示，也可以取代开关装置93采用开关回路94。例如，开关回路94由FET构成。这种情况下，开关回路94中，以如下形式从控制装置8的运算回路82输送有指令电流，在选择装置92接受操作锁定的选择期间，切断从电池91到操作装置7的电力供给，在选择装置92接受操作锁定解除的选择期间，允许从电池91向操作装置7的电力供给。

（第3实施形态）

接下来，参照图6说明根据本发明第3实施形态的油压系统。本实施形态的油压系统与第1实施形态的油压系统的不同之处仅在于，控制装置8不包含开关回路84，代替地，进行与第1实施形态不同的控制。即。本实施形态的油压系统的结构如图1所示。

本实施形态中，控制装置8的运算回路82在选择装置92接受操作锁定的选择的期间，即使操作操作装置7也不向驱动回路85输送指令电流；在选择装置92接受操作锁定解除的选择的期间，操作装置7中至少一个被操作时向对应的驱动回路85输送指令电流。

如此，本实施形态的油压系统，由于在选择装置92接受操作锁定的选择的期间，不从运算回路82向驱动回路85输送指令电流，即使操作操作装置7也不从驱动回路85向控制阀驱动用电磁比例阀6输送驱动电流。因此，不使用使对操作装置7的操作为无效的专用的电磁阀，也可以使对操作装置7的操作为无效。通过这样，降低油压系统的成本。

（其他的实施形态）

本发明不限于上述实施形态，在不脱离本发明要旨的范围内可以有种种变形。

Claims

1.一种工程机械的油压系统，其特征在于，具备：介于主泵和多个油压执行器之间，具有先导端口的多个控制阀，

与所述多个控制阀的先导端口分别相连的多个电磁比例阀，

用于使所述多个控制阀工作，输出与操作量对应的电气信号的多个操作装置，

根据从所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个电磁比例阀的控制装置，以及

选择装置，所述选择装置接受使对所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或使对所述多个操作装置的操作有效的操作锁定解除的选择，

所述控制装置包括电源回路，向所述多个电磁比例阀分别输送驱动电流的多个驱动回路，及在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间切断从所述电源回路向所述多个驱动回路的电力供给，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间允许从所述电源回路向所述多个驱动回路供给电力的开关回路。

2.一种工程机械的油压系统，其特征在于，具备：介于主泵和多个油压执行器之间，具有先导端口的多个控制阀，

与所述多个控制阀的先导端口分别相连的多个电磁比例阀，

根据从所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个电磁比例阀的控制装置，

选择装置，所述选择装置接受使对所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或使对所述多个操作装置的操作有效的操作锁定解除的选择，以及

在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间切断向所述多个操作装置的电力供给，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间允许向所述多个操作装置供给电力的开关装置或开关回路。

3.一种工程机械的油压系统，其特征在于，具备：介于主泵和多个油压执行器之间，具有先导端口的多个控制阀，

与所述多个控制阀的先导端口分别相连的多个电磁比例阀，

所述控制装置包括向所述多个电磁比例阀分别输送驱动电流的多个驱动回路，及在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间即使操作所述多个操作装置也不向所述多个驱动回路输送指令电流，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间所述多个操作装置中至少1个被操作时向所述多个驱动回路中对应的驱动回路输送指令电流的运算回路。