CN112664496A - 液压控制装置和施工机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压控制装置和施工机械。本发明的液压控制装置具备：高压选择部，其选择与由液压驱动的液压驱动部所具有的两方向的驱动系统相对应的两个油路中的压力较高的油路；和方向切换部，其具有根据与压力较高的油路相对应的工作方向切换液压驱动部的工作方向的切换阀。

Description

液压控制装置和施工机械

技术领域

本发明涉及一种液压控制装置和施工机械。

背景技术

用于控制动力挖掘机等施工机械的比例阀分别设置于推侧和拉侧。因此，比例阀的驱动电路分别设置于推侧和拉侧(例如，参照专利文献1)。不过，在使纯液压的动力挖掘机等施工机械电控制化的情况下，针对液压控制用而使用电磁比例减压阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-052702号公报

发明内容

发明要解决的问题

若要使现有的液压系统电控制化，则需要按照各设置到动臂、斗杆等的推侧和拉侧的两系统的操作液压来设置压力检测传感器和液压控制用的电磁比例减压阀。因此，在空间较少的动力挖掘机中，需要大规模的改造。

本发明以提供能够简化与电控制化相对应的液压系统的结构的液压控制装置和施工机械以为目的。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的液压控制装置具备：高压选择部，其选择与由液压驱动的液压驱动部所具有的两方向的驱动系统相对应的两个油路中的压力较高的油路，该两个油路分别与所述两方向的驱动系统连接；和方向切换部，其具有根据与所述压力较高的油路相对应的工作方向切换所述液压驱动部的工作方向的切换阀。

本发明的一技术方案的液压控制装置具备：高压选择部，其选择输出操作压力的两个油路中的压力较高的油路；和方向切换部，其向由所述高压选择部选择的油路输出所述操作压力。

在被液压控制的装置通常与两方向的动作方向相对应地设置有两系统的液压回路。相对于此，对于上述技术方案的液压控制装置，高压选择部根据操作选择压力变高的油路，并且，切换阀将液压驱动部的工作方向切换成与操作相应的方向。由此，对于上述技术方案的液压控制装置，能够以1系统的液压回路控制液压驱动部，而能够简化结构。

在上述结构中，也可以是，所述高压选择部具备从所述两个油路中的压力较高的油路供给在所述压力较高的油路内产生的操作压力的高压选择阀。

通过如此构成，高压选择阀选择两个油路中的压力较高的油路，从而能够以1系统的液压回路简便地控制液压驱动部。

在上述结构中，也可以是，液压控制装置具备调整从所述高压选择阀输出的所述操作压力而向所述方向切换部输出的比例阀。

通过如此构成，比例阀使用从高压选择阀输出的工作油用以控制，因此，无需为了比例阀而另外设置液压泵。由此，对于上述技术方案的液压控制装置，能够简化使液压控制装置电动化之际的结构。

在上述结构中，也可以是，所述切换阀具有供所述两方向的驱动系统分别连接的两端，并且，在所述两个油路的压力差产生了之际切换所述液压驱动部的工作方向。

通过如此构成，切换阀能够向与动臂等的抬升方向以及降低方向相对应的油路供给工作油，因此，能够省略一部分配管，而能够简化结构。

在上述结构中，也可以是，液压控制装置具备使从所述高压选择阀输出的所述操作压力增压而向所述比例阀输入的增压部。

通过如此构成，增压部增压至为了控制比例阀所需要的操作压力，因此，能够使用从高压选择阀输出的操作压力用以控制比例阀。

在上述结构中，也可以是，液压控制装置具备调整所述增压部的压力的控制部。

通过如此构成，控制部能够变更增压部的增压值，而进行与操纵者的意思相应的控制。

在上述结构中，也可以是，液压控制装置具备：低压选择部，其选择所述两个油路中的压力较低的油路；和排放油路，其与所述低压选择部连接，用于排出所述比例阀的剩余的工作油。

通过如此构成，能够将比例阀的排放油路用作两个油路中的压力较低的油路，而能够省略通常设置于比例阀的排放油路从而简化装置结构。

本发明的一技术方案的液压控制装置具备：高压选择部，其选择与由液压驱动的液压驱动部所具有的两方向的驱动系统相对应的两个油路中的压力较高的油路，该两个油路分别与所述两方向的驱动系统连接；方向切换部，其具有根据与所述压力较高的油路相对应的工作方向切换所述液压驱动部的工作方向的切换阀；高压选择阀，其设置于所述高压选择部，从所述两个油路中的压力较高的油路供给在所述压力较高的油路内产生的操作压力；所述切换阀，其具有供所述两方向的驱动系统分别连接的两端，并且，在所述两个油路的压力差产生了之际切换所述液压驱动部的工作方向；比例阀，其调整从所述高压选择阀输出的所述操作压力而向所述方向切换部输出；增压部，其使从所述高压选择阀输出的所述操作压力增压而向所述比例阀输入；控制部，其调整所述增压部的压力；低压选择部，其选择所述两个油路中的压力较低的油路；以及排放油路，其与所述低压选择部连接，用于排出所述比例阀的剩余的工作油。

通过如此构成，能够根据操作来切换方向，而以利用切换阀使从液压源经由电磁比例减压阀控制后的工作油向与操作相应的方向动作的方式向液压驱动部输入该工作油，而能够简化液压回路。

也可以是，施工机械具备上述结构的所述液压控制装置。

通过如此构成，能够简化施工机械的液压控制装置。

发明的效果

根据本发明，能够简化与电控制化相对应的液压系统的结构。

附图说明

图1是本发明的实施方式的施工机械的概略结构图。

图2是本发明的实施方式的液压系统的构成图。

图3是本发明的实施方式的液压控制装置的构成图。

图4是本发明的实施方式的液压控制装置的变形例的构成图。

附图标记说明

1、液压系统；2、发动机；2A、输出轴；3、液压泵；4、致动器；5、液压控制装置；5A、操作信号回路；5B、多个阀；6、操作部；7、油路；8、第1油路；9、第2油路；10、高压选择部；10A、第1止回阀；10B、第2止回阀；12、液压传感器；14、控制部；16、驱动器；18、电磁比例阀(比例阀)；18A、输出部；18B、排放油路；20、方向切换部；20A、油路；20B、油路；20C、切换阀；22、增压部；22A、输入部；24、低压选择部；24A、第3止回阀；24B、第4止回阀；30、液压传感器；100、施工机械；101、回转体；102、行驶体；103、驾驶室；104、动臂；105、斗杆；106、铲斗；200、液压驱动部；C、油冷却器；P、油路；S、溢流阀；T、罐。

具体实施方式

接着，基于附图说明本发明的实施方式。

(施工机械)

如图1所示，施工机械100是例如液压挖掘机。施工机械100具备回转体101和行驶体102。回转体101能够回转地设置于行驶体102之上。在回转体101设置有液压系统1。

回转体101具备：驾驶室103，其能够供操作者搭乘；动臂104，其具有以摆动自如的方式与驾驶室103连结起来的一端；斗杆105，其具有以摆动自如的方式与动臂104的另一端(与驾驶室103相反的一侧的端(顶端))连结起来的一端；以及铲斗106，其以摆动自如的方式与斗杆105的另一端(与动臂104相反的一侧的端(顶端))连结。在驾驶室103内设置有液压系统1。驾驶室103、动臂104、斗杆105以及铲斗106由从液压系统1供给的工作油驱动。

(液压系统)

如图2所示，液压系统1具备：作为驱动源的发动机2；液压泵3，其由发动机2驱动；多个致动器4，其由利用液压泵3送出的工作油驱动；液压控制装置5，其根据从操作部6输出的操作信号控制多个致动器4的动作；罐T，其用于积存工作油；油冷却器C，其冷却工作油；以及压力调整用的溢流阀S。

发动机2是使用了汽油、柴油燃料的内燃机。发动机2具备输出轴2A。输出轴2A与液压泵3连结。在液压泵3连接有油路P。液压泵3由于输出轴2A的旋转而被驱动。液压泵3使工作油向油路P流通。在油路P连接有液压控制装置5。发动机2也可以是不使用内燃机而与电容器连接起来的电动机等。

在液压控制装置5经由分支了的油路P连接有多个致动器4。液压控制装置5具有多个控制阀5B。液压控制装置5根据来自操作部6的操作信号向致动器4供给向油路P流通的工作油的油压。液压控制装置5构成了具备多个控制阀5B的多阀集成模块。多个致动器4驱动驾驶室103、动臂104、斗杆105以及铲斗106等的多个液压驱动部200(参照图3)。

接着，对液压控制装置5进行说明。液压控制装置5具备操作信号回路5A。操作信号回路5A根据来自操作部6的操作信号控制控制阀5B。以往的由液压控制的施工机械100利用具有与驾驶室103的回转、动臂104、斗杆105以及铲斗106的抬升降低(推拉)等两方向的动作方向相对应的两系统的液压回路的驱动系统控制该两方向的控制。

操作信号回路5A是如下液压回路：通过简化两系统的液压回路而构成为1系统，从而以1个电磁比例阀进行两方向的驱动系统的控制。不会针对两方向的驱动系统同时使用推侧和拉侧的液压回路。因而，能够使推侧和拉侧的液压回路由1个电磁比例阀切换，从而简化装置。在以下的说明中，以驱动动臂104的结构为代表例来说明。

如图3所示，操作信号回路5A具备：高压选择部10，其与油路7连接起来，该油路7与操作部6连接起来；液压传感器12，其检测高压选择部10的液压；控制部14，其与液压传感器12连接起来；驱动器16，其由控制部14控制；增压部22，其与高压选择部10连接，用于供给工作油；电磁比例阀(比例阀)18，其基于驱动器16的信号被驱动；方向切换部20，其与电磁比例阀18连接起来；以及低压选择部24，其与油路7连接起来。

操作部6具有操作杆。在操作部6，与使操作杆倾斜的角度等操作量联动而调整例如动臂104的控制量。在操作部6连接有根据操作量使工作油流通的油路7。操作部6调整由工作油向油路7内流通而产生的操作压力。油路7是油路P的一部分。油路7是用于控制控制阀5B的工作油的配管。油路7具备与液压驱动部200所具有的两方向的驱动系统相对应的两个油路。油路7例如具备：第1油路8，其与抬升动臂104的方向的驱动系统连接起来；和第2油路9，其与降低动臂104的方向的驱动系统连接起来。

对于在操作部6使操作杆向抬升方向倾斜了的情况，第1油路8使工作油根据操作量向配管的内部流通，而相对于第2油路9成为高压。对于在操作部6使操作杆向降低方向倾斜了的情况，第2油路9使工作油根据操作量向内部流通，而相对于第1油路8成为高压。在第1油路8和第2油路9连接有高压选择部10。在第1油路8和第2油路9连接有随后论述的低压选择部24。

高压选择部10选择第1油路8和第2油路9中的高压侧的油路。例如，若在操作部6向抬升方向操作，则工作油向第1油路8流通，第1油路8与第2油路9相比压力相对地变高。若在操作部6向降低方向操作，则工作油向第2油路9流通，第2油路9与第1油路8相比压力相对地变高。高压选择部10向增压部22输入来自所选择的高压侧的油路的工作油。

高压选择部10例如具备与第1油路8侧连接起来的第1止回阀10A(高压选择阀)和与第2油路9侧连接起来的第2止回阀10B(高压选择阀)。在第1油路8侧成为高压的情况下，第1止回阀10A从第1油路8输入工作油，而供给操作压力。在第2油路9侧成为高压的情况下，第2止回阀10B从第2油路9输入工作油，而供给操作压力。从高压选择部10输入的工作油利用液压传感器12检测液压。

液压传感器12向控制部14输出检测到的工作油的油压的检测值。控制部14由CPU(中央处理单元，Central Processing Unit)构成。控制部14基于从液压传感器12取得的检测值运算电磁比例阀18的控制量。控制部14基于运算出的运算值控制驱动器16。控制部14根据运算值向驱动器16输出基于电流的信号。即，驱动器16向电磁比例阀18输出与工作油的油压相应的电流值。

电磁比例阀18例如是根据提供给控制用的电流值来调整工作油的压力的电磁比例减压阀。电磁比例阀18具有调整工作油的压力的压力调整部。电磁比例阀18用于控制地输入被调整成预定的液压值(先导液压)的工作油，而输出由压力调整部调整了压力的工作油。

对于在通常的状态下使用电磁比例阀18的情况，需要用于工作地输入相对于输出液压成为高压的工作油，并且，需要使以所输入的工作油的剩余压力排出的工作油返回罐T的排放回路。在本实施方式的电磁比例阀18输入由增压部22增压后的工作油，并且设置有替代排放回路的随后论述的排放油路18B。

增压部22使从高压选择部10输出的操作压力增压成1.5倍左右，使操作压力提高到先导液压所使用的液压值。增压部22从输入部22A向电磁比例阀18输入被增压到先导液压的液压值的操作压力。增压部22也可以构成为，利用控制部14的控制来调整操作压力。

如此，液压控制装置5通过在液压回路中设置增压部22，而能够省略为了使操作压力产生所使用的液压回路、装置。电磁比例阀18从输出部18A向方向切换部20输入被调整了压力的操作压力(例如增压到先导液压的工作油)。

方向切换部20与第1油路8以及第2油路9连接。方向切换部20与操作部6的操作联动而切换从电磁比例阀18输入的工作油的输出方向。方向切换部20具备切换阀20C。切换阀20C具有套筒(未图示)和插入到套筒的阀柱(未图示)。

在切换阀20C的两端分别连接有第1油路8和第2油路9这两方向的驱动系统。切换阀20C的阀柱在两方向的驱动系统的压力差作用之际从压力较高的一者向较低的一者移动。由此，切换阀20C向液压驱动部200输出压力较高的驱动系统的工作油，从而切换液压驱动部200的工作方向。即，切换阀20C利用从第1油路8或第2油路9输入的工作油使阀柱移动，将从电磁比例阀18输入的工作油的输出方向切换成相反方向。

例如，在与操作部6的操作联动地从第1油路8输入了工作油的情况下，方向切换部20从动臂104抬升的方向(例如，液压驱动部200的推侧)的油路20A向液压驱动部200输出从电磁比例阀18输入的工作油。例如，在与操作部6的操作联动地从第2油路9输入了工作油的情况下，方向切换部20从动臂104降低的方向(例如，液压驱动部200的拉侧)的油路20B向液压驱动部200输出从电磁比例阀18输入的工作油。液压控制装置5能够利用方向切换部20的动作以1系统的液压回路使动臂104向与操作部6的操作相应的方向运动。

接着，对电磁比例阀18和增压部22的排放部进行说明。

如上所述，电磁比例阀18是电磁比例减压阀。通常，为了控制电磁比例减压阀，除了需要将被调整成先导液压的工作油输入的输入部22A和将工作油输出的输出部18A的油路之外，还需要以剩余压力排出的工作油的排放用的油路。在实施方式的电磁比例阀18设置有排放油路18B。电磁比例阀18将与排放油路18B连接起来的第1油路8和第2油路9中的任一者用作排放部。

排放油路18B经由低压选择部24与第1油路8和第2油路9的下游侧(第1油路8和第2油路9中的比第1油路8、第2油路9与高压选择部10之间的连接部分靠下游侧的部分)连接。低压选择部24选择第1油路8和第2油路9中的低压侧的油路。例如，若将操作部6向抬升方向操作，则工作油向第1油路8流通。由此，第1油路8与第2油路9相比压力相对地变高。此时，低压选择部24选择低压侧的第2油路9。若将操作部6向降低方向操作，则工作油向第2油路9流通。由此，第2油路9与第1油路8相比压力相对地变高。此时，低压选择部24选择低压侧的第1油路8。低压选择部24向所选择的低压侧的油路排出在电磁比例阀18以过剩压排出来的工作油。

低压选择部24例如具备与第1油路8侧连接起来的第3止回阀24A和与第2油路9侧连接起来的第4止回阀24B。在第1油路8侧成为低压的情况下，第3止回阀24A从电磁比例阀18排出工作油。在第2油路9侧成为低压的情况下，第4止回阀24B从电磁比例阀18排出工作油。

第1油路8和第2油路9用于动臂104的抬升或降低这一对操作。第1油路8和第2油路9成为不会同时使用的构造。因此，第1油路8或第2油路9中的、未使用侧的油路具备为了迅速地释放指令用的液压而向排放部释放液压这样的构造。根据这样的构造，液压控制装置5构成为，通过将两系统的未使用侧的油路用作排放部，而无需追加排放回路。

[变形例]

电磁比例阀18也可以基于输出的工作油的油压进行反馈控制，以便调整输出的工作油的压力。在以下的说明中，对于与上述实施方式的结构同样的结构，使用相同的名称和附图标记，适当省略重复的说明。

如图4所示，液压控制装置5具备液压传感器30。液压传感器30检测从电磁比例阀18输出的工作油的压力。液压传感器30向控制部14输出检测到的工作油的压力的检测值。控制部14除了基于从液压传感器12取得的检测值之外，还基于从液压传感器30取得的检测值进行运算，以便调整电磁比例阀18的控制量。

控制部14基于从液压传感器30取得的检测值控制从电磁比例阀18输出的压力。在从电磁比例阀18输出的工作油的压力比设定值高的情况下，控制部14运算电磁比例阀18的控制量，以使从电磁比例阀18输出的工作油的压力减少。在从电磁比例阀18输出的工作油的压力比设定值低的情况下，控制部14运算电磁比例阀18的控制量，以使从电磁比例阀18输出的工作油的压力增加。

如上所述，根据液压控制装置5，构成为，能够使用电磁比例阀18和方向切换部20而以1系统控制由两系统构成的液压回路，能够简化装置结构。根据液压控制装置5，通过利用增压部22生成用于控制电磁比例阀18的先导液压，能够省略用于生成先导液压的液压回路。另外，根据液压控制装置5，具备选择在第1油路8和第2油路9中的低压侧的油路的低压选择部24，从而能够使电磁比例阀18的排放压力向低压侧的油路释放，而能够省略排放回路从而简化装置结构。

此外，本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内也包括对上述的实施方式施加各种变更而成的实施方式。例如，在上述的实施方式中，对施工机械100是液压挖掘机的情况进行了说明。然而，并不限于此，能够将上述的液压控制装置5采用于各种各样的施工机械。

Claims (10)

1.一种液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备：

高压选择部，其选择与由液压驱动的液压驱动部所具有的两方向的驱动系统相对应的两个油路中的压力较高的油路，该两个油路分别与所述两方向的驱动系统连接；以及

方向切换部，其具有根据与所述压力较高的油路相对应的工作方向切换所述液压驱动部的工作方向的切换阀。

2.一种液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备：

高压选择部，其选择输出操作压力的两个油路中的压力较高的油路；以及

方向切换部，其向由所述高压选择部选择的油路输出所述操作压力。

3.根据权利要求1或2所述的液压控制装置，其中，

所述高压选择部具备从所述两个油路中的压力较高的油路供给在所述压力较高的油路内产生的操作压力的高压选择阀。

4.根据权利要求3所述的液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备调整从所述高压选择阀输出的所述操作压力而向所述方向切换部输出的比例阀。

5.根据权利要求1所述的液压控制装置，其中，

所述切换阀具有供所述两方向的驱动系统分别连接的两端，并且，在所述两个油路的压力差产生了之际切换所述液压驱动部的工作方向。

6.根据权利要求4所述的液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备使从所述高压选择阀输出的所述操作压力增压而向所述比例阀输入的增压部。

7.根据权利要求6所述的液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备调整所述增压部的压力的控制部。

8.根据权利要求7所述的液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备：

低压选择部，其选择所述两个油路中的压力较低的油路；以及

排放油路，其与所述低压选择部连接，用于排出所述比例阀的剩余的工作油。

9.一种液压控制装置，其中，

该液压控制装置具备：

高压选择部，其选择与由液压驱动的液压驱动部所具有的两方向的驱动系统相对应的两个油路中的压力较高的油路，该两个油路分别与所述两方向的驱动系统连接；

方向切换部，其具有根据与所述压力较高的油路相对应的工作方向切换所述液压驱动部的工作方向的切换阀；

高压选择阀，其设置于所述高压选择部，从所述两个油路中的压力较高的油路供给在所述压力较高的油路内产生的操作压力；

所述切换阀，其具有供所述两方向的驱动系统分别连接的两端，并且，在所述两个油路的压力差产生了之际切换所述液压驱动部的工作方向；

比例阀，其调整从所述高压选择阀输出的所述操作压力而向所述方向切换部输出；

增压部，其使从所述高压选择阀输出的所述操作压力增压而向所述比例阀输入；

控制部，其调整所述增压部的压力；

低压选择部，其选择所述两个油路中的压力较低的油路；以及

排放油路，其与所述低压选择部连接，用于排出所述比例阀的剩余的工作油。

10.一种施工机械，其中，

该施工机械具备权利要求1～9中任一项记载的所述液压控制装置。

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