CN114207293B - 建筑机械的液压系统 - Google Patents

Abstract

一个方面的建筑机械的液压系统（1A）包括：多个控制阀（41），其介设于主泵（22）与多个液压执行器之间；以及多个第一电磁比例阀（43），其分别与控制阀（41）的先导端口连接。此外，液压系统（1A）包括：卸载阀（9），其具有先导端口；以及第二电磁比例阀（62），其通过二次压力线路（63）与卸载阀（9）的先导端口连接，通过一次压力线路（61）与副泵（23）连接。在副泵（23）与第一电磁比例阀（43）之间，介设有具有通过先导线路（64）与二次压力线路（63）连接的先导端口的切换阀（52）。

Description

建筑机械的液压系统

技术领域

本发明涉及一种建筑机械的液压系统。

背景技术

在搭载于液压挖掘机、液压起重机那样的建筑机械的液压系统中，在主泵与多个液压执行器之间介设有多个控制阀。各控制阀控制对对应的液压执行器的工作油的供给和排出。

一般而言，各控制阀具有配置在壳体内的阀芯和用于使阀芯工作的一对先导端口。在使用输出电信号的操作装置作为用于使各控制阀工作的操作装置的情况下，在控制阀的各先导端口连接有电磁比例阀，控制阀被该电磁比例阀驱动。

例如，专利文献1中公开了一种当控制阀驱动用的电磁比例阀故障时，用于使控制阀向中立位置返回的结构。在该结构中，使电磁切换阀介设于副泵与控制阀驱动用的电磁比例阀之间，当控制阀驱动用的电磁比例阀故障时，将电磁切换阀从打开位置切换到关闭位置，停止从副泵向电磁比例阀供给工作油。即，当控制阀驱动用的电磁比例阀故障时，即使操作员对操作装置进行操作，控制阀也维持在中立位置，对操作装置的操作无效。

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所公开的结构中，必需用于使对操作装置的操作无效的专用的电磁阀。

因此，本发明的目的在于提供一种建筑机械的液压系统，不使用用于使对操作装置的操作无效的专用的电磁阀，就能够使对操作装置的操作无效。

解决问题的技术手段：

为了解决所述课题，本发明的发明人着眼于建筑机械的液压系统中，构成为当操作装置未被操作时用于保持主泵的排出压力较低的卸载阀由电磁比例阀驱动，认为是否能够将该电磁比例阀用于使对操作装置的操作无效。本发明是基于这样的观点而完成的。

即，本发明的建筑机械的液压系统的特征在于，具备：多个控制阀，其介设于主泵与多个液压执行器之间，具有先导端口；多个第一电磁比例阀，其分别与所述多个控制阀的先导端口连接；多个操作装置，其输出用于使所述多个控制阀工作的与操作量相应的电信号；控制装置，其基于从所述多个操作装置输出的电信号，控制所述多个第一电磁比例阀；卸载阀，其设置在从连接所述主泵与所述多个控制阀的供给线路分支并延伸到油箱的线路上，当所述多个操作装置未被操作时开口面积成为最大，具有先导端口；第二电磁比例阀，其通过二次压力线路与所述卸载阀的先导端口连接，并通过一次压力线路与副泵连接；以及切换阀，其介设于所述副泵与所述多个第一电磁比例阀之间，具有通过先导线路与所述二次压力线路连接的先导端口，根据引导到该先导端口的先导压力，在关闭位置与打开位置之间切换。

根据上述结构，能够根据第二电磁比例阀的二次压力，将介设于副泵与第一电磁比例阀之间的切换阀切换到关闭位置或切换到打开位置，换言之，将对操作装置的操作切换为无效或有效。此外，根据第二电磁比例阀的二次压力，能够变更卸载阀的开口面积。即，能够使一个第二电磁比例阀具备两个功能。因此，不需要用于使对操作装置的操作无效的专用电磁阀。

例如也可以是，所述卸载阀构成为引导到该卸载阀的先导端口的先导压力越高开口面积越变小，所述切换阀在引导到该切换阀的先导端口的先导压力成为设定值以上时从关闭位置切换到打开位置。

上述液压系统也可以还具备选择装置，该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，所述控制装置如下控制所述第二电磁比例阀：在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间，使所述第二电磁比例阀的二次压力比所述设定值低，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间，使所述第二电磁比例阀的二次压力比所述设定值高。根据该结构，操作员如果通过选择装置选择操作锁定，则对操作装置的操作成为无效，如果选择操作锁定解除，则对操作装置的操作成为有效。

也可以是，所述设定值为第一设定值，所述卸载阀构成为直到引导到该卸载阀的先导端口的先导压力成为第二设定值为止开口面积维持在最大，所述第一设定值为所述第二设定值以下。根据该结构，在卸载阀的开口面积维持最大的期间，能够将切换阀从关闭位置切换到打开位置。

也可以是，所述主泵包括多个主泵，所述卸载阀包括分别与所述多个主泵对应的多个卸载阀，所述第二电磁比例阀包括分别与所述多个卸载阀对应的多个第二电磁比例阀，所述先导线路包括：桥接线路，其对从所述多个第二电磁比例阀延伸的多个二次压力线路之间进行连接；高压选择阀，其设置于所述桥接线路；以及输出线路，其连接所述高压选择阀的输出端口与所述切换阀的先导端口。根据该结构，即使第二电磁比例阀的任一个因故障等不工作的情况下，也能够将切换阀在关闭位置与打开位置之间切换。由此，建筑机械由于故障而不再工作的现象减少，因此建筑机械的可靠度提高。

发明效果：

根据本发明，不使用用于使对操作装置的操作无效的专用电磁阀，就能够使对操作装置的操作无效。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的建筑机械的液压系统的结构示意图；

图2是作为建筑机械的一例的液压挖掘机的侧视图；

图3是示出第一实施方式中的操作装置的操作量与第二电磁比例阀的二次压力的关系的曲线图；

图4是示出第一实施方式中的第二电磁比例阀的二次压力与卸载阀的开口面积的关系的曲线图；

图5是第一实施方式的变形例的液压系统的结构示意图；

图6是本发明的第二实施方式的建筑机械的液压系统的结构示意图。

具体实施方式

（第一实施方式）

图1中示出本发明的第一实施方式的建筑机械的液压系统1A，图2中示出搭载有该液压系统1A的建筑机械10。图2所示的建筑机械10是液压挖掘机，但本发明也可以应用于液压起重机等其他的建筑机械。

图2所示的建筑机械10为自走式，包括行走体11。此外，建筑机械10包括能够回转地支承于行走体11的回转体12和相对于回转体12俯仰的动臂。在动臂的梢端能够摇动地连结有斗杆，在斗杆的梢端能够摇动地连结有铲斗。在回转体12设置有机舱16，该机舱16设置有驾驶座。另外，建筑机械10也可以不是自走式。

液压系统1A中，作为液压执行器20，包括图2所示的动臂缸13、斗杆缸14和铲斗缸15，并且包括未图示的左右一对行走马达和回转马达。动臂缸13使动臂俯仰，斗杆缸14使斗杆摇动，铲斗缸15使铲斗摇动。

此外，如图1所示，液压系统1A包括向上述液压执行器20供给工作油的主泵22。另外，在图1中，为了简化附图，省略了液压执行器20。

主泵22由发动机21驱动。但是，主泵22也可以由电动机驱动。此外，发动机21也驱动副泵23。主泵22可以设置有多个。

主泵22是倾转角可以改变的可变容量型的泵（斜板泵或斜轴泵）。主泵22的排出流量可以通过电动正控方式控制，也可以通过液压负控方式控制。或者，主泵22的排出流量也可以通过负载感应方式控制。

在主泵22与液压执行器20之间介设有多个控制阀41。在本实施方式中，全部的控制阀41都是三位阀，但控制阀41中的一个或几个也可以是二位阀。

全部的控制阀41通过供给线路31与主泵22连接，并且通过油箱线路33与油箱连接。此外，各控制阀41通过一对供应排放线路与对应的液压执行器20连接。另外，在设置有多个主泵22的情况下，控制阀41也被分成与主泵22同样数量的组，按这些每个组，控制阀41通过供给线路31与主泵22连接。

例如，控制阀41包括：动臂控制阀，其控制对动臂缸13的工作油的供给和排出；斗杆控制阀，其控制对斗杆缸14的工作油的供给和排出；以及铲斗控制阀，其控制对铲斗缸15的工作油的供给和排出。

供给线路31包括从主泵22延伸的主流路和从主流路分支并向控制阀41连接的多个分支路。在本实施方式中，中央旁通线路32从供给线路31的主流路分支，该中央旁通线路32延伸到油箱。而且，在中央旁通线路32上配置有控制阀41 。

此外，溢流线路34从供给线路31的主流路分支，在该溢流线路34设置有主泵22用的溢流阀35。另外，溢流线路34也可以在全部控制阀41的上游侧从中央旁通线路32分支。

在中央旁通线路32，在全部的控制阀41的下游侧设置有卸载阀9。但是，卸载阀9也可以设置在全部的控制阀41的上游侧或特定的控制阀41彼此之间。卸载阀9具有先导端口，构成为根据引导到该先导端口的先导压力而能变更开口面积。卸载阀9的开口面积在后述的多个操作装置44均未被操作时成为最大。

在本实施方式中，卸载阀9为常开型。即，如图4所示，卸载阀9构成为在中立位置处开口面积成为最大，直到先导压力成为设定值β（与本发明的第二设定值相当）为止开口面积维持最大。若先导压力比设定值β高，则随着先导压力变高，卸载阀9的开口面积变小。

返回图1，各控制阀41具有配置在壳体内的阀芯和用于使阀芯工作的一对先导端口。例如，可以是全部控制阀41的壳体成为一体而构成多控制阀单元。全部控制阀41的先导端口通过先导线路42与多个第一电磁比例阀43分别连接。

各第一电磁比例阀43是指令电流与二次压力表示正相关的正比例型。但是，各第一电磁比例阀43也可以是指令电流与二次压力表示负相关的反比例型。

全部的第一电磁比例阀43通过分配线路53与切换阀52连接。分配线路53包括从切换阀52延伸的主流路和从主流路分支并向第一电磁比例阀43连接的多个分支路。

切换阀52通过泵线路51与副泵23连接。从泵线路51分支出溢流线路54，在该溢流线路54设置有副泵23用的溢流阀55。溢流阀55的溢流压力以使控制阀41的阀芯能够移动到行程终点的形式设定得充分高（例如4MPa）。此外，溢流阀55的溢流压力比使卸载阀9的开口面积为最小（零）的压力高某种程度。

介设于副泵23与全部的第一电磁比例阀43之间的切换阀52具有先导端口，根据引导到该先导端口的先导压力在关闭位置与打开位置之间切换。在本实施方式中，关闭位置为中立位置。即，切换阀52在先导压力成为设定值α（与本发明的第一设定值相当）以上时，从关闭位置切换到打开位置。

切换阀52在关闭位置切断泵线路51并使分配线路53与油箱连通，在打开位置使泵线路51与分配线路53连通。换言之，在切换阀52维持于关闭位置的状态下，工作油从副泵23向第一电磁比例阀43的供给被停止，并且第一电磁比例阀43的一次压力成为零，即使对第一电磁比例阀43发送电流，控制阀41也不工作。

如图4所示，切换阀52的设定值α优选设定在卸载阀9的设定值β以下。因为在卸载阀9的开口面积维持最大的期间，能够将切换阀52从关闭位置切换到打开位置。例如，设定值α为0.1~0.4MPa，设定值β为0.5~0.8MPa。但是，切换阀52的设定值α也可以比卸载阀9的设定值β大。

返回图1，副泵23通过一次压力线路61也与第二电磁比例阀62连接，第二电磁比例阀62通过二次压力线路63与卸载阀9的先导端口连接。一次压力线路61与泵线路51的上游侧部分彼此合流而成为共通的流路。

在本实施方式中，第二电磁比例阀62是指令电流与二次压力表示正相关的正比例型。切换阀52的先导端口通过先导线路64与二次压力线路63连接。

在上述机舱16内配置有用于使控制阀41动作的多个操作装置44。各操作装置44包括接受用于使对应的液压执行器20可动的操作的操作部（操作杆或脚踏板），输出与操作部的操作量（例如操作杆的倾倒角）相应的电信号。

例如，操作装置44包括具有操作杆的动臂操作装置、斗杆操作装置和铲斗操作装置。动臂操作装置的操作杆接受动臂上扬操作和动臂下落操作，斗杆操作装置的操作杆接受斗杆拉动操作和斗杆推动操作，铲斗操作装置的操作杆接受铲斗挖掘操作和铲斗倾卸操作。例如，动臂操作装置在操作杆向动臂上扬方向倾倒时，输出与操作杆的倾倒角相应大小的动臂上扬电信号。

从各操作装置44输出的电信号向控制装置7输入。例如，控制装置7是具有ROM、RAM等内存、HDD等存储器、CPU的个人计算机，ROM或HDD中存储的程序由CPU执行。

控制装置7基于从操作装置44输出的电信号，控制第一电磁比例阀43。但是，在图1中，为了简化附图，仅描绘一部分信号线路。例如，当从动臂操作装置输出动臂上扬电信号时，控制装置7向与动臂控制阀的动臂上扬用先导端口连接的第一电磁比例阀43发送指令电流，动臂上扬电信号越大，该指令电流越大。

此外，如图3所示，控制装置7以使各操作装置44的操作量越大第二电磁比例阀62的二次压力越大的形式控制第二电磁比例阀62。由此，各操作装置44的操作量越大，卸载阀9的开口面积越小。另外，各操作装置44的操作量与第二电磁比例阀62的二次压力的关系未必是比例关系，它们的关系线路可以是向上凸或向下凸的曲线。

在机舱16内还配置有选择装置8，该选择装置8用于选择使操作员对全部的操作装置44的操作无效还是有效。选择装置8接受使对操作装置44的操作无效的操作锁定的选择、或使对操作装置44的操作有效的操作锁定解除的选择。

例如，选择装置8可以是通过安全杆的移动或摇动能够选择操作锁定或操作锁定解除的微动开关或限位开关。或者，选择装置8也可以是通过是否按压按钮能够选择操作锁定或操作锁定解除的按钮开关。

控制装置7根据选择装置8中的选择状况，如下控制第二电磁比例阀62。

选择装置8接受操作锁定的选择的期间，如图4所示，控制装置7以使第二电磁比例阀62的二次压力比切换阀52的设定值α低的形式控制第二电磁比例阀62。由此，卸载阀9的开口面积维持最大，并且切换阀52维持在关闭位置。此时，控制装置7可以不向第二电磁比例阀62发送指令电流，也可以将低于与设定值α对应的电流值的指令电流向第二电磁比例阀62发送。

另一方面，选择装置8接受操作锁定解除的选择的期间，控制装置7以使第二电磁比例阀62的二次压力比切换阀52的设定值α高的形式控制第二电磁比例阀62。由此，切换阀52切换到打开位置。

如以上所述，各操作装置44的操作量越大，第二电磁比例阀62的二次压力越大。即，控制装置7在选择装置8接受操作锁定解除的选择期间，当操作装置44均未被操作时，将待机电流作为指令电流向第二电磁比例阀62发送，将第二电磁比例阀62的二次压力维持在比切换阀52的设定值α高的规定值γ。规定值γ是与卸载阀9的设定值β相同或与其接近的值。为此，卸载阀9的开口面积维持在最大或最大附近。

然后，当操作装置44的任一个被操作时，第二电磁比例阀62的二次压力比规定值γ大。这样，在选择装置8接受操作锁定解除的选择的期间，第二电磁比例阀62的二次压力根据操作装置44的操作量在规定值γ与最大值之间变化。

如以上所说明的那样，在本实施方式的液压系统1A中，通过第二电磁比例阀62的二次压力，能将介设于副泵23与第一电磁比例阀43之间的切换阀52切换到关闭位置或切换到打开位置，换言之，能将对操作装置44的操作切换为无效或有效。此外，通过第二电磁比例阀62的二次压力，能够变更卸载阀9的开口面积。即，能够使一个第二电磁比例阀62具备两个功能。因此，不需要用于使对操作装置44的操作无效的专用电磁阀。

此外，在本实施方式中设置有选择装置8，因此，操作员如果通过选择装置8选择操作锁定，则对操作装置44的操作成为无效，如果选择操作锁定解除，则对操作装置44的操作成为有效。

（变形例）

如图5所示，也可以是代替省略中央旁通线路32，而采用从供给线路31的主流路分支不经由控制阀41而延伸到油箱的卸载线路91，在该卸载线路91设置有卸载阀9。该变形例也可以应用于后述的第二实施方式。

（第二实施方式）

图6中示出本发明的第二实施方式的液压系统1B。另外，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同符号，省略重复的说明。

在本实施方式中，主泵22设置有两个。但是，主泵22的数量也可以是三个。而且，控制阀41也分成两组，这样的每个组中，控制阀41通过供给线路31与主泵22连接。

与第一实施方式同样，从各供给线路31的主流路分支出中央旁通线路32并延伸到油箱，在该中央旁通线路32设置有卸载阀9。此外，各卸载阀9的先导端口通过二次压力线路63与第二电磁比例阀62连接。双方的第二电磁比例阀62通过一次压力线路61与副泵23连接。

在本实施方式中，切换阀52的先导端口通过先导线路与双方的二次压力线路63连接。该先导线路64包括：桥接线路65，其对二次压力线路63之间进行连接；高压选择阀66，其设置于桥接线路65；以及输出线路67，其连接高压选择阀66的输出端口与切换阀52的先导端口。高压选择阀66选择两个第二电磁比例阀62的二次压力中较高一方，并从输出端口输出。

如果是这样的结构，在因第二电磁比例阀62的任意一个故障等（例如短路等造成的通电不良）而不工作的情况下，能够将切换阀52在关闭位置与打开位置之间切换。由此，建筑机械10由于故障而不再工作的现象减少，因此建筑机械10的可靠度提高。

（其他实施方式）

本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。

例如，卸载阀9也可以是常闭型。在该情况下，切换阀52构成为当先导压力成为比较高的设定值以上时从打开位置切换到关闭位置。在卸载阀9为常闭型的情况下，第二电磁比例阀62可以是正比例型，也可以是反比例型。

符号说明：

1A、1B：液压系统；

20：液压执行器；

22：主泵；

23：副泵；

32：中央旁通线路；

33：溢流阀；

41：控制阀；

43：第一电磁比例阀；

44：操作装置；

52：切换阀；

61：一次压力线路；

62：第二电磁比例阀；

63：二次压力线路；

64：先导线路；

65：桥接线路；

66：高压选择阀；

67：输出线路；

7：控制装置；

8：选择装置；

9：卸载阀；

91：卸载线路。

Claims (5)

1.一种建筑机械的液压系统，其特征在于，具备：

多个控制阀，其介设于主泵与多个液压执行器之间，具有先导端口；

多个第一电磁比例阀，其分别与所述多个控制阀的先导端口连接；

多个操作装置，其输出用于使所述多个控制阀工作的与操作量相应的电信号；

控制装置，其基于从所述多个操作装置输出的电信号，控制所述多个第一电磁比例阀；

卸载阀，其设置在从连接所述主泵与所述多个控制阀的供给线路分支并延伸到油箱的线路上，当所述多个操作装置未被操作时开口面积成为最大，具有先导端口；

第二电磁比例阀，其通过二次压力线路与所述卸载阀的先导端口连接，并通过一次压力线路与副泵连接；以及

切换阀，其介设于所述副泵与所述多个第一电磁比例阀之间，具有通过先导线路与所述二次压力线路连接的先导端口，根据引导到该先导端口的先导压力，在关闭位置与打开位置之间切换。

2.根据权利要求1所述的建筑机械的液压系统，其特征在于，

所述卸载阀构成为引导到该卸载阀的先导端口的先导压力越高，开口面积越小，

当引导到该切换阀的先导端口的先导压力成为设定值以上时，所述切换阀从关闭位置切换到打开位置。

3.根据权利要求2所述的建筑机械的液压系统，其特征在于，

还具备选择装置，该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，

所述控制装置如下控制所述第二电磁比例阀：在所述选择装置接受操作锁定的选择的期间，所述第二电磁比例阀的二次压力比所述设定值低，在所述选择装置接受操作锁定解除的选择的期间，所述第二电磁比例阀的二次压力比所述设定值高。

4.根据权利要求2或3所述的建筑机械的液压系统，其特征在于，

所述设定值为第一设定值，

所述卸载阀构成为直到引导到该卸载阀的先导端口的先导压力成为第二设定值为止开口面积维持在最大，

所述第一设定值为所述第二设定值以下。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的建筑机械的液压系统，其特征在于，

所述主泵包括多个主泵，所述卸载阀包括分别与所述多个主泵对应的多个卸载阀，所述第二电磁比例阀包括分别与所述多个卸载阀对应的多个第二电磁比例阀，

所述先导线路包括：桥接线路，其对从所述多个第二电磁比例阀延伸的多个二次压力线路之间进行连接；高压选择阀，其设置于所述桥接线路；以及输出线路，其连接所述高压选择阀的输出端口与所述切换阀的先导端口。