CN114270055B - 建筑机械的油压系统 - Google Patents

Abstract

来自一方面的建筑机械的油压系统（1）包括介设于可变容量型的主泵（22）和多个油压执行器之间的多个控制阀（41）、和分别与控制阀（41）的先导端口连接的多个第一电磁比例阀（43）。又，油压系统（1）包括变更主泵（22）的容量的调节器（9）、和通过二次压线路（63）向调节器（9）输出二次压的且通过一次压线路（61）与副泵（23）连接的第二电磁比例阀（62）。副泵（23）与第一电磁比例阀（43）之间介设有切换阀（52）、切换阀（52）具有通过先导线路（64）与二次压线路（63）连接的先导端口。

Description

建筑机械的油压系统

技术领域

本发明涉及一种建筑机械的油压系统。

背景技术

在油压挖掘机或油压起重机这样的建筑机械上装载的油压系统中，主泵与多个油压执行器之间介设有多个控制阀。各控制阀控制对对应的油压执行器的工作油的供给及排出。

一般而言，各控制阀具有配置于壳体内的阀芯和用于使阀芯工作的一对先导端口。作为用于使各控制阀工作的操作装置而使用输出电气信号的操作装置时，控制阀的各先导端口与电磁比例阀连接，通过该电磁比例阀驱动控制阀。

例如，专利文献1中公开了在控制阀驱动用的电磁比例阀故障时，用于使控制阀返回中立位置的结构。该结构中，副泵与控制阀驱动用的电磁比例阀之间介设有电磁切换阀，控制阀驱动用的电磁比例阀故障时，电磁切换阀从开位置切换到闭位置从而停止从副泵向电磁比例阀的工作油的供给。即，控制阀驱动用的电磁比例阀故障时，即使操纵者操作操作装置，控制阀也维持于中立位置，对操作装置的操作为无效。

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，专利文献1所公开的结构中，需要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油压系统，无需用于使对操作装置的操作无效的专用的电磁阀，即可使对操作装置的操作无效。

解决问题的技术手段：

为解决上述问题，本发明的发明人着眼于建筑机械的油压系统之中存在有构成为通过电磁比例阀变更可变容量型的主泵的容量的结构，认为可使用该电磁比例阀以使对操作装置的操作无效。本发明基于这样的观点而形成。

即，本发明的建筑机械的油压系统的特征在于具备：可变容量型的主泵；介设于所述主泵和多个油压执行器之间的、具有先导端口的多个控制阀；分别与所述多个控制阀的先导端口连接的多个第一电磁比例阀；用于使所述多个控制阀工作的、输出与操作量相应的电气信号的多个操作装置；基于从所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个第一电磁比例阀的控制装置；基于信号压变更所述主泵的容量的调节器；通过二次压线路将二次压作为所述信号压向所述调节器输出的、通过一次压线路与副泵连接的第二电磁比例阀；以及介设于所述副泵和所述多个第一电磁比例阀之间的切换阀，该切换阀具有通过先导线路与所述二次压线路连接的先导端口，且根据导入至该先导端口的先导压在闭位置和开位置之间切换。

根据上述结构，通过第二电磁比例阀的二次压，介设于副泵和第一电磁比例阀之间的切换阀能切换至闭位置或切换至开位置，换言之，能将对操作装置的操作切换为无效或有效。又，通过第二电磁比例阀的二次压，能变更主泵的容量。即，能使一个第二电磁比例阀具备两种功能。因此，无需用于使对操作装置的操作无效的专用的电磁阀。

例如，也可以是，所述调节器构成为所述信号压越高所述主泵的容量越增加，所述切换阀在导入至该切换阀的先导端口内的先导压成为设定值以上时从闭位置切换为开位置。

也可以是，上述油压系统还具备接受如下选择的选择装置：对所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或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低于所述设定值，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高于所述设定值。根据该结构，若操纵者通过选择装置选择操作锁定则对操作装置的操作为无效，若选择操作锁定解除则对操作装置的操作为有效。

也可以是，所述设定值为第一设定值，所述调节器构成为所述信号压为第二设定值以下则所述主泵的容量维持在最小，所述第一设定值小于所述第二设定值。根据该结构，能在主泵的容量维持在最小的期间使切换阀从闭位置切换至开位置。

也可以是，所述主泵、所述副泵、所述调节器及所述第二电磁比例阀一体地构成为泵单元，所述切换阀通过如下配管与所述泵单元连接：构成连接该切换阀和所述副泵的泵线路的一部分的配管、及构成所述先导线路的一部分的配管。根据该结构，能够比较自由地决定建筑机械中的切换阀的配置位置。

也可以是，所述主泵、所述副泵、所述调节器、所述第二电磁比例阀及所述切换阀一体地构成泵单元。根据该结构，自泵单元延伸的第一电磁比例阀用的配管一根即可。

发明效果：

根据本发明，无需使用用于使对操作装置的操作无效的专用的电磁阀，即可使对操作装置的操作无效。

附图说明

图1是本发明一实施形态的建筑机械的油压系统的概略结构图；

图2是作为建筑机械一例的油压挖掘机的侧视图；

图3中，3A是示出第二电磁比例阀的指令电流与二次压的关系的图表，3B是示出向第二电磁指令阀的指令电流与主泵的容量的关系的图表。

具体实施方式

图1示出本发明一实施形态的建筑机械的油压系统1，图2示出装载有该油压系统1的建筑机械10。图2示出的建筑机械10为油压挖掘机，但本发明还可适用于油压起重机等其他建筑机械。

图2示出的建筑机械10为自走式，包括行走体11。又，建筑机械10包括可旋回地支持于行走体11的旋回体12和相对于旋回体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铲斗。旋回体12上设有配置了驾驶位的舱室16。另，建筑机械10也可不是自走式。

油压系统1中包括图2示出的动臂缸13、斗杆缸14及铲斗缸15以作为油压执行器20，并且包括未图示的左右一对行走马达及旋回马达。动臂缸13使动臂俯仰，斗杆缸14使斗杆揺动，铲斗缸15使铲斗揺动。

又，油压系统1如图1所示，包括向上述油压执行器20供给工作油的主泵22。另，图1中，为简化图面而省略油压执行器20。

主泵22由发动机21驱动。不过，主泵22也可由电动机驱动。又，发动机21还驱动副泵23。主泵22也可设有多个。

主泵22是每转的吐出量、即容量可变更的可变容量型的泵。主泵22的吐出流量（每单位时间的吐出量）可以电气正控制方式控制，也可以油压负控制方式控制。或者，主泵22的吐出流量还可以负载传感方式控制。本实施形态中，主泵22是具有斜板22a的斜板泵，主泵22也可为斜轴泵。

主泵22的容量（吐出流量）通过调节器9变更。调节器9内供给信号压，调节器9基于该信号压变更主泵22的容量。本实施形态中，调节器9构成为信号压越高主泵22的容量越增加。

更详细而言，调节器9包括与主泵22的斜板22a连结的伺服活塞91和用于驱动伺服活塞91的调节阀92。调节器9内形成有导入主泵22的吐出压的第一受压室9a和导入控制压的第二受压室9b。伺服活塞91具有第一端部和比第一端部大径的第二端部。第一端部露出于第一受压室9a，第二端部露出于第二受压室9b。

调节阀92用于调节导入至第二受压室9b的控制压。具体地，调节阀92包括：向控制压降低的方向（容量增加方向、图1中向左）及控制压上升的方向（容量减少方向、图1中向右）移动的阀芯93、和容纳阀芯93的套筒94。阀芯93被流量控制活塞96按压而向容量增加方向移动，借助配置于流量控制活塞96相反侧的弹簧95的施加力向容量减少方向移动。

套筒94通过反馈杆97与伺服活塞91连结。套筒94上形成有泵端口、罐端口及输出端口（输出端口与第二受压室9b连通），通过套筒94与阀芯93的相对位置，输出端口从泵端口及罐端口双方被切断，或输出端口与泵端口及罐端口的任一方连通。而且，阀芯93通过流量控制活塞96向容量增加方向或容量减少方向移动时，以从伺服活塞91两侧作用的力（压力×伺服活塞受压面积）平衡的形式，确定阀芯93和套筒94的相对位置，调节控制压。

此外，调节器9内形成有使上述的信号压作用于流量控制活塞96的工作室9c。也就是说信号压越高，流量控制活塞96越使阀芯93向容量增加方向移动。

如图3A及3B所示，调节器9构成为信号压为设定值β（相当于本发明的第二设定值）以下则将主泵22的容量维持在最小，信号压为设定值γ以上则将主泵22的容量维持在最大。信号压在设定值β与设定值γ之间时，主泵22的容量根据信号压而变化。

返回图1，在主泵22与油压执行器20之间介设多个控制阀41。本实施形态中，全部的控制阀41均为三位阀，但控制阀41中的一个或几个也可为二位阀。

全部控制阀41通过供给线路31与主泵22连接，并通过罐线路33与罐连接。又，各控制阀41与对应的油压执行器20通过一对给排线路连接。另，主泵22设有多个时，控制阀41也分为与主泵22相同数量的组，该些组每个中控制阀41通过供给线路31与主泵22连接。

例如，控制阀41包括：控制对动臂缸13的作业油的供给及排出的动臂控制阀、控制对斗杆缸14的作业油的供给及排出的斗杆控制阀、和控制对铲斗缸15的作业油的供给及排出的铲斗控制阀。

供给线路31包括自主泵22延伸的主流路和从主流路分支而与控制阀41相连的多个分支路。本实施形态中，从供给线路31的主流路分支有中央旁通线路32，该中央旁通线路32延伸至罐。而且，中央旁通线路32上配置有控制阀41。不过，中央旁通线路32也可省略。

又，从供给线路31的主流路分支有泄压（relief）线路34，该泄压线路34上设有主泵22用的溢流阀35。另，泄压线路34也可在全部控制阀41的上游侧从中央旁通线路32分支。或者，泄压线路34也可在特定的控制阀41之间从中央旁通线路32分支。

各控制阀41具有配置于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分别与多个第一电磁比例阀43连接。

各第一电磁比例阀43为指令电流与二次压显示正相关的正比例型。不过，各第一电磁比例阀43也可为指令电流与二次压显示负相关的反比例型。

全部第一电磁比例阀43通过分配线路53与切换阀52连接。分配线路53包括自切换阀52延伸的主流路和从主流路分支而与第一电磁比例阀43相连的多个分支路。

切换阀52通过泵线路51与副泵23连接。从泵线路51分支有泄压线路54，该泄压线路54上设有副泵23用的溢流阀55。溢流阀55的溢流压被设定的足够高，以使控制阀41的阀芯能运动至行程末端（例如，4MPa）。又，溢流阀55的溢流压比调节器9的设定值γ（主泵22的容量为最大的信号压）高一定程度。

介设于副泵23和全部第一电磁比例阀43之间的切换阀52具有先导端口，根据导入至该先导端口的先导压在闭位置和开位置之间切换。本实施形态中，闭位置为中立位置。即，切换阀52在先导压成为设定值α（相当于本发明的第一设定值）以上时从闭位置切换至开位置。

切换阀52在闭位置切断泵线路51且使分配线路53与罐连通，在开位置使泵线路51与分配线路53连通。换言之，在切换阀52维持于闭位置的状态下，停止从副泵23向第一电磁比例阀43的工作油的供给，且使第一电磁比例阀43的一次压为零，即使向第一电磁比例阀43发送电流，控制阀41也不工作。

如图3A所示，切换阀52的设定值α优选设定的比主泵22的容量为最小的设定值β低。因为在主泵22的容量维持为最小的期间切换阀52能从闭位置切换至开位置。例如，设定值α为0.1～0.6MPa，设定值β为0.7～1.0MPa。

副泵23通过一次压线路61还与第二电磁比例阀62连接，第二电磁比例阀62通过二次压线路63与调节器9的工作室9c连接。也就是说第二电磁比例阀62通过二次压线路63将二次压作为上述的信号压向调节器9输出。一次压线路61和泵线路51的上游侧部分相互合流而形成共通的流路。

本实施形态中，第二电磁比例阀62为指令电流与二次压显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与二次压线路63连接。

于上述的舱室16内，配置有用于使控制阀41工作的多个操作装置44。各操作装置44 包括操作部（操作杆或脚踏板），该操作部接受用于使对应的油压执行器20可动的操作，输出与操作部的操作量（例如，操作杆的倾倒角）相应的电气信号。

例如，操作装置44包括有包含操作杆的动臂操作装置、斗杆操作装置及铲斗操作装置。动臂操作装置的操作杆接受动臂上扬操作及动臂下落操作，斗杆操作装置的操作杆接受斗杆拉动操作及斗杆推动操作，铲斗操作装置的操作杆接受铲斗挖掘操作及铲斗倾卸操作。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气信号。

各操作装置44输出的电气信号向控制装置7输入。例如，控制装置7是具有ROM（只读存储器；Read-Only Memory）或RAM（随机存取存储器；Random Access Memory）等的内存（Memory）、HDD（硬盘驱动器；Hard Disk Drive）等存储器（Storage）和CPU（中央处理器；Central Processing Unit）的计算机，存储于ROM或HDD内的程序通过CPU执行。

控制装置7基于操作装置44输出的电气信号控制第一电磁比例阀43。不过，图1中，为简化图面而仅绘制一部分信号线。例如，控制装置7在动臂操作装置输出动臂上扬电气信号时，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，动臂上扬电气信号越大，使该指令电流越大。

又，控制装置7以使各操作装置44的操作量越大则第二电磁比例阀62的二次压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，主泵22的容量（吐出流量）越增加。

于舱室16内还配置有用于操纵者选择对全部操作装置44的操作为无效或为有效的选择装置8。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可以是能通过安全杆的移动或揺动而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也可以是能以是否按下按钮而选择操作锁定或操作锁定解除的按钮开关。

控制装置7通过选择装置8的选择状况而如下控制第二电磁比例阀62。

在选择装置8接受操作锁定的选择的期间，控制装置7如图3A所示，以使第二电磁比例阀62的二次压低于切换阀52的设定值α的形式控制第二电磁比例阀62。由此，主泵22的容量维持在最小，且切换阀52维持在闭位置。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，也可以向第二电磁比例阀62发送比与设定值α对应的电流值低的指令电流。

另一方面，在选择装置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的二次压高于切换阀52的设定值α的形式控制第二电磁比例阀62。由此，切换阀52切换至开位置。

如上述，在选择装置8接受操作锁定解除的选择的期间，各操作装置44的操作量越大，第二电磁比例阀62的二次压越大。即，控制装置7在操作装置44中任一个都没被操作时，将待机电流作为指令电流向第二电磁比例阀62发送，使第二电磁比例阀62的二次压维持于比切换阀52的设定值α高的规定值ε。切换阀52的设定值α小于调节器9的设定值β时规定值ε为设定值β以下，切换阀52的设定值α大于调节器9的设定值β时规定值ε是靠近设定值α的值。因此，主泵22的容量维持在最小或最小附近。

而且，在选择装置8接受操作锁定解除的选择的期间，操作装置44中任一个被操作时，使第二电磁比例阀62的二次压大于规定值ε。如此，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的二次压能根据操作装置44的操作量而在规定值ε和最大值之间变化。

如以上说明，本实施形态的油压系统1中，通过第二电磁比例阀62的二次压，能使介设于副泵23和第一电磁比例阀43之间的切换阀52切换至闭位置或切换至开位置，换言之，能将对操作装置44的操作切换为无效或有效。又，通过第二电磁比例阀62的二次压能变更主泵22的容量。即，一个第二电磁比例阀62能具备两种功能。因此，无需用于使对操作装置44的操作无效的专用的电磁阀。

又，本实施形态中设有选择装置8，因此若操纵者通过选择装置8选择操作锁定，则对操作装置44的操作为无效，若选择操作锁定解除，则对操作装置44的操作有效。

再者，主泵22、副泵23、调节器9及第二电磁比例阀62通常一体地构成为泵单元。因此，切换阀52与该泵单元可通过构成泵线路51的一部分的配管及构成先导线路64的一部分的配管连接。根据该结构，可较自由地决定建筑机械中的切换阀52的配置位置。

或者，切换阀52可与主泵22、副泵23、调节器9及第二电磁比例阀62一体地构成泵单元。切换阀52与泵单元分体的情况下，需要从泵单元延伸两根（除罐配管外）的配管作为第一电磁比例阀43用的配管。相对于此，将切换阀52组装入泵单元的情况下，从泵单元延伸的第一电磁比例阀43用的配管（除罐配管外）一根即可。

（变形例）

本发明不限于上述实施形态，可在不脱离本发明的要义的范围内各种变形。

例如，调节器9与所述实施形态相反，可以构成为信号压越高则主泵22的容量越减少。此时，切换阀52构成为先导压为较高的设定值以上时从开位置切换至闭位置。调节器9与所述实施形态相反地构成的情况下，第二电磁比例阀62可为正比例型也可为反比例型。

符号说明：

1 油压系统

20 油压执行器

22 主泵

23 副泵

41 控制阀

43 第一电磁比例阀

44 操作装置

51 泵线路

52 切换阀

61 一次压线路

62 第二电磁比例阀

63 二次压线路

64 先导线路

7 控制装置

8 选择装置

9 调节器。

Claims (6)

1.一种建筑机械的油压系统，其特征在于，具备：

可变容量型的主泵；

介设于所述主泵和多个油压执行器之间的、具有先导端口的多个控制阀；

分别与所述多个控制阀的先导端口连接的多个第一电磁比例阀；

用于使所述多个控制阀工作的、输出与操作量相应的电气信号的多个操作装置；

基于从所述多个操作装置输出的电气信号控制所述多个第一电磁比例阀的控制装置；

基于信号压变更所述主泵的容量的调节器；

通过二次压线路将二次压作为所述信号压向所述调节器输出的、通过一次压线路与副泵连接的第二电磁比例阀；以及

介设于所述副泵和所述多个第一电磁比例阀之间的切换阀，该切换阀具有通过先导线路与所述二次压线路连接的先导端口，且根据导入至该先导端口的先导压在闭位置和开位置之间切换。

2.根据权利要求1所记载的建筑机械的油压系统，其特征在于，

所述调节器构成为所述信号压越高则所述主泵的容量越增加；

所述切换阀在导入至该切换阀的先导端口的先导压成为设定值以上时从闭位置切换至开位置。

3.根据权利要求2所记载的建筑机械的油压系统，其特征在于，

还具备接受如下选择的选择装置：对所述多个操作装置的操作无效的操作锁定的选择、或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低于所述设定值，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高于所述设定值。

4.根据权利要求2或3所记载的建筑机械的油压系统，其特征在于，

所述设定值为第一设定值；

所述调节器构成为所述信号压为第二设定值以下则将所述主泵的容量维持在最小；

所述第一设定值小于所述第二设定值。

5.根据权利要求1至4中任一项所记载的建筑机械的油压系统，其特征在于，

所述主泵、所述副泵、所述调节器及所述第二电磁比例阀一体地构成为泵单元；

所述切换阀通过如下配管与所述泵单元连接：构成连接该切换阀与所述副泵的泵线路的一部分的配管、及构成所述先导线路的一部分的配管。

6.根据权利要求1至4中任一项所记载的建筑机械的油压系统，其特征在于，

所述主泵、所述副泵、所述调节器、所述第二电磁比例阀及所述切换阀一体地构成为泵单元。

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