CN114746612A - 作业机 - Google Patents

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Abstract

抑制工作压低的低负载液压致动器(MT)的工作速度的速度变化。作业机(1)具备:多个液压致动器;多个方向切换阀,与多个液压致动器对应地设置,切换工作油相对于液压致动器的方向;以及模拟负载形成部(97),为了抑制对多个液压致动器中的工作压高的高负载液压致动器(C3)和工作压比该高负载液压致动器(C3)低的低负载液压致动器(MT)进行复合操作时、和对低负载液压致动器(MT)进行单独操作时的低负载液压致动器(MT)的工作速度的速度变化,在相对于低负载液压致动器(MT)切换工作油的方向的低负载侧的方向切换阀(DV2)形成模拟负载。

Description

作业机
技术领域
本发明涉及作业机。
背景技术
以往,已知有专利文献1、2中公开的作业机。
专利文献1中公开的作业机具备多个液压致动器、与多个液压致动器对应的多个方向切换阀。各方向切换阀切换工作油相对于对应的液压致动器的方向。
专利文献2中公开的作业机具备根据操作部件的操作量而工作的液压致动器,并且具备排出使该液压致动器工作的工作油排出的泵以及规定从该泵排出的工作油的压力的溢流阀。
另外,专利文献2中公开的作业机具有装备有作业工具且能够绕纵轴回转的机体。另外,在作业机设置有多个液压致动器,各液压致动器分别由控制阀控制。各控制阀具有压力补偿阀,在使用了控制阀中的多个时,该压力补偿阀作为液压致动器间的负载的调整发挥功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国公开特许公报“特开2017-115992号公报”
专利文献2:日本国公开特许公报“特开2012-67459号公报”
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所公开的作业机中,在对工作压高的高负载液压致动器和工作压比高负载液压致动器低的低负载液压致动器进行复合操作时、和对低负载液压致动器进行单独操作时,存在低负载液压致动器的工作速度发生变化的情况。
专利文献2所公开的溢流阀中,作为规定的压力的溢流设定压是恒定的。因此,在对操作部件进行急操作的情况下,存在液压致动器的起动冲击大这样的问题。
另外,在专利文献2所公开的作业机中,若在驱动作业工具的液压致动器即作业工具驱动致动器溢流的状态下使机体回转,则作业工具驱动致动器以溢流压工作,使机体回转的液压致动器即回转马达以低压工作。于是,控制系统为了使工作油适当地分流,利用控制回转马达的回转控制阀的压力补偿阀形成模拟负载,使液压致动器间的负载一致。于是,在回转侧的部分流动的工作油的油温变高,存在使回转马达的构成部件劣化的情况。
鉴于上述问题点,本发明的目的在于抑制工作压低的低负载液压致动器的工作速度的速度变化。
另外,本发明的目的在于提供能够抑制液压致动器的起动冲击的作业机。
另外,本发明的目的在于提供能够抑制向回转侧流动的工作油的温度上升的作业机。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方式所涉及的作业机具备:多个液压致动器;多个方向切换阀,其与所述多个液压致动器对应地设置,并切换工作油相对于所述液压致动器的方向;以及模拟负载形成部,其为了抑制对所述多个液压致动器中的工作压高的高负载液压致动器和工作压比该高负载液压致动器低的低负载液压致动器进行复合操作时、和对所述低负载液压致动器进行单独操作时的所述低负载液压致动器的工作速度的速度变化,在相对于所述低负载液压致动器切换工作油的方向的低负载侧的方向切换阀形成模拟负载。
另外,所述低负载侧的方向切换阀具有使工作油朝向所述低负载液压致动器流动的流路,所述模拟负载形成部由设置于所述流路的节流器构成。
另外,具备:第一控制阀,其是控制所述高负载液压致动器的控制阀,且具有将导入的工作油的压力与输出的工作油的压力之间的压差设定为恒定的压力补偿阀;以及第二控制阀,其是控制所述低负载液压致动器的控制阀,且具有:所述低负载侧的方向切换阀;以及流量优先阀,其使经由所述低负载侧的方向切换阀向所述低负载液压致动器输出的工作油的流量优先。
另外,所述流量优先阀包括:滑阀,其能够在使从所述低负载侧的方向切换阀输出的工作油的流量增加的第一位置与使从所述低负载侧的方向切换阀输出的工作油的流量减少的第二位置之间移动;以及按压部件,其将所述滑阀朝向第一位置按压,所述低负载侧的方向切换阀包括:第一流通路,其为使工作油向所述低负载液压致动器的一侧流动的所述流路;以及第二流通路,其为使工作油向所述低负载液压致动器的另一侧流动的所述流路,所述模拟负载形成部包括:第一节流器,其为设置于所述第一流通路的所述节流器;以及第二节流器,其为设置于所述第二流通路的所述节流器。
另外,所述低负载侧的方向切换阀具有:泵口,其被供给工作油;输出端口,其向所述流量优先阀输出工作油;连接油路,其将所述泵口与所述输出端口连接;以及流路节流器,其设置于所述连接油路,由所述第一节流器引起的压力损失和由所述第二节流器引起的压力损失比由所述流路节流器引起的压力损失大。
另外,具备:机体,其能够绕纵轴回转;回转马达,其使所述机体回转;动臂,其能够上下摆动地设置于所述机体的前部;以及动臂缸,其使所述动臂上下摆动,所述高负载液压致动器由所述动臂缸构成,所述低负载液压致动器由所述回转马达构成。
另外,具备:可变容量型的泵,其排出使所述多个液压致动器工作的工作油;以及负载传感系统,其以使从所述泵的排出压减去所述多个液压致动器中的最高负载压后的压差为恒定压的方式控制所述泵。
另外,本发明的其他方式所涉及的作业机具备:操作部件;液压致动器,其根据所述操作部件的操作量工作;泵,其排出使所述液压致动器工作的工作油;可变溢流阀,其将从所述泵排出的工作油的压力规定为能够变更;以及溢流控制部,其控制由所述可变溢流阀规定的压力即溢流设定压,所述溢流控制部根据所述操作部件的操作量变更所述溢流设定压。
另外,所述溢流控制部将所述溢流设定压设定为多个设定值中的任一个,并且根据所述操作部件的操作量的增加而阶段性地提高所述溢流设定压的设定值。
另外,所述溢流控制部将所述操作部件的非操作时的所述溢流设定压规定为第一设定值,在操作了所述操作部件后,在给定时间将所述溢流设定压变更为比所述第一设定值高的第二设定值,在所述操作部件的操作量超过给定量时,变更为比所述第二设定值高的第三设定值。
另外,所述溢流控制部在操作所述操作部件后的所述给定时间内所述操作部件的操作量超过所述给定量的情况下,将所述溢流设定压变更为第三设定值。
另外,具备具有所述溢流设定压不同的设定值的多个模式,所述多个模式的溢流设定压的最高压的设定值不同。
另外,所述多个模式包括:溢流设定压的最高压的设定值最高的第一模式;溢流设定压的最高压的设定值比第一模式低的第二模式;以及溢流设定压的最高压的设定值比第二模式低的第三模式,所述第一模式、所述第二模式以及所述第三模式的所述操作部件的非操作时的所述溢流设定压为相同的设定值。
另外,具备:油温传感器,其检测工作油的油温;以及自动切换部,其在所述油温比第一给定温度低的情况下,切换为所述多个模式中的所述溢流设定压的最高压的设定值最高的模式,当所述油温比高于所述第一给定温度的第二给定温度高时,恢复为原来的模式。
另外,具备多个所述液压致动器,所述泵构成为可变容量型,具备负载传感系统,该负载传感系统以使从所述泵的排出压减去所述多个液压致动器中的最高负载压后的压差为恒定压的方式控制所述泵。
另外,本发明的又一其他方式所涉及的作业机具备:机体;回转马达,其回转驱动所述机体;作业工具,其装备于所述机体;作业工具驱动致动器,其驱动所述作业工具;液压回路,其对所述回转马达以及所述作业工具致动器供给排出工作油;主溢流阀,其在所述液压回路的工作油的压力为设定压以上时是该工作油溢流;可变过载溢流阀,其在所述作业工具驱动致动器的工作油的压力为给定以上时使该工作油溢流;以及过载控制部,其控制所述可变过载溢流阀,所述过载控制部在所述机体以所述主溢流阀正在溢流的溢流状态回转的情况下,使所述可变过载溢流阀的溢流设定压降低。
另外,具备:操作检测部,其检测操作所述作业工具的操作部件的动作;以及作业工具动作检测部,其检测所述作业工具的动作,所述过载控制部在利用所述操作部件操作所述作业工具且所述作业工具未动作的状态下所述机体回转的情况下,使所述可变过载溢流阀的溢流设定压降低,即使在所述机体回转的情况下,在未利用所述操作部件操作所述作业工具的情况下、以及所述作业工具动作的情况下,也不使所述可变过载溢流阀的溢流设定压降低。
另外,具备致动器控制阀,该致动器控制阀控制所述作业工具驱动致动器,具备行程限制部,该行程限制部在所述过载控制部使所述可变过载溢流阀的溢流设定压降低时,将所述致动器控制阀的滑阀的行程限制到给定量。
另外,所述致动器控制阀由先导压力操作,所述行程限制部在作用于所述致动器控制阀的先导压力高于阈值的情况下,通过使其降低至所述阈值来限制所述行程。
另外,具备:多个液压致动器,其包括使所述机体回转的回转马达以及所述作业工具驱动致动器;泵,其排出向所述多个液压致动器供给的工作油;以及负载传感系统,其以使从所述泵的排出压减去所述多个液压致动器中的最高负载压后的压差为恒定压的方式控制所述泵。
发明效果
根据上述的作业机,通过模拟负载形成部,预先在低负载侧的方向切换阀产生模拟负载,提高低负载液压致动器的工作压,从而能够减少对高负载液压致动器和低负载液压致动器进行复合操作时的压力差。由此,能够抑制对高负载液压致动器和低负载液压致动器进行复合操作时、和对低负载液压致动器进行单独操作时的低负载液压致动器的工作速度的速度变化。
另外,根据上述的作业机,能够将操作部件的非操作时的溢流设定压抑制得较低。由此,在对操作部件进行急操作的情况下,由于溢流设定压从低的位置上升,因此能够抑制液压致动器的起动冲击。
另外,根据上述的作业机,在主溢流阀溢流的状态下机体回转的情况下,通过使可变过载溢流阀的溢流设定压降低,能够抑制向回转侧流动的工作油的温度上升。
附图说明
图1是作业机的侧视图。
图2是作业机的俯视图。
图3是液压系统的概略图。
图4是液压系统的一部分的回路图。
图5是控制阀的一部分的回路图。
图6是控制阀的其他的一部分的回路图。
图7是控制阀的另外的一部分的回路图。
图8是控制系统的简略图。
图9是表示每个模式的主溢流压的设定的表。
图10是表示主溢流压的变化的图表。
图11是表示主溢流压的变化的其他的图表。
图12是表示每个模式的主溢流压的设定的其他的表。
图13是表示具有压力补偿阀的控制阀的详细的回路的图。
图14是表示具有流量优先阀的控制阀的详细的回路的图。
具体实施方式
以下,适当参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的作业机1的整体结构的概略侧视图。图2是作业机1的概略俯视图。在本实施方式中,作为作业机1,例示了作为回转作业机的反铲挖掘机。此外,作为作业机,不限于反铲挖掘机,也可以是拖拉机、轮式装载机、联合收割机等。
如图1、图2所示,作业机1具备行驶体1A、装备于行驶体1A的作业装置4。行驶体1A具有行驶装置3、搭载于行驶装置3的机体(回转台)2、以及搭载于机体2的驾驶室5。
在驾驶室5的室内设置有供操作者(驾驶者)就座的驾驶席(座席)6。驾驶席6搭载于机体2,驾驶室5包围驾驶席6。即,驾驶室5是驾驶席保护装置。作为驾驶席保护装置,也可以是顶盖。
在本实施方式中,将就座于作业机1的驾驶席6的操作者的前侧(图1、图2的箭头A1方向)设为前方,将操作者的后侧(图1、图2的箭头A2方向)设为后方,将驾驶者的左侧(图1的箭头A3方向)设为左方,将操作者的右侧(图1的箭头A4方向)设为右方来进行说明。
另外,如图1所示,将与前后方向K1正交的方向即水平方向作为机体宽度方向K2(机体2的宽度方向)进行说明。将从机体2的宽度方向的中央部朝向右部或朝向左部的方向设为机体外方(机体宽度方向K2的外方)进行说明。即,机体外方是指机体宽度方向K2且远离机体2的宽度方向的中心的方向。将与机体外方相反的方向设为机体内方(机体宽度方向K2的内方)进行说明。即,机体内方是指机体宽度方向K2且接近机体2的宽度方向的中心的方向。
如图1、图2所示,行驶装置3是将机体2支承为能够行驶的装置。该行驶装置3具有行驶框架3A、设置于行驶框架3A的左侧的第一行驶装置3L、设置于行驶框架3A的右侧的第二行驶装置3R。第一行驶装置3L以及第二行驶装置3R是履带式的行驶装置。第一行驶装置3L由第一行驶马达ML驱动。第二行驶装置3R由第二行驶马达MR驱动。第一行驶马达ML以及第二行驶马达MR由液压马达(液压致动器)构成。
在行驶装置3的前部安装有推土装置7。推土装置7由推土缸C1驱动。详细而言,推土缸C1由液压缸(液压致动器)构成,通过使推土缸C1伸缩而使推土装置7的推土铲7A升降。
如图1所示,机体2经由回转轴承8以能够绕回转轴心(纵轴)X1回转的方式支承于行驶框架3A上。回转轴心X1是通过回转轴承8的中心的上下方向延伸的轴心。
如图2所示,驾驶室5搭载于机体2的宽度方向K2的一侧部(左侧部)。该驾驶室5配置于比通过回转轴心X1且沿前后方向K1延伸的中央线Y1靠机体宽度方向K2的一侧部(左侧部)处。另外,驾驶室5设置于靠机体2的前部处。
如图2所示,在机体2的宽度方向K2的另一侧部(右侧部)搭载有原动机E1。原动机E1纵置地搭载于机体2。纵置是指原动机E1的曲轴的轴心配置为沿前后方向延伸的状态。
原动机E1配置于比中央线Y1靠机体宽度方向K2的另一侧部(右侧部)处。原动机E1是柴油发动机。此外,原动机E1可以是汽油发动机、电动机,也可以是具有发动机以及电动机的混合动力型。
在原动机E1的后部设置有压力油供给单元18。压力油供给单元18由原动机E1的动力驱动,对用于液压驱动部的工作油进行加压并排出。液压驱动部例如是装备于作业机1的液压致动器等。在原动机E1的前方配置有散热器R1、油冷却器O1以及电容器D1而搭载于机体2。散热器R1是冷却原动机E1的冷却水(流体)的冷却设备(第一冷却设备),油冷却器O1是冷却工作油(流体)的冷却设备(第二冷却设备)。另外,电容器D1是对装备于作业机1的空调装置(空调)的制冷剂(流体)进行冷却的冷却设备(冷凝器)。
在散热器R1与原动机E1之间设置有产生冷却原动机E1的冷却风的冷却风扇F1。冷却风扇F1由原动机E1的动力驱动而产生从前方向后方流动的冷却风。
如图2所示,机体2具有绕回转轴心X1回转的基板(以下,称为回转基板)9。回转基板9由钢板等形成,构成机体2的底部。原动机E1搭载于该回转基板9。在回转基板9的上表面的中央侧,从前部到后部设置有作为加强部件的纵肋9L、9R。纵肋9L从机体2的宽度方向K2的中央靠一侧配置,纵肋9R靠另一侧配置。另外,在回转基板9上,除了纵肋9L、9R之外,还设置有对搭载于机体2的设备等搭载物进行支承的部件等,由此构成成为机体2的骨架的回转框架。回转框架的水平方向的周围由回转罩覆盖。
在机体2的后部,设置有配重10。配重10配置于机体2的后部,下部安装于回转基板9。
如图2所示,在机体2的后部搭载有沿机体宽度方向K2排列配置的燃料罐T1以及工作油罐T2。燃料罐T1是贮存原动机E1的燃料的罐。工作油罐T2是贮存工作油的罐。
如图2所示,在回转基板9(机体2)的前部且机体宽度方向K2的中央部,配置有回转马达MT,通过该回转马达MT,回转基板9绕回转轴心X1被回转驱动。回转马达MT是液压马达(液压致动器)。在回转轴心X1位置设置有转动接头(液压设备)S1。转动接头S1是使工作油流通的液压设备,是使工作油在机体2侧的液压设备与行驶装置3侧的液压设备之间流通的旋转接头(转动接头)。在转动接头S1的前方配置有回转马达MT。在转动接头S1的后方配置有控制阀(液压设备)CV。控制阀CV是具有在上下方向上层叠结合的多个控制阀(阀)的分段式的复合控制阀(液压设备)。在驾驶室5的下方设置有控制装置U1。
另外,在驾驶室5内,设置有操纵作业机1的操纵装置1B。操纵装置1B设置于驾驶席6的前方。由驾驶席6和操纵装置1B构成驾驶部1C。
如图2所示,机体2在机体宽度方向K2的中央的稍靠右的前部具有支承托架13。支承托架13固定于纵肋9L、9R的前部,从机体2向前方以突出状设置。
如图1、图2所示,在支承托架13的前部(从机体2突出的部分),经由摆动轴14A以能够绕纵轴(沿上下方向延伸的轴心)摆动的方式安装有摆动托架14。因此,摆动托架14能够沿机体宽度方向K2(以摆动轴14A为中心沿水平方向)转动。
如图1所示,摆动托架14配置于在回转轴心X1的前方且后述的动臂15朝向机体正面方向(前方)的状态时至少一部分与中央线Y1重叠的位置。另外,中央线Y1位于通过摆动轴14A的轴心(摆动轴心)X2的前后方向的线Y2与驾驶室5的右侧面之间(大致中央)。
如图1所示,作业装置4以能够绕摆动轴心X2转动的方式支承于摆动托架14(机体2)。作业装置4具有动臂15、斗杆16、作业工具(铲斗)17。动臂15的基部经由枢轴而枢轴支承于摆动托架14的上部。详细而言,在动臂15朝向机体正面方向的状态下,动臂15的基部以能够绕横轴心(沿机体宽度方向K2延伸的轴心)转动的方式枢轴安装于摆动托架14的上部。由此,动臂15能够沿上下方向摆动。另外,动臂15在图1所示的最高位置以长度方向的中央部向后方凸出的方式弯曲。
斗杆16经由枢轴而枢轴支承于动臂15的前端侧。详细而言,在动臂15朝向机体正面方向的状态下,斗杆16以能够绕横轴心转动的方式枢轴安装于该动臂15。由此,斗杆16能够沿前后方向K1或上下方向摆动。另外,斗杆16能够向相对于动臂15接近的方向(铲装方向)以及远离的方向(倾卸方向)摆动。
作业工具17经由枢轴枢轴支承于斗杆16的前端侧。详细而言,在动臂15朝向机体正面方向的状态下,作业工具17以能够绕横轴心转动的方式枢轴安装于斗杆16。由此,作业工具17能够向相对于斗杆16接近的方向(铲装方向)以及远离的方向(倾卸方向)摆动。另外,作为作业工具17的铲斗以能够,进行挖起动作以及倾卸动作的方式设置于斗杆16。挖起动作是指使作业工具17向接近动臂15的方向摆动的动作,例如,是挖起土砂等的情况下的动作。另外,倾卸动作是指使作业工具17向远离动臂15的方向摆动的动作,例如,是使挖起的土砂等落下(排出)的情况下的动作。
此外,作为作业工具17,可以代替铲斗而安装托盘叉、分支叉等作业工具(附属装置)、抓斗、液压压碎机、角形扫把、接地螺旋钻、除雪机、清扫机、割草机、液压破碎机等具有液压致动器的作业工具(液压附属装置)。
摆动托架14能够通过设置于机体2内的摆动缸C2的伸缩而摆动。动臂15能够通过动臂缸C3的伸缩而摆动。斗杆16能够通过斗杆缸C4的伸缩而摆动。作业工具17能够通过作业工具缸(铲斗缸)C5的伸缩而摆动。摆动缸C2、动臂缸C3、斗杆缸C4、作业工具缸C5由液压缸(液压致动器)构成。
接下来,参照图3~图7对用于使装备于作业机1的各种液压致动器ML、MR、MT、C1~C6工作的液压系统进行说明。
如图3所示,液压系统具有控制阀CV、压力油供给单元18、流量控制部19。
所述控制阀CV是将控制各种液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的控制阀V1~V10、压油取入用的入口块B2、油排出用的一对出口块B1、B3沿一个方向配置并汇集而成的。
如图3所示,在本实施方式中,控制阀CV是依次配置第一出口块B1、控制作业工具缸C5的作业工具控制阀V1、控制动臂缸C3的动臂控制阀V2、控制推土缸C1的推土用第一控制阀V3、控制第二行驶装置3R的行驶马达MR的第二行驶控制阀V4、入口块B2、控制第一行驶装置3L的行驶马达ML的第一行驶控制阀V5、控制推土缸C1的推土用第二控制阀V6、控制斗杆缸C4的斗杆控制阀V7、控制回转马达MT的回转控制阀V8、控制摆动缸C2的摆动控制阀V9、在作为作业工具17安装有液压附属装置的情况下控制装备于该液压附属装置的液压致动器C6的SP控制阀V10、第二出口块B3(在图3中从右依次配置)并且将它们相互连结而成的。
如图4~图7所示,各控制阀V1~V10通过在阀体内组装方向切换阀DV1~DV10和压力补偿阀(补偿阀)V11而构成。方向切换阀DV1~DV10是相对于作为控制对象的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6切换工作油的方向的阀。压力补偿阀V11配备于相对于方向切换阀DV1~DV10的压油供给下游侧且相对于作为控制对象的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的压油供给上游侧。压力补偿阀V11在使用了控制阀V1~V10中的多个时,作为液压致动器ML、MR、MT、C1~C6间的负载的调整发挥功能。
在第一出口块B1组装有第一溢流阀V12和第一卸载阀V13,在入口块B2组装有行驶独立阀V14。第一溢流阀V12是规定从后述的第一压力油排出口P1排出的工作油的压力的主溢流阀。
行驶独立阀V14由直动滑阀式切换阀构成,并且由通过先导压力进行切换操作的先导操作切换阀构成。
在第二出口块B3组装有第二溢流阀V15和第二卸载阀V16。第二溢流阀V15是规定从后述的第二压力油排出口P2排出的工作油的压力的主溢流阀。
各方向切换阀DV1~DV10由直动滑阀式切换阀构成。另外,各方向切换阀DV1~DV10是由控制装置U1电控制的控制阀。详细而言,各方向切换阀DV1~DV10例如采用先导式的电磁阀。先导式的电磁阀是利用由螺线管控制的先导压力使滑阀移动来控制工作油的流动的阀。
如图8所示,各方向切换阀DV1~DV10的螺线管与控制装置U1连接,通过与从控制装置U1发送的指令信号(电流值)对应的先导压力,对各方向切换阀DV1~DV10进行切换操作。另外,在控制装置U1连接有操作各方向切换阀DV1~DV10的操作部件41(第一操作工具41A~第七操作工具41G)。控制装置U1将与操作部件41的操作量对应的电流值发送到操作对象的方向切换阀DV1~DV10的螺线管。第一操作工具41A、第二操作工具41B、第三操作工具41C以及第七操作工具41G例如设置于操纵装置1B,由就座于驾驶席6的操作者把持并操作的方向盘、杆构成。另外,第四操作工具41D、第五操作工具41E以及第六操作工具41F例如设置于驾驶席6的前方的地板部,由通过操作者的踩踏操作而被操作的踏板构成。
第一操作工具41A能够对装备于作业机1的2个操作对象进行操作,例如,能够对方向切换阀DV8进行操作(能够对机体2进行回转操作)且能够对方向切换阀DV7进行操作(能够对斗杆16进行摆动操作)。另外,第一操作工具41A具有检测操作方向以及操作量的传感器42(第一传感器42A)。第一传感器42A与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第一传感器42A的检测信号来控制回转控制阀V8以及斗杆控制阀V7。
第二操作工具41B也能够对装备于作业机1的2个操作对象进行操作,例如,能够对方向切换阀DV2进行操作(能够对动臂15进行摆动操作)且能够对方向切换阀DV1进行操作(能够对作业工具17进行摆动操作)。另外,第二操作工具41B具有检测操作方向以及操作量的传感器(操作检测部)42(第二传感器42B)。第二传感器42B的机构没有特别限定,但例如能够使用电位计等。第二传感器42B与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第二传感器42B的检测信号来控制动臂控制阀V2以及作业工具控制阀V1。
第三操作工具41C能够对方向切换阀DV3以及方向切换阀DV6进行操作(能够对推土装置7进行操作)。另外,第三操作工具41C具有检测操作方向以及操作量的传感器42(第三传感器42C)。第三传感器42C与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第三传感器42C的检测信号来控制推土用第一控制阀V3以及推土用第二控制阀V6。
第四操作工具41D能够对方向切换阀DV9进行操作(能够对摆动托架14进行操作)。另外,第四操作工具41D具有检测操作方向以及操作量的传感器42(第四传感器42D)。第四传感器42D与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第四传感器42D的检测信号来控制摆动控制阀V9。
第五操作工具41E能够对方向切换阀DV5进行操作(能够对第一行驶装置3L进行操作)。另外,第五操作工具41E具有检测操作方向以及操作量的传感器42(第五传感器42E)。第五传感器42E与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第五传感器42E的检测信号来控制第一行驶控制阀V5。
第六操作工具41F能够对方向切换阀DV4进行操作(能够对第二行驶装置3R进行操作)。另外,第六操作工具41F具有检测操作方向以及操作量的传感器42(第六传感器42F)。第六传感器42F与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第六传感器42F的检测信号来控制第二行驶控制阀V4。
第七操作工具41G能够对方向切换阀DV10进行操作(能够对作为作业工具的液压附属装置进行操作)。另外,第七操作工具41G具有检测操作方向以及操作量的传感器42(第七传感器42G)。第七传感器42G与控制装置U1连接。控制装置U1基于来自第七传感器42G的检测信号来控制SP控制阀V4。
第一传感器42A~第七传感器42G例如由位置传感器等构成。
各方向切换阀DV1~DV10的滑阀与操作该各方向切换阀DV1~DV10的各操作部件41的操作量成比例地动作,构成为将与各方向切换阀DV1~DV10动作的量成比例的量的工作油供给到控制对象的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6,操作对象(控制对象)的工作速度能够与各操作部件41的操作量成比例地变速。
作为该液压系统中的压力油供给源的液压泵装备有使液压致动器ML、MR、MT、C1~C6工作的工作油的供给用的第一泵21、先导压力、检测信号等的信号压力油的供给用的第二泵22。
这些第一泵21和第二泵22设置于所述压力油供给单元18,由原动机E1驱动。
在本实施方式中,所述第一泵21由具有从独立的2个压力油排出口P1、P2排出相等量的工作油的等流量双泵的功能的斜板型可变容量轴向泵构成。详细而言,第一泵21采用具有从1个活塞/缸筒套件向形成在阀板的内外的排出槽交替地排出工作油的机构的分离流式的液压泵。
将从该第一泵21排出的一方的压力油排出口称为第一压力油排出口P1,将另一方的压力油排出口称为第二压力油排出口P2。
此外,在本实施方式中,将从具有2个泵功能的液压泵排出的压力油排出口设为第一、第二压力油排出口P1、P2,但也可以将单独形成的2个液压泵的一方的液压泵的压力油排出口设为第一压力油排出口,将另一方的液压泵的压力油排出口设为第二压力油排出口。
另外,在压力油供给单元18装备有按压第一泵21的斜板的按压活塞23、控制第一泵21的斜板的流量补偿用活塞24。
第一泵21构成为利用该第一泵21的自身压力经由按压活塞23向增加泵流量的方向按压斜板,并且构成为利用所述流量补偿用活塞24使与该按压活塞23的按压力对抗的力作用于斜板,通过控制作用于流量补偿用活塞24的压力来控制该第一泵21的排出流量。
因此,若作用于流量补偿用活塞24的压力消失,则第一泵21的斜板角成为MAX而排出最大流量。
所述流量控制部19进行第一泵21的斜板控制,该第一泵21的斜板控制通过装备于流量控制部19的流量补偿用阀V17来控制作用于所述流量补偿用活塞24的压力来进行。
另外,在压力油供给单元18设置有第一泵21的泵马力(转矩)控制用的弹簧25和滑阀26,构成为当第一泵21的排出压成为预先设定的压力时,限制第一泵21从原动机E1吸收的马力(转矩)。
所述第二泵22由定容量型的齿轮泵构成,该第二泵22的排出油从第三压力油排出口P3排出。
第一压力油排出口P1经由第一排出路a与入口块B2连接,第二压力油排出口P2经由第二排出路b与入口块B2连接。
第一排出路a与第一压力油供给路d连接,该第一压力油供给路d形成为从入口块B2经由第二行驶控制阀V4的阀体→推土用第一控制阀V3的阀体→动臂控制阀V2的阀体→作业工具控制阀V1的阀体到达第一出口块B1,在该第一出口块B1(在流路终端侧)分支而与第一溢流阀V12和第一卸载阀V13连接。
能够从所述第一压力油供给路d经由压力油分支路f向第二行驶控制阀V4、推土用第一控制阀V3、动臂控制阀V2、作业工具控制阀V1的各方向切换阀DV4、DV3、DV2、DV1供给工作油。
第一溢流阀V12和第一卸载阀V13与排放油路g连接。排放油路g形成为从第一出口块B1经由作业工具控制阀V1的阀体→动臂控制阀V2的阀体→推土用第一控制阀V3的阀体→第二行驶控制阀V4的阀体→入口块B2→第一行驶控制阀V5的阀体→推土用第二控制阀V6的阀体→斗杆控制阀V7的阀体→回转控制阀V8的阀体→摆动控制阀V9的阀体→SP控制阀V10的阀体到达第二出口块B3。在排放油路g中流动的工作油从第二出口块B3向工作油罐T2排出。
第二排出路b与第二压力油供给路e连接。第二压力油供给路e形成为从入口块B2经由第一行驶控制阀V5的阀体→推土用第二控制阀V6的阀体→斗杆控制阀V7的阀体→回转控制阀V8的阀体→摆动控制阀V9的阀体→SP控制阀V10的阀体到达第二出口块B3,并且在第二出口块B3(在流路终端侧)分支而与第二溢流阀V15和第二卸载阀V16连接。
能够从所述第二压力油供给路e经由压力油分支路h向第一行驶控制阀V5、推土用第二控制阀V6、斗杆控制阀V7、回转控制阀V8、摆动控制阀V9、SP控制阀V10的各方向切换阀DV5、DV6、DV7、DV8、DV9、DV10供给工作油。
供给到各控制阀V1~V10的工作油相对于各液压致动器ML、MR、MT、C1~C6供给排出。即,液压系统具有对各液压致动器ML、MR、MT、C1~C6供给排出工作油的液压回路。
第二溢流阀V15和第二卸载阀V16与排放油路g连接。
第一压力油供给路d和第二压力油供给路e在入口块B2内经由横穿行驶独立阀V14的连通路j相互连接。
行驶独立阀V14在切断连通路j的压油流通的独立位置27和允许连通路j的压油流通的合流位置28之间自如地切换。
当行驶独立阀V14被切换到独立位置27时,来自第一压力油排出口P1的工作油能够向第二行驶控制阀V4、推土用第一控制阀V3的各方向切换阀DV4、DV3供给,并且来自第二压力油排出口P2的工作油能够向第一行驶控制阀V5、推土用第二控制阀V6的各方向切换阀DV5、DV6供给,来自第一压力油排出口P1的工作油不会向第一行驶控制阀V5、推土用第二控制阀V6供给,另外,来自第二压力油排出口P2的工作油不会向第二行驶控制阀V4、推土用第一控制阀V3供给。
另外,当行驶独立阀V14被切换到合流位置28时,来自第一压力油排出口P1的工作油与来自第二压力油排出口P2的工作油合流而能够向各控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10供给。
第三压力油排出口P3经由第三排出路m与入口块B2连接,该第三排出路m在中途分支为第一分支油路m1和第二分支油路m2而与入口块B2连接。
第一分支油路m1经由第一信号油路n1与行驶独立阀V14的一侧的受压部14a连接,第二分支油路m2经由第二信号油路n2与行驶独立阀V14的另一侧的受压部14b连接。
在所述第一信号油路n1连接有第一检测油路r1,在所述第二信号油路n2连接有第二检测油路r2。
所述第一检测油路r1从第一信号油路n1经由推土用第二控制阀V6的方向切换阀DV6→第一行驶控制阀V5的方向切换阀DV5→第二行驶控制阀V4的方向切换阀DV4→推土用第一控制阀V3的方向切换阀DV3与排放油路g连接。
所述第二检测油路r2从第二信号油路n2经由SP控制阀V10的方向切换阀DV10→摆动控制阀V9的方向切换阀DV9→回转控制阀V8的方向切换阀DV8→斗杆控制阀V7的方向切换阀DV7→推土用第二控制阀V6的方向切换阀DV6→第一行驶控制阀V5的方向切换阀DV5→第二行驶控制阀V4的方向切换阀DV4→推土用第一控制阀V3的方向切换阀DV3→动臂控制阀V2的方向切换阀DV2→作业工具控制阀V1的方向切换阀DV1与排放油路g连接。
所述行驶独立阀V14在各控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10为中立的情况下,通过弹簧的力而保持在合流位置28。
而且,在第二行驶控制阀V4、第一行驶控制阀V5、推土用第一控制阀V3、推土用第二控制阀V6的各方向切换阀DV的任一个被从中立位置操作时,在第一检测油路r1以及第一信号油路n1产生压力,行驶独立阀V14被从合流位置28切换到独立位置27。
因此,在仅行驶的情况下、一边行驶一边使用推土装置7的情况下,或者仅使用推土装置7的情况下,来自第一压力油排出口P1的工作油被供给到第二行驶控制阀V4、推土用第一控制阀V3的各方向切换阀DV,并且,来自第二压力油排出口P2的工作油被供给到第一行驶控制阀V5、推土用第一控制阀V3的各方向切换阀DV。
此时,在SP控制阀V10、摆动控制阀V9、回转控制阀V8、斗杆控制阀V7、动臂控制阀V2、作业工具控制阀V1的方向切换阀DV10、DV9、DV8、DV7、DV2、DV1的任一个从中立位置被操作时,在第二检测油路r2以及第二信号油路n2产生压力,行驶独立阀V14从独立位置27被切换到合流位置28。
另外,在各控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10为中立的情况下,在SP控制阀V10、摆动控制阀V9、回转控制阀V8、斗杆控制阀V7、动臂控制阀V2、作业工具控制阀V1的方向切换阀DV10、DV9、DV8、DV7、DV2、DV1的任一个从中立位置被操作时,行驶独立阀V14也处于合流位置28。
因此,在非行驶时或行驶时,能够同时操作动臂15、斗杆16、作业工具17、摆动托架14、机体2、推土装置7。
另外,在该液压系统中,具备自动地操作原动机E1的加速器装置的自动怠速控制系统(AI系统)。
该AI系统具备:AI开关(压力开关)29,其经由感知油路s以及梭阀V18与第三排出路m的第一分支油路m1和第二分支油路m2连接;电致动器,控制原动机E1的调速器;以及控制装置,控制该电致动器,所述AI开关29与控制装置连接。
在该AI系统中,在各控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10为中立时,在第一分支油路m1和第二分支油路m2不产生压力,因此AI开关29不会进行感压动作,在该状态下,调速器被电致动器等自动控制,以加速下降到预先设定的怠速位置。
另外,当控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10中的任一个也被操作时,在第一分支油路m1或第二分支油路m2产生压力,该压力被AI开关29感知而该AI开关29进行感压动作。于是,从控制装置向电致动器等发出指令信号,调速器被该电致动器等自动控制,以加速上升到设定的加速位置。
另外,在该液压系统中采用负载传感系统。
本实施方式的负载传感系统具有设置于各控制阀V1~V10的压力补偿阀V11、控制第一泵21的斜板的流量补偿用活塞24、装备于所述流量控制部19的流量补偿用阀V17、所述第一、第二溢流阀V12、V15、所述第一、第二卸载阀V13、V16。
另外,本实施方式的负载传感系统采用压力补偿阀V11配备在相对于方向切换阀DV1~DV10的压油供给下游侧的下游节流孔型的负载传感系统。
在该负载传感系统中,在同时操作了装备于作业机1的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的多个时,压力补偿阀V11作为该液压致动器ML、MR、MT、C1~C6间的负载的调整发挥功能,使低负载压侧的控制阀V1~V10产生与最高负载压的压差量的压力损失,能够与负载的大小无关地,流动(分配)与方向切换阀DV1~DV10的滑阀的操作量对应的流量。
另外,负载传感系统根据装备于作业机1的各液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的负载压来控制第一泵21的排出量,使负载所需的液压动力从第一泵21排出,由此能够节约动力和提高操作性。
对本实施方式的负载传感系统进行更详细的说明。
负载传感系统具有:PLS信号油路w,其将各控制阀V1~V10的负载压中的最高的负载压作为PLS信号压而传递至流量补偿用阀V17;以及PPS信号油路x,其将第一泵21的排出压作为PPS信号压而传递至流量补偿用阀V17。
PLS信号油路w从第一出口块B1遍及作业工具控制阀V1的阀体→动臂控制阀V2的阀体→推土用第一控制阀V3的阀体→第二行驶控制阀V4的阀体而设置,并且横穿行驶独立阀V14遍及第一行驶控制阀V5的阀体→推土用第二控制阀V6的阀体→斗杆控制阀V7的阀体→回转控制阀V8的阀体→摆动控制阀V9的阀体→SP控制阀V10的阀体→第二出口块B3而设置,该PLS信号油路w在各控制阀中经由负载传递线路y与压力补偿阀V11连接。
另外,该PLS信号油路w从第二出口块B3与流量补偿用阀V17的滑阀的一侧连接,PPS信号压作用于流量补偿用阀V17的滑阀的一侧。
而且,PLS信号油路w在第一出口块B1中与第一卸载阀V13和排放油路g连接,在第二出口块B3中与第二卸载阀V16和排放油路g连接。
在所述行驶独立阀V14处于合流位置28时,PLS信号油路w的从行驶独立阀V14到第一出口块B1的管路w1与从行驶独立阀V14到第二出口块B3的管路w2连通,当行驶独立阀V14从合流位置28被切换到独立位置27时,PLS信号油路w被该行驶独立阀V14切换。
由此,PLS信号油路w在使行驶独立阀V14处于独立位置27时,被分断为从第一压力油排出口P1供给工作油的一侧的管路w1和从第二压力油排出口P2供给压力油的一侧的管路w2。
PPS信号油路x从行驶独立阀V14遍及流量补偿用阀V17的滑阀的另一侧设置,该PPS信号油路x构成为,在行驶独立阀V14处于合流位置28时,经由连接油路z与第二压力油供给路e连通,PPS信号压(第一泵21的排出压)作用于流量补偿用阀V17的滑阀的另一侧,行驶独立阀V14被切换到独立位置27,则该PPS信号油路x经由泄压油路q与排放油路g连通,PPS信号压成为零。
另外,在流量补偿用阀V17的滑阀的一侧,设置有对该流量补偿用阀V17施加控制压差的弹簧30和压差活塞31。
在上述结构的液压系统中,在各控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10处于中立位置时,行驶独立阀V14处于合流位置28,此时,第一压力油供给路d的流路终端侧被第一卸载阀V13阻塞且第二压力油供给路e的流路终端侧被第二卸载阀V16阻塞。因此,第一泵21的排出压(PPS信号压)上升,该PPS信号压与PLS信号压(此时为零)之差大于控制压差时,第一泵21被向减少排出量的方向进行流量控制,并且第一、第二卸载阀V16打开而使来自第一泵21的排出油向工作油罐T2落下。
因此,在该状态下,第一泵21的排出压成为由第一、第二卸载阀V13、V16设定的压力,第一泵21的排出流量成为最小排出量。
接下来,对同时操作动臂缸C3、斗杆缸C4、作业工具缸C5、摆动缸C2、回转马达MT、油压附属装置中的任意二个以上的情况、或同时操作它们中的一个以上和左右行驶马达ML、MR、推土缸C1中的任意一个以上的情况进行说明。
在该情况下,行驶独立阀V14处于合流位置28,以作用于被操作的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的最高负载压成为PLS信号压、PPS信号压-PLS信号压成为控制压差的方式(以将PPS信号压与PLS信号压之差维持为设定值的方式)自动控制第一泵21的排出压(排出流量)。
即,当经由第一、第二卸载阀V13、V16的卸载流量成为零时,第一泵21的排出流量开始增加,根据被操作的控制阀的操作量,第一泵21的排出油的全部量向被操作的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6流动。
另外,通过压力补偿阀V11,被操作的控制阀V1~V10的方向切换阀DV1~DV10的滑阀的前后压差成为恒定,与作用于被操作的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的负载的大小的差异无关,第一泵21的排出流量相对于被操作的各液压致动器ML、MR、MT、C1~C6分流与操作量对应的量。
此外,在液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的要求流量超过第一泵21的最大排出流量的情况下,第一泵21的排出油被比例分配到被操作的各液压致动器ML、MR、MT、C1~C6。
在上述情况下,能够以高效的系统进行同时操作(复合操作)。
接下来,对一边行驶一边通过推土装置7进行土工作业的情况进行说明。
在该情况下,行驶独立阀V14被切换到独立位置27,通过该行驶独立阀V14,连通路j以及PLS信号油路w被切断,另外,PPS信号油路x经由泄压油路q与排放油路g连通,PPS信号压成为零。
因此,来自第一压力油排出口P1的工作油向第二行驶控制阀V4以及推土用第一控制阀V3流动,而不向第一行驶控制阀V5以及推土用第二控制阀V6流动。另外,来自第二压力油排出口P2的工作油向第一行驶控制阀V5以及推土用第二控制阀V6流动,而不向行驶右控制阀V4以及推土用第一控制阀V3。而且,由于PPS信号压为零,因此第一泵21的斜板角成为最大量(MAX)而排出最大流量。
在本实施方式的液压系统中,利用推土用第一控制阀V3以及推土用第二控制阀V6,从第一压力油供给路d和第二压力油供给路e均等地抽出工作油并向推土缸C1输送,因此能够确保作业机1的行驶直行性。
另外,在使作业机1向左右一方转向的情况下,由于压力补偿阀V11进行分流控制,因此即使施加于行驶马达ML、MR的负载较高,施加于推土缸C1的负载较低,设定流量以上的工作油也不会流入推土缸C1,因此能够维持将来自第一压力油排出口P1的工作油向第二行驶控制阀V4、将来自第二压力油排出口P2的工作油向第一行驶控制阀V5分别独立地供给这样的独立回路结构,并且来自第一、第二压力油排出口P1、P2的工作油被均等地抽出,因此能够确保向左右的行驶马达ML、MR的压力油供给流量,能够确保转向性能。
例如,在控制推土缸的推土用控制阀为1个的情况下,该推土用控制阀被设置为从第一压力油供给路或第二压力油供给路的一方供给工作油,在该情况下,若从该一方的压力油供给路向推土缸取工作油,则在直行行驶的情况下产生斜行这样的问题。另外,在转向的情况下,设置有推土用控制阀的一侧的压力油供给系统的压力损失变大,动作变慢(具体而言,在来自第一压力油排出口P1的压力油供给系统设置有推土用控制阀的情况下、在一边操作推土装置7一边左转向的情况下动作,但在一边操作推土装置7一边右转向的情况下,在操作了推土装置7的时间点,动作变慢)。
另外,考虑构成为将控制推土缸的推土用控制阀设为1个,从第一压力油供给路以及第二压力油供给路这双方均等地向推土用控制阀供给工作油,在该情况下,虽然能够确保直行性,但转向性能大幅降低。
即,在转向时,由于从高压侧的压力油供给路向推土缸流入较多的流量的工作油,因此转向性能大幅降低。
另外,在该情况下,以来自第一压力油排出口P1的工作油或来自第二压力油排出口P2的工作油的哪一个的信号为基准进行分流控制,在回路结构上无法决定,因此负载传感系统的构成变得困难。
另外,在一边行驶一边由推土装置7进行土工作业的情况下,当行驶独立阀V14处于独立位置27时,PLS信号油路w也被切断,因此在来自第一压力油排出口P1的压力油供给系统与来自第二压力油排出口P2的压力油供给系统之间,没有负载信号的干涉,使工作油分流到行驶用控制阀V4、V5和推土用控制阀V3、V6并且使剩余的工作油从卸载阀V13、V16向工作油罐T2排出的控制可以在来自第一压力油排出口P1的压力油供给系统、来自第二压力油排出口P2的压力油供给系统的各自的回路中独立地进行,能够确保压力补偿阀V11的功能。
另外,在仅驱动行驶体1A或仅驱动推土装置7的情况下,与上述一边行驶一边由推土装置7进行土工作业的情况同样地,行驶独立阀V14被切换到独立位置27,通过该行驶独立阀V14,连通路j以及PLS信号油路w被切断,另外,PPS信号油路x经由泄压油路与排放油路g连通,PPS信号压成为零。
另外,由于将各行驶用控制阀V4、V5配置在来自第一泵21的压力油排出口P1、P2的压力油供给系统的最上游侧,因此能够实现从第一泵21到行驶马达ML、MR的油压管路中的压力损失(压损)的降低。
此外,在上述结构的液压系统中,构成为,由于第一泵21采用分离流式的液压泵,无法独立地控制来自第一压力油排出口P1的排出流量和来自第二压力油排出口P2的排出流量,因此在使第一压力油供给路d和第二压力油供给路e独立时(不合流的情况),第一泵21的排出流量成为最大,但在设置2个液压泵,将该2个液压泵中的一方的液压泵的排出口设为第一压力油排出口P1,将另一方的液压泵的排出口设为第二压力油排出口P2的情况下,各液压泵构成为,即使在行驶独立阀V14处于独立位置27的情况下,也分别独立地进行控制,仅排出必要流量(在该情况下,也可以以2个液压泵在合流时同时排出最大流量的方式进行控制)。
另外,也可以考虑构成为在仅对推土装置7进行操作时,行驶独立阀V14成为合流位置28,但这样,在一边行驶一边对推土装置7进行操作的情况下,为了将行驶独立阀V14保持在独立位置27,必须设置用于检测操作了推土用控制阀V3、V6的方向切换阀DV3、DV6的情况的第三检测油路,检测回路的回路构成复杂化,但在本实施方式中,由于构成为在第一检测油路r1检测操作了行驶用控制阀V4、V5和/或推土用控制阀V3、V6的情况,因此能够实现检测回路的回路结构的简化。
另外,在本实施方式的液压系统中,由于并列配置行驶用控制阀V4、V5和推土用控制阀V3、V6,并且,隔着行驶独立阀V14配置一方的行驶用控制阀V4及一方的推土用控制阀V3、和另一方的行驶用控制阀V5及另一方的推土用控制阀V6,因此能够实现检测操作了行驶用控制阀V4、V5和/或推土用控制阀V3、V6的情况的检测回路的回路结构的简化。
此外,作为控制阀V1~V10、入口块B2的排列,不限于图例的排列,只要在来自2个独立的压力油排出口P1、P2的压力油供给系统中的一方设置一方的行驶用控制阀V4、V5及一方的推土用控制阀V3、V6以及一方的出口块B1、B3,在另一方的压力油供给系统设置另一方的行驶用控制阀V4、V5及另一方的推土用控制阀V3、V6以及另一方的出口块B1、B3,其他的控制阀V1、V2、V7~10的配置就没有特别限定。
另外,各控制阀V1~V10的排列方向的顺序也没有限定。
如图4所示,第一溢流阀V12以及第二溢流阀V15由电磁式的可变溢流阀构成。第一溢流阀V12以及第二溢流阀V15(可变溢流阀)可变更地规定从第一泵21(泵)排出的工作油的压力。以下,将由第一溢流阀V12以及第二溢流阀V15规定(设定)的设定压力及溢流设定压称为主溢流压。
如图8所示,第一溢流阀V12的螺线管V12a和第二溢流阀V15的螺线管V15a与控制装置U1连接。即,第一溢流阀V12以及第二溢流阀V15由控制装置U1控制。
如图9所示,作业机1具有变更主溢流压的多个模式。在本实施方式中,多个模式为第一模式(硬模式)、第二模式(普通模式)、第三模式(软模式)。例如,硬模式是进行标准作业时的模式,普通模式是进行轻作业时的模式,软模式是进行整地作业时的模式。
如图8所示,在控制装置U1连接有模式切换开关43。另外,控制装置U1具有切换模式的模式切换部Ua。模式切换部Ua通过模式切换开关43的操作将模式切换为硬模式、普通模式或软模式。
图9是将每个模式的主溢流压的设定值设为表的图,图10是将主溢流压设为纵轴,将时间设为横轴来表示主溢流压的变化的图。图9所示的主溢流压的设定值表示一例,没有限定,可以进行各种变更。
在以下的说明中,将从控制装置U1向方向切换阀DV1~DV10的螺线管发送的、与操作部件41的操作量对应的电流值称为指令电流值。另外,在多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6被操作的情况下,将在与被操作的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6对应的方向切换阀DV1~DV10中产生的先导压力中最高的先导压力称为最高先导压力。在仅1个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6被操作的情况下,在与该被操作的液压致动器ML、MR、MT、C1~C6对应的方向切换阀DV1~DV10中产生的先导压力为最高先导压力。
如图8所示,控制装置U1具有溢流控制部Ub。溢流控制部Ub根据操作部件41的操作量将主溢流压(溢流设定压)变更为多个设定值。详细而言,溢流控制部Ub根据操作部件41的操作量的增加而阶段性地提高溢流设定压的设定值。
以下,参照图9、图10针对溢流控制部Ub对溢流设定压的控制进一步详细说明。
如图9所示,各模式具有多个设定值。多个设定值具有第一设定值P#A、第二设定值P#B以及第三设定值P#C。第一设定值P#A是操作部件41的非操作时(未操作全部的操作部件41的情况)的溢流设定压的设定值,为15.0MPa。即,主溢流压的初始压力为15.0MPa。另外,在本实施方式中,第一设定值P#A在硬模式、普通模式以及软模式中均为15.0MPa。
第二设定值P#B是操作部件41的操作量不超过给定量的范围内的设定值。详细而言,第二设定值P#B是在不超过操作部件41的操作范围的始端位置(中立位置)与终端位置(全操作位置)之间的给定位置(中间位置)的范围内操作部件41被操作时的设定值。始端位置是指未对操作部件41进行操作的位置(非操作位置),终端位置是指将操作部件41操作到最大的位置。对第二设定值P#B而言,硬模式最高,普通模式比硬模式低,软模式比普通模式低。具体而言,硬模式的第二设定值P#B为24.5MPa,普通模式的第二设定值P#B为20.6MPa,软模式的第二设定值P#B为15.0MPa。
第三设定值P#C是操作部件41的操作量超过给定量而被操作时的设定值。详细而言,第三设定值P#C是在超过操作部件41的始端位置与终端位置之间的给定位置的范围内操作部件41被操作时的设定值。对第三设定值P#C而言,硬模式最高,普通模式比硬模式低,软模式比普通模式低。具体而言,硬模式的第三设定值P#C为27.4MPa,普通模式的第三设定值P#C为24.5MPa,软模式的第三设定值P#C为15.0MPa。在本实施方式中,软模式的第一设定值P#A、第二设定值P#B以及第三设定值P#C均为15.0MPa。
接下来,参照图10对与操作部件41的操作对应的主溢流压的变化进行说明。在本实施方式中,具有成为是否将主溢流压变更为第三设定值P#C的判定的基准的阈值Ip。阈值Ip是操作各方向切换阀DV1~DV10的电流值,是操作部件41的始端位置与终端位置之间的给定位置(中间位置)处的电流值。在下述的说明中,阈值Ip是操作各方向切换阀DV1~DV10的先导压力,以与该阈值Ip对应的先导压力即阈值Ip1进行说明。
如图10所示,在将模式设定为硬模式或普通模式的情况下,在操作了任一个操作部件41后,在给定时间t1内,在最高先导压力不超过阈值Ip1(指令电流值为阈值Ip)的情况下,主溢流压与时间经过成比例地从第一设定值P#A向第二设定值P#B上升。
另外,在主溢流压从第一设定值P#A变更为第二设定值P#B后,在最高先导压力超过阈值Ip1的情况下,主溢流压从第二设定值P#B切换为第三设定值P#C。之后,在最高先导压力小于阈值Ip1时,主溢流压从第三设定值P#C切换为第二设定值P#B。之后,当被操作的操作部件41全部被操作到中立位置时,主溢流压从第二设定值P#B切换为第一设定值P#A。
另外,在操作了任一个操作部件41后,在不足给定时间t1,最高先导压力超过阈值Ip1(指令电流值为阈值Ip)的情况下,如图11所示,主溢流压在从第一设定值P#A向第二设定值P#B上升的中途切换为第三设定值P#C。
此外,如果将第二设定值P#B设为与第三设定值P#C的数值相同的数值,将阈值Ip1设为在方向切换阀DV1~DV10中产生的最高先导压力以上,则无论在方向切换阀DV1~DV10中有怎样的先导输入,都能够使最高主溢流压的设定延迟一定时间。
如图9所示,对给定时间t1而言,在硬模式的情况下,给定时间t1=0.5sec,在普通模式的情况下,给定时间t1=1sec。
此外,在从第二设定值P#B切换到第三设定值P#C时、从第三设定值P#C切换到第二设定值P#B时、从第二设定值P#B切换到第一设定值P#A时,急剧地切换,但也可以附加时间上的变化。另外,硬模式也可以固定在27.4MPa。即,在硬模式的情况下,第一设定值P#A、第二设定值P#B、第三设定值P#C也可以都是27.4MPa。
另外,在选择了软模式的情况下,第一设定值P#A、第二设定值P#B、第三设定值P#C均为15.0MPa。
在操作操作部件41时,通过使主溢流压从15.0MPa这样低的位置上升,例如,在使动臂15上升下降的情况、使机体2回转的情况、驱动行驶装置3的情况下等,在对操作部件41进行了急操作的情况下,能够缓和启动(起动冲击变得平稳),能够抑制起动时的冲击。
另外,在硬模式下,与普通模式相比,主溢流压的第三设定值P#C较高,因此在使操作对象进行主溢流压成为最高压那样的动作的情况下,能够发挥较高的能力。另外,相反,在普通模式下,与硬模式相比,主溢流压的第三设定值P#C较低,因此能够降低作用于构成操作对象的部件等的负载,能够提高耐久性。
另外,在硬模式、普通模式下,主溢流压的第二设定值P#B均比第三设定值P#C低,因此在操作部件41的操作范围的中间操作区域,能够降低负载传感系统特有的灵敏度,即使对操作部件41进行急操作,由操作对象的工作动作引起的冲击也变得平稳。
另外,有时利用作业机1进行整地作业。整地作业例如有一边使动臂15、斗杆16摆动一边利用作业工具17进行整地的情况、一边使机体2回转一边利用作业工具17进行整地的情况、使作业机1前进后退并利用行驶装置3进行整地的情况、一边使作业机1前进一边利用推土装置7进行整地的情况等。
在软模式下,与硬模式、普通模式相比,主溢流压较低,因此通过选择软模式,在进行整地作业的情况下,容易进行整地。即,由于负载传感系统为流量控制,因此在以往的情况下(主溢流压固定而设定为高压的情况下),即使在对操作部件41进行微操作的情况下,操作对象也敏感地移动,在本实施方式中,通过选择软模式,能够降低负载传感系统特有的灵敏度,由此,容易进行整地。另外,由于没有产生超过需要的力,因此容易进行整地作业。而且,能够抑制在操作对象的动作中产生不良情况。
在上述的实施方式中,对利用传感器42检测操作部件41的操作,并基于该检测信息来对方向切换阀DV1~DV10进行电控制,由此使操作对象工作的情况进行了说明,但也可以由先导阀构成操作部件41,由通过从操作部件41输出的先导压力进行操作的先导操作切换阀构成方向切换阀DV1~DV10。先导阀是指输出与操作量对应的先导压力,并利用该输出的先导压力操作其他阀的控制阀。先导操作切换阀是指利用来自先导阀的先导压力直接操作的切换阀。
关于由先导阀构成操作部件41、由操作部件41先导操作切换阀构成方向切换阀DV1~DV10的情况下的主溢流压,如下所述。
由先导操作切换阀构成方向切换阀DV1~DV10的情况下的操作部件41被操作的情况的检测通过AI开关29进行。
如图12所示,第一设定值P#A为15.0MPa。当由AI开关29检测到操作部件41的任1个以上被操作时,在给定时间t1后,将主溢流压从第一设定值P#A变更为第二设定值P#B。在该情况下,如图10所示,也与时间经过成比例地从第一设定值P#A向第二设定值P#B上升。给定时间t1在硬模式、普通模式、软模式下均为0.5sec。另外,在硬模式的情况下,第二设定值P#B=第三设定值P#C=27.4MPa。在普通模式的情况下,第二设定值P#B=20.6MPa,第三设定值P#C=24.5MPa。在软模式的情况下,第二设定值P#B=第三设定值P#C=24.5MPa。
在普通模式的情况下,在从第二设定值P#B变更为第三设定值P#C的情况下,例如通过检测从操作部件(先导阀)41输出的压力,能够使控制装置U1掌握操作部件41的操作量。即,在检测到操作部件41在操作范围的中间区域被操作时,将主溢流压维持为第二设定值P#B,在检测到操作部件41被操作到操作范围的终端位置(全操作位置)的情况下,将主溢流压变更为第三设定值P#C。
此外,在普通模式的情况下,也可以设为第二设定值P#B=第三设定值P#C。另外,在由先导操作切换阀构成方向切换阀DV1~DV10的情况下,也可以通过从操作部件41输出的先导压力来检测操作部件(先导阀)41被操作的情况的检测。
另外,也可以由先导式的电磁阀构成装备于作业机1的方向切换阀DV1~DV10的一部分,由先导操作切换阀构成其他的一部分。例如,也可以是,对机体2以及作业装置4进行操作的方向切换阀DV1、DV2、DV7、DV8由先导式的电磁阀构成,由先导操作切换阀构成对其他的操作对象进行操作的方向切换阀DV3~DV6、DV9、DV10。在由先导式的电磁阀构成方向切换阀DV1~DV10的一部分,由先导操作切换阀构成其他的一部分的情况下,在对先导式的电磁阀和先导操作切换阀这双方进行操作的情况下,使主溢流压优先图12所示的设定值。
另外,在由先导式的电磁阀构成方向切换阀DV1~DV10的一部分,由先导操作切换阀构成其他的一部分的情况下,例如,由先导式的电磁阀构成对机体2以及作业装置4进行操作的方向切换阀DV1、DV2、DV7、DV8,在由先导操作切换阀构成对行驶装置3进行操作的方向切换阀DV4、DV5且选择了软模式的情况下,在对机体2以及作业装置4进行操作而进行整地的情况下,由于能够不产生超过需要的力,在行驶的情况下,能够产生必要的力。
如图8所示,作业机1具有检测工作油的油温的油温传感器44。油温传感器44例如是检测第一泵21的吸入侧的工作油(例如,工作油罐T2内的工作油)的油温的传感器。油温传感器44与控制装置U1连接。控制装置U1能够取得油温传感器44的检测信息。控制装置U1具有根据工作油的油温自动地切换模式的自动切换部Uc。自动切换部Uc在判定为油温为第一给定温度以下的低温(例如,-10℃以下)的情况下,无论模式选择处于哪里,即,即使选择普通模式或软模式,也自动地切换为硬模式。之后,自动切换部Uc在判定为油温为第二给定温度以上的常温(例如,0℃以上)的情况下,自动地恢复到所选择的原来的模式。
在低温时,由于在液压软管中流通的工作油的压力损失等,使液压致动器ML、MR、MT、C1~C6工作的工作油的工作压上升,若主溢流压低,则存在速度降低的情况,因此在选择普通模式、软模式的状态下,操作对象的速度减低。在这样的情况下,通过自动地切换为硬模式,即使操作者不手动地将模式切换为硬模式,也能够自动避免低温时的起动后的速度降低。
上述作业机1具备:操作部件41;液压致动器ML、MR、MT、C1~C6,其根据操作部件41的操作量工作;泵(第一泵21),其排出使液压致动器ML、MR、MT、C1~C6工作的工作油;可变溢流阀V12、V15,其以能够变更的方式规定从泵21排出的工作油的压力;以及溢流控制部Ub,其控制由可变溢流阀V12、V15规定的压力即溢流设定压,溢流控制部Ub根据操作部件41的操作量来变更溢流设定压。
根据该结构,能够将操作部件41的非操作时的溢流设定压抑制得较低。由此,在对操作部件41进行急操作的情况下,溢流设定压从低的位置开始上升,因此能够抑制液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的起动冲击。
另外,溢流控制部Ub将溢流设定压设定为多个设定值中的任一个,且根据操作部件41的操作量的增加而阶段性地提高溢流设定压的设定值。
根据该结构,也能够将操作部件41的非操作时的溢流设定压抑制得较低,能够抑制液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的起动冲击。
另外,溢流控制部Ub将操作部件41的非操作时的溢流设定压规定为第一设定值P#A,在对操作部件41进行了操作之后,在给定时间t1将溢流设定压变更为比第一设定值P#A高的第二设定值P#B,在操作部件41的操作量超过给定量时,变更为比第二设定值P#B高的第三设定值P#C。
根据该结构,能够根据操作部件41的操作量设定各种作业所需的力。
另外,溢流控制部Ub在对操作部件41进行操作后的给定时间t1内操作部件41的操作量超过给定量的情况下,将溢流设定压变更为第三设定值P#C。
根据该结构,能够使响应性良好。
另外,具备具有溢流设定压不同的设定值的多个模式,多个模式的溢流设定压的最高压的设定值不同。
根据该结构,通过根据作业种类来切换模式,能够以与作业种类对应的力进行作业。
另外,多个模式包括溢流设定压的最高压的设定值最高的第一模式、溢流设定压的最高压的设定值比第一模式低的第二模式、以及溢流设定压的最高压的设定值比第二模式低的第三模式,第一模式、第二模式以及第三模式的操作部件41的非操作时的溢流设定压为相同的设定值。
根据该结构,也能够以与作业种类对应的力进行作业。
另外,具备:油温传感器44,其检测工作油的油温;以及自动切换部Uc,其在油温比第一给定温度低的情况下切换为多个模式中的溢流设定压的最高压的设定值最高的模式,在油温比高于第一给定温度的第二给定温度高时,恢复为原来的模式。
根据该结构,即使操作者不手动切换模式,也能够自动避免低温时的起动后的速度降低。
另外,作业机1具备多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6,泵21构成为可变容量型,具备以将从泵21的排出压减去多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6中的最高负载压后的压差设为恒定压的方式控制泵21的负载传感系统。
如图5、图6、图7所示,在控制阀V1、V2、V6、V7、V10中,为了防止作用于对应的液压致动器C1、C3~C6的过负载,组装有规定作用于该液压致动器C1、C3~C6的最高压力(溢流设定压)的过载溢流阀(端口溢流阀)V19。
如图6所示,与作业工具缸C5(作业工具驱动致动器)的底侧(铲装侧)的端口C5a连通的过载溢流阀V19由能够变更溢流设定压的电磁式的可变过载溢流阀V19A构成。
可变过载溢流阀V19A经由第一连接油路52与将作业工具控制阀V1(致动器控制阀)和作业工具缸C5的铲装侧的端口C5a连接的供给排出油路51连接。另外,可变过载溢流阀V19A经由第二连接油路53与排放油路g连接。
如图8所示,可变过载溢流阀V19A的螺线管V19a与控制装置U1连接。即,控制装置U1能够控制可变过载溢流阀V19A。
如图8所示,控制装置U1具有回转检测部Ud。回转检测部Ud检测回转控制阀V8(方向切换阀DV8)被操作的情况,即,检测使机体2回转的情况。详细而言,在第一操作工具41A被向操作回转马达MT的方向操作的情况下,通过控制装置U1取得从第一操作工具41A发送的操作信号来进行检测。此外,机体2进行了回转动作也可以通过检测机体2的旋转或回转马达MT的旋转的旋转传感器来检测。在该情况下,通过将所述旋转传感器与控制装置U1连接,能够使控制装置U1(回转检测部Ud)识别机体2进行了回转动作。另外,在回转控制阀V8的方向切换阀DV8由先导操作切换阀构成的情况下,也可以通过检测在该先导操作切换阀产生的先导压力来检测机体2正在回转的情况。
如图8所示,在控制装置U1连接有动作传感器(作业工具动作检测部)54。动作传感器54进行作业工具17是否正在动作的检测。动作传感器54由直接检测作业工具17的摆动的电位计、检测作业工具缸C5的伸缩状态的行程传感器等构成。
另外,控制装置U1具有作业动作检测部Ue。作业动作检测部Ue通过动作传感器54检测利用第二操作工具41B(操作部件41)对作业工具17进行操作且作业工具17未动作的情况,从而检测主溢流阀V12(V15)因作业工具17而溢流的溢流状态(高负载作业状态)。若举出高负载作业状态的一例,则在作业工具17为铲斗的情况下,是将作业工具17向铲装方向操作而该作业工具17抓住工件(岩石等)且不移动的状态。此时,主溢流压例如控制为24.5MPa。
如图8所示,控制装置U1具有过载控制部Ug。过载控制部Ug在主溢流阀V12(V15)为溢流状态下机体2回转的情况下,使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低。例如,若将由可变过载溢流阀V19A规定的作业工具缸C5的铲装侧的端口C5a的最高压设为29.4MPa,则使其降低至比主溢流压低的20.6MPa。该数值是一例,并不限定于此。
以往,若在作业工具缸C5溢流的状态下使机体2回转,则作业工具缸C5以溢流压工作,回转马达MT以低压工作。于是,在负载传感系统中,为了使工作油适当地分流,利用作为低压侧的回转控制阀V8的压力补偿阀V11形成模拟负载,使液压致动器间的负载一致。即,在负载较轻的区段,与负载较重的区段相匹配地形成模拟负载而使负载一致。于是,形成模拟负载时成为压力损失而提高工作油的温度,向回转侧的区段流动的工作油的油温变高。其结果是,存在使回转马达MT的构成部件(密封部件)劣化的情况。
在这样的情况下,即,在可变过载溢流阀V19A以溢流状态下机体2回转的情况下,通过使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低,由回转控制阀V8的压力补偿阀V11生成的模拟负载(模拟压力损失)减少。由此,能够抑制因模拟负载引起的工作油的油温的上升。即,能够抑制向回转马达MT流动的工作油的油温的上升。另外,也能够实现节能化。
在本实施方式中,以作业工具17为铲斗的情况为例进行了说明,但作业工具17也可以是铲斗以外的作业工具。例如,作业工具17也可以是抓斗。在作业工具17为抓斗的情况下,可变过载溢流阀V19A被用于SP控制阀V10的过载溢流阀V19。即,用于开闭装备于抓斗的抓手的抓取动作或放开动作的液压致动器(作业工具驱动致动器)C6由SP控制阀V10操作。因此,SP控制阀V10的2个过载溢流阀V19中的、与液压致动器C6的抓取侧的端口连接的过载溢流阀V19采用可变过载溢流阀V19A。即,在作业工具17为抓斗的情况下,在一边利用抓斗抓住木材等工件一边使机体2回转的情况下,使与液压致动器C6的抓取侧的端口连接的可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低。
另外,在本实施方式中,在动作传感器54检测到利用第二操作工具41B操作作业工具17且作业工具17未动作的情况下,使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低。因此,即使在主溢流阀V12(V15)为溢流状态的情况下,在作业工具17动作的情况下,也不使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低。例如,作为挖掘作业,有一边使机体2回转而将作业工具17按压于墙壁等一边使该作业工具17摆动而进行挖掘的回转横向接触挖掘作业。在进行该作业时,若降低可变过载溢流阀V19A的溢流设定压,则作业工具17的力降低,挖掘力降低。因此,在进行这样的回转横向接触挖掘作业的情况下,不会使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低,不会使作业工具17的力降低。
如图8所示,控制装置U1具有行程限制部Uh。
行程限制部Uh在过载控制部Ug使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低时,将作业工具控制阀V1的滑阀V1a的行程限制到给定量。在SP控制阀V10的情况下,将滑阀V10a限制为给定量。由此,能够减少被无用地排出的工作油的流量,能够实现节能化。
即,在利用作业工具17等抓住工件时,操作部件41被全操作,从作业工具控制阀V1向端口C5a流动的工作油全部的量从可变过载溢流阀V19A被无用地排出。即,在利用作业工具17等抓住工件(可变过载溢流阀V19A为溢流状态)时,虽然使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低而使作业工具17的力降低,但工作油的流量仍然较多,因此通过使滑阀V10a返回给定量来减少工作油的多余的流量而实现节能化。
在本实施方式中,作业工具控制阀V1(方向切换阀DV1)利用先导压力对滑阀V10a的行程进行控制,因此通过先导压力对滑阀V10a的行程进行限制,能够容易地进行该行程限制。即,行程限制部Uh具有阈值,在作用于作业工具控制阀V1(方向切换阀DV1的螺线管)的先导压力比阈值高的情况下,通过使先导压力降低至阈值来限制滑阀V10a的行程。SP控制阀V10的情况也是同样的。
另外,上述的作业机1具备:机体2;回转驱动机体2的回转马达MT;装备于机体2的作业工具17;驱动作业工具17的作业工具驱动致动器(作业工具缸C5、液压致动器C6);对回转马达MT以及作业工具致动器C5、C6供给排出工作油液压回路;在所述液压回路的工作油的压力成为设定压以上时使该工作油溢流的主溢流阀V12(V15);在作业工具驱动致动器C5、C6的工作油的压力成为给定以上时使该工作油溢流的可变过载溢流阀V19A;以及控制可变过载溢流阀V19A的过载控制部Ug,过载控制部Ug在主溢流阀V12(V15)溢流的溢流状态下机体2回转的情况下,使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低。
根据该结构,在主溢流阀V12(V15)溢流的状态下机体2回转的情况下,使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低,能够抑制向回转侧流动的工作油的温度上升。
另外,具备:操作检测部(第二传感器42B),其检测对作业工具17进行操作的操作部件(第二操作工具41B)的动作;以及作业工具动作检测部(动作传感器54),其检测作业工具17的动作,过载控制部Ug在利用操作部件对作业工具17进行操作且作业工具17未动作的状态下机体2回转的情况下,使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低,即使在所述机体回转的情况下,在未利用操作部件操作作业工具17的情况下、以及作业工具17正在动作的情况下,也不使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低。
根据该结构,在作业工具17正在动作的情况下,不使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低,因此能够防止使用作业工具17的作业的作业性降低。
另外,具备对作业工具驱动致动器C5、C6进行控制的致动器控制阀(作业工具控制阀V1、SP控制阀V10),并具备行程限制部Uh,该行程限制部Uh在过载控制部Ug使可变过载溢流阀V19A的溢流设定压降低时,将致动器控制阀V1、V10的滑阀V1a、V10a的行程限制为给定量。
根据该结构,能够减少无用地排出的工作油的量而实现节能化。
另外,致动器控制阀V1、V10以先导压力被操作,行程限制部Uh在作用于致动器控制阀V1、V10的先导压力高于阈值的情况下,通过使先导压力降低至阈值来限制行程。
根据该结构,能够容易地构成行程限制部Uh。
另外,作业机1具备:多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6,其包括使机体2回转的回转马达MT以及作业工具驱动致动器C5、C6;泵21,其排出向多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6供给的工作油;以及负载传感系统,其以使从泵21的排出压减去多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6中的最高负载压后的压差为恒定压的方式控制泵21。
图13、图14表示其他实施方式。图13表示动臂控制阀(第一控制阀)V2。图14表示回转控制阀(第二控制阀)V8。以下,参照图13、图14对其他实施方式进行说明。
如上所述,负载传感系统以PPS信号压与PLS信号压的压力差(PPS信号压-PLS信号压:第一压差)成为预先确定的压力的方式(以第一压差成为恒定的方式),变更第一泵21的斜板的角度,调整第一泵21的排出量。
如图13所示,动臂控制阀V2具有方向切换阀DV2、压力补偿阀V11(V11A)。方向切换阀DV2是能够切换朝向动臂缸(高负载液压致动器)C3的工作油的方向且切换为例如第一位置61、第二位置62、第三位置(中立位置)63的三位置切换阀。
在方向切换阀DV2处于第一位置61的情况下,方向切换阀DV2切换为使工作油向动臂缸C3的底侧流动的方向,并且切换为将从动臂缸C3的杆侧返回来的工作油(返回油)向排放油路g(工作油罐T2)排出的方向。另外,在方向切换阀DV2处于第二位置62的情况下,方向切换阀DV2切换为将从动臂缸C3的底侧返回来的工作油(返回油)向排放油路g(工作油罐T2)排出的方向,切换为使工作油向动臂缸C3的杆侧流动的方向。在方向切换阀DV2处于第三位置63的情况下,方向切换阀DV2不向动臂缸C3供给工作油。
方向切换阀DV2的泵口64与从第一压力油供给路d分支的压力油分支路f连接。通过压力油分支路f,从第一泵21排的工作油向该方向切换阀DV2供给。方向切换阀DV2与压力补偿阀V11A通过连接油路65连接。连接油路65包括第一连接油路65a和第二连接油路65b。第一连接油路65a是将方向切换阀DV2的第一输出端口66与压力补偿阀V11A的导入口67连接的油路。第二连接油路65b是将方向切换阀DV2的泵口64与方向切换阀DV2的第一输出端口66连接的油路。第二连接油路65b形成于方向切换阀DV2。在第二连接油路65b设置有节流器(流路节流器)68。
压力补偿阀V11A和动臂缸C3通过连接油路69连接。连接油路69包括第一连接油路69a、第二连接油路69b、第三连接油路69c以及第四连接油路69d。第一连接油路69a是将压力补偿阀V11A的输出端口70与方向切换阀DV2的第一输入端口71连接的油路。第二连接油路69b是将压力补偿阀V11A的输出端口70与方向切换阀DV2的第二输入端口72连接的油路。第三连接油路69c是将方向切换阀DV2的第二输出端口73与动臂缸C3的底侧的口连接的油路。第四连接油路69d是将方向切换阀DV2的第三输出端口74与动臂缸C3的杆侧的口连接的油路。此外,压力补偿阀V11A的输出端口70与负载传递线路y经由止回阀75连接。
压力补偿阀V11A是将导入到该压力补偿阀V11A的工作油的压力与从该压力补偿阀V11A输出的工作油的压力的压差设定为给定范围(给定值)的阀。换言之,压力补偿阀V11A通过使方向切换阀DV2的滑阀中的前后压差(上游侧的工作油的压力与下流侧的工作油的压力的压差)恒定,从而与在复合动作时作用于液压致动器的负载的大小无关地将工作油分流为与操作量对应的量。详细而言,压力补偿阀V11A具有承受导入到导入口67的工作油的压力的受压部76a、和承受从输出端口70输出的工作油的压力的受压部76b。导入口67与受压部76a通过连接油路77连接。输出端口70与受压部76b通过连接油路78连接。
因此,从方向切换阀DV2朝向压力补偿阀V11A输出的工作油的压力作用于受压部76a,并且从压力补偿阀V11A的输出端口70输出的工作油的压力作用于受压部76b。而且,根据两者的工作油的压力差,压力补偿阀V11A的滑阀98移动,压力补偿阀V11A的开口面积变化。
上述动臂控制阀V2的压力补偿阀V11A的结构、压力补偿阀V11A与方向切换阀DV2的连接结构应用于作业工具控制阀V1、推土用第一控制阀V3、第二行驶控制阀V4、第一行驶控制阀V5、推土用第二控制阀V6、斗杆控制阀V7、摆动控制阀V9、SP控制阀V10。
另外,如上所述,液压系统根据液压致动器ML、MR、MT、C1~C6的工作时的最高负载压控制第一泵21的排出量,通过上述的压力补偿阀V11补偿向液压致动器ML、MR、MT、C1~C6供给的工作油的压力。
但是,根据控制阀,也需要使向液压致动器ML、MR、MT、C1~C6供给的工作油的流量优先。
在该其他实施方式中,作业工具控制阀V1、动臂控制阀V2、推土用第一控制阀V3、第二行驶控制阀V4、第一行驶控制阀V5、推土用第二控制阀V6、斗杆控制阀V7、摆动控制阀V9、SP控制阀V10是具有补偿工作油的压力的功能的控制阀,回转控制阀V8是能够使工作油的流量优先的控制阀。
如图14所示,回转控制阀V8具有方向切换阀(低负载侧的方向切换阀)DV8、流量优先阀V11B。方向切换阀DV8是能够切换朝向回转马达(低负载液压致动器)MT的工作油的方向、例如切换到第一位置81、第二位置82、第三位置(中立位置)83的三位置切换阀。在方向切换阀DV8处于第一位置81的情况下,方向切换阀DV8切换为使工作油向回转马达MT的一侧流动的方向,并且切换为将从回转马达MT的另一侧返回来的工作油(返回油)向排放油路g(工作油罐T2)排出的方向。另外,在方向切换阀DV8处于第二位置82的情况下,方向切换阀DV8切换为使工作油向回转马达MT的另一侧流动的方向,并且切换为将从回转马达MT的一侧返回来的工作油(返回油)向排放油路g(工作油罐T2)排出的方向。在方向切换阀DV8处于第三位置83的情况下,方向切换阀DV8不向回转马达MT供给工作油。
流量优先阀V11B是通过使滑阀98移动而使向液压致动器输出的工作油的流量优先的阀。流量优先阀V11B的滑阀98能够在第一位置84a与第二位置84b之间移动。第一位置84a是使从方向切换阀DV8输出的工作油的流量增加的位置。第二位置84b是使从方向切换阀DV8输出的工作油的流量降低(减少)的位置。即,相比于第一位置84a与第二位置84b之间的中间位置处的工作油的流量,流量优先阀V11B处于第一位置84a的情况下的工作油的流量较大,第二位置84b的情况下的工作油的流量较小。
流量优先阀V11B具有按压部件85、第一受压部86以及第二受压部87。按压部件85是设置于第一位置84a侧的部件。按压部件85将流量优先阀V11B的滑阀98向第一位置84a、即开放侧按压。按压部件85例如由弹簧构成。在按压部件85中,将滑阀98向第一位置84a按压的力、即滑阀98为全行程(面积最大时)时的流量优先阀V11B的设定压(第二压差)设定为PPS信号压-PLS信号压的压差即第一压差以下。若流量优先阀V11B中的设定压(按压部件85的设定压)超过第一压差,则从流量优先阀V11B输出的流量有时比单独操作时多。
此外,将滑阀98朝向第一位置84a按压的按压部件85由弹簧构成,但也可以利用工作油的压力(先导油的压力)按压滑阀98。例如,在流量优先阀V11B设置用于按压滑阀98的控制销等受压部,使先导压力作用于受压部。朝向受压部作用的先导压力可以是先导压力根据操作部件而变化的遥控阀的压力,也可以是利用减压阀对遥控阀的压力进行减压后的压力。
第一受压部86是接受从方向切换阀DV8输出的工作油的压力的部分。第二受压部87是接受从第一泵21向回转控制阀V8排出的工作油的压力的部分。换言之,第二受压部87是接受方向切换阀DV8的滑阀98的上游侧的工作油的压力的部分。
流量优先阀V11B和方向切换阀DV8通过连接油路(第二油路)88连接。连接油路(第二油路)88包括第一连接油路(连接油路)88a、第二连接油路(连接油路)88b以及第三连接油路(连接油路)88c。第一连接油路88a是将方向切换阀DV8的第一输出端口(输出端口)66与流量优先阀V11B的导入口89连接的油路。第二连接油路88b是将方向切换阀DV8的泵口64与方向切换阀DV8的第一输出端口66连接的油路。第二连接油路88b形成于方向切换阀DV8。在第二连接油路88b设置有节流器(流路节流器)90。第三连接油路88c是将流量优先阀V11B的导入口89与第一受压部86连接的油路。
此外,第一位置81侧的流路节流器90的压力损失和第二位置82侧的流路节流器90的压力损失被设定为相同的数值。
第一压力油供给路d与流量优先阀V11B的第二受压部87通过连接油路(第三油路)92连接。具体而言,连接油路(第三油路)92是将第一压力油供给路d的压力油分支路f与第二受压部87连接的油路。
流量优先阀V11B与回转马达MT通过连接油路93连接。连接油路93包括第一连接油路93a、第二连接油路93b、第三连接油路93c以及第四连接油路93d。第一连接油路93a是将流量优先阀V11B的输出端口91与方向切换阀DV8的第一输入端口71连接的油路。第二连接油路93b是将流量优先阀V11B的输出端口91与方向切换阀DV8的第二输入端口72连接的油路。第三连接油路93c是将方向切换阀DV8的第二输出端口73与回转马达MT的一侧的口连接的油路。第四连接油路93d是将方向切换阀DV8的第三输出端口74与回转马达MT的另一侧的口连接的油路。此外,流量优先阀V11B的输出端口91与负载传递线路y经由止回阀94连接。
因此,流量优先阀V11B的滑阀98被由第一受压部86受压的工作油的压力(从方向切换阀DV8的第一输出端口66输出的工作油的压力)以及按压部件85向第一位置84a按压。另外,被由第二受压部87受压的工作油的压力(方向切换阀DV8的滑阀的上游侧的工作油的压力)向第二位置84b按压。
根据上述液压系统,在操作动臂缸C3、回转马达MT的复合操作时,例如,动臂缸C3的工作时的负载压为10MPa,回转马达MT的工作时的负载压为3MPa,流量控制部19的设定压为1.4MPa。在该情况下,工作油的最高负载压为10MPa,从第一泵21排出的工作油的压力为11.4MPa。在此,若流量优先阀V11B中的设定压为1.0MPa,流量优先阀V11B的滑阀98以设定压维持1.0MPa的方式移动,流量优先阀V11B的开口面积变化。从流量优先阀V11B输出的流量被设定为恒定。换言之,通过流量优先阀V11B将方向切换阀DV8的前后压差设定为1.0MPa(以产生1.0MPa的压力损失的方式动作),无论动臂缸C3的负载如何,都能够使工作油优先向回转马达MT流动。
因此,即使是具备压力补偿阀V11的作业机1,也能够确保从给定的控制阀输出的工作油的流量,能够减少单独操作时和复合操作时的回转速度的变化。
此外,即使在单独操作回转马达MT的单独操作时(其他控制阀未操作时),也能够将从流量优先阀V11B输出的流量设定为恒定。即,能够使工作油优先从方向切换阀DV8朝向回转马达MT流动。
但是,上述流量优先阀V11B通过按压部件85控制滑阀98,因此,例如在对动臂控制阀V1和回转控制阀V8进行复合操作时,流量优先阀V11B的滑阀98因动臂15侧的工作压而微妙地移动,认为存在机体2的回转速度稍微变化的情况。即,相对于动臂缸C3的工作压较高,回转马达MT的工作压较低,因此与其压力差相应地,在回转单独操作时和回转(机体2)与动臂15的复合操作时,流量优先阀V11B的控制位置稍微变化,回转速度变化。
为了抑制该情况,在相对于回转马达MT切换工作油的方向的方向切换阀DV8形成有模拟负载。具体而言,如图14所示,将在该其他实施方式的方向切换阀DV8(回转控制阀V8)形成模拟负载的模拟负载形成部97设置于使工作油朝向回转马达MT流动的流路96。流路96包括:在方向切换阀DV8处于第一位置81的情况下使工作油向回转马达MT的一侧流动的流路即第一流通路96a;以及在方向切换阀DV8处于第二位置82的情况下使工作油向回转马达MT的另一侧流动的流路即第二流通路96b。模拟负载形成部97由分别设置于第一流通路96a和第二流通路96b的节流器97a、97b构成。即,模拟负载形成部97包括:设置于第一流通路96a的第一节流器97a;以及设置于第二流通路96b的第二节流器97b。由第一节流器97a产生的压力损失和由第二节流器97b产生的压力损失相同。另外,由第一节流器97a产生的压力损失和由第二节流器97b产生的压力损失比由节流器90产生的压力损失大。
在上述结构的回转控制阀V8中,通过第一节流器97a、第二节流器97b在回转控制阀V8的方向切换阀DV8形成模拟负载,从最初开始提高回转马达MT的工作压,由此在对工作压较高的动臂缸C3和负载较低的回转马达MT进行复合操作时,能够取得工作压的平衡。详细而言,若回转马达MT的工作时的负载压为3MPa,由第一节流器97a产生的压力损失和由第二节流器97b产生的压力损失分别为3MPa,则负载压(回转马达MT的工作压)成为6MPa。而且,如配合该负载压来调整回转速度,则复合操作时的压力差减小。由此,流量优先阀V11B的控制面积变更量减少(由流量优先阀V11B生成的模拟负载减少),能够抑制回转单独操作时和对机体2(回转)和动臂15进行复合操作时的机体2的回转速度的速度变化。另外,能够使复合操作时的流量优先阀V11B的控制位置稳定。
在上述其他实施方式中,作为高负载液压致动器,例示动臂缸C3,作为低负载液压致动器,例示回转马达MT进行了说明,但并不限定于此。
另外,作业机1具备:多个液压致动器C3、MT;多个方向切换阀DV2、DV8,其与多个液压致动器C3、MT对应地设置,切换针对液压致动器C3、MT的工作油的方向;以及模拟负载形成部97,其为了抑制对多个液压致动器C3、MT中的工作压较高的高负载液压致动器C3和工作压低于该高负载液压致动器C3的低负载液压致动器MT进行复合操作时、和对低负载液压致动器MT进行单独操作时的低负载液压致动器MT的工作速度的速度变化,在相对于低负载液压致动器MT切换工作油的方向的低负载侧的方向切换阀DV8形成模拟负载。
根据该结构,通过模拟负载形成部97预先在低负载侧的方向切换阀DV8形成模拟负载,提高低负载液压致动器MT的工作压,由此能够减少对高负载液压致动器C3和低负载液压致动器MT进行复合操作时的压力差。由此,能够抑制对高负载液压致动器C3和低负载液压致动器MT进行复合操作时、和对低负载液压致动器MT进行单独操作时的低负载液压致动器MT的工作速度的速度变化。
另外,低负载侧的方向切换阀DV8具有使工作油朝向低负载液压致动器MT流动的流路96,模拟负载形成部97由设置于流路96的节流器97a、97b构成。
根据该结构,能够将模拟负载形成部97设置于低负载侧的方向切换阀DV8。
另外,具备:第一控制阀V2,其是控制高负载液压致动器C3的控制阀,且具有将导入的工作油的压力与输出的工作油的压力的压差设定为恒定的压力补偿阀V11A;以及第二控制阀V8,其是控制低负载液压致动器MT的控制阀,且具有低负载侧的方向切换阀DV8、和使经由低负载侧的方向切换阀DV8向低负载液压致动器MT输出的工作油的流量优先的流量优先阀V11B。
根据该结构,即使高负载液压致动器C3具备压力补偿阀V11A,也能够优先地对低负载液压致动器MT供给工作油。
另外,流量优先阀V11B包括:滑阀98,其能够在使从低负载侧的方向切换阀DV8输出的工作油的流量增加的第一位置84a与使从低负载侧的方向切换阀DV8输出的工作油的流量减少的第二位置84b之间移动;以及按压部件85,其朝向第一位置84a按压滑阀98,低负载侧的方向切换阀DV8包括:第一流通路96a,其是使工作油向低负载液压致动器MT的一侧流动的流路96;以及第二流通路96b,其是使工作油向低负载液压致动器MT的另一侧流动的流路96,模拟负载形成部97包括:第一节流器97a,其是设置于第一流通路96a的节流器;以及第二节流器97b,其是设置于第二流通路96b的节流器。
根据该结构,在对高负载液压致动器C3和低负载液压致动器MT进行复合操作时,能够抑制从流量优先阀V11B输出的工作油的流量因按压部件85的设置而变动,能够使流量优先阀V11B的控制位置稳定,能够抑制低负载液压致动器MT的速度变化。
另外,低负载侧的方向切换阀DV8具有:被供给工作油的泵口64;向流量优先阀V11B输出工作油的输出端口66;连接泵口64与输出端口66的连接油路88b;以及设置于连接油路88b的流路节流器90,由第一节流器97a引起的压力损失和由第二节流器97a引起的压力损失比由流路节流器90引起的压力损失大。
根据该结构,能够在低负载侧的方向切换阀DV8形成模拟负载。
另外,具备:机体2,其能够绕纵轴回转;回转马达MT,其使机体2回转;动臂15,其以能够上下摆动的方式设置于机体2的前部;以及动臂缸C3,其使动臂15上下摆动,高负载液压致动器由动臂缸C3构成,低负载液压致动器由回转马达MT构成。
根据该结构,能够抑制对动臂缸C3和回转马达MT进行复合操作时、和对回转马达MT进行单独操作时的回转马达MT的工作速度的速度变化。
另外,也可以具备:可变容量型的泵21,其排出使多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6工作的工作油;以及负载传感系统,其以使从泵21的排出压减去多个液压致动器ML、MR、MT、C1~C6中的最高负载压后的压差为恒定压的方式控制泵21。
以上,对本发明的一个实施方式进行了说明,但应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明表示,而是由权利保护的范围表示,意图包含与权利保护的范围等同的意思以及范围内的全部变更。
符号说明
2 机体
15 动臂
21 泵(第一泵)
64 泵口
66 输出端口
84a 第一位置
84b 第二位置
85 按压部件(弹簧)
88b 连接油路
90 流路节流器
96 流路
96a 第一流通路
96b 第二流通路
97 模拟负载形成部
97a 节流器(第一节流器)
97b 节流器(第二节流器)
98 滑阀
C1 液压致动器(推土缸)
C2 液压致动器(摆动缸)
C3 高负载液压致动器(动臂缸)
C4 液压致动器(斗杆缸)
C5 液压致动器(作业工具缸)
ML 液压致动器(第一行驶马达)
MR 液压致动器(第二行驶马达)
MT 低负载液压致动器(回转马达)
DV2 低负载侧的方向切换阀
DV8 方向切换阀
V2 第一控制阀
V8 第二控制阀
V11A 压力补偿阀
V11B 流量优先阀。

Claims (7)

1.一种作业机,具备:
多个液压致动器;
多个方向切换阀,其与所述多个液压致动器对应地设置,并切换工作油相对于所述液压致动器的方向;以及
模拟负载形成部,其为了抑制对所述多个液压致动器中的工作压高的高负载液压致动器和工作压比该高负载液压致动器低的低负载液压致动器进行复合操作时、和对所述低负载液压致动器进行单独操作时的所述低负载液压致动器的工作速度的速度变化,在相对于所述低负载液压致动器切换工作油的方向的低负载侧的方向切换阀形成模拟负载。
2.根据权利要求1所述的作业机,其中,
所述低负载侧的方向切换阀具有使工作油朝向所述低负载液压致动器流动的流路,
所述模拟负载形成部由设置于所述流路的节流器构成。
3.根据权利要求2所述的作业机,其中,
所述作业机具备:
第一控制阀,其是控制所述高负载液压致动器的控制阀,且具有压力补偿阀,所述压力补偿阀将导入的工作油的压力与输出的工作油的压力之间的压差设定为恒定;以及
第二控制阀,其是控制所述低负载液压致动器的控制阀,且具有所述低负载侧的方向切换阀、以及流量优先阀,所述流量优先阀使经由所述低负载侧的方向切换阀向所述低负载液压致动器输出的工作油的流量优先。
4.根据权利要求3所述的作业机,其中,
所述流量优先阀包括:
滑阀,其能够在使从所述低负载侧的方向切换阀输出的工作油的流量增加的第一位置与使从所述低负载侧的方向切换阀输出的工作油的流量减少的第二位置之间移动;以及
按压部件,其将所述滑阀朝向第一位置按压,
所述低负载侧的方向切换阀包括:第一流通路,其为使工作油向所述低负载液压致动器的一侧流动的所述流路;以及第二流通路,其为使工作油向所述低负载液压致动器的另一侧流动的所述流路,
所述模拟负载形成部包括:第一节流器,其为设置于所述第一流通路的所述节流器;以及第二节流器,其为设置于所述第二流通路的所述节流器。
5.根据权利要求4所述的作业机,其中,
所述低负载侧的方向切换阀具有:泵口,其被供给工作油;输出端口,其向所述流量优先阀输出工作油;连接油路,其将所述泵口与所述输出端口连接;以及流路节流器,其设置于所述连接油路,
由所述第一节流器引起的压力损失和由所述第二节流器引起的压力损失比由所述流路节流器引起的压力损失大。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的作业机,其中,
所述作业机具备:
机体,其能够绕纵轴回转;
回转马达,其使所述机体回转;
动臂,其能够上下摆动地设置于所述机体的前部;以及
动臂缸,其使所述动臂上下摆动,
所述高负载液压致动器由所述动臂缸构成,
所述低负载液压致动器由所述回转马达构成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的作业机,其中,
所述作业机具备:
可变容量型的泵,其排出使所述多个液压致动器工作的工作油;以及
负载传感系统,其以使从所述泵的排出压减去所述多个液压致动器中的最高负载压后的压差为恒定压的方式控制所述泵。
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