CN1207470C - 工程车辆的双摆动控制装置 - Google Patents

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CN1207470C CNB021077754A CN02107775A CN1207470C CN 1207470 C CN1207470 C CN 1207470C CN B021077754 A CNB021077754 A CN B021077754A CN 02107775 A CN02107775 A CN 02107775A CN 1207470 C CN1207470 C CN 1207470C
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives

Abstract

一种工程车辆的双摆动控制装置，并列配置把从油压泵输出的压力油供给左摆动液压缸的左摆动液压缸驱动油压回路和供给右摆动液压缸的右摆动液压缸驱动油压回路；分别在左摆动液压缸驱动油压回路中设置左摆动液压缸动作切换阀，在右摆动液压缸驱动油压回路中设置右摆动液压缸动作切换阀，并在切换控制这些摆动液压缸动作切换阀的控制压力信号回路中，设有根据左右摆动液压缸而切换铲板的俯仰动作、单摆动动作及双摆动动作的切控制换阀。在这样的工程车辆的双摆动控制装置中，可以使用低压、小流量的切换阀和左右直径相同的液压缸，并且不需要活塞阀，而且在作俯仰动作及双摆动动作时，能够输出较大的力。

Description

工程车辆的双摆动控制装置
技术领域
本发明涉及一种工程车辆的双摆动控制装置，是通过左右一对摆动用液压缸的控制，使可摇动自如地安装在车辆主体上的铲板进行俯仰动作和摆动动作的工程车辆的双摆动控制装置。
背景技术
以往，在推土机那样的工程车辆中，通过安装在车辆主体前部的铲板(铲斗)，进行边掘铲推运土砂，边平整掘铲后地面的作业。在这样的工程车辆中，已知有在铲板和车辆主体之间设置有由复动式油压缸构成的左右一对的摆动用液压缸(俯仰液压缸)，通过使这两个摆动用液压缸同时伸缩驱动，控制铲板呈前俯姿势(前倾姿势)或后仰姿势(后倾姿势)，通过使一方的摆动用液压缸处于停止状态，而伸缩驱动另一方的摆动液压缸，来控制铲板的右端部或左端部向下方摆动动作的姿势(右摆动姿势或左摆动姿势)的控制装置。
另外，为了提高铲板摆动操作的动作速度，提出了驱动一方的摆动液压缸伸出，同时驱动另一方的摆动液压缸缩入，即具有所谓双摆动控制装置的方案。(例如，特表昭63-501228号公报)。
下面，通过图5中所示的油压回路图对以往的双摆动控制装置进行说明。这个双摆动控制装置100，是控制未图示的连接在铲板和车辆主体之间的右摆动液压缸101和左摆动液压缸102，来进行俯仰动作和摆动动作的。
在这个双摆动控制装置100中，设有连接油压泵103和油箱104的方向控制阀105，这个方向控制阀105的控制口106、107分别连接在2位置切换式的俯仰控制阀108和摆动控制阀109的各阀口110、111上。俯仰控制阀108，具有与左摆动液压缸102的底部侧油室102a连接的液压缸口112，和分别与右摆动液压缸101的底部侧油室101a和顶部侧油室101b连接的液压缸口113、114。另外，摆动控制阀109，具有与左摆动液压缸102的顶部侧油室102b连接的液压缸口115，和分别与右摆动液压缸101的底部侧油室101a及顶部侧油室101b连接的液压缸口116、117。在这里，为使右摆动液压缸101的顶部侧油室101b的截面积与左摆动液压缸102的底部侧油室102a的截面积相等，右摆动液压缸101一方的直径比左摆动液压缸102的直径大。另外，方向控制阀105、俯仰控制阀108和摆动控制阀109，通过在操作未图示的操作杆时的电信号或控制压力信号进行动作。
在这样的结构中，在作前俯时，使方向控制阀105切换到A位置的，同时分别使俯仰控制阀108切换到B位置、使摆动控制阀109切换到A位置，这时，从油压泵103排出的压力油，从方向控制阀105的控制口106经过俯仰控制阀108的阀口110和液压缸口113，供给右摆动液压缸101的底部侧油室101a，使右摆动液压缸101向伸出的方向动作，同时从该右摆动液压缸101的顶部侧油室101b排出的压力油，从俯仰控制阀108的液压缸口114、112供给左摆动液压缸102的底部侧油室102a，使左摆动液压缸102向伸出的方向动作。并且，在该左摆动液压缸102的顶部侧油室102b内的压力油，经过摆动控制阀109的液压缸口115、阀口111和方向控制阀105的控制口107，回收到油箱104内。这样，左右的各摆动液压缸101、102同时地并且以等速度伸出，使铲板进行前俯(前倾)动作。另外，在后仰时，使俯仰控制阀108保持在B位置，使摆动控制阀109保持在A位置，而将方向控制阀105切换到B位置，这时，压力油向与前面所述的相反方向流动，左右的各摆动液压缸101、102，同时地并且以等速度缩入，使铲板进行后仰(后倾)动作。
另外，在右双摆动时，将方向控制阀105切换到A位置，同时分别使俯仰控制阀108切换到A位置，使摆动控制阀109切换到B位置，这时，从油压泵103排出的压力油，从方向控制阀105的控制口106，经过俯仰控制阀108的阀口110和液压缸口112，供给到左摆动液压缸102的底部侧油室102a，使该左摆动液压缸102向伸出方向动作，同时从该左摆动液压缸102的顶部侧油室102b排出的压力油，从摆动控制阀109的液压缸口115、117供给右摆动液压缸101的顶部侧油室101b，使右摆动液压缸101向缩入方向动作。并且，该右摆动液压缸101的底部侧油室101a内的压力油，经过摆动控制阀109的液压缸口116、阀口111和方向控制阀105的控制口107，回收到油箱104内。这样，左摆动液压缸102的伸出动作和右摆动液压缸101的缩入动作同时进行，使铲板以高速(大致为通常速度的一倍)作右摆动动作。另外，在作双摆动时，使俯仰控制阀108保持在A位置，摆动控制阀109保持在B位置，而将方向控制阀105切换到B位置，这样，压力油向与前面所述的相反方向流动，右摆动液压缸101的伸出动作和左摆动液压缸102的缩入动作同时进行，铲板以高速(大致为通常速度的一倍)作左摆动动作。
而且，在右单摆动时，使方向控制阀105切换到A位置，同时使俯仰控制阀108和摆动控制阀109同时切换到A位置，从油压泵103排出的压力油，从方向控制阀105的控制口106经过俯仰控制阀108的阀口110和液压缸口112，供给到左摆动液压缸102的底部侧油室102a，使该左摆动液压缸102向伸出方向动作，同时从该左摆动液压缸102的顶部侧油室102b排出的压力油，从摆动控制阀109的液压缸口115和阀口111，经过方向控制阀105的控制口107，回收到油箱104内。这样，右摆动液压缸101以停止的状态，仅左摆动液压缸102进行伸出动作，铲板以通常速度(低速)作右摆动动作。另外，在左单摆动时，使俯仰控制阀108和摆动控制阀109保持在A位置，而将方向控制阀105切换到B位置，压力油向与前面所述的相反方向流动，右摆动液压缸101处于停止的状态，仅左摆动液压缸102进行缩入动作，铲板以通常速度(低速)作左摆动动作。
然而，在所述以往双摆动控制装置中，在进行摆动操作的主油压回路中，由于设置俯仰控制阀108、摆动控制阀109等切换阀，而作为这些俯仰控制阀108和摆动控制阀109，必须使用适合于高压、大流量的切换阀，这样就有不可避免的成本高的问题。
另外，在所述以往装置中，为进行俯仰动作，有必要使右摆动液压缸101的顶部侧油室101b的截面积与左摆动液压缸102的底部侧油室102a的截面积相等，要准备不同缸径的2种液压缸，由此也有导致成本提高的问题。
并且，由于是把右摆动液压缸101和左摆动液压缸102串联连接的油压回路，所以存在着有必要在各液压缸101、102上附设当一方的液压缸先达到冲程末端时放掉压力油的活塞阀这样的问题，另外由于是上述串联配置，所以有在俯仰动作和双摆动动作时不能输出很大的力的问题。
本发明鉴于这些问题点，其目的在于提供一种可以使用低压、小流量的切换阀和左右同径的液压缸，并且不需要活塞阀，却能在俯仰动作和双摆动动作时输出较大的力的工程车辆的双摆动控制装置。
发明内容
为达到所述目的，本发明的工程车辆的双摆动控制装置，所述车辆，具有摇动自如地安装在车辆主体上的铲板，和配设在该铲板和所述车辆主体之间的左右一对摆动液压缸，和控制各摆动液压缸动作的摆动液压缸控制装置；所述双摆动控制装置，其特征在于，并列设置把从油压泵输出的压力油供给左摆动液压缸的左摆动液压缸驱动油压回路和把从油压泵输出的压力油供给右摆动液压缸的右摆动液压缸驱动油压回路，分别在所述左摆动液压缸驱动油压回路中设置左摆动液压缸动作切换阀，在所述右摆动液压缸驱动油压回路中设置右摆动液压缸动作切换阀，并在切换控制这些左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀的控制压力信号回路中，设有通过所述左右摆动液压缸进行的所述铲板的俯仰动作、单摆动动作和双摆动动作切换的切换控制阀，以此构成动作油压回路(本发明之1)。
根椐本发明，由于在切换控制左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀的控制压力信号回路中，设有切换控制阀，并通过该切换控制阀的动作，切换通过左右摆动液压缸进行的铲板的俯仰动作、单摆动动作和双摆动动作，因此，通过低压、小电流的切换阀，能够进行这些俯仰动作、单摆动动作和双摆动动作的切换，能使用低价的切换阀。另外，由于左摆动液压缸驱动油压回路和右摆动液压缸驱动油压回路为并联回路，因而作为左右的各摆动液压缸，能够使用同一直径的液压缸，同时，在俯仰动作和双摆动动作时，可加大油压力，能输出较大的力。而且也没有必要附设把冲程末端的压力油放出的活塞阀。
在本发明中，在所述左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀各自的上流一侧或者下流一侧，设置可把各动作切换阀的上流一侧和下流一侧的压力差调整为一定的压力补偿阀是理想的(本发明之2)。这样，即使在左右的各摆动液压缸中产生负荷压力差时，通过压力补偿阀，也可使各动作切换阀的阀柱的前后压力差保持一定，排出对应于动作切换阀的开口面积的流量。因此，通过使左右的切换阀的阀柱的开口面积相等，从而使铲板的俯仰动作、双摆动动作的变位时间相同，并且可在短时间内进行，有容易进行高效率操作的优点。
另外，在所述本发明之1或本发明之2中，所述左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀，在向各摆动液压缸的顶部侧油室和底部侧油室供给压力油时的主阀柱的开口面积比，与顶部侧油室和底部侧油室的截面积比相同是理想的(本发明之3)。这样，能够使基于各摆动液压缸的操作的前俯动作和后仰动作的速度为同一速度，从而进行更高效率的操作。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的双摆动控制装置的油压回路图。
图2是应用本实施例的双摆动控制装置的铲板四周部分的立体图。
图3是本实施例的操作杆的立体图。
图4(a)是本实施例的摆动液压缸动作切换阀的局部放大图，图4(b)是图4(a)的阀柱部分的E-E截面图，图4(c)是图4(a)的阀柱部分的F-F截面图。
图5是以往的双摆动控制装置的油压回路图。
具体实施方式
下面，就本发明的工程车辆的双摆动控制装置的具体实施例，参照附图进行说明。
图1是表示本发明的一个实施例的双摆动控制装置的油压回路图，图2是表示应用本实施例的双摆动控制装置的铲板四周部分的立体图。
本实施例是适用于推土机的例子。如图2所示，在这个推土机中，在未图示的车辆主体的履带框架的外侧，设有后端部通过枢轴支撑的左右一对的直边架1、2，这些直边架1、2的前端部被轴支于铲板3的背面。在这个铲板3上，并且在直边架1、2之间，配置有使铲板3向左右摆动的左右一对的并且是同一直径的铲板摆动液压缸(以下简称为“摆动液压缸”)4、5。另外，图中已省略，在所述铲板3上和与车体之间，配置有使铲板3上升、下降的左右一对铲板提升液压缸。
在图1所示的油压回路图中，控制左摆动液压缸4和右摆动液压缸5动作的油压回路6，具有使从油压泵7排出的压力油经过第1分支油路8供给左摆动液压缸4的左摆动液压缸驱动油压回路9，和使从油压泵7排出的压力油经过第2分支油路10供给右摆动液压缸5的右摆动液压缸驱动油压回路11，这些左摆动液压缸驱动油压回路9和右摆动液压缸驱动油压回路11以并联连接构成。
所述第1分支油路8，通过第1压力补偿阀12，与由3位置切换阀构成的左摆动液压缸动作切换阀13的油压泵口14连接。另外，该左摆动液压缸动作切换阀13的油箱口15与油箱16连接。该左摆动液压缸动作切换阀13，具有分别与左摆动液压缸4的底部侧油室4a和顶部侧油室4b连接的液压缸口18、17。
此外，所述第2分支油路10，通过第2压力补偿阀19，与由3位置切换阀构成的右摆动液压缸动作切换阀20的油泵口21连接。另外，该右摆动液压缸动作切换阀20的油箱口22与油箱16连接。该右摆动液压缸动作切换阀20，具有分别与右摆动液压缸5的底部侧油室5a和顶部侧油室5b连接的液压缸口23、24。
所述第1压力补偿阀12和第2压力补偿阀19，是为了使在各摆动液压缸动作切换阀13、20关闭前后压差保持一定，起到调整经过摆动液压缸动作切换阀13、20的压力油的流量的作用。通过加入这样的压力补偿阀12、19，即使在各摆动液压缸4、5中产生负荷压力差时，也能够将负荷压力大的一侧开放，使压力油易于流动，将负荷压力小的一侧关闭，使压力油难于流动，为使各摆动液压缸4、5的动作速度总是保持一致，而自动调整各摆动液压缸动作切换阀13、20的流量。这样，能够使铲板3的俯仰动作、双摆动动作的变位时间保持相同，从而进行高效率的作业。
所述左摆动液压缸动作切换阀13和右摆动液压缸动作切换阀20，从未图示的液压控制泵，经过液压控制阀和控制压力信号回路25，通过供给的压力油进行切换操作。另外，在推土机驾驶座附近配有操作杆26，通过对该操作杆26的操作，进行对所述液压控制阀的切换操作。
在所述控制压力信号回路25中，加入由3位置切换阀构成的切换控制阀27，通过该切换控制阀27，由左摆动液压缸4和右摆动液压缸5，进行对铲板3的前俯和后仰动作(前倾和后倾动作)，单摆动动作(仅基于左摆动液压缸4的摆动动作)和双摆动动作(基于两方的摆动液压缸4、5的摆动动作)的切换。
如图3所示，握住所述操作杆26的手把26a，通过向前后方向(箭头A方向、B方向)和左右方向(箭头C方向、D方向)的操作，对应其操作方向，进行铲板3所需要的姿势控制。另外，在手把26a的前部设有前俯/后仰开关28，同时在手把26的上部设有双摆动开关29，在操作这些开关28、29时，通过电信号将所述切换控制阀27切换操作到需要位置。
另外，如图4所示，各摆动液压缸动作切换阀13、20，当向摆动液压缸4(5)的顶部侧油室4b(5b)和底部侧油室4a(5a)供给压力油时，把主阀柱30的开口面积比VH∶VB与顶部侧油室4b(5b)和底部侧油室4a(5a)的截面积比SH∶SB设定为相同。由此，能够使各摆动液压缸4(5)的伸出速度和缩入速度为同一速度，因而能够通过操作各摆动液压缸4、5，使前俯和后仰动作速度为同一速度，使操作人员易于操作。
下面，对本实施例的双摆动控制装置的动作进行说明。
首先，在前俯时，边按动前俯/后仰开关28，边将操作杆26倒向右方向(箭头D方向)，这时，切换控制阀27被切换到A位置，从液压控制泵输出的控制压力作用于左摆动液压缸动作切换阀13的操作部13b，使该左摆动液压缸动作切换阀13切换到B位置，同时作用于右摆动液压缸动作切换阀20的操作部20b，使该右摆动液压缸动作切换阀20也切换到B位置。由此，从油压泵7排出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的油泵口14，液压缸口18，供给左摆动液压缸4的底部侧油室4a，使该左摆动液压缸4向伸出方向动作，同时从该左摆动液压缸4的顶部侧油室4b排出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的液压缸口17、油箱口15，回收到油箱16中。与此同时，从油压泵7输出的压力油，经过右摆动液压缸动作切换阀20的油泵口21、液压缸口24，供给右摆动液压缸5的底部侧油室5a，使该右摆动液压缸5向伸出方向动作，同时从该右摆动液压缸5的顶部侧油室5b排出的压力油，经过右摆动液压缸动作切换阀20的液压缸口23、油箱口22，回收到箱16中。这样，左右各摆动液压缸4、5同时并且以相同速度伸出，使铲板3作前俯(前倾)动作。
另外，在后仰时，边按动前俯/后仰开关28，边将操作杆26倒向左方向(箭头C方向)，这时，切换控制阀27被切换到A位置，从液压控制泵输出的控制压力作用于左摆动液压缸动作切换阀13的操作部13a，使该左摆动液压缸动作切换阀13切换到A位置，同时作用于右摆动液压缸动作切换阀20的操作部20a，使该右摆动液压缸动作切换阀20也切换到A位置。这样，压力油向与前面所述的相反方向流动，左右的各摆动液压缸4、5同时地并以等速度缩入，使铲板3作后仰(后倾)动作。
另外，在右双摆动时，边按动双摆动开关29边将操作杆26倒向右方向(箭头D方向)，这时，切换控制阀27被切换到B位置，从液压控制泵输出的控制压力作用于左摆动液压缸动作切换阀13的操作部13b，使该左摆动液压缸动作切换阀13切换到B位置，同时作用于右摆动液压缸动作切换阀20的操作部20a，使该右摆动液压缸动作切换阀20切换到A位置。为此，从油压泵7输出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的油泵口14、液压缸口18，供给左摆动液压缸4的底部侧油室4a，使该左摆动液压缸4向伸出方向动作，同时从该左摆动液压缸4的顶部侧油室4b排出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的液压缸口17、油箱口15，回收到油箱16中。与此同时，从油压泵7输出的压力油，经过右摆动液压缸动作切换阀20的油泵口21，液压缸口23，供给右摆动液压缸5的顶部侧油室5b，使该右摆动液压缸5向缩入方向动作，同时从该右摆动液压缸5的底部侧油室5a排出的压力油，经过右摆动液压缸动作切换阀20的液压缸口24、油箱口22，回收到油箱16中。这样，左摆动液压缸4的伸出动作和右摆动液压缸5的缩入动作同时进行，使铲板3以高速(是单摆动动作几乎一倍的速度)进行右摆动动作。
另外，在左双摆动时，边按动双摆动开关29边将操作杆26倒向左方向(箭头C方向)，这时，切换控制阀27被切换到B位置，从液压控制泵输出的控制压力作用于左摆动液压缸动作切换阀13的操作部13a，使该左摆动液压缸动作切换阀13切换到A位置，同时作用于右摆动液压缸动作切换阀20的操作部20b，使该右摆动液压缸动作切换阀20切换到B位置。这样，压力油向与前面所述的相反方向流动，左摆动液压缸4的缩入动作和右摆动液压缸5的伸出动作同时进行，使铲板3以高速(是单摆动动作几乎一倍的速度)进行左摆动动作。
而且，在右单摆动时，不按动前俯/后仰开关28和双摆动开关29中的任意一个开关，而将操作杆26倒向右方向(箭头D方向)，这时，切换控制阀27保持在中立位置，从液压控制泵输出的液压控制压力作用于左摆动液压缸动作切换阀13的操作部13b，使该左摆动液压缸动作切换阀13切换到B位置，但不向右摆动液压缸动作切换阀20的操作部20a、20b提供控制压力。为此，从油压泵7输出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的油泵口14，液压缸口18，供给左摆动液压缸4的底部侧油室4a，使该左摆动液压缸4向伸出方向动作，同时从该左摆动液压缸4的顶部侧油室4b排出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的液压缸口17、油箱口15，回收到油箱16中。这样，以右摆动液压缸5停止的状态，仅进行左摆动液压缸4的伸出动作，使铲板3以通常速度(低速)进行右摆动动作。
另外，在左单摆动时，从液压控制泵输出的控制压力作用于左摆动液压缸动作切换阀13的操作部13a，使该左摆动液压缸动作切换阀13切换到A位置。由此，从油压泵7输出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的油泵口14、液压缸口17，供给左摆动液压缸4的顶部侧油室4b，使该左摆动液压缸4向缩入方向动作，同时从该左摆动液压缸4的底部侧油室4a排出的压力油，经过左摆动液压缸动作切换阀13的液压缸口18、油箱口15，回收到油箱16中。这样，以右摆动液压缸5停止的状态，仅进行左摆动液压缸4的缩入动作，使铲板3以通常速度(低速)进行左摆动动作。
根据本实施例的双摆动控制装置，由于左摆动液压缸驱动油压回路9和右摆动液压缸驱动油压回路11为并联回路，所以，与以往例(参照图5)的将左右各摆动液压缸串联连接的装置比较，作为左右各摆动液压缸4、5，能够使用同一直径的液压缸，同时具有在作俯仰动作和双摆动动作时能够加大的油压力，从而能达到输出较大力量的效果。另外，具有不需要在各摆动液压缸处设置为排泻冲程末端的压力油而附设的活塞阀的长处。而且，由于通过切换控制阀27的动作来切换左右摆动液压缸4、5的各动作，因此，这个切换动作可由低压、小流量的切换阀进行，有能够避免成本高的优点。
在本实施例中，说明了将压力补偿阀12、19设置在摆动液压缸动作切换阀13、20的上流一侧的构造，但也能够把这些压力补偿阀12、19设置在摆动液压缸动作切换阀13、20的下流一侧。

Claims (3)

1.一种工程车辆的双摆动控制装置，所述车辆，具有摇动自如地安装在车辆主体上的铲板，和配设在该铲板和所述车辆主体之间的左右一对摆动液压缸，和控制各摆动液压缸动作的摆动液压缸控制装置；其特征在于：
所述摆动液压缸控制装置，具有动作油压回路，该动作油压回路，并列设置把从油压泵输出的压力油供给左摆动液压缸的左摆动液压缸驱动油压回路和把从油压泵输出的压力油供给右摆动液压缸的右摆动液压缸驱动油压回路；
分别在所述左摆动液压缸驱动油压回路中设置左摆动液压缸动作切换阀，在所述右摆动液压缸驱动油压回路中设置右摆动液压缸动作切换阀，并在切换控制这些左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀的控制压力信号回路中，设有通过所述左右摆动液压缸进行的所述铲板的俯仰动作、单摆动动作和双摆动动作切换的切换控制阀。
2.按照权利要求1所述的工程车辆的双摆动控制装置，其特征在于：
在所述左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀各自的上流一侧或下流一侧，设有将各动作切换阀的上流一侧和下流一侧的压力差调整为一定的压力补偿阀。
3.按照权利要求1或2所述的工程车辆的双摆动控制装置，其特征在于：
把当所述左摆动液压缸动作切换阀和右摆动液压缸动作切换阀向各摆动液压缸的顶部侧油室和底部侧油室供给压力油时的主阀柱的开口面积比设定为与顶部侧油室和底部侧油室的截面积比相同。
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