JP2005076472A

JP2005076472A - 建設機械のエンジン負荷軽減装置

Info

Publication number: JP2005076472A
Application number: JP2003304963A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kaji; 俊二加持
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を接続した建設機械に於いて、簡単且つ安価な構成で、エンジンの回転が低下したときのエンジン負荷を軽減する。
【解決手段】エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を接続した建設機械に於いて、前記エンジン２０の出力軸２１と油圧ポンプ２３の駆動軸２４との間にクラッチ２２を介装し、コントローラ５０の制御によりクラッチ２２を任意にオンオフできるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は建設機械のエンジン負荷軽減装置に関するものであり、特に、エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を接続した建設機械のエンジン負荷軽減装置に関するものである。

従来、エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を直結した建設機械は知られている。例えば、油圧ポンプのポートブロックやポンプハウジング本体へ切換弁を一体に取り付け、或いは、油圧ポンプとともに切換弁をエンジンのフライホイールハウジングへ一体に取り付けて、両者間を配管のない通路で連結した構成が提案されている（特許文献１参照）。

また、アクセルペダルや作業レバー等が一定時間以上操作されないときは、エンジンの回転数をアイドリング回転数若しくはアイドリング回転数以下に低下させて省エネを図る、所謂オートアイドリングを備えた建設機械が知られている（特許文献２参照）。更に、不必要なときはエンジンの回転を自動的に停止させる、所謂アイドリングストップ機能を備えたものもある。

ここで、油圧ショベル等の建設機械に使用されるディーゼルエンジンの場合は、エンジン負荷の変動によりエンジンの回転数が増減すると、燃料噴射率を精度よく制御できずに黒煙が発生する。油圧ポンプの傾転信号や吐出圧信号からポンプ負荷トルクを求め、これらを加算してエンジン負荷信号とし、このエンジン負荷信号とエンジン回転数とから燃料噴射率を決定して、プリストロークアクチュエータを制御するとともに、燃料噴射開始時期を変えないように目標噴射時期を演算してタイマーアクチュエータを制御する装置も知られている（特許文献３）。
実開平６−７３３７９号公報。特開２０００−８９２３号公報。特開平１０−３３９１８９号公報。

しかし、特許文献３記載の発明は、エンジン負荷信号を演算して各アクチュエータを制御するためにエンジンコントローラが必要であり、構成が複雑になるとともにコスト高になるという不具合がある。

そこで、エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を接続した建設機械に於いて、簡単且つ安価な構成で、エンジンの回転が低下したときのエンジン負荷を軽減するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を接続した建設機械に於いて、前記エンジンの出力軸と油圧ポンプの駆動軸との間にクラッチを介装したことを特徴とする建設機械のエンジン負荷軽減装置を提供する。

前記クラッチをオンすれば、エンジンの出力軸の回転が油圧ポンプの駆動軸へ伝達され、油圧ポンプが駆動される。これに対して、クラッチをオフすれば、エンジンの出力軸の回転が油圧ポンプの駆動軸へ伝達されず、エンジン負荷が低減される。

請求項２記載の発明は、上記クラッチを任意にオンオフできるように構成した建設機械のエンジン負荷軽減装置を提供する。

上記クラッチを任意にオンオフできるように構成したので、例えばエンジンの回転が低下したときに該クラッチをオフすれば、油圧ポンプの駆動が停止してエンジン負荷が減少する。

一般的には、油圧ポンプの駆動トルク分、エンジンのアイドリング回転数を高めにする必要があるが、請求項１記載の発明は、エンジンの出力軸と油圧ポンプの駆動軸との間にクラッチを介装してあり、該クラッチをオフすることにより、油圧ポンプの駆動が停止してエンジン負荷が減少するため、アイドリング回転数を低回転に抑止できる。

請求項２記載の発明は、上記クラッチを任意にオンオフできるように構成したので、例えばオートアイドリングなどで、エンジンの回転が低下したときに該クラッチをオフすれば、油圧ポンプの駆動が停止してエンジン負荷が減少する。また、例えばアイドリングストップ機能を備えた機械で頻繁にエンジン始動を行う場合に、該クラッチをオフすれば、エンジン負荷が減少するので、始動時の黒煙発生を低下させることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は建設機械の一例として油圧ショベル１０を示し、下部走行体１１の上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３にはその前方一側部にキャブ１４が設けられ、且つ、前方中央部にブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。更に、ブーム１５の先端にアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、該アーム１６の先端にバケット１７が取り付けられている。

図２は油圧回路を示し、エンジン２０の出力軸２１にクラッチ２２を介して油圧ポンプ２３の駆動軸２４が接続されている。該クラッチ２２は任意にオンオフでき、例えばコントローラ５０からの制御信号によりオンオフする。或いは、手動にてオンオフするように構成してもよい。

油圧ポンプ２３の吐出油路２５には各アクチュエータ用のコントロール弁２６，２７，２８が設けられている。また、タンク２９の手前に絞り３０を設け、該絞り３０の手前からネガコン油路３１を分岐して前記油圧ポンプ２３の傾転角レギュレータ３２へ接続する。

前記アクチュエータ用のコントロール弁２６，２７，２８の中で、旋回モータ３３用のコントロール弁２７について説明すれば、旋回用のリモコン弁３４を操作することにより、該リモコン弁３４の二次側油路３５，３６の何れかにパイロット圧が発生し、前記コントロール弁２７のスプールが切り換わる。

前記二次側油路３５，３６はシャトル弁３７を介して接続されており、該シャトル弁３７の出口油路に圧力スイッチ３８を設置する。前記リモコン弁３４を左右何れかの方向へ操作した場合は、シャトル弁３７にてどちらかのパイロット圧が高圧選択されて圧力スイッチ３８がオンとなる。従って、制御手段であるコントローラ５０は、該圧力スイッチ３８のオン信号により旋回用のリモコン弁３４が操作されたことを判別できる。

通常は、コントローラ５０からの制御信号にて前記クラッチ２２がオンとなっているので、エンジン２０の出力軸２１の回転が該クラッチ２２を介して駆動軸２４へ伝達され、油圧ポンプ２３が駆動される。従って、油圧ポンプ２３から吐出油路２５へ吐出された圧油が各コントロール弁２６，２７，２８へ導出される。各操作レバーが何れも操作されないときは、圧油が各コントロール弁２６，２７，２８のセンターバイパスを通過してタンク２９に戻る。

前述したように、例えば旋回用のリモコン弁３４を操作すれば、該リモコン弁３４の二次側油路３５，３６の何れかにパイロット圧が発生し、前記コントロール弁２７のスプールが切り換わって、前記油圧ポンプ２３から吐出された圧油が旋回モータ３３に供給され、該旋回モータ３３が左右何れかの方向へ回転する。

いま、例えばオートアイドリング機能が作動している場合は、コントローラ５０が各リモコンバルブの操作の有無を監視し、所定時間以上リモコンバルブの操作がないときはエンジン２０の回転をアイドリング回転に低下させて省エネを図る。これと同時に、該コントローラ５０から前記クラッチ２２へ制御信号を出力し、クラッチ２２をオフにして油圧ポンプ２３の駆動を停止する。従って、アイドリング時のエンジン負荷が低減されるため、従来型よりもアイドリング回転数を低回転に設定できる。

また、例えばアイドリングストップ機能を備えた機械で頻繁にエンジン始動を行う場合に、エンジン始動の際に、コントローラ５０の制御信号によりクラッチ２２をオフすれば、エンジン負荷が減少するので、始動時の黒煙発生を低下させることができる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

図は本発明の一実施の形態を示すものである。
油圧ショベルの側面図。油圧回路図。

符号の説明

２０エンジン
２１出力軸
２２クラッチ
２３油圧ポンプ
２４駆動軸
５０コントローラ

Claims

エンジンの出力軸に油圧ポンプの駆動軸を接続した建設機械に於いて、
前記エンジンの出力軸と油圧ポンプの駆動軸との間にクラッチを介装したことを特徴とする建設機械のエンジン負荷軽減装置。
上記クラッチを任意にオンオフできるように構成した請求項１記載の建設機械のエンジン負荷軽減装置。