CN105723100B - 工程机械的控制***和低压选择回路 - Google Patents

工程机械的控制***和低压选择回路 Download PDF

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Abstract

工程机械的控制***包括：流体压泵，其为分流式流体压泵，用于从第一排出口和第二排出口排出工作流体；以及低压选择回路，其用于选择第一回路***的第一中立通路中的第一操作阀的下游的工作流体和第二回路***的第二中立通路中的第二操作阀的下游的工作流体这两者中压力较低的一者并使其连通，从所述第一排出口排出的工作流体被供给至该第一回路***，从所述第二排出口排出的工作流体被供给至该第二回路***。所述流体压泵被以由所述低压选择回路选择出的工作流体的压力越低排出流量越多的方式进行调整。

Description

工程机械的控制***和低压选择回路
技术领域
本发明涉及工程机械的控制***和低压选择回路。
背景技术
以往，已知有包括多个回路***且由多个液压泵向各回路***供给工作油的液压挖掘机等工程机械。在日本JP10－088627A中公开了一种自第一泵、第二泵和第三泵向各回路***供给工作油的挖掘回转工程机械。
发明内容
另外，在液压挖掘机等工程机械中，有时使用在单一的缸体以分为两个单元的方式配置排出口而能够同时向两个***排出工作油的分流泵(日文：スプリットフローポンプ)来代替两个液压泵。在使用分流泵的情况下，向两个回路***排出的工作油的排出流量相同。因此，需要在两个回路***中的各回路***中利用压力传感器等检测是否是操作阀被切换而致动器正在进行动作的状态，从而调整分流泵的排出流量。
本发明的目的在于，在将分流泵用于包括多个回路***的工程机械的情况下，使以简单的结构调整分流泵的排出流量成为可能。
根据本发明的某一技术方案，提供一种工程机械的控制***，该工程机械的控制***用于控制具有第一致动器和第二致动器的工程机械，其中，该工程机械的控制***包括：流体压泵，其为分流式流体压泵，用于从第一排出口和第二排出口排出工作流体；第一回路***，从所述第一排出口排出的工作流体被供给至该第一回路***，该第一回路***具有第一操作阀和第一中立通路，该第一操作阀用于控制所述第一致动器，在该第一操作阀位于正常位置的状态下，该第一中立通路使所述第一排出口与流体罐相连通；第二回路***，从所述第二排出口排出的工作流体被供给至该第二回路***，该第二回路***具有第二操作阀和第二中立通路，该第二操作阀用于控制所述第二致动器，在该第二操作阀位于正常位置的状态下，该第二中立通路使所述第二排出口与流体罐相连通；以及低压选择回路，其用于选择所述第一中立通路中的所述第一操作阀的下游的工作流体和所述第二中立通路中的所述第二操作阀的下游的工作流体这两者中压力较低的一者并使其连通。所述流体压泵被以由所述低压选择回路选择出的工作流体的压力越低排出流量越多的方式进行调整。
附图说明
图1是应用本发明的实施方式的工程机械的控制***的工程机械的结构图。
图2是本发明的实施方式的工程机械的控制***的回路图。
图3是图2中的低压选择回路的放大图。
图4是说明低压选择回路的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的工程机械的控制***(以下，简称为“控制***”。)100。
首先，参照图1说明作为应用控制***100的工程机械的液压挖掘机1。在此，对工程机械为液压挖掘机1的情况进行说明，但控制***100也能够应用于轮式装载机等其他工程机械。另外，在此，使用了工作油作为工作流体，但也可以使用工作水等其他流体作为工作流体。
液压挖掘机1包括：履带式的行驶部2；回转部3，其以能够回转的方式设于行驶部2的上部；以及挖掘部5，其设于回转部3的前方中央部。
行驶部2通过利用行驶马达(未图示)驱动左右一对履带2a而使液压挖掘机1行驶。回转部3利用回转马达(未图示)驱动，相对于行驶部2向左右方向回转。
挖掘部5包括：动臂6，其被支承为能够绕沿着回转部3的左右方向延伸的水平轴线转动；斗杆7，其以能够转动的方式支承于动臂6的顶端；以及铲斗8，其以能够转动的方式支承于斗杆7的顶端，用于挖掘沙土等。并且，挖掘部5还包括：动臂缸6a，其用于使动臂6上下转动；斗杆缸7a，其用于使斗杆7上下转动；以及铲斗缸8a，其用于使铲斗8转动。
接着，参照图2和图3说明控制***100的结构。
控制***100包括：液压泵10，其为流体压泵，用于排出工作油；第一回路***20，自第一排出口12排出的工作油被供给至该第一回路***20；第二回路***30，自第二排出口13排出的工作油被供给至该第二回路***30；以及低压选择回路40，其用于选择第一回路***20的第一中立通路25中的操作阀21～23的下游的工作油和第二回路***30的第二中立通路35中的操作阀31～34的下游的工作油这两者中压力较低的一者并使其连通。
控制***100用于控制液压挖掘机1的多个致动器的动作。控制***100除包括液压泵10之外，还包括用于向具有回转马达等其他致动器的第三回路***(未图示)供给工作油的其他泵(未图示)。
液压泵10由发动机(未图示)驱动。液压泵10是在单一的缸体(未图示)以分为两个单元的方式配置第一排出口12和第二排出口13而能够同时向两个***排出工作油的分流式泵。液压泵10自第一排出口12和第二排出口13按比例分配并排出工作油。
液压泵10是可变容量式泵，包括斜盘(未图示)，该斜盘的偏转角利用由先导压力控制的调节器11调整，根据斜盘的偏转角调整排出流量。液压泵10将由低压选择回路40选择出的工作油的压力作为先导压力，以该先导压力越低液压泵10的排出流量越大的方式调整斜盘的偏转角。在液压泵10中，利用单一的调节器11调整自第一排出口12和第二排出口13排出的工作油的排出流量。
由液压泵10排出的工作油经由与第一排出口12相连接的第一排出通路15被供给至第一回路***20，经由与第二排出口13相连接的第二排出通路16被供给至第二回路***30。
在第一排出通路15和第二排出通路16的下游设有主溢流阀18，该主溢流阀18在工作油压力超过规定的主溢流压力时开阀，而将工作油压力保持在主溢流压力以下。在第一排出通路15设有仅容许工作油向主溢流阀18流动的单向阀15a，在第二排出通路16设有仅容许工作油向主溢流阀18流动的单向阀16a。规定的主溢流压力被设定为高至能够充分确保后述的各操作阀21～23、31～34的最低工作压力的程度。
第一回路***20自上游侧起依次设有：操作阀21，其用于控制左侧的履带2a的行驶马达；操作阀22，其用于控制动臂缸6a；以及操作阀23，其用于控制铲斗缸8a。这些操作阀21～23属于第一操作阀，行驶用马达、动臂缸6a和铲斗缸8a属于第一致动器。第一回路***20包括：第一中立通路25，在操作阀21～23均位于正常位置的状态下，该第一中立通路25使第一排出通路15与流体罐19连通；以及并行通路26，其与第一中立通路25并列设置。
在第一中立通路25中比操作阀23靠下游侧的位置设有节流件27，该节流件27用于生成作为负控制压力的先导压力。与节流件27并列地设置有先导溢流阀28，该先导溢流阀28在生成在节流件27的上游侧的先导压力超过规定的先导溢流压力时开阀，而将先导压力保持在先导溢流压力以下。规定的先导溢流压力被设定为在节流件27不会产生异常压力的程度，且被设定为低于主溢流阀18的主溢流压力。
在节流件27的上游侧连接有第一先导通路29。由节流件27生成的先导压力被导入到第一先导通路29。第一先导通路29与低压选择回路40相连接。
各操作阀21～23用于控制自液压泵10导向各致动器的工作油的流量，从而控制各致动器的动作。各操作阀21～23利用随着液压挖掘机1的操作员手动操作操作杆而被供给来的先导压力进行操作。
操作阀21通常在一对定心弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路21a、21b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀22通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路22a、22b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀23通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路23a、23b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。
第二回路***30自上游侧起依次设有：操作阀31，其用于控制右侧的履带2a的行驶马达；操作阀32，其用于控制备用致动器；操作阀33，其同样用于控制备用致动器；以及操作阀34，其用于控制斗杆缸7a。这些操作阀31～34属于第二操作阀，行驶用马达、备用致动器和斗杆缸7a属于第二致动器。第二回路***30包括：第二中立通路35，在操作阀31～34均位于正常位置的状态下，该第二中立通路35使第二排出通路16与流体罐19连通；以及并行通路36，其与第二中立通路35并列设置。
在第二中立通路35中比操作阀34靠下游侧的位置设有节流件37，该节流件37用于生成作为负控制压力的先导压力。与节流件37并列地设置有先导溢流阀38，该先导溢流阀38在生成在节流件37的上游侧的先导压力超过规定的先导溢流压力时开阀，而将先导压力保持在先导溢流压力以下。规定的先导溢流压力被设定为在节流件37不会产生异常压力的程度，且被设定为低于主溢流阀18的主溢流压力。
在节流件37的上游侧连接有第二先导通路39。由节流件37生成的先导压力被导入到第二先导通路39。第二先导通路39与低压选择回路40相连接。
各操作阀31～34用于控制自液压泵10导向各致动器的工作油的流量，从而控制各致动器的动作。各操作阀31～34利用随着液压挖掘机1的操作员手动操作操作杆而被供给来的先导压力进行操作。
操作阀31通常在一对定心弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路31a、31b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀32通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路32a、32b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀33通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路33a、33b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。操作阀34通常在一对复位弹簧的作用力的作用下位于正常位置，在自先导通路34a、34b供给来的先导压力的作用下切换至第一切换位置、第二切换位置。
如图2所示，低压选择回路40包括：梭阀41，其为高压选择阀，用于选择作为第一流体通路的第一中立通路25和作为第二流体通路的第二中立通路35这两者中高压侧的工作油；以及第一切换阀45和第二切换阀46，该第一切换阀45和第二切换阀46为切换阀，在由梭阀41选择出的工作油的压力的作用下进行切换，用于阻断第一中立通路25和第二中立通路35这两者中高压侧的工作油，并将低压侧的工作油作为先导压力经由先导通路11a导入到调节器11。
梭阀41用于选择与第一中立通路25相连接的第一先导通路29和与第二中立通路35相连接的第二先导通路39这两者中高压侧的工作油并将其导入到先导通路41a。
如图3所示，第一切换阀45包括：阻断位置45a，其用于阻断来自第一先导通路29的工作油；以及连通位置45b，其用于使来自第一先导通路29的工作油连通。第一切换阀45包括一侧作用有先导通路41a的先导压力且另一侧作用有复位弹簧45c的作用力和先导通路45d的先导压力的阀柱(未图示)。第一先导通路29的工作油压力被导入到先导通路45d。
同样地，第二切换阀46包括：阻断位置46a，其用于阻断来自第二先导通路39的工作油；以及连通位置46b，其用于使来自第二先导通路39的工作油连通。第二切换阀46包括一侧作用有先导通路41a的先导压力且另一侧作用有复位弹簧46c的作用力和先导通路46d的先导压力的阀柱(未图示)。第二先导通路39的工作油压力被导入到先导通路46d。
第一切换阀45和第二切换阀46中的一者在由梭阀41选择出的工作油的压力的作用下被切换至连通位置45b、46b，通过的工作油被作为先导压力导入到调节器11。
以下，说明控制***100的作用。
首先，说明如下情况，即：液压挖掘机1的全部致动器均未动作，第一回路***20的操作阀21～23和第二回路***30的操作阀31～34均位于正常位置。
自液压泵10排出的工作油按比例分配到第一中立通路25和第二中立通路35，而导入到低压选择回路40。在低压选择回路40导入有与第一中立通路25相连接的第一先导通路29的先导压力和与第二中立通路35相连接的第二先导通路39的先导压力。第一先导通路29的先导压力与第二先导通路39的先导压力由于配管阻力等而大小不同。在此，说明第一先导通路29的先导压力高于第二先导通路39的先导压力的情况。
梭阀41将高压侧的第一先导通路29的先导压力导入到先导通路41a。于是，先导通路45d的先导压力与先导通路41a的先导压力大致相同，因此第一切换阀45在复位弹簧45c的作用力的作用下切换至阻断位置45a。另一方面，先导通路46d的先导压力低于先导通路41a的先导压力，因此该压力差克服复位弹簧46c的作用力，第二切换阀46切换至连通位置46b。
像这样，通过了第二切换阀46的第二先导通路39的先导压力经由先导通路11a导入到液压泵10的调节器11。此时，第一回路***20的操作阀21～23和第二回路***30的操作阀31～34均位于正常位置。因此，在各致动器未导入工作油，导入到调节器11的先导压力相对较高。因此，液压泵10以排出流量减小的方式调整斜盘的偏转角。因而，液压泵10在操作阀21～23、31～34未***作的情况下被调整为最低限度的排出流量。
接着，以进行了使液压挖掘机1的动臂6转动的操作的情况为例进行说明。
在欲使动臂6转动时，操作员操作操作杆，从而自先导通路22a或先导通路22b供给先导压力，操作阀22切换至第一切换位置或第二切换位置。由此，自液压泵10的第一排出口12导入到第一回路***20的工作油的一部分自操作阀22导入到动臂缸6a。因此，与动臂6未转动的情况相比，第一中立通路25中比操作阀22靠下游的工作油压力下降。
此时，导入到低压选择回路40的第一先导通路29的先导压力低于第二先导通路39的先导压力。因此，梭阀41将高压侧的第二先导通路39的先导压力导入到先导通路41a。
先导通路45d的先导压力低于先导通路41a的先导压力，因此该压力差克服复位弹簧45c的作用力，第一切换阀45切换至连通位置45b。另一方面，先导通路46d的先导压力与先导通路41a的先导压力大致相同，因此第二切换阀46在复位弹簧46c的作用力的作用下切换至阻断位置46a。
像这样，通过了第一切换阀45的第一先导通路29的先导压力经由先导通路11a导入到液压泵10的调节器11。此时，第一回路***20的操作阀22切换至第一切换位置或第二切换位置。因此，与操作阀22位于正常位置的情况相比，导入到调节器11的先导压力降低。因此，液压泵10以排出流量增多的方式调整斜盘的偏转角。
如以上那样，在操作第一回路***20的操作阀22而使动臂缸6a动作的情况下，第一回路***20的第一中立通路25的下游的工作油的压力下降。因此，下降了的一侧的第一先导通路29的先导压力被低压选择回路40选择，在选择出的先导压力的作用下以液压泵10的排出流量增多的方式调整液压泵10的排出流量。因而，在操作了操作阀22的情况下，调整为动臂缸6a的动作所需要的排出流量。
另一方面，例如，在进行了使液压挖掘机1的斗杆7转动的操作的情况下，自液压泵10的第二排出口13导入到第二回路***30的工作油的一部分自操作阀34被导入到斗杆缸7a。于是，由于同样的作用，第二先导通路39的先导压力被低压选择回路40选择，在选择出的先导压力的作用下以液压泵10的排出流量增多的方式调整液压泵10的排出流量。因而，在操作了操作阀34的情况下，调整为斗杆缸7a的动作所需要的排出流量。
因而，在控制***100中，通过使用低压选择回路40，从而能够在不使用压力传感器、控制器等的前提下以简单的结构调整液压泵10的排出流量。
采用以上的实施方式，取得以下所示的效果。
在操作第一回路***20的操作阀21～23而使致动器动作的情况下，第一回路***20的第一中立通路25的下游的工作油的压力下降。因此，第一先导通路29的先导压力被低压选择回路40选择，以液压泵10的排出流量增多的方式调整液压泵10的排出流量。
同样地，在操作第二回路***30的操作阀31～34而使致动器动作的情况下，第二回路***30的第二中立通路35的下游的工作油的压力下降。因此，第二先导通路39的先导压力被低压选择回路40选择，以液压泵10的排出流量增多的方式调整液压泵10的排出流量。
因此，液压泵10在操作阀21～23、31～34未***作的情况下被调整为最低限度的排出流量，在操作阀21～23、31～34中的任意一者***作了的情况下被调整为致动器的动作所需要的排出流量。因而，能够在不使用压力传感器、控制器等的前提下以简单的结构调整液压泵10的排出流量。
接着，参照图4说明变形例的低压选择回路50。低压选择回路50包括单一的切换阀55，在这一点上，与低压选择回路40不同。
低压选择回路50包括：梭阀41，其为高压选择阀，用于选择第一中立通路25和第二中立通路35这两者中高压侧的工作油；以及切换阀55，其在由梭阀41选择出的工作油的压力的作用下进行切换，用于阻断第一中立通路25和第二中立通路35这两者中高压侧的工作油，并将低压侧的工作油作为先导压力经由先导通路11a导入到调节器11。
切换阀55包括：第一切换位置55a，其用于阻断来自第一先导通路29和第二先导通路39这两者的工作油，仅使来自先导通路41a的工作油连通；第二切换位置55b，其仅使来自第二先导通路39的工作油连通；以及第三切换位置55c，其仅使来自第一先导通路29的工作油连通。切换阀55包括一侧作用有定心弹簧55d的作用力和先导通路55f的先导压力且另一侧作用有定心弹簧55e的作用力和先导通路55g的先导压力的阀柱(未图示)。在先导通路55f导入有第一先导通路29的工作油压力，在先导通路55g导入有第二先导通路39的工作油压力。
在第一先导通路29与第二先导通路39这两者的先导压力几乎不存在压力差的情况下，切换阀55在定心弹簧55d、55e的作用力的作用下切换至第一切换位置55a。
在第一先导通路29的先导压力高于第二先导通路39的先导压力的情况下，切换阀55在先导通路55f的先导压力的作用下切换至第二切换位置55b。由此，与第一先导通路29相比压力较低的第二先导通路39的先导压力经由先导通路11a被导入到液压泵10的调节器11。
同样地，在第二先导通路39的先导压力高于第一先导通路29的先导压力的情况下，切换阀55在先导通路55g的先导压力的作用下切换至第三切换位置55c。由此，与第二先导通路39相比压力较低的第一先导通路29的先导压力经由先导通路11a被导入到液压泵10的调节器11。
像这样，在使用了低压选择回路50的情况下，也与低压选择回路40同样地，液压泵10在操作阀21～23、31～34未***作的情况下被调整为最低限度的排出流量，在操作阀21～23、31～34中的任意一者***作了的情况下被调整为致动器的动作所需要的排出流量。因而，能够在不使用压力传感器、控制器等的前提下以简单的结构调整液压泵10的排出流量。
并且，在低压选择回路50中，使用单一的切换阀55，因此与将第一切换阀45和第二切换阀46用作切换阀的低压选择回路40相比能够降低成本。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定为所述实施方式的具体的结构。
本申请基于2014年1月31日向日本国专利局提出申请的日本特愿2014－016473主张优先权，通过参照将该申请的全部内容引入到本说明书中。

Claims (3)

1.一种工程机械的控制***，该工程机械的控制***用于控制具有第一致动器和第二致动器的工程机械，其中，
该工程机械的控制***包括：
流体压泵，其为分流式流体压泵，用于从第一排出口和第二排出口排出工作流体；
第一回路***，从所述第一排出口排出的工作流体被供给至该第一回路***，该第一回路***具有第一操作阀和第一中立通路，该第一操作阀用于控制所述第一致动器，在该第一操作阀位于正常位置的状态下，该第一中立通路使所述第一排出口与流体罐相连通；
第二回路***，从所述第二排出口排出的工作流体被供给至该第二回路***，该第二回路***具有第二操作阀和第二中立通路，该第二操作阀用于控制所述第二致动器，在该第二操作阀位于正常位置的状态下，该第二中立通路使所述第二排出口与流体罐相连通；以及
低压选择回路，其用于选择所述第一中立通路中的所述第一操作阀的下游的工作流体和所述第二中立通路中的所述第二操作阀的下游的工作流体这两者中压力较低的一者并将其输出，
所述流体压泵包括斜盘，该斜盘的偏转角利用单一的调节器进行调整，将由所述低压选择回路选择出的工作流体的压力作为先导压力来控制该调节器，利用所述调节器以由所述低压选择回路选择出的工作流体的压力越低排出流量越多的方式进行调整，
所述低压选择回路包括：
高压选择阀，其用于选择所述第一中立通路和所述第二中立通路这两者中高压侧的工作流体；以及
切换阀，其在由所述高压选择阀选择出的工作流体的压力的作用下进行切换，用于阻断所述第一中立通路和所述第二中立通路这两者中高压侧的工作流体，并将低压侧的工作流体作为所述先导压力导入到所述调节器。
2.根据权利要求1所述的工程机械的控制***，其中，
所述切换阀包括：
第一切换阀，其能够阻断来自所述第一中立通路的工作流体；以及
第二切换阀，其能够阻断来自所述第二中立通路的工作流体，
所述第一切换阀和所述第二切换阀中的一者在由所述高压选择阀选择出的工作流体的压力的作用下被切换至连通状态，所通过的工作流体被作为所述先导压力导入到所述调节器。
3.一种低压选择回路，其中，
该低压选择回路包括：
高压选择阀，其用于选择第一流体通路和第二流体通路这两者中高压侧的工作流体；以及
切换阀，其在由所述高压选择阀选择出的工作流体的压力的作用下进行切换，用于阻断所述第一流体通路和所述第二流体通路这两者中高压侧的工作流体，并将低压侧的工作流体输出。
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