JP2006083696A - Hydraulic device of backhoe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロードセンシングシステムを備えたバックホウの油圧装置に関する。 The present invention relates to a backhoe hydraulic apparatus including a load sensing system.
ロードセンシングシステムは、変容量型の油圧ポンプの吐出圧と最高負荷圧との差を設定値に維持するように、前記吐出圧と最高負荷圧とに基づいて前記油圧ポンプの吐出量を流量制御部によって自動変更するものであり、省エネ運転および操作性の向上を図る上で有効な手段として研究されている。 The load sensing system controls the discharge rate of the hydraulic pump based on the discharge pressure and the maximum load pressure so that the difference between the discharge pressure and the maximum load pressure of the variable displacement hydraulic pump is maintained at the set value. It is automatically changed depending on the part, and has been studied as an effective means for improving energy-saving operation and operability.
しかし、一般的な油圧回路にロードセンシングシステムを導入すると、その特性がバックホウの機能とうまく合わないことがある。例えば、
[1]片方のクローラ型走行装置のみを作動させて機体を方向転換する場合、速く回り過ぎることがある。
[2]走行しながら排土板を用いてドーザ作業を行う時、左右の走行装置の速度差が発生して斜行することがある。
[3]走行しながらフロント作業装置を作動させた場合に、左右の走行装置の速度差が発生して斜行することがあるとともに、フロント作業負荷と走行負荷が互いに影響し合ってフロント作業速度が変化したり走行速度が変化したりする。
[4]旋回台の旋回作動と他の作動とを同時に行った場合、他の作動の状況によって旋回速度が変化する。
However, when a load sensing system is introduced into a general hydraulic circuit, its characteristics may not match the functions of the backhoe. For example,
[1] When only one of the crawler type traveling devices is operated to change the direction of the aircraft, it may turn too quickly.
[2] When performing a dozer operation using the earth discharging board while traveling, there may be a difference in speed between the left and right traveling devices, resulting in skewing.
[3] When the front working device is operated while traveling, a difference in speed between the left and right traveling devices may occur and the vehicle may be skewed. May change or the running speed may change.
[4] When the turning operation of the swivel base and other operations are performed simultaneously, the turning speed changes depending on the state of the other operations.
本発明は、主作業であるフロント作業装置による掘削や均らし作業、等の機体を停止しての作業は、ロードセンシングシステムを利用して、力強く滑らかに行うことができるとともに、走行をからめた複合作業では、3ポンプを用いたオープン回路による複合作業を速度変化少なく行えるようにすることを主たる目的とする。 In the present invention, the work of stopping the machine body such as excavation and leveling work by the front work device which is the main work can be carried out powerfully and smoothly using the load sensing system and tangled. In the combined work, the main purpose is to be able to perform the combined work by an open circuit using three pumps with less speed change.
〔請求項1に係る発明の構成、作用および効果〕 [Configuration, operation and effect of the invention according to claim 1]
(構成) 請求項1に係る発明のバックホウの油圧回路は、フロント作業装置における負荷圧を制御信号として作動するロードセンシングシステムによって吐出流量が制御される第1および第2のポンプポートと、流量制御されない圧油を供給する第3のポンプポートを備え、第1および第2のポンプポートからの圧油を合流して前記フロント作業装置の制御バルブ群に供給するとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第1圧油供給モードと、第1および第2のポンプポートからの圧油をそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給するとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第2圧油供給モードとに切換え可能な流路切換えバルブを装備してあることを特徴とする。 (Structure) The hydraulic circuit of the backhoe of the invention according to claim 1 includes first and second pump ports whose discharge flow rate is controlled by a load sensing system that operates using the load pressure in the front working device as a control signal, and flow control. A third pump port for supplying unreacted pressure oil, the pressure oil from the first and second pump ports is merged and supplied to the control valve group of the front working device, and from the third pump port The first pressure oil supply mode for supplying pressure oil to the control valve for turning, and the pressure oil from the first and second pump ports are independently supplied to the left and right travel control valves, and the third It is equipped with a flow path switching valve capable of switching to the second pressure oil supply mode for supplying the pressure oil from the pump port to the turning control valve.
(作用) 上記構成によると、第1圧油供給モードでは、ロードセンシング系のフロント作業装置の制御バルブ群には、負荷に応じて流量制御される第1および第2のポンプポートからの圧油が合流されて供給されるとともに、旋回用の制御バルブには、第3のポンプポートからの圧油が独立して供給されることになり、機体を停止しての掘削作業などに好適に利用できる。また、流路切換えバルブを切換えて、第2圧油供給モードにすると、第1および第2のポンプポートからの圧油はそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給されるとともに、第3のポンプポートからの圧油は独立して旋回用の制御バルブに供給されることになり、直進性に優れた走行が可能になるとともに、旋回負荷と走行負荷が互いに影響し合うことのなく走行しながらの旋回することが可能となる。 (Operation) According to the above configuration, in the first pressure oil supply mode, the control valve group of the load sensing system front working device has pressure oil from the first and second pump ports whose flow rate is controlled according to the load. Are fed together, and the control oil for turning is supplied with pressure oil from the third pump port independently, which is suitable for excavation work with the machine stopped. it can. When the flow path switching valve is switched to the second pressure oil supply mode, the pressure oil from the first and second pump ports is independently supplied to the left and right travel control valves, and the third The pressure oil from the pump port is supplied to the control valve for turning independently, enabling driving with excellent straightness and traveling without affecting the turning load and driving load. It is possible to turn while.
(効果) 従って、請求項1に係る発明によると、フロント作業装置による掘削や均らし作業、等の機体を停止しての主作業は、ロードセンシングシステムを利用して、力強く滑らかに行うことができるとともに、走行をからめた作業では、3ポンプを用いたオープン回路による複合作業を速度変化少なく良好に行えるようになった。 (Effect) Therefore, according to the invention according to claim 1, the main work after stopping the machine body such as excavation and leveling work by the front working device can be performed powerfully and smoothly using the load sensing system. At the same time, in the work involving running, complex work by open circuit using 3 pumps can be performed well with little speed change.
〔請求項2に係る発明の構成、作用および効果〕 [Configuration, operation and effect of invention of claim 2]
(構成) 請求項2に係る発明のバックホウの油圧回路は、請求項1記載の発明において、走行用の制御バルブの切換え作動を検出する手段を備え、走行用の制御バルブの切換えが検出されない非走行時には前記第1圧油供給モードが維持され、走行用の制御バルブの切換え作動が検出された走行時には、前記第1圧油供給モードから前記第2圧油供給モードに前記流路切換えバルブを自動的に切換える圧油供給モード自動切換え手段を備えてある。 (Configuration) A backhoe hydraulic circuit according to a second aspect of the present invention is the backhoe hydraulic circuit according to the first aspect of the present invention, further comprising means for detecting a switching operation of the control valve for traveling, wherein the switching of the control valve for traveling is not detected. The first pressure oil supply mode is maintained during traveling, and the flow path switching valve is switched from the first pressure oil supply mode to the second pressure oil supply mode during traveling when switching operation of the control valve for traveling is detected. Pressure oil supply mode automatic switching means for automatically switching is provided.
(作用) 上記構成によると、機体を停止している間は第1圧油供給モードが維持され、走行を行うと自動的に流路切換えバルブが切換えられて第2圧油供給モードとなる。 (Operation) According to the above configuration, the first pressure oil supply mode is maintained while the airframe is stopped, and when the vehicle travels, the flow path switching valve is automatically switched to the second pressure oil supply mode.
(効果) 従って、請求項2に係る発明によると、作業状況に応じた圧油供給モードが自動的に現出され、各種の作業を適切な圧油供給状態のもとでそれぞれ良好に行うことができる。
(Effect) Therefore, according to the invention according to
〔請求項3に係る発明の構成、作用および効果〕 [Configuration, operation and effect of invention of claim 3]
(構成) 請求項3に係る発明のバックホウの油圧回路は、請求項2記載の発明において、フロント作業装置用のバルブセクションにおけるバルブ切換え作動を検出する手段を備え、前記流路切換え手段が前記第2圧油供給モードにある時、フロント作業装置用のバルブセクションでバルブ切換え作動されたことが検出されると、前記第3のポンプポートからの圧油をフロント作業装置用のバルブセクションに供給する状態に切換える流路切換えバルブを装備してある。 (Configuration) A backhoe hydraulic circuit according to a third aspect of the present invention comprises the means for detecting a valve switching operation in a valve section for a front working device according to the second aspect of the invention, wherein the flow path switching means is the first When in the two-pressure oil supply mode, when it is detected that the valve switching operation has been performed in the valve section for the front working device, the pressure oil from the third pump port is supplied to the valve section for the front working device. Equipped with a flow path switching valve that switches to a state.
(作用) 上記構成によると、機体を停止している間は第1圧油供給モードが維持され、走行を行うと自動的に流路切換えバルブが切換えられて第2圧油供給モードとなり、かつ、走行状態でフロント作業装置を操作すると、このフロント作業装置は第3のポンプポートからの圧油で駆動されることになる。つまり、左右の走行装置とフロント作業装置は3つのポンプポートから供給される圧油によってそれぞれ独立的に駆動されることになる。 (Operation) According to the above configuration, the first pressure oil supply mode is maintained while the airframe is stopped, and when the vehicle travels, the flow path switching valve is automatically switched to the second pressure oil supply mode, and When the front working device is operated in the traveling state, the front working device is driven by the pressure oil from the third pump port. That is, the left and right traveling devices and the front working device are independently driven by the pressure oil supplied from the three pump ports.
(効果) 従って、請求項3に係る発明によると、走行とフロント作業の同時操作は、互いの負荷が影響し合って作動速度が変化するようなことのない3ポンプ形態での駆動となり、それぞれの作動を的確に所望の速度で作動させることができ、操作性および取扱い性に優れたものとなる。
(Effect) Therefore, according to the invention according to
〔請求項4に係る発明の構成、作用および効果〕 [Configuration, operation and effect of the invention according to claim 4]
(構成) 請求項4係る発明のバックホウの油圧回路は、請求項2または3記載の発明において、作業および走行を司る全制御バルブの切換え作動を検出する手段を備え、全部の制御バルブが中立にあることが検出されると、エンジンのガバナを所定のアイドリング状態とし、制御バルブのいずれかの切換え作動が検出されると前記ガバナを設定されたアクセル位置まで増速制御するオートアイドリングシステムを備え、バルブ切換え作動を検出する手段のうち、前記流路切換えバルブを、対応する制御バルブに対する切換え作動検出に基づいて自動的に切換えるよう構成してある。
(Structure) The hydraulic circuit of the backhoe of the invention according to claim 4 is the invention according to
(作用・効果) 上記構成によると、オートアイドリングシステムにおいてバルブ切換え作動を検出する手段と、圧油供給モード自動切換え手段においてバルブ切換え作動を検出する手段とを共用でき、請求項2または3記載の発明の上記効果をもたらすとともに、構造の簡素化に有効となる。 (Operation / Effect) According to the above configuration, the means for detecting the valve switching operation in the auto-idling system and the means for detecting the valve switching operation in the automatic pressure oil supply mode switching means can be shared. The effect of the invention is brought about, and the structure is simplified.
〔請求項5に係る発明の構成、作用および効果〕 [Configuration, operation and effect of the invention according to claim 5]
(構成) 請求項5係る発明のバックホウの油圧回路は、請求項4記載の発明において、前記オートアイドリングシステムにおけるバルブ作動検出を、各制御バルブに接続したパイロット油路の油圧検出によって行うよう構成するとともに、前記流路切換えバルブをパイロット操作式に構成し、そのバルブ切換え用のパイロット圧を、前記オートアイドリングシステムにおけるバルブ作動検出用のパイロット油路から取出すよう構成してある。 (Configuration) A backhoe hydraulic circuit according to a fifth aspect of the invention is configured such that in the invention according to the fourth aspect, the valve operation detection in the auto-idling system is performed by detecting the hydraulic pressure of a pilot oil passage connected to each control valve. At the same time, the flow path switching valve is constructed in a pilot operated manner, and the pilot pressure for switching the valve is taken out from a pilot oil path for detecting valve operation in the auto-idling system.
(作用・効果) 上記構成によると、流路切換えバルブをバルブ作動を検出するためのパイロット圧で切換え作動させることができるので、バルブ作動を電気的に検出するとともに、流路切換えバルブを電磁バルブで構成して同様に機能させる場合に比較して構造簡単、かつ、安価に実施することができる。 (Operation / Effect) According to the above configuration, since the flow path switching valve can be switched by the pilot pressure for detecting the valve operation, the valve operation is electrically detected, and the flow path switching valve is an electromagnetic valve. Compared with the case where it is configured and functions in the same manner, the structure can be simplified and the cost can be reduced.
図1に、バックホウの全体側面図が示されている。このバックホウは、左右一対のクローラ型走行装置1L,1Rを装備した走行機台2の上部に、エンジン3および搭乗運転部4が装備された旋回台5が縦軸心X1周りに全旋回可能に搭載され、この旋回台5の前部に、ブーム6、アーム7、および、バケット8を順次連結してなるフロント作業装置9が装備されるとともに、走行機台2の前部にドーザ作業用の排土板10が装備されている。
FIG. 1 shows an overall side view of the backhoe. In this backhoe, a
左右の走行装置1L,1Rは、それぞれ走行用油圧モータML,MRによって正逆転駆動されるとともに、旋回台3は旋回用油圧モータMTによって左右に旋回駆動されるようになっている。フロント作業装置6のブーム6、アーム7、および、バケット8は、それぞれブームシリンダC1、アームシリンダC2、および、バケットシリンダC3によって駆動されるとともに、フロント作業装置9全体がスイングシリンダC4によって、旋回台3に対して縦軸心X2周りに左右に揺動駆動されるようになっている。また、排土板10は、ドーザシリンダC5によって上下駆動されるようになっている。
The left and right traveling
図2に、上記した各種の油圧アクチュエータを駆動する油圧回路の全体が、また、図3にその概略がそれぞれ示されている。図において、V1は左走行用の制御バルブ、V2は右走行用の制御バルブ、V3は旋回用の制御バルブ、V4はドーザ用の制御バルブ、V5はアーム用の制御バルブ、V6はブーム用の制御バルブ、V7はバケット用の制御バルブ、V8はスイング用の制御バルブ、V9は補助作業用の制御バルブであり、左右の走行用の制御バルブV1,V2は運転座席11前方の操縦塔12に配備された左右の走行レバー13によってそれぞれ直接にスプールを切換え操作する人為操作式のものが採用されるとともに、ドーザ用、スイング用、および、補助作業用の各制御バルブV4,V8,V9はレバー操作やペダル操作によって直接にスプールを操作する人為操作式のものが採用され、また、旋回用、アーム用、ブーム用、および、バケット用の各制御バルブV3,V5,V6,V7は、油圧パイロット操作式のものが採用され、操縦塔12に十字操作可能に配備された左右一対の作業用レバー14によって操作される図示しないパイロットバルブから供給されるパイロット圧によって、レバー操作量に応じた開度に操作されるようになっている。
FIG. 2 shows an overall hydraulic circuit for driving the various hydraulic actuators described above, and FIG. 3 shows an outline thereof. In the figure, V1 is a control valve for left travel, V2 is a control valve for right travel, V3 is a control valve for turning, V4 is a control valve for dozer, V5 is a control valve for arm, and V6 is a control valve for boom. Control valve V7 is a control valve for bucket, V8 is a control valve for swing, V9 is a control valve for auxiliary work, and control valves V1 and V2 for left and right traveling are connected to the
前記制御バルブV1〜V9のバルブブロック群は、インレット用ブロックB1、アウトレット用ブロックB2、および、中間のスペーサブロックB3とともに並列されて互いに連結されて内部油路によって接続されている。ここで、インレット用ブロックB1は左走行用の制御バルブV1のバルブブロックと右走行用の制御バルブV2のバルブブロックとの間に介在されるとともに、アウトレット用ブロックB2は補助作業用の制御バルブV9のバルブブロックの外側に終端ブロックとして連結されている。 The valve block groups of the control valves V1 to V9 are connected to each other in parallel with the inlet block B1, the outlet block B2, and the intermediate spacer block B3, and are connected by an internal oil passage. Here, the inlet block B1 is interposed between the valve block of the control valve V1 for left travel and the valve block of the control valve V2 for right travel, and the outlet block B2 is a control valve V9 for auxiliary work. It is connected to the outside of the valve block as a terminal block.
前記圧油供給ユニット15にはエンジン3によって駆動される3つの油圧ポンプPa,Pb,Pcが備えられており、圧油供給ユニット15に設けられた4個の吐出ポートp1〜p4と前記インレット用ブロックB1とが配管接続されている。ポンプPaは、単一のロータに2組のプランジャ群を組付けて、独立した一対の吐出ポートp1,p2からそれぞれ同量づつ圧油を吐出するアキシャルプランジャ型のものが利用されており、斜板の角度変更によって両吐出ポートp1,p2からの吐出量を変更可能な可変容量型に構成されている。そして、このポンプPaは、後述するロードセンシングシステムによって流量制御されるようになっており、その流量制御部16がインレット用ブロックB1に配管接続されている。ポンプPbは主として旋回およびドーザ作業用に使用されるものであり、定容量のギヤポンプが使用されている。また、ポンプPcは定容量のギヤポンプからなるパイロット圧供給用ポンプであり、走行セクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路a1、旋回およびドーザセクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路a2、および、ロードセンシング系のセクションのバルブスプールに連通接続されたパイロット油路a3にパイロット圧を供給している。
The hydraulic
ロードセンシングシステムは、作業負荷圧に応じてポンプ吐出量を制御して、負荷に必要とされる油圧動力をポンプから吐出させることで、動力の節約と操作性を向上することができるシステムであり、この例では、フロント作業装置9のアームセクション、ブームセクション、バケットセクション、スイングセクション、および、補助作業セクションに対して機能するよう構成されている。そして、ここでは、図7に示すように、各セクションにおける各制御バルブV5〜V9のスプールの後に圧力補償弁CV5〜CV9が接続されたアフターオリフィス型のロードセンシングシステムが利用されている。また、この例では、ロードセンシングシステムのアンロードバルブV10とシステムリリーフバルブV11が、最下流のアウトレット用ブロックB2に組込まれている。 The load sensing system is a system that can improve the power saving and operability by controlling the pump discharge amount according to the work load pressure and discharging the hydraulic power required for the load from the pump. In this example, the front work device 9 is configured to function with respect to the arm section, the boom section, the bucket section, the swing section, and the auxiliary work section. Here, as shown in FIG. 7, an after orifice type load sensing system is used in which pressure compensating valves CV5 to CV9 are connected after spools of the control valves V5 to V9 in each section. In this example, the unload valve V10 and the system relief valve V11 of the load sensing system are incorporated in the most downstream outlet block B2.
図2中に示すように、前記流量制御部16には流量補償用バルブV12が装備されるとともに、圧油供給ユニット15には、ポンプPaを流量調節するための流量補償用ピストンAcと馬力制御用ピストンApが備えられており、各セクションにおける負荷検出ラインのうちの最高負荷圧が制御信号圧PLSとして流量制御部16の流量補償用バルブV12に信号ラインを介して伝達されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the flow
ロードセンシングシステムの作動を説明するために、アームセクションとブームセクションとの2つのセクションに関する部分を抜粋した基本的な回路が図7に示されている。ここで、例えば、ポンプPaの最大吐出量を130リットル、最小吐出量を28リットル、圧力補償弁CV5,CV6の圧損をそれぞれ2kg、流量制御部16における流量補償用バルブV12に与える制御差圧を14kg、アンロードバルブV10の差圧を25kg、システムリリーフバルブV11の作動圧を210kgにシステム設定した場合の、各種の作業条件のもとでの作動例を具体的に数値をあげて以下に説明する。
In order to explain the operation of the load sensing system, a basic circuit excerpted from two sections, an arm section and a boom section, is shown in FIG. Here, for example, the maximum discharge amount of the pump Pa is 130 liters, the minimum discharge amount is 28 liters, the pressure loss of the pressure compensation valves CV5 and CV6 is 2 kg, and the control differential pressure given to the flow rate compensation valve V12 in the flow
[ 作動例1]
図8に示すように、両セクションの制御バルブV5,V6が共に中立にあると、圧油供給油路の終端はブロックされているのでポンプPaの吐出圧PPSは上昇し、吐出圧PPSと信号圧PLS(=0)との差が制御差圧14kgよりも大きくなる。ここで、流量制御部16では、吐出量が過大であるとして、ポンプPaの吐出量を減少させる方向に流量補償用ピストンAcを作動させる。ここで、アンロードバルブV10は25kgで開く設定であるので、吐出圧PPSは25kgとなり、吐出圧PPS(25kg)と信号圧PLS(=0)との差(PPSーPLS=25)が制御差圧14kgよりも大きくなる。従って、更に流量を下げる方向への制御が行われるが、ポンプPaは機械的に28リットル以下にまで吐出量を下げることができないので、最終的には、吐出量は28リットル、アンロードバルブV10は開放、吐出圧PPSは25kg、信号圧PLSは0kgの状態に収束する。つまり、この時の吐出量28リットルがこのシステムにおけるスタンバイ流量となるのである。
[Operation example 1]
As shown in FIG. 8, when the control valves V5 and V6 of both sections are neutral, the end of the pressure oil supply oil passage is blocked, so that the discharge pressure PPS of the pump Pa rises, and the discharge pressure PPS and signal The difference from the pressure PLS (= 0) becomes larger than the control
[ 作動例2]
図9に示すように、制御バルブV5,V6が共に操作されて、アームセクションの負荷圧が100kg、ブームセクションの負荷圧が50kg、アームセクションにおける制御バルブV5の要求流量Q1が30リットル、ブームセクションにおける制御バルブV6の要求流量Q2が30リットルである場合は次のように作動する。
[Operation example 2]
As shown in FIG. 9, the control valves V5 and V6 are operated together, the load pressure of the arm section is 100 kg, the load pressure of the boom section is 50 kg, the required flow rate Q1 of the control valve V5 in the arm section is 30 liters, the boom section When the required flow rate Q2 of the control valve V6 is 30 liters, the operation is as follows.
上記設定では、負荷検出ラインの信号圧PLSは100kgであるので、流量制御部16はポンプPaの吐出圧PPSを114kgにしようとする。また、この時、圧力補償弁CV1,CV2に働く裏圧も100kgとなっている。ここで、圧力補償弁CV5,CV6は、裏圧(PLS=100kg)に対して上流側が+2kgになるように開口面積を変えてバランスすることになり、各圧力補償弁CV5,CV6の上流側は共に102kgになる。その結果、各制御バルブV5,V6におけるスプール前後の圧損はそれぞれ12kgとなるように吐出流量は分流されることになる。
In the above setting, since the signal pressure PLS of the load detection line is 100 kg, the
この場合、制御バルブV5,V6は、どちらも30リットル流れた時にスプールの圧損が12kg生じる設定であるので、両制御バルブV5,V6にそれぞれ30リットル流れる。つまり、制御バルブV5,V6のスプール下流圧、つまり、圧力補償弁CV5,CV6の上流圧を信号圧PLS+2kgになるように圧力補償弁圧損を作るために、アームセクションおよびブームセクションの負荷圧にかかわらずスプールの圧損が各セクションで同じになり、スプールの開口面積に比例して流量を分流することができるのである。 In this case, since both control valves V5 and V6 are set so that 12 kg of spool pressure loss occurs when 30 liters flow, 30 liters flows through both control valves V5 and V6. That is, in order to make the pressure compensation valve pressure loss so that the spool downstream pressure of the control valves V5 and V6, that is, the upstream pressure of the pressure compensation valves CV5 and CV6 becomes the signal pressure PLS + 2 kg, the load pressure on the arm section and the boom section is affected. Therefore, the pressure loss of the spool is the same in each section, and the flow rate can be divided in proportion to the opening area of the spool.
[ 作動例3]
アームセクションの負荷圧が100kg、ブームセクションの負荷圧が50kg、アームセクションにおける制御バルブV5の要求流量Q1が80リットル、ブームセクションにおける制御バルブV6の要求流量Q2が80リットルである場合は次のように作動する。
[Operation example 3]
When the load pressure of the arm section is 100 kg, the load pressure of the boom section is 50 kg, the required flow rate Q1 of the control valve V5 in the arm section is 80 liters, and the required flow rate Q2 of the control valve V6 in the boom section is 80 liters, Operates on.
この場合も、負荷検出ラインの信号圧PLSは100kgであるので、流量制御部16はポンプPaの吐出圧PPSを114kgにしようとし、圧力補償弁CV5,CV6には100kgの裏圧が働く。ここで、圧力補償弁CV5,CV6は、裏圧(PLS=100kg)に対して上流側が+2kgになるように開口面積を変えてバランスすることになり、各圧力補償弁CV5,CV26上流側は共に102kgになる。
Also in this case, since the signal pressure PLS of the load detection line is 100 kg, the
両制御バルブV5,V6のスプール前後の圧損が同じ(流量不足で12kgにはならない)になるように分流されるので、
Q1:Q2=80:80=1: 1となる。ここで、ポンプPaの最大吐出量は130リットルであるので、各セクションには65リットルづつ流れることになる。
Since the pressure loss before and after the spool of both control valves V5 and V6 is the same (the flow rate is insufficient and does not become 12 kg),
Q1: Q2 = 80: 80 = 1: 1. Here, since the maximum discharge amount of the pump Pa is 130 liters, 65 liters flows through each section.
[ 作動例4]
アームセクションの負荷圧が100kg、ブームセクションの負荷圧が50kg、アームセクションにおける制御バルブV5の要求流量Q1が80リットル、ブームセクションにおける制御バルブV6の要求流量Q2が60リットルである場合は次のように作動する。
[Operation example 4]
When the load pressure of the arm section is 100 kg, the load pressure of the boom section is 50 kg, the required flow rate Q1 of the control valve V5 in the arm section is 80 liters, and the required flow rate Q2 of the control valve V6 in the boom section is 60 liters, Operates on.
この場合も、負荷検出ラインの信号圧PLSは100kgであるので、流量制御部16はポンプPaの吐出圧PPSを114kgにしようとし、圧力補償弁CV5,CV6に働く裏圧も100kgとなる。ここで、圧力補償弁CV5,CV6は、裏圧(PLS=100kg)に対して上流側が+2kgになるように開口面積を変えてバランスすることになり、各圧力補償弁CV1,CV2の上流側は共に102kgになる。
Also in this case, since the signal pressure PLS of the load detection line is 100 kg, the
制御バルブV5,V6のスプールで同じ圧損12kgを作るのに必要な流量が大きいということは、開口面積が大きいということであり、流量と開口面積は比例するので、それぞれへの分流比は、
Q1:Q2=80:60=4: 3となる。ここで、ポンプPaの最大吐出量は130リットルであるので、これが上記比率で分流されるので、各セクションへの流量は、Q1=74リットル,Q2=56リットルとなる。
The large flow rate required to make the
Q1: Q2 = 80: 60 = 4: 3. Here, since the maximum discharge amount of the pump Pa is 130 liters, and this is diverted at the above ratio, the flow rate to each section is Q1 = 74 liters and Q2 = 56 liters.
以上から明らかなように、このアフターオリフィス型のロードセンシングシステムでは、制御バルブにおけるスプールの下流圧(圧力補償弁の上流圧)を信号圧に対して一定になるように圧力補償弁がバランスするため、分流される比率が各セクションにおける制御バルブのスプールの開口面積に比例することになるのである。 As is apparent from the above, in this after orifice type load sensing system, the pressure compensation valve balances so that the downstream pressure of the spool in the control valve (the upstream pressure of the pressure compensation valve) is constant with respect to the signal pressure. The ratio of the diversion is proportional to the opening area of the spool of the control valve in each section.
なお、この例において、前記流量制御部16における流量補償用バルブV12にかけられる制御差圧は、図2中に示すように、バネ17と差圧ピストン18とによって与えられるようになっており、エンジン3の回転速度が高くなってポンプPcの吐出量が多くなると、差圧ピストン18によって与えられる制御差圧成分が大きくなって、ポンプPaの流量が多くなるように制御され、逆に、エンジン3の回転速度が低くなってポンプPcの吐出量が少なくなると、差圧ピストン18によって与えられる制御差圧成分が小さくなって、ポンプPaの流量が少なくなるように制御されるようになっている。
In this example, the control differential pressure applied to the flow rate compensation valve V12 in the flow
また、上記のように、フロント作業装置9の各セクションがロードセンシング系に属しているのに対して、走行セクション、旋回セクション、および、ドーザセクションは、オープン回路で構成されている。 Further, as described above, each section of the front work device 9 belongs to the load sensing system, whereas the traveling section, the turning section, and the dozer section are configured by an open circuit.
つまり、図4に示すように、前記インレトブロックB1には、パイロット式の流路切換えバルブV13,V14が組込まれている。ここで、流路切換えバルブV13は、走行用の制御バルブV1,V2の切換え作動を検知するパイロット油路a1の圧が立った時に切換えられ、また、流路切換えバルブV14は、フロント作業用の制御バルブ群V5〜V9の切換え作動を検知するパイロット油路a3の圧と前記パイロット油路a1の圧が共に立った時に切換えられるようになっている。 That is, as shown in FIG. 4, pilot-type flow path switching valves V13 and V14 are incorporated in the inlet block B1. Here, the flow path switching valve V13 is switched when the pressure of the pilot oil passage a1 for detecting the switching operation of the traveling control valves V1, V2 is raised, and the flow path switching valve V14 is used for front work. Switching is performed when the pressure of the pilot oil passage a3 for detecting the switching operation of the control valve groups V5 to V9 and the pressure of the pilot oil passage a1 stand together.
そして、走行用の制御バルブV1,V2が操作されない機体停止状態では、図4に示すように、ポンプPaにおける第1および第2のポンプポートp1,p2からの圧油を、流路切換えバルブV13で合流してフロント作業用の制御バルブ群に供給するとともに、ポンプPbにおける第3のポンプポートp3からの圧油を旋回用およびドーザ用の制御バルブV3,V4に供給する第1圧油供給モードが現出され、また、図5に示すように、フロント作業用の制御バルブ群V5〜V9を操作することなく走行用の制御バルブV1,V2を操作する走行状態では、パイロット油路a1に圧が立つために流路切換えバルブV13が自動的に切換えられ、第1および第2のポンプポートp1,p2からの圧油をそれぞれ独立に左右の走行用の制御バルブV1,V2に供給するとともに、第3のポンプポートp3からの圧油を旋回用およびドーザ用の制御バルブV3,V4に供給する第2圧油供給モードに自動的に切換えられるようになっている。つまり、この第2圧油供給モードでは、従来の3ポンプ型式と同様の圧油供給状態を現出して、走行と旋回あるいはドーザ作業を同時に行うことができる。 In the airframe stop state where the travel control valves V1, V2 are not operated, as shown in FIG. 4, the pressure oil from the first and second pump ports p1, p2 in the pump Pa is supplied to the flow path switching valve V13. In the first pressure oil supply mode for supplying the pressure oil from the third pump port p3 in the pump Pb to the control valves V3 and V4 for turning and dozer. Further, as shown in FIG. 5, in the traveling state in which the control valves V1 and V2 for traveling are operated without operating the control valve groups V5 to V9 for front work, the pressure is applied to the pilot oil passage a1. Therefore, the flow path switching valve V13 is automatically switched so that the pressure oil from the first and second pump ports p1 and p2 is independently supplied to the left and right control valves for traveling. While being supplied to V1 and V2, the pressure oil from the third pump port p3 is automatically switched to the second pressure oil supply mode for supplying the control valves V3 and V4 for turning and dozer. . That is, in the second pressure oil supply mode, the same pressure oil supply state as that of the conventional three-pump type can be displayed, and traveling and turning or dozer work can be performed simultaneously.
また、上記第2圧油供給モードにおいて、ロードセンシング系であるフロント作業用の制御バルブ群V5〜V9のいずれかを操作すると、パイロット油路a3に圧が立って流路切換えバルブV14が自動的に図6中に示すように切換えられ、ポンプPbのポンプポートp3からの圧油が旋回用およびドーザ用の制御バルブV3,V4を通った後、流路切換えバルブV14を経てスペーサブロックB3に流入し、フロント作業用の制御バルブ群V5〜V9群に供給されることになる。 Further, in the second pressure oil supply mode, when any one of the front-operation control valve groups V5 to V9, which is a load sensing system, is operated, pressure is raised in the pilot oil passage a3 and the flow passage switching valve V14 is automatically set. As shown in FIG. 6, the pressure oil from the pump port p3 of the pump Pb passes through the control valves V3 and V4 for turning and dozer and then flows into the spacer block B3 through the flow path switching valve V14. Then, it is supplied to the control valve groups V5 to V9 for front work.
また、この例では、エンジン3のアクセル装置を自動的に操作するオートアイドリング制御システムが備えられている。すなわち、図3に示すように、エンジン3のガバナ21は、電気アクチュエータ22によって操作されるようになっており、この電気アクチュエータ22を作動制御する制御装置23に、搭乗運転部4に備えたポテンショメータ利用のアクセル設定器24と、前記パイロット油路a1,a2,a3に接続した圧力スイッチ25とが接続されており、運転者がアクセル設定器24を任意に設定することで作業時のアクセル設定がなされる。
そして、図2の回路において、制御バルブV1〜V9の全てが中立にある状態では、前記パイロット油路a1,a2,a3の全てがドレンされているために圧力スイッチ25は感圧作動することがなく、この状態では、ガバナ21は予め設定されているアイドリング位置にまで電気アクチュエータ22によって自動的にアクセルダウン制御される。そして、制御バルブV1〜V9のうちのいずれか一つでも操作されると、パイロット油路a1,a2,a3のいずれかに圧が立ち、これが圧力スイッチ25で検知される。圧力スイッチ25が感圧作動すると、ガバナ21はアクセル設定器24で設定されたアクセル位置まで電気アクチュエータ22によって自動的にアクセルアップ制御される。つまり、フロント作業あるいは走行が行われていない非作業時には、エンジン3の回転数を自動的に所定のアイドリング回転にまで落として騒音の低減および燃費の向上を図り、作業あるいは走行が行われるとエンジン3の回転速度を設定した回転数にまで自動的に上げて、必要な油圧動力を供給して所望の作業あるいは走行を効率よく行うことができるようになっているのである。
In this example, an auto-idling control system that automatically operates the accelerator device of the
In the circuit of FIG. 2, when all of the control valves V1 to V9 are in a neutral state, the
なお、本発明は、以下のように変形して実施することもできる。
[1]オートアイドリングシステムにおいて、制御バルブ群V1〜V9が切換え操作されたことを検出する手段として、バルブスプール自体が中立位置から外れたことをスイッチやセンサで電気的に検出したり、手元の操作レバーの操作を電気的に検出するようにすることもでき、この場合には、前記流路切換えバルブV13,V14を電磁切換えバルブにして実施することもできる。
[2]オートアイドリングシステムを備えない機種では、前記流路切換えバルブV13,V14を切換える専用のパイロット油路a1,a3を備えてもよい。
The present invention can also be carried out with the following modifications.
[1] In the auto-idling system, as means for detecting that the control valve groups V1 to V9 are switched, it is electrically detected by a switch or a sensor that the valve spool itself is out of the neutral position. The operation of the operation lever can also be detected electrically. In this case, the flow path switching valves V13 and V14 can be implemented as electromagnetic switching valves.
[2] A model that does not include an auto-idling system may include dedicated pilot oil passages a1 and a3 that switch the flow passage switching valves V13 and V14.
3 エンジン
9 フロント作業装置
21 ガバナ
a1〜a3 パイロット油路
p1〜p3 ポンプポート
V1〜V9 制御バルブ
V13,V14 流路切換えバルブ
3 Engine 9
Claims (2)
第1および第2のポンプポートからの圧油を合流し、前記フロント作業装置の制御バルブ群に合流油を供給して、走行用の制御バルブ側へは前記合流油の供給を断つとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第1圧油供給モードと、
第1および第2のポンプポートからの圧油を、それぞれ独立に左右の走行用の制御バルブに供給して、前記フロント作業装置の制御バルブ群への供給を断つとともに、第3のポンプポートからの圧油を旋回用の制御バルブに供給する第2圧油供給モードとを装備し、
前記第1圧油供給モードでは、第1および第2のポンプポートからの吐出流量をロードセンシングシステムで制御するように構成してあり、前記第2圧油供給モードでは、前記第1および第2のポンプポートから左右の走行用の制御バルブへオープン回路で供給するように構成してあるバックホウの油圧装置。 The first and second pump ports whose discharge flow rate is controlled by a load sensing system that operates using the load pressure in the front working device as a control signal, and the third pump port that supplies pressure oil whose flow rate is not controlled,
The pressure oil from the first and second pump ports is merged, the merged oil is supplied to the control valve group of the front working device, the supply of the merged oil to the traveling control valve side is cut off, and the first A first pressure oil supply mode for supplying pressure oil from the pump port of 3 to the control valve for turning;
The pressure oil from the first and second pump ports is independently supplied to the left and right traveling control valves, the supply to the control valve group of the front working device is cut off, and from the third pump port Equipped with a second pressure oil supply mode for supplying the pressure oil to the control valve for turning,
In the first pressure oil supply mode, the discharge flow rate from the first and second pump ports is controlled by a load sensing system. In the second pressure oil supply mode, the first and second pressure oil supply modes are configured. The backhoe hydraulic device is configured to supply an open circuit from the pump port to the left and right traveling control valves.
The pressure oil from the first and second pump ports is independently supplied to the left and right traveling control valves, and the pressure oil from the third pump port is supplied to the control valve for the front working device. 2. The backhoe hydraulic device according to claim 1, further comprising a flow path switching means capable of switching to a pressure oil supply mode.
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