液壓控制裝置及包括該液壓控制裝置的工程機械的製作方法
2023-06-12 14:29:21
液壓控制裝置及包括該液壓控制裝置的工程機械的製作方法
【專利摘要】本發明減少降動臂及伸鬥杆的複合動作時的泵的動力損失。控制器(30)在降動臂的單獨動作時，執行使第一泵(14)的容量對應於動臂操作部件(19)的操作量的增加而增加的單獨控制，另一方面，在檢測出降動臂及伸鬥杆的複合動作，且動臂操作部件(19)的操作量為規定操作量以上的限制控制期間中，與單獨控制相比限制第一泵(14)的容量。
【專利說明】作。
括:動臂用控制閥，用於控制對動臂液壓缸:寸鬥杆液壓缸的工作油的供排。
有通過串聯管路而串聯連接的中心旁通通聯迴路而並聯地連接於第一泵。
相對高於收鬥杆的動作即升動臂有時被復:流部，以防止在該複合動作時，來自泵的工
I'，能夠將來自第一泵的工作油優先引導到.存在以下的問題:在伸鬥杆和負載相對低會損失第一泵的動力。
電控制閥的中心旁通通路的開口收縮。結杆用控制閥。但是，因為在該並聯迴路中設找寸低於鬥杆液壓缸的一側的動臂液壓缸。致第一泵的動力被浪費。因間中，所述控制部與所述單獨控制相比限
括:機身；動臂，能夠相對於所述機身進行.行伸動作或收動作；以及上述述液壓控制
的複合動作時的泵的動力損失。
\的液壓挖掘機的整體結構的左視圖。
5機中的液壓控制裝置的迴路圖。
-泵的泵容量的控制的曲線圖，且表示降動
-泵的泵容量的控制的曲線圖，且表示伸鬥
-泵的泵容量的控制的曲線圖，且表示對應[0030]上部迴轉體3包括:能夠迴轉地設置於下部行走體2的迴轉框架3a、和能夠相對於迴轉框架3a起伏的作業附屬裝置5。
[0031]作業附屬裝置5包括:動臂6，具有能夠起伏地安裝於所述迴轉框架3a的基端部；鬥杆7，具有能夠搖動地安裝於動臂6的前端部的基端部；以及挖鬥8，能夠搖動地安裝於鬥杆7的前端部。
[0032]另外，作業附屬裝置5包括:動臂液壓缸9，使動臂6相對於迴轉框架3a起伏；鬥杆液壓缸10,使鬥杆7相對於動臂6搖動；以及挖鬥液壓缸11，使挖鬥8相對於鬥杆7搖動。具體而言，因動臂液壓缸9伸長而進行動臂6的升動作，另一方面，因動臂液壓缸9縮短而進行動臂6的降動作。另外，因鬥杆液壓缸10伸展而進行鬥杆7的收動作，另一方面，因鬥杆液壓缸10縮短而進行鬥杆7的伸動作。
[0033]參照圖2，液壓控制裝置4包括:所述動臂液壓缸9 ;所述鬥杆液壓缸10 ;第一泵14及第二泵15，由圖外的發動機驅動；動臂側控制閥16，設置在第一泵14與動臂液壓缸9之間；第一鬥杆側控制閥17，設置在第一泵14與鬥杆液壓缸10之間；第二鬥杆側控制閥18，設置在第二泵15與鬥杆液壓缸10之間；動臂操作部件19，用於對動臂側控制閥16進行切換操作；鬥杆操作部件20，用以對各鬥杆側控制閥17、18進行切換操作；串聯迴路R1，將動臂側控制閥16與第一鬥杆側控制閥17串聯地連接於第一泵14 ;後述的並聯迴路，將動臂側控制閥16與第一鬥杆側控制閥17並聯地連接於第一泵14 ;節流部27，設置在並聯迴路中；主管路R5，連接第二泵15與第二鬥杆側控制閥18 ;動臂操作傳感器(動臂操作檢測部件)21，能夠檢測動臂操作部件19的操作量；鬥杆操作傳感器(鬥杆操作檢測部件)22，能夠檢測鬥杆操作部件20的操作量；控制器30 ;第三先導閥25 ;第四先導閥26 ;第一切換閥28 ;以及第二切換閥29。
[0034]第一泵14及第二泵15是可變容量式的泵。具體而言,第一泵14具有能夠調整其容量的調節器14a。同樣地，第二泵15具有能夠調整其容量的調節器15a。
[0035]動臂側控制閥16控制對動臂液壓缸9的工作油的供排。具體而言，在動臂操作部件19未被操作的狀態下，動臂側控制閥16被向中立位置A施力，並且能夠對應於動臂操作部件19的操作量，從中立位置A向降動臂位置B或升動臂位置C切換。在中立位置A處設置有中心旁通開口。在動臂側控制閥16處於中立位置A的狀態下，來自第一泵14的工作油通過中心旁通開口而不供應到動臂液壓缸9。若將動臂側控制閥16切換到降動臂位置B，則動臂液壓缸9縮短，由此，動臂6倒伏。若將動臂側控制閥16切換到升動臂位置C，則動臂液壓缸9伸長，由此，動臂6立起。
[0036]第一鬥杆側控制閥17控制對鬥杆液壓缸10的來自第一泵14的工作油的供排。具體而言，在鬥杆操作部件20未被操作的狀態下，第一鬥杆側控制閥17被向中立位置D施力，並且能夠對應於鬥杆操作部件20的操作量，從中立位置D向伸鬥杆位置E或收鬥杆位置F切換。在中立位置D處設置有中心旁通開口。在鬥杆側控制閥17處於中立位置D的狀態下，來自第一泵14的工作油通過中心旁通開口而不供應到鬥杆液壓缸10。若將鬥杆側控制閥17切換到伸鬥杆位置E，則鬥杆液壓缸10縮短，由此，鬥杆7向伸方向搖動。若將鬥杆側控制閥17切換到收鬥杆位置F，則鬥杆液壓缸10伸展，由此，鬥杆7向收方向搖動。
[0037]第二鬥杆側控制閥18控制對鬥杆液壓缸10的來自第二泵15的工作油的供排。具體而言，在鬥杆操作部件20未被操作的狀態下，第二鬥杆側控制閥18被向中立位置G施力，並且能夠對應於鬥杆操作部件20的操作量，從中立位置G向伸鬥杆位置H或收鬥杆位置I切換。在中立位置G處設置有中心旁通開口。與第二鬥杆側控制閥18的切換位置對應的鬥杆7的動作與第一鬥杆側控制閥17的情況相同。
[0038]串聯迴路Rl將動臂側控制閥16與第一鬥杆側控制閥17串聯地連接於第一泵14，以使第一鬥杆側控制閥17位於動臂側控制閥16下遊。由此，在動臂側控制閥16被向中立位置A施力的狀態下，來自第一泵14的工作油通過動臂側控制閥16的中心旁通開口而被引導到第一鬥杆側控制閥17。而且，在第一鬥杆側控制閥17被向中立位置D施力的狀態下，來自第一泵14的工作油通過第一鬥杆側控制閥17的中心旁通開口而被引導到油箱T。此外，被引導到油箱T的工作油的流量由設置得比第一鬥杆側控制閥17更靠下遊側的第一切換閥28調整。
[0039]並聯迴路包括:第一併列管路R2，從第一泵14不經由動臂側控制閥16而連接於第一鬥杆側控制閥17 ;第二並列管路R3，連接第一併列管路R2與動臂側控制閥16 ;第一先導閥23，設置在第一併列管路R2中；以及第二先導閥24，設置在第二並列管路R3中。第一併列管路R2在比動臂側控制閥16更靠上遊側處從串聯迴路Rl分支而連接於第一鬥杆側控制閥17的泵口。第二並列管路R3在比第一先導閥23更靠下遊側處從第一併列管路R2分支而連接於動臂側控制閥16的泵口。第一先導閥23允許工作油從第一泵14流向各控制閥16、17，另一方面，限制該工作油逆向流動。第二先導閥23允許工作油從第一泵14流向動臂側控制閥16，另一方面，限制該工作油逆向流動。
[0040]節流部27設置在並聯迴路中，以便產生使來自第一泵的工作油優先於第一鬥杆側控制閥17地被引導到動臂側控制閥16的壓力損失。具體而言，節流部27設置在第一併列管路R2中的比第二並列管路R3的分支點更靠下遊側處。
[0041]此外，第一併列管路R2中的節流部27的下遊位置、和串聯迴路Rl中的動臂側控制閥16與第一鬥杆側控制閥17之間的位置由供應管路R4連接。在該供應管路R4中設置有第三先導閥25。第三先導閥25允許工作油從串聯迴路Rl流向第一併列管路R2，另一方面，限制該工作油逆向流動。因此，能夠將在串聯迴路Rl中流動的工作油引導到第一鬥杆側控制閥17的泵口。
[0042]另外，在連接於第二泵15的主管路R5中的比第二鬥杆側控制閥18更靠上遊側的位置與第二鬥杆側控制閥18的泵口之間，設置有供應管路R6。在供應管路R6中設置有第四先導閥26。第四先導閥26允許工作油從主管路R5流向第二鬥杆側控制閥18，另一方面，限制該工作油逆向流動。而且，在主管路R5中的比第二鬥杆側控制閥18更靠下遊側的位置，設置有第二切換閥29。第二切換閥29能夠調整通過主管路R5而被引導到油箱T的工作油的流量。
[0043]動臂操作傳感器能夠檢測動臂操作部件19的操作量。在圖2中，僅圖示了動臂操作傳感器21而省略了檢測用於使動臂6進行升動作的先導壓的動臂操作傳感器的圖示，該動臂操作傳感器21檢測用於使動臂6進行降動作的先導壓，並將其檢測信號Sil輸出到控制器30。
[0044]鬥杆操作傳感器能夠檢測鬥杆操作部件20的操作量。在圖2中，僅圖示了鬥杆操作傳感器22而省略了檢測用於使鬥杆7進行收動作的先導壓的鬥杆操作傳感器的圖示，該鬥杆操作傳感器22檢測用於使鬥杆7進行伸動作的先導壓，並將其檢測信號Si2輸出到控制器30。
[0045]控制器30能夠控制各泵14、15的容量及各切換閥28、29的操作量。具體而言，控制器30基於來自各操作傳感器21、22的檢測信號Sil、Si2，對各調節器14a、15a及各切換閥28、29的電磁線圈輸出控制信號Si3?Si6。
[0046]另外，控制器30存儲圖3?圖5所示的第一泵14的容量特性。
[0047]圖3表示在進行降動臂的單獨操作的情況下，與動臂操作部件19的操作量對應的第一泵14的容量特性Tl。對於容量特性Tl，容量對應於降動臂的操作量的增加而增加。具體而言，在從動臂操作部件19的最小操作量算起的指定範圍內，第一泵14的容量固定為最小值min而與動臂操作部件19的操作量無關，在從動臂操作部件19的最大操作量到眼前的指定範圍內，第一泵14的容量固定為最大值max而與動臂操作部件19的操作量無關。除了這些範圍之外，第一泵14的容量對應於動臂操作部件19的操作量的增加而增加。此外，還能夠省略所述各範圍。即，還包括以下的情況:在「容量對應於降動臂操作量的增加而增力口」的容量特性Tl中，設定有容量固定為最小值min的所述範圍、及容量固定為最大值max的所述範圍。
[0048]圖4表示在進行伸鬥杆的單獨操作的情況下，與鬥杆操作部件20的操作量對應的第一泵14的容量特性(鬥杆必需容量)T2。對於容量特性T2，容量對應於伸鬥杆的操作量的增加而增加。具體而言，在從鬥杆操作部件20的最小操作量算起的指定範圍內，第一泵14的容量固定為最小值min而與鬥杆操作部件20的操作量無關，在從鬥杆操作部件20的最大操作量到眼前的指定範圍內，第一泵14的容量固定為最大值max而與鬥杆操作部件20的操作量無關。除了這些範圍之外，第一泵14的容量對應於鬥杆操作部件20的操作量的增加而增加。此外，還能夠省略所述各範圍。即，還包括以下的情況:在「容量對應於伸鬥杆操作量的增加而增加」的容量特性T2中，設定有容量固定為最小值min的所述範圍、及容量固定為最大值max的所述範圍。
[0049]圖5表示在進行伸鬥杆與降動臂的複合動作的情況下，與動臂操作部件19的操作量對應的第一泵14的容量特性(規定上限容量)T3。對於容量特性T3，容量對應於降動臂的操作量的增加而減少。具體而言，在從動臂操作部件19的最小操作量算起的指定範圍內，第一泵14的容量固定為最大值max而與動臂操作部件19的操作量無關，在從動臂操作部件19的最大操作量到眼前的指定範圍內，第一泵14的容量固定為最小值min而與動臂操作部件19的操作量無關。除了這些範圍之外，第一泵14的容量對應於動臂操作部件19的操作量的增加而減少。此外，還能夠省略所述各範圍。即，還包括以下的情況:在「容量對應於降動臂操作量的增加而增加的容量特性T3中，設定有容量固定為最小值min的所述範圍、及容量固定為最大值max的所述範圍。
[0050]於是，在進行伸鬥杆與降動臂的複合動作的情況下，控制器30控制第一泵14的容量，以使該第一泵14的容量為特性T3以下。由此，在降動臂操作量比降動臂單獨操作時的容量特性Tl與複合動作時的容量特性T3的交點(規定操作量)Al更大的範圍內，與降動臂單獨操作時的容量相比限制第一泵14的容量。因此，與在伸鬥杆與降動臂的複合動作時，仍進行基於容量特性Tl的控制的情況相比，在圖5的陰影線所示的範圍內，能夠減少第一泵14的容量。因此，能夠減少第一泵14的動力損失。
[0051]而且，控制器30控制第一泵14的容量，以使該第一泵14的容量為由容量特性T2I」定為未進行伸鬥杆操作，則返回所述步驟下，即，在判定為進行伸鬥杆的單獨操作的I作量來確定容量(步驟36)。
[申鬥杆操作的情況下，即，在判定為進行降持性II與降動臂操作量來確定容量(步驟
3確定的容量的控制信號313輸出到第一泵
1，在檢測出了降動臂及伸鬥杆的複合動作9的操作量為規定操作量八1(參照圖5)以:量特性II相比限制第一泵14的容量。由塊應到動臂液壓缸9的狀況下，抑制對動臂-泵14的動力損失。
力臂及伸鬥杆的複合動作時的第一泵14的[量，以使該第一泵14的容量為預先設定的預先設定的操作量八1以上的範圍內，與由比較地限制容量即可。
存儲了圖7所示的容量特性14。容量特性內，與降動臂單獨操作時的容量特性II (參圍內，容量特性14保持固定而與降動臂操字量，與使用降動臂單獨操作時的容量特性:示的範圍內。此外，對於容量特性14，操作4乍量八1以上的範圍的容量，以使該容量以I加。
涉及的控制器30執行的處理。此外，僅說
操作的情況下，即，在判定為進行降動臂與是否為操作量八1以上(步驟321)。
7操作量八1以上，則基於圖7所示的容量特自此，能夠與基於降動臂的單獨操作時的容I。制部與所述單獨控制相比限制第一泵的容
4幹的複合動作，且動臂操作部件的操作量制相比限制第一泵的容量。由此，抑制在來春液壓缸的狀況下，過分地對動臂液壓缸供
有鬥杆的複合動作時的泵的動力損失。
I下的操作量，該操作量使得來自第一泵的到鬥杆側控制閥的工作油的比例為指定值
，所述控制部控制所述第一泵的容量，使得I定上限容量以下，所述規定上限容量被預
該第一泵的容量為預先設定的規定上限容,對應於該操作量的第一泵的容量的情況相「所述規定上限容量的最大值被設定為大
I:為最小的狀態下，能夠將第一泵的容量設
括:機身；動臂，能夠相對於所述機身進行.行伸動作或收動作；以及所述液壓控制裝
的複合動作時的泵的動力損失。
量特性的一例)
量特性的一例)[0109]20鬥杆操作部件
[0110]21動臂操作傳感器(動臂操作檢測部件的一例)
[0111]22鬥杆操作傳感器(鬥杆操作檢測部件的一例)
[0112]30控制器(控制部的一例)
【權利要求】
1.一種液壓控制裝置，其特徵在於，設置於具有動臂和鬥杆的工程機械，包括: 動臂液壓缸，使所述動臂進行升動作或降動作； 鬥杆液壓缸，使鬥杆相對於所述動臂進行伸動作或收動作； 可變容量式的第一泵； 第二泵，能夠對所述鬥杆液壓缸供應工作油； 動臂操作部件，接受用於驅動所述動臂的操作； 鬥杆操作部件，接受用於驅動所述鬥杆的操作； 動臂側控制閥，能夠對應於所述動臂操作部件的操作量而在供應位置與中立位置之間切換，所述供應位置對動臂液壓缸供應工作油，所述中立位置停止對動臂液壓缸供應工作油並且設置有使工作油通過的開口； 鬥杆側控制閥，通過與所述鬥杆操作 部件的操作量對應的切換動作，控制對所述鬥杆液壓缸的工作油的供排； 串聯迴路，將所述動臂側控制閥與所述鬥杆側控制閥串聯地連接於所述第一泵，並使所述鬥杆側控制閥位於所述動臂側控制閥的下遊； 並聯迴路，將所述動臂側控制閥與所述鬥杆側控制閥並聯地連接於所述第一泵；節流部，設置在所述並聯迴路中，使來自所述第一泵的工作油優先於所述鬥杆側控制閥地引導到所述動臂側控制閥； 動臂操作檢測部件，能夠檢測所述動臂操作部件的操作量； 鬥杆操作檢測部件，能夠檢測所述鬥杆操作部件的操作量；以及控制部，在降動臂的單獨動作時，執行使所述第一泵的容量對應於所述動臂操作部件的操作量的增加而增加的單獨控制，其中， 在由所述各檢測部件檢測出降動臂及伸鬥杆的複合動作，且所述動臂操作部件的操作量為規定操作量以上的限制控制期間中，所述控制部與所述單獨控制相比限制第一泵的容量。
2.根據權利要求1所述的液壓控制裝置，其特徵在於: 所述控制部控制所述第一泵的容量，使得在所述限制控制期間中，所述第一泵的容量為規定上限容量以下，所述規定上限容量被預先設定為使第一泵的容量比所述單獨控制時小。
3.根據權利要求2所述的液壓控制裝置，其特徵在於: 所述規定上限容量被設定為，在所述規定操作量以上的範圍內對應於所述動臂操作部件的操作量的增加而減少。
4.根據權利要求2或3所述的液壓控制裝置，其特徵在於: 所述控制部存儲鬥杆必需容量，並且控制所述第一泵的容量，使得在所述限制控制期間中，所述第一泵的容量為所述鬥杆必需容量和所述規定上限容量中較小的容量，所述鬥杆必需容量是被設定成對應於所述鬥杆操作部件的操作量的增加而增加的第一泵的容量的特性。
5.根據權利要求3所述的液壓控制裝置，其特徵在於: 所述規定上限容量被設定成在未達到所述規定操作量的範圍內，也對應於動臂操作部件的操作量的增加而減少，所述控制部存儲鬥杆必需容量，並且控制所述第一泵容量，使得在檢測出所述降動臂及伸鬥杆複合動作的情況下，在所述動臂操作部件的整個操作範圍內，所述第一泵容量為所述鬥杆必需容量和所述規定上限容量中較小的容量，所述鬥杆必需容量是被設定成對應於所述鬥杆操作部件的操作量的增加而增加的第一泵的容量的特性。
6.根據權利要求5所述的液壓控制裝置，其特徵在於: 所述規定上限容量的最大值被設定為大於或等於所述鬥杆必需容量的最大值。
7.—種工程機械，其特徵在於包括: 機身； 動臂，能夠相對於所述機身進行升動作或降動作； 鬥杆，能夠相對於所述動臂進行伸動作或收動作；以及 權利要求1至6中任一項所述的液壓控制裝置，控制所述動臂及所述鬥杆的驅動。
【文檔編號】F15B11/00GK104040082SQ201280066889
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2012年1月11日
【發明者】但馬一治, 上田浩司 申請人:神鋼建機株式會社