液壓控制迴路的製作方法
2023-11-05 08:49:47 1
專利名稱：液壓控制迴路的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有多個液壓控制閥的液壓控制迴路，該多個液壓控制閥通過液壓控制油來切換操作多個液壓切換閥。
具有多個液壓致動器的液壓鏟鬥，作為典型的致動器，具有作業機的液壓缸、上部旋轉體的旋轉液壓電動機、下部行走體的行走液壓電動機等。由液壓切換閥切換操作將來自由發動機所驅動的致動器用泵的排出油輸送給液壓致動器，由此來使這些液壓致動器動作。
作為該液壓切換閥的典型的切換裝置，通過液壓控制閥來給液壓切換閥的閥柱端部供給液壓控制油，來滑動操作閥柱，進行所謂的液壓控制操作。不是用手動直接操作液壓切換閥，而是對其進行液壓控制操作，由此，來減輕操作力，並且能夠在遠處操作液壓切換閥，因此，大多用於液壓鏟鬥、吊車等。下面說明用於該液壓控制操作的液壓控制迴路的構成(1)液壓控制油是通過與致動器用泵不同的由發動機所驅動的例如齒輪泵這樣的固定容量的專用液壓控制泵所生成排出的。
(2)所排出的液壓控制油的壓力通過減壓閥而設定保持在用於操作液壓切換閥等所需要的液壓控制壓力上。
(3)分別對應於多個液壓致動器，多個液壓切換閥分別按照多個液壓切換閥的每一個而設置多個液壓控制閥。當追加具有液壓致動器的附件等時，增設所追加的液壓致動器用的液壓切換閥和液壓控制閥。
(4)液壓控制泵的排出油量可以同時操作多個液壓控制閥，也可以以隨意的快慢速度來操作液壓控制閥，為了不會使提供給液壓控制閥的液壓控制油量發生不足，儘可能採用排出容量大的液壓控制泵。但是，由於在增設液壓控制閥而使數量增加的情況下會發生不足，就需要更換成大排出量的泵。
在上述這樣的現有液壓控制迴路中，存在以下需要解決的問題(1)當液壓控制閥不被操作時，液壓控制油全部通過減壓閥返回油箱。由此，具有壓力能量的液壓控制油變熱，則工作油的溫度上升。為了增加了液壓致動器的數量，並且，為了使液壓致動器的動作響應良好，則當更換為排出容量大的液壓控制泵而使液壓控制油量增加時，發熱量進一步增加，則用於冷卻工作油的油冷卻器的負擔增加。而且，驅動液壓控制泵的發動機的燃料消費也增加了。
(2)當為了增設附件等而追加液壓切換閥時，由於多個液壓切換閥同時被操作的機會、頻率增加了，則來自流入各個液壓切換閥的液壓控制油在現有的液壓控制泵中是不足的，則液壓切換閥的操作性(響應性)變差。
鑑於上述問題，本發明所要解決的技術課題是提供一種液壓控制迴路，(1)減少工作油的發熱，並且，(2)即使增設了液壓控制閥並同時操作多個，也能充分地向液壓控制閥供給液壓控制油而操作性不受損害。
在本發明中，為了解決上述技術課題，按以下這樣來構成液壓控制迴路(1)採用可變容量泵來作為液壓控制泵。
(2)用操作檢測裝置來檢測液壓控制閥的操作狀態，通過控制器從該操作狀態運算出在操作液壓切換閥中所需要的液壓控制泵排出油量，從而使液壓控制泵僅排出必要的最小限度的油量。
即，根據本發明，為了解決上述技術課題，提供一種液壓控制迴路，包括排出液壓控制油的液壓控制泵、通過控制供給該液壓控制油來切換操作多個液壓切換閥的多個液壓控制閥，其特徵在於，該液壓控制泵由可變容量泵構成。
在最佳實施例中，該液壓控制迴路包括檢測該多個液壓控制閥的各個操作狀態的操作檢測裝置、根據來自該操作檢測裝置的檢測信號而運算出必要的液壓控制油量來作為容量指令信號輸出給該可變容量泵的控制器。該操作檢測裝置最好檢測該液壓控制閥的操作杆的操作角度。
在本發明的液壓控制迴路中，(1)通過操作檢測裝置來檢測多個液壓控制閥的操作狀態(所操作的液壓控制閥的數量、液壓控制閥的開度)。
(2)由控制器來運算必要的液壓控制油量，向液壓控制泵的可變容量機構指令必要排出量。
(3)液壓控制泵的可變容量機構工作，而從液壓控制泵排出所指令的油量。因此，由於保持了必要的最小限度的液壓控制油量，就能抑制工作油的發熱、發動機的燃料消費量的增加，並且能夠改善操作性(響應性)。
圖1是包含按本發明所構成的液壓控制迴路的實施例的液壓鏟鬥的液壓致動器作業系統的簡圖。
下面參照表示了按本發明所構成的液壓控制迴路的最佳實施例的附圖來進行更詳細的說明。
參照圖1，通過具有多個液壓致動器的液壓鏟鬥來說明該實施例，液壓鏟鬥的液壓致動器的作業系統包括用標號2表示全體的液壓控制迴路、由液壓控制迴路2所操作的多個液壓切換閥4、由液壓切換閥4所操作的多個液壓致動器6、排出用於驅動液壓致動器6的壓油的致動器用泵8。
液壓控制迴路2包括由發動機9所旋轉驅動而排出液壓控制油的可變容量的液壓控制泵10、通過控制供給液壓控制油來切換操作多個液壓切換閥4的多個液壓控制閥14。在液壓控制迴路2中進一步包含規定液壓控制迴路的壓力的減壓閥20、通過多個液壓控制閥14的操作狀態來運算液壓控制泵10的排出油量而向液壓控制泵10進行指令的控制器18。來自液壓控制泵10的排出油通過油路30連接在減壓閥20上，經過減壓閥20返回油箱22。從而在油路30中保持規定的液壓控制壓力。油路30分別連接在多個液壓控制閥14上。在減壓閥20與油箱22之間設置用於冷卻工作油的油冷卻器21。
多個液壓致動器6包含作為作業機的液壓缸的一對吊杆缸6a、6a、懸臂缸6b、鏟鬥缸6c；上部旋轉體的旋轉電動機6d；下部行走體的左右一對的行走電動機6e、6f。多個液壓致動器6分別通過油路36連接在與多個液壓切換閥4相對應的液壓切換閥上。多個液壓切換閥4包含吊杆用液壓切換閥4a、懸臂缸用液壓切換閥4b、鏟鬥缸用液壓切換閥4c、旋轉電動機用液壓切換閥4d、一對行走電動機用液壓切換閥4e,4f。來自致動器用泵8的排出油分別供給多個液壓切換閥4，在液壓切換閥4未被操作的中立狀態下，排出油流入油箱22。多個液壓切換閥4的每個即液壓切換閥4a、4b、4c、4d、4e、4f其本身由公知的液壓控制動作的三位置的柱閥所構成，通常，被保持在來自致動器用泵8的排出油不流入液壓致動器6的中立位置上，當來自液壓控制閥14的液壓控制油經過油路32有選擇地提供給閥柱兩端部的任一方時，液壓切換閥4被有選擇地切換，工作油被提供給液壓致動器6。
多個液壓控制閥14包含操作吊杆缸用液壓切換閥4a的吊杆用液壓控制閥14a、操作懸臂缸用液壓切換閥4b的懸臂用液壓控制閥14b、操作鏟鬥用液壓切換閥4c的鏟鬥缸用液壓控制閥14c、操作旋轉電動機用液壓切換閥4d的旋轉用液壓控制閥14d、分別操作一對行走電動機用液壓切換閥4e,4f的行走用液壓控制閥14e,14f。多個液壓切換閥4的每個即液壓控制閥14a、14b、14c、14d、14e、14f其本身由公知的三位置柱閥所構成，使操作閥柱的操作杆16以其旋轉中心為中心沿預定方向有選擇地進行搖動而操作。當不操作操作杆16時的液壓控制閥14被保持在來自液壓控制泵10的液壓控制油不流入液壓切換閥4的中立位置上。通過操作操作杆16，液壓控制油經過油路32在閥柱的兩端部的任一方有選擇地提供給多個液壓切換閥4中相對應的液壓切換閥。操作檢測裝置15由檢測旋轉角的變位的公知的電位計所構成。操作檢測裝置15設在操作杆16的旋轉中心上，電氣地檢測操作杆16距中立位置的角度變位。所檢測的角度變位信號輸出給控制器18。即，在液壓控制閥14未被操作的狀態下，操作杆16距中立位置的角度變位是0，當被操作時，檢測操作的程度(閥的開度)作為角度變位。
作為可變容量泵的液壓控制泵10具有公知的例如通過改變斜板的斜度來變更排出量的斜板式活塞泵11、控制斜板的斜度的斜板控制器12。斜板控制器12包含改變斜板的角度的控制缸(未圖示)和控制控制缸的伸縮的液壓電磁閥(未圖示)。當通過電氣信號來操作液壓電磁閥時，控制缸動作而使斜板的傾斜角度變更，使活塞泵11的活塞行程變更，來變更排出量。液壓控制泵10的最大排出量最好大於現有的固定容量的液壓控制泵的最大排出量來進行設定。
由微型計算機所構成的控制器18根據來自操作檢測裝置15的檢測信號來運算出在多個液壓控制閥14中所操作的液壓控制閥的數量，並且從該液壓控制閥的開度來運算出必要的液壓控制泵10的排出量，向斜板控制器12輸出容量指令信號。
下面說明上述那樣構成的液壓控制迴路2的作用
(1)液壓控制泵11所排出的液壓控制油流入油路30，在多個液壓控制閥14(14a、14b、14c、14d、14e、14f)未被操作的中立狀態下，液壓控制油在維持油路30中的液壓控制壓力的狀態下經過減壓閥20、油冷卻器21放出到油箱22中。
(2)當多個液壓控制閥14的任何液壓控制閥的操作杆16被操作時，通過操作檢測裝置15來檢測操作杆16的操作狀態(所操作的液壓控制閥的數量、液壓控制閥的開度)並輸出給控制器18。
(3)控制器18根據操作檢測裝置15的輸出信號來運算出必要的液壓控制泵10的排出量，向斜板控制器12輸出容量指令信號。即，在從多個液壓控制閥14中操作了一個的狀態下，作為容量指令信號被輸出，以使液壓控制油量成為組合了一個液壓控制閥所需要的油量和用於維持液壓控制壓力的最小限度的油量的排出量。在從多個液壓控制閥14中多個液壓控制閥被同時操作的狀態下，同樣，作為容量指令信號被輸出，以使液壓控制油量成為組合了多個液壓控制閥所需要的油量和用於維持液壓控制壓力的最小限度的油量的排出量。即使在任一種操作狀態下，通過液壓控制閥的開度來校正容量指令信號，以便於成為與開度成比例的排出油量。在多個液壓控制閥14全部處於中立位置而使液壓控制閥14未被操作的狀態下，作為容量指令信號被輸出，以使液壓控制泵10的排出量成為維持液壓控制閥14的操作中具有的液壓控制壓力的待機狀態的最小限度的排出量。
(4)液壓控制泵10通過從控制器18所輸出的容量指令信號來操作斜板控制器12的液壓電磁閥，使控制缸動作來使斜板的傾斜角度變更。這樣使液壓控制泵10的排出量變更。
(5)來自所操作的液壓控制閥14的液壓控制油通過油路32而流入到對應的液壓切換閥4的被選擇的閥柱端部，來切換液壓切換閥4。由發動機9所驅動的致動器用泵8的排出油從油路34流入油路36，流入多個液壓致動器6對應的液壓致動器，來使液壓致動器動作。
(6)當液壓控制閥14的操作杆16返回中立的位置時，通過向液壓切換閥4的油路32的液壓控制油的流動停止。所操作的液壓切換閥4返回中立狀態，動作的液壓致動器6停止。如果沒有其他被操作的液壓控制閥14，如上述那樣，液壓控制泵10的排出量被設定為維持在液壓控制閥14的操作中具有的液壓控制壓力的待機狀態的最小限度的排出量。
上述那樣構成的液壓控制迴路，(1)當液壓控制閥處於未被操作的中立狀態時，液壓控制泵的排出油量被控制為最小限度，通過減壓閥的油量被抑制為最小限度，因此，工作油的發熱被減小。驅動液壓控制泵的發動機的燃料消費的增加受到抑制，而減輕了由油冷卻器所產生的工作油的冷卻負擔。
(2)從液壓控制泵排出與同時被操作的液壓控制閥的數量和液壓控制閥的開度相對應的必要最小限度的液壓控制油量，因此，即使增設了液壓控制閥，也能防止由液壓控制油的不足所引起的液壓切換閥的操作問題，操作性(響應性)不受損失。
以上根據實施例而詳細說明了本發明，但是，本發明並不僅限於上述實施例，可以在本發明的範圍中進行各種變形或修正。例如，(1)在本實施例中，作為檢測液壓控制閥的操作狀態的操作檢測裝置，檢測液壓控制閥的操作杆的操作角度，而當液壓控制閥是電磁操作閥時，能夠感知操作電磁操作閥的電氣開關的通斷來檢測液壓控制閥的操作狀態。在電氣比例切換閥的情況下，能夠直接感知、檢測控制電氣信號。
(2)在本實施例中，通過液壓控制迴路的液壓控制閥來控制操作液壓致動器的液壓切換閥，而由液壓控制閥所控制的液壓切換閥並不僅限於操作液壓致動器的液壓切換閥，當然也能用於由液壓控制油所切換控制的壓力控制閥、流量控制閥、邏輯閥、逆止閥或其他的切換閥等。
根據按本發明所構成的液壓控制迴路，提供一種液壓控制迴路，(1)減少工作油的發熱，並且，(2)即使在增設了液壓控制閥並同時操作多個的情況下，操作性沒有受到損害。
權利要求
1．一種液壓控制迴路，包括排出液壓控制油的液壓控制泵、通過控制供給該液壓控制油來切換操作多個液壓切換閥的多個液壓控制閥，其特徵在於，該液壓控制泵由可變容量泵構成。
2．根據權利要求1所述的液壓控制迴路，其特徵在於，該液壓控制迴路包括檢測該多個液壓控制閥的各個操作狀態的操作檢測裝置、根據來自該操作檢測裝置的檢測信號而運算出必要的液壓控制油量來作為容量指令信號輸出給該可變容量泵的控制器。
3．根據權利要求2所述的液壓控制迴路，其特徵在於，該操作檢測裝置檢測該液壓控制閥的操作杆的操作角度。
全文摘要
本發明提供一種液壓控制迴路,包括排出液壓控制油的液壓控制泵和通過控制供給液壓控制油操作多個液壓切換閥的多個液壓控制閥,減少由保持液壓控制壓力油所引起的工作油的發熱,即使同時操作多個液壓控制閥,也能充足地給液壓控制閥供給液壓控制油,操作性沒有受到損害。採用可變容量泵作為液壓控制泵。用操作檢測裝置檢測液壓控制閥的操作狀態,通過控制器從其狀態運算出操作液壓切換閥所需要的液壓控制泵排出量,液壓控制泵僅排出必要的油量。
文檔編號F16K17/10GK1217769SQ98800170
公開日1999年5月26日 申請日期1998年1月27日 優先權日1997年2月24日
發明者伊賀真 申請人:新卡特彼勒三菱株式會社