工程机械的控制系统的制作方法

本发明涉及一种工程机械的控制系统。更详细地，涉及用于控制挖掘机的液压缸的工程机械的控制系统。

背景技术：

例如，具有斗杆缸(armcylinder)的挖掘机中使用再生切断阀(regenerationcutvalve)，从而可以在进行斗杆挖掘(armcrowd)动作时使从所述斗杆缸的杆侧腔室返回至排泄槽的工作油再生至所述斗杆缸的头侧腔室。然而，当应用这样的再生切断阀时，进行斗杆控制阀芯的面积线图的调谐的难度很大，并且存在着将这样的再生切断阀应用于所述斗杆控制阀的加工成本较高的问题。

技术实现要素：

技术课题

本发明的一课题在于，提供一种能够以较低的成本容易地进行斗杆挖掘时的速度控制的工程机械的控制系统。

技术方案

用于达成上述本发明的一课题，一些示例性的实施例提供一种工程机械的控制系统，包括：液压缸，其能够通过从液压泵排出的工作油进行动作；控制阀，其配置于液压泵与所述液压缸之间，并根据具备于内部的阀芯的位置来控制所述驱动器的动作，并且具有用于将从所述液压缸的腔室排出的工作油排出至排泄槽的第一阀芯位置；以及压力补偿阀，其设置于将从所述第一阀芯位置的所述控制阀排出的工作油排出至所述排泄槽的回油液压管线上，并且用于根据所述控制阀的前端与后端之间的压力差来控制所通过的工作油的流量。

在一些示例性的实施例中，所述压力补偿阀的开口量可以根据通过从与所述腔室连通的杆液压管线分歧的第一先导管线供应的第一先导压力与通过从所述压力补偿阀前端的所述回油液压管线分歧的第二先导管线供应的第二先导压力的压力差来控制。

在一些示例性的实施例中，所述腔室可以是所述液压缸的杆侧腔室。

在一些示例性的实施例中，所述液压缸可以包括斗杆缸。

在一些示例性的实施例中，所述压力补偿阀的阀体可以形成于所述控制阀的阀体，或者形成于与所述阀体分离的单独的阀体。

在一些示例性的实施例中，所述压力补偿阀可以包括补偿弹簧，该补偿弹簧连接于补偿阀芯以用于通过弹簧力补偿所述控制阀的前端与后端之间的压力差。

在一些示例性的实施例中，所述工作油可以经通过所述控制阀的阀芯选择性地连通的回油通道、油槽通道以及油槽口被排出至所述排泄槽，从而所述回油通道、所述油槽通道以及所述油槽口构成所述回油液压管线的一部分，所述压力补偿阀的入口和与所述回油通道连通的第二先导管线连通，并且所述压力补偿阀的出口与所述油槽通道连通。

用于达成上述本发明的一课题，一些示例性的实施例提供一种工程机械的控制系统，包括：液压缸，其能够通过从液压泵排出的工作油进行动作；控制阀，其配置于液压泵与所述液压缸之间，并根据具备于内部的阀芯的位置来控制所述驱动器的动作，并且具有用于将从所述液压缸的杆侧腔室排出的工作油排出至排泄槽的第一阀芯位置；以及压力补偿阀，其设置于将从所述第一阀芯位置的所述控制阀排出的工作油排出至所述排泄槽的回油液压管线上，并且用于根据所述控制阀的前端与后端之间的压力差来控制所通过的工作油的流量。所述压力补偿阀的开口量根据通过从与所述杆侧腔室连通的杆液压管线分歧的第一先导管线供应的第一先导压力与通过从所述压力补偿阀前端的所述回油液压管线分歧的第二先导管线供应的第二先导压力的压力差来控制。所述压力补偿阀包括补偿弹簧，该补偿弹簧连接于补偿阀芯以用于通过弹簧力补偿所述控制阀的前端与后端之间的压力差。所述工作油经通过所述控制阀的阀芯选择性地连通的回油通道、油槽通道以及油槽口被排出至所述排泄槽，从而所述回油通道、所述油槽通道以及所述油槽口构成所述回油液压管线的一部分，所述压力补偿阀的入口和与所述回油通道连通的所述第二先导管线连通，所述压力补偿阀的出口与所述油槽通道连通。

发明的效果

根据一些示例性的实施例，工程机械的控制系统可以包括压力补偿阀，该压力补偿阀用于根据所述斗杆控制阀的前端与后端之间的压力差来控制通过斗杆控制阀返回至排泄槽的工作油的流量。所述压力补偿阀可以通过以在进行斗杆挖掘动作时的空载条件和负载条件下均具有适当的背压的方式执行节流(meter-out)速度控制来减少压损和背压，从而节约能量。

因此，可以非常轻松地解决作为现有的再生切断阀的应用中存在的问题的调谐难的问题，以实现期望的斗杆挖掘控制性能。加之，具有即使铲斗的重量发生变化(负荷装载、较重的铲斗等)也无需进行斗杆控制阀芯的面积线图调谐的优点。

但是，本发明的效果不限于上面提及的效果，而是可以在不脱离本发明的思想和领域的范围内被多样地扩展。

附图说明

图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的液压回路图。

图2是放大图1的工程机械的液压系统的一部分的液压回路图。

图3是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的控制阀的一部分的剖视图。

图4是沿图3的线a-a’线截断的剖视图。

图5是示出图4的压力补偿阀的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

在本发明的各图中，为了本发明的清楚性，结构物的尺寸是比实际放大而图示的。

在本发明中，第一、第二等术语可以用于说明多种构成要素，但这些构成要素不应限定于这些术语。这些术语仅用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。

当提及某一构成要素与另一构成要素“连结”或“连接”时，应理解为可以与该另一构成要素直接连结或连接，但中间也可能存在别的构成要素。相反，当提及某一构成要素与另一构成要素“直接连结”或“直接连接”时，应理解为中间不存在别的构成要素。用于说明构成要素间的关系的其他表述，即“在……之间”、“正好在……之间”或“与……相邻的”以及“与……直接相邻的”等也应如此进行解释。

在本发明中使用的术语仅为说明特定的实施例而使用，并不意图限定本发明。除非上下文中明确不同地定义，单数的表述包括复数的表述。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为用于指定说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，而不是预先排除一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或可附加性。

对于本文所公开的本发明的实施例，特定的结构性乃至功能性说明只是以用于说明本发明的实施例的目的例示的，本发明的实施例可以被实施为多样的形态，而不应解释为限于本文中说明的实施例。

图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的液压回路图。图2是放大图1的工程机械的液压系统的一部分的液压回路图。图3是示出一些示例性的实施例的工程机械的液压系统的控制阀的一部分的剖视图。图4是沿图3的线a-a’线截断的剖视图。图5是示出图4的压力补偿阀的剖视图。

参照图1至图5，工程机械的控制系统可以包括：作为能够通过从液压泵100排出的工作油进行动作的驱动器的液压缸10、配置于液压泵100与液压缸10之间以用于控制液压缸10的动作的控制阀310、以及用于根据控制阀310的前端与后端之间的压力差来控制通过控制阀310返回至排泄槽t的工作油的流量的压力补偿阀400。

在一些示例性的实施例中，所述工程机械可以包括挖掘机、轮式装载机、叉车等。在下文中，将对所述工程机械为挖掘机的情况进行描述。但是，可以理解的是，并不因此使一些示例性的实施例的控制系统限于用于控制挖掘机的，而是也可以与此实质上相同地应用于轮式装载机、叉车等。

所述工程机械可以包括下部行驶体、以能够旋回的方式搭载于所述下部行驶体上的上部旋回体、以及设置于所述上部旋回体的驾驶室和前作业装置。所述前作业装置可以包括动臂、斗杆以及铲斗。在所述动臂与所述上部框架之间，可以设置用于控制所述动臂的动作的动臂缸。在所述动臂与所述斗杆之间，可以设置用于控制所述斗杆的动作的所述斗杆缸。另外，在所述斗杆与所述铲斗之间，可以设置用于控制所述铲斗的动作的铲斗缸。随着所述动臂缸、所述斗杆缸以及所述铲斗缸伸长或收缩，所述动臂、所述斗杆以及所述铲斗可以实现多样的动作，所述前作业装置可以执行多种作业。

在一些示例性的实施例中，液压泵100可以通过动力传递装置连接于发动机(未图示)或电动机(未图示)。来自所述发动机或电动机的动力可以被传递至液压泵100。从液压泵100排出的工作油可以经第一控制阀300和第二控制阀310被分别分配并供应至驱动器。

具体地，所述工程机械的控制系统可以包括第一回路系统，该第一回路系统连接于液压泵100并从液压泵100供应工作油。此外，虽然图中未示出，所述工程机械的控制系统还可以包括第二回路系统，该第二回路系统从另外的第二液压泵供应工作油。

所述第一回路系统可以包括依次连接至与液压泵100连接的主液压管线200的第一控制阀300和第二控制阀310。第二控制阀310可以连接至从主液压管线200分歧的并联管线210。

从液压泵100排出的工作油可以通过第一控制阀300和第二控制阀310被分配供应至驱动器。例如，第二控制阀310可以控制斗杆缸10的动作。从液压泵100排出的工作油可以通过并联管线210和第二控制阀310被供应至斗杆缸10。

第二控制阀310，即，所述斗杆控制阀可以通过斗杆头液压管线212和斗杆杆液压管线214分别与斗杆缸10的斗杆头侧腔室12和斗杆杆侧腔室14连接。因此，第二控制阀310可以被切换以将从液压泵100排出的工作油选择性地供应至斗杆头侧腔室12和斗杆杆侧腔室14。

驱动斗杆缸10的工作油可以通过第一回油液压管线222和第二回油液压管线224返回至排泄槽t。例如，来自斗杆杆侧腔室14的工作油可以经第二控制阀310，即所述斗杆控制阀通过第一回油液压管线222被排出至排泄槽t。来自斗杆头侧腔室12的工作油可以经第二控制阀310通过第二回油液压管线224被排出至排泄槽t。

第二控制阀310可以根据通过先导压力移动的控制阀芯312的位移而被切换至第一位置a、第二位置b以及第三位置c。

在第一位置(中立位置a)，主液压管线200可以连接于排泄槽t，而其余液压管线可以被阻断。因此，不向斗杆缸10的斗杆头侧腔室12和斗杆杆侧腔室14供应工作油，而所述斗杆可以维持在其位置。

在第二位置b，并联流路210可以连接于斗杆杆液压管线214，而斗杆头液压管线212可以连接于第二回油液压管线224。此时，主液压管线200可以被完全阻断或部分地阻断。因此，从液压泵200排出的工作油可以通过并联管线210、斗杆杆液压管线214被供应至斗杆杆侧腔室14，而斗杆头侧腔室12内的工作油可以通过斗杆头液压管线212和第二回油液压管线224被排出至排泄槽t。

如图2所示，在第三位置c，并联流路210可以连接于斗杆头液压管线212，而斗杆杆液压管线214可以连接于第一回油液压管线222。此时，主液压管线200可以被完全阻断或部分地阻断。因此，从液压泵200排出的工作油可以通过并联管线210、斗杆头液压管线212被供应至斗杆头侧腔室12，而斗杆杆侧腔室14内的工作油可以通过斗杆杆液压管线214和第一回油液压管线222被排出至排泄槽t。

在一些示例性的实施例中，压力补偿阀400(pressurecompensatedvalve)设置于第一回油液压管线222，并且可以根据第二控制阀310的前端与后端之间的压力差来控制通过压力补偿阀400的工作油的流量。

具体地，压力补偿阀400可以包括接收通过从斗杆杆液压管线214分歧的第一先导管线410供应的第一先导压力的第一压力接收部401a和接收通过从压力补偿阀400的前端的第一回油液压管线222分歧的第二先导管线412供应的第二先导压力的第二压力接收部401b。压力补偿阀400的开口量可以被控制为使所述第一先导压力和所述第二先导压力的差为恒定的值。

参照图3至图5，压力补偿阀400可以形成于第二控制阀310的阀体311。不同于此，压力补偿阀400可以形成于与第二控制阀310的阀体311分离的单独的阀体。

在第二控制阀310的第三位置c，从液压泵100排出的工作油可以通过并联管线210向第二控制阀310的供应口313流入，并经第一分歧通道314a、第一负载通道315a和第一负载口316a通过斗杆头液压管线212被供应至杆斗杆缸10的斗杆头侧腔室12。此外，斗杆缸10的斗杆杆侧腔室14内的工作油可以通过斗杆杆液压管线214向第二控制阀310的第二负载口316b流入，并经第二负载通道315b、回油通道317、油槽通道403以及第一油槽口318b被排出至排泄槽t。

来自斗杆缸10的斗杆杆侧腔室14的工作油可以经第二控制阀310通过第一回油液压管线222被排出至排泄槽t。压力补偿阀400可以设置于第一回油液压管线222。压力补偿阀400可以在补偿阀芯402的两侧包括第一压力接收部401a和第二压力接收部401b。

第一压力接收部401a可以与从第二控制阀310的第二负载通道315b分歧的第一先导管线410连通以将通过第二控制阀310的前端的斗杆杆液压管线214流动的工作油的压力接收为所述第一先导压力。此时，斗杆杆液压管线212可以包括从第二负载口316b延伸至第二负载通道315b的流路。

第二压力接收部401b可以和从与第二控制阀310的第一油槽口318b选择性地连通的回油通道317分歧的第二先导管线412连通以将通过第二控制阀310的后端的第一回油液压管线222流动的工作油的压力接收为所述第二先导压力。此时，第一回油液压管线222可以包括从第二控制阀310的第一油槽口318b经油槽通道403延伸至回油通道317的流路。

与回油通道317连通的第二先导管线412可以与作为压力补偿阀400的入口的第二压力接收部401b连通，而与第一油槽口318b连通的油槽通道403可以与压力补偿阀400的出口405连通。从压力补偿阀400的入口401b通过出口405流动的工作油的流量可以被调整为使第一压力接收部401a内的所述第一先导压力和第二压力接收部401b内的所述第二先导压力的差产生的力与补偿弹簧406的弹簧力等同。补偿阀芯402可以连接于补偿弹簧406，使得所述控制阀的前端与后端之间的压力差可以被补偿弹簧406的弹簧力补偿。

因此，在第二控制阀310的第三位置c，斗杆缸10的斗杆杆侧腔室14内的工作油可以通过斗杆杆液压管线214向第二控制阀310的第二负载口316b流入，并经第二负载通道315b、回油通道317、压力补偿阀400、油槽通道403以及第一油槽口318b被排出至排泄槽t。

压力补偿阀400可以在第二控制阀310的第三位置c以在进行斗杆挖掘动作时的空载条件和负载条件下均具有适当的背压的方式执行节流(meter-out)速度控制来减少压损和背压，从而节约能量。

因此，可以非常轻松地解决作为现有的再生切断阀的应用中存在的问题的调谐难的问题，以实现期望的斗杆挖掘控制性能。加之，具有即使铲斗的重量发生变化(负荷装载、较重的铲斗等)也无需进行斗杆控制阀芯的面积线图调谐的优点。

尽管针对在执行通过自重进行动作的斗杆挖掘动作时控制斗杆控制阀的情况对所述工程机械的控制系统进行了描述，但可以理解的是，所述工程机械的控制系统不限于此。

尽管上面参照本发明的实施例进行了描述，但本领域的技术人员将可以理解在不脱离下面的权利要求书中记载的本发明的思想和领域的范围内可以对本发明实施多样的修改和变更。

附图标记

10：液压缸、斗杆缸，12：斗杆头侧腔室，14：斗杆杆侧腔室，100：液压泵，200：主液压管线，210：并联管线，212：斗杆头液压管线，214：斗杆杆液压管线，222：第一回油液压管线，224：第二回油液压管线，300：第一控制阀，310：控制阀、第二控制阀，311：阀体，313：供应口，314a：第一分歧通道，314b：第二分歧通道，315a：第一负载通道，315b：第二负载通道，316a：第一负载口，316b：第二负载口，317：回油通道，318b：第一油槽口，400：压力补偿阀，401a：第一压力接收部，401b：第二压力接收部，402：补偿阀芯，403：油槽通道，405：出口，406：补偿弹簧，410：第一先导管线，412：第二先导管线。