专利名称：挖土机行程控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及挖土机行程控制装置，尤其涉及一种对可用低速度行程模式和高速行程模式操作的挖土机的起始速度进行控制的行程控制装置。
背景技术：
履带式液压挖土机是典型的重型建筑设备之一，其设置有如图1所示的行程控制装置。该行程控制装置包括一对主液压泵101，102，都由马达103驱动旋转，以排出液压流；所排出的液压流在主控制阀块110的行程控制卷轴111，112的控制下，供给左、右行程马达105，106，以驱动行程马达105，106进行转动，使挖土机前后移动。设置手动行程控制装置120用于控制从辅助泵104排出的液压流的压力和流向，而产生行程控制导引压(X1，X2，Y1，Y2)，以转换行程控制卷轴111，112。
变速装置107，108分别连接在左右行程马达105，106上，用于降低或者提高行程马达105，106的速度。变速装置107，108通过高速信号管线117与辅助泵104相连接，其接收到辅助泵104的高速信号压就会提高行程马达105，106的速度。高速转换阀116设置于高速信号管线117上，用于当打开或关闭选择开关115时，打开或关闭高速信号管线117。
根据液压挖土机的类型，行程速度不仅仅由两种模式控制，即低速模式和高速模式，而是三种模式，即固定低速行程模式，固定高速行程模式和自动高速行程模式。
挖土机往往在固定低速行程模式下低速启动和停止，而在固定高速行程模式下高速启动和停止。在自动高速行程模式下，挖土机通常情况下是高速动作，如果挖土机遇到较大的行程负荷，会自动换到低速以产生较大的转矩，而一旦所述行程负荷降到预定值以下，挖土机又会恢复到高速行程状态。
这种行程系统的明显缺陷在于，即使操作员希望如此，也根本不可能在固定高速行程模式和自动高速行程模式下低速启动。
一般挖土机在工作区之间移动的距离较长时，操作员会高速运作挖土机。而当需要精确控制挖土机的动作，比如当挖土机来回移动而又控制推土机铲刀的操作时，挖土机就需要低速运作。
如果操作员想要低速操作挖土机，却误以固定高速行程模式或自动高速行程模式启动，那么挖土机会朝操作员所希望方向的反向急冲，而给操作员带来很多麻烦，且有时会由于无法控制起始速度而引起事故。这种情况尤其容易发生在履带式机动车辆上，例如履带式液压挖土机。
发明内容
考虑到现有技术的行程控制装置中存在的上述及其他问题，本发明的一个目的在于提供一种挖土机行程控制装置，即便挖土机以高速行程模式启动，该装置也能控制挖土机的起始速度与行程控制杆的操纵量成比例。
为实现此目的，本发明的一个方面提供了一种挖土机行程控制装置，包括至少一个主液压泵和一个辅助泵，各自用于排出液压流；左、右行程马达，由主液压泵的液压流驱动，并分别设置有变速装置；行程控制卷轴，用于控制供给左右行程马达的液压流；手动行程控制装置，用于接收来自辅助泵的液压流，并为行程控制卷轴提供行程控制信号压；高速转换阀，其设置于将辅助泵和变速装置相连接的高速信号管线上，用于切断或传送供给变速装置的高速信号压；行程信号检测装置，用于检测从手动行程控制装置输出的行程控制信号压；以及关闭阀，其设置在高速信号管线上并与高速转换阀串连，用于当行程信号检测装置检测到的行程控制信号压值未超过预设压力值时，关闭高速信号管线以保持变速装置为低速状态，并当行程信号检测装置检测到的行程控制信号压值超过预设压力值时，打开高速信号管线以保持变速装置为高速状态。
在本发明的行程控制装置中，作为优选，行程信号检测装置包含梭形滑阀，用于自动检测从手动行程控制装置输出的行程控制信号压。
在本发明的行程控制装置中，作为优选，关闭阀中设置有可在关闭位置和打开位置之间转换的关闭卷轴、以及设置于关闭卷轴一侧的将关闭卷轴弹向关闭位置的弹簧，行程控制卷轴中也优选设置有将各行程控制卷轴压向中间位置的弹簧，关闭阀的弹簧的弹簧常数要比行程控制卷轴的各弹簧的弹簧常数大。
在本发明的行程控制装置中，作为优选，选择阀还设置有位于高速转换阀和关闭阀之间的高速信号管线、以及一个当致动时可将选择阀转换到旁路位置的开关，当转换为所述旁路位置时，关闭阀上游的高速信号管线的泵侧延伸部分通过旁路信号管线连接到关闭阀下游的高速信号管线的马达侧延伸部分。
本发明另一方面提供了一种挖土机行程控制装置，包括至少一个主液压泵和一个辅助泵，各自用于排出液压流；左、右行程马达，由主液压泵的液压流驱动，并分别设置有变速装置；行程控制卷轴，用于控制供给左右行程马达的液压流；电子行程控制装置，用于产生与排水量成比例的电流；高速转换阀，其设置于将辅助泵和变速装置相连接的高速信号管线上，用于切断或传送供给变速装置的高速信号压；行程信号检测装置，用于检测从电子行程控制装置输出的电流大小；以及螺线管操作的关闭阀，其设置在高速信号管线上，并与高速转换阀串联连接，用于当行程信号检测装置检测到的电流未超过预设电流值时，关闭高速信号管线以保持变速装置为低速状态，并当行程信号检测装置检测到的电流超过预设电流值时，打开高速信号管线以保持变速装置为高速状态。
根据上述的发明，所述行程控制装置可使履带式液压挖土机每次都以低速启动，而不用考虑上述行程操作过程中所选择的速率比。
本发明上述和其他的特征和优点，通过下面结合附图对优选实施例的描述，将更为明确，附图包括图1为现有技术的挖土机行程控制装置的液压管路示意图；图2为本发明第一实施例的挖土机行程控制装置的液压管路示意图；以及图3为本发明第二实施例的挖土机行程控制装置的液压管路示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的挖土机行程控制装置的优选实施例进行详细说明。
图2为本发明第一实施例的行程控制装置的液压管路示意图。如图2所示，第一实施例的行程控制装置包括一对主液压泵1、2和一个辅助泵4，每个都由马达6驱动排出液压流。
由多个控制卷轴对从主液压泵1、2排出的液压流进行控制，包括主控制阀块8中的左、右行程控制卷轴16、18，然后供给多个液压传动器，包括左右行程马达12、14，以驱动这些液压传动装置。
辅助泵4产生的液压流通过液流压力管线5提供给手动行程控制装置20、22。作为对操作员的操作响应，手动行程控制装置20、22减少辅助泵4产生的液压流的压力然后给行程控制卷轴16、18提供与手动行程控制装置20、22的操作量成比例的行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2。
行程控制卷轴16、18经行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2作用后转换到同一方向，以将主液压泵1、2的液压流供给行程马达12、14。弹簧16a和16b、18a和18b分别设置在行程控制卷轴16、18的对边，以便将行程控制卷轴16、18推向中间位置，并抵消作用于各行程控制卷轴16、18相对侧的行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2。
当挖土机保持在停止状态时，手动行程控制装置20、22进行小移动操作会产生数量级较小的行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2并作用于行程控制卷轴16、18同一边的压力接收部件。除非行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2比弹簧16a、16b、18a、18b的弹力大，否则行程控制卷轴16、18保持原位不作转换。如果手动行程控制装置20、22的操作量逐渐增加到使得行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2能克服弹簧16a、16b、18a、18b的弹力，那么行程控制卷轴16、18就转换到同一方向以打开它们的液流通道，使得主液压泵1、2的液压流提供给行程马达12、14。挖土机因此而向前或向后移动。
在这种情况下，如果手动行程控制装置20、22操作量较大时，行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2会适量增加，从而增大行程控制卷轴16、18的孔径面积。这就增大了主液压泵1、2提供给行程马达12、14的液流量，从而提高挖土机的行程速度。
有效连接于行程马达12、14的是变速装置13、15，用于将行程马达12、14的转速即挖土机的行程速度从低速转换到高速。变速装置13、15通过高速信号管线24和液流压力管线5(与手动行程控制装置20、22的入口相连接)与辅助泵4连通。所述变速装置13、15根据通过高速信号管线24从辅助泵4传来的高速信号压，将行程马达12、14由低速切换到高速。在没有高速信号压的情况下，变速装置13、15将行程马达12、14保持在低速操作状态。
高速转换阀26连接于高速信号管线24上，用于切断或传送供给变速装置13、15的高速信号压，该转换动作根据通常设在挖土机操作舱里的高速选择开关是否输出速度变换信号而定。高速转换阀26上设有可在关闭位置和打开位置之间转换的卷轴26a、以及通常将高速转换阀26推向关闭位置的弹簧26b。接收到高速选择开关发出的速度变换信号后，高速转换阀26的卷轴26a转换到打开位置。
如果高速转换阀26根据高速选择开关的速度变换信号转换到打开位置，变速装置13、15将通过高速信号管线从辅助泵4接收高速信号压，以将行程马达12、14转换到高速操作状态。相反，如果从高速转换阀26上除去速度变换信号，则弹簧26b将高速转换阀26推到关闭位置以切断高速信号管线24。在这种状况下，由于变速装置13、15没有从辅助泵4接收高速信号压，所以行程马达12、14保持低速操作状态。
行程信号检测装置32设置于手动行程控制装置20、22的出口侧，用于检测手动行程控制装置20、22传送给行程控制卷轴16、18的行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2。在位于高速转换阀26和变速装置13、15之间的高速信号管线24上，设有关闭阀28，用于根据行程信号检测装置32检测到的行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2的量级开、闭高速信号管线24。所述关闭阀28上设有可在关闭位置和打开位置之间转换的关闭卷轴28a、以及设于关闭卷轴28a一侧的用于将关闭卷轴28a推向关闭位置的弹簧28b。关闭阀28的弹簧28b的弹簧常数要比行程控制卷轴16、18的各弹簧16a、16b、18a、18b的弹簧常量大。
在本实施例中，行程信号检测装置32由多个梭形滑阀组成，用于自动检测手动行程控制装置20、22输出的行程控制信号压。
额外地或是可选地，选择阀29设置在位于高速转换阀26和关闭阀28之间的高速信号管线24上。还有，选择开关27与选择阀29连接，用于当激活或是打开时将选择阀29转换到旁路位置，当转换为所述旁路位置时，关闭阀28上游的高速信号管线24泵侧延伸部分通过旁路信号管线24a连接到关闭阀28下游的高速信号管线24的马达侧延伸部分。如果选择开关27未激活或是关闭，则选择阀29采用直接联接的位置，在该位置，辅助泵4的高速信号压通过关闭阀28传送到变速装置13、15。
上述本发明的挖土机行程控制装置的操作方式如下首先，当挖土机在前述低速行程操作下启动以后，如果没有速度变换信号作用于高速转换阀26，则高速转换阀26保持在如图2所述的关闭位置，该处高速信号管线24保持关闭以确保没有高速信号压作用于变速装置13、15。所以行程马达12、14保持在低速状态。如果手动行程控制装置20、22在这个状态下启动挖土机行程，可使得行程马达12、14低速转动，因而使挖土机慢速启动，否则会引起挖土机的震动。
第二，挖土机在前述高速行程操作下启动的情况下，速度变换信号作用于高速转换阀26，从而将高速转换阀26换为打开位置。这时，选择开关27保持关闭，所以选择阀29可以将高速信号管线24的泵侧延伸部分连接到关闭阀28而不是旁路管线24a。在这种情况下，辅助泵4的高速信号压不会传送到变速装置13、15，除非来自行程信号检测装置32的行程控制信号压值提高到预先设置的压力值以上。这就确保了，即使高速转换阀26在前述行程操作中转换到打开位置，挖土机也可以无震动地低速启动。
换言之，考虑到行程控制卷轴16、18的各弹簧16a、16b、18a、18b的弹簧常数比关闭阀28的弹簧28b的小，行程控制卷轴16、18就会优先于关闭阀28而首先转换到打开位置。因此主液压泵1、2排出的液压流，在变速装置13、15保持行程马达12、14低速运转状态的情况下，供给行程马达12、14。这就使得挖土机可以无震动地低速启动。
如果手动行程控制装置20、22的操作量能达到作用于关闭阀28的行程控制信号压可以与关闭弹簧28b的弹力相抵消的程度，则关闭阀28打开高速信号管线24，以使高速信号压传送到变速装置13、15。同时，由于行程控制卷轴16、18进一步由行程控制信号压X1、X2、Y1、Y2增加的量控制转换，所以主液压泵1、2供给行程马达12、14的液压流量增大。这就使得挖土机高速动作。
图3为本发明第二实施例的挖土机行程控制装置的液压管路示意图。该第二实施例的行程控制装置除了下述设置不同以外，其它构造同第一实施例。
所应用的电子行程控制装置20、22，例如电子操纵杆，用于产生同位移量成比例的电流。行程信号检测装置32与该电子行程控制装置20、22相连接，用于检测电子行程控制装置20、22输出的电流大小。
螺线管操作的关闭阀28设置于同高速转换阀26顺次连接的高速信号管线24上。如果行程信号检测装置32检测到的电信号小于预定的电流值，该关闭阀28关闭高速信号管线24以保持变速装置13、15保持为速度状态，但如果行程信号检测装置32检测到的电信号超过了预定的电流值，就会打开高速信号管线24以保持变速装置13、15为高速状态。
应该注意到的是，第一实施例中的选择阀29和旁路管线24a没有用于第二实施例。而第二实施例中的其它部分或者元件与第一实施例中的充分相同，因而关于这部分就不再重复说明。
如第一实施例先前所描述的，第二实施例中的行程控制装置在电子行程控制装置20、22的操作量较小时确保了螺线管操作的关闭阀28保持在关闭状态，因此阻止了高速信号压通过高速信号管线24传送到变速装置13、15。这有助于避免挖土机有违于操作员的意愿突然启动并处于不可控制的状况的可能性。
如上所述，本发明的行程控制装置可使得挖土机每次都可以低速启动，而不论先前的行程操作过程中所选择的速率是多大，因为所设计的行程控制装置无论挖土机何时启动行程都可以将行程马达保持在低速状态。
虽然上面所描述的是本发明的几个优选实施例，但很显然，对于本领域中的技术人员来说，可在附后的权利要求所限定的本发明的保护范围内对它们进行各种修改和变更。
权利要求
1.一种挖土机行程控制装置，其特征在于，包括至少一个主液压泵(1，2)和一个辅助泵(4)，各自用于排出液压流；左、右行程马达(12，14)，由主液压泵(1，2)的液压流驱动，并分别设置有变速装置(13，15)；行程控制卷轴(16，18)，用于控制供给左、右行程马达(12，14)的液压流；手动行程控制装置(20，22)，用于接收来自辅助泵(4)的液压流，并给行程控制卷轴(16，18)提供行程控制信号压；高速转换阀(26)，其设置在连接辅助泵(4)和变速装置(13，15)的高速信号管线(24)上，用于切断或传送供给变速装置(13，15)的高速信号压；行程信号检测装置(32)，用于检测从手动行程控制装置(20，22)输出的行程控制信号压；以及关闭阀(28)，其设置在高速信号管线(24)上并与高速转换阀(26)串连，用于当行程信号检测装置(32)提供的行程控制信号压值未超过预设压力值时关闭高速信号管线(24)以保持变速装置(13，15)为低速状态，并当行程信号检测装置(32)提供的行程控制信号压值超过预设压力值时打开高速信号管线(24)以保持变速装置(13，15)为高速状态。
2.如权利要求1所述的行程控制装置，其特征在于，行程信号检测装置(32)包含梭形滑阀，用于自动检测从手动行程控制装置(20，22)输出的行程控制信号压。
3.如权利要求1所述的行程控制装置，其特征在于，关闭阀(28)中设置有可在关闭位置和打开位置之间转换的关闭卷轴(28a)、以及设置于关闭卷轴(28a)一侧的弹簧(28b)，用于将关闭卷轴(28a)弹向关闭位置，且行程控制卷轴(16，18)中设置有将各行程控制卷轴(16，18)压向中间位置的弹簧(16a，16b，18a，18b)，关闭阀(28)的弹簧(28b)的弹簧常数要比行程控制卷轴(16，18)的各弹簧(16a，16b，18a，18b)的弹簧常数大。
4.如权利要求1所述的行程控制装置，其特征在于，还包括选择阀(29)，其设置在高速转换阀(26)和关闭阀(28)之间的高速信号管线(24)上、以及选择开关(27)，致动时，其可将选择阀(29)转换到旁路位置，当转换为所述旁路位置时，关闭阀(28)上游的高速信号管线(24)的泵侧延伸部分通过旁路信号管线(24a)连接到关闭阀(28)下游的高速信号管线(24)的马达侧延伸部分。
5.一种挖土机行程控制装置，其特征在于，包括至少一个主液压泵(1，2)和一个辅助泵(4)，各自用于排出液压流；左、右行程马达(12，14)，由主液压泵(1，2)的液压流驱动，并分别设置有变速装置(13，15)；行程控制卷轴(16，18)，用于控制供给左、右行程马达(12，14)的液压流；电子行程控制装置(20，22)，用于产生与排水量成比例的电流；高速转换阀(26)，其设置于将辅助泵(4)和变速装置(13，15)相连接的高速信号管线(24)上，用于切断或传送供给变速装置(13，15)的高速信号压；行程信号检测装置(32)，用于检测从电子行程控制装置(20，22)输出的电流大小；以及螺线管操作的关闭阀(28)，其设置在高速信号管线(24)上，并与高速转换阀(26)串连，用于当行程信号检测装置(32)检测到的电流未超过预设电流值时，关闭高速信号管线(24)以保持变速装置(13，15)为低速状态，并当行程信号检测装置(32)检测到的电流超过预设电流值时，打开高速信号管线(24)以保持变速装置(13，15)为高速状态。
全文摘要
一种行程控制装置，可使履带式液压挖土机低速启动，当手动行程控制装置的操纵量较小时，都无须考虑预先设置的速率比。所述行程控制装置包括分别配置有变速装置的左、右行程马达；设置于高速信号管线上的高速转换阀，用于切断或传送供给变速装置的高速信号压；行程信号检测装置，用于检测手动行程控制装置输出的行程控制信号压。另有设置于高速信号管线上的关闭阀，用于根据行程信号检测装置提供的行程控制信号压的大小，打开、关闭高速信号管线以使变速装置保持在低速或高速状态。
文档编号E02F9/22GK1796667SQ20051009712
公开日2006年7月5日 申请日期2005年12月30日 优先权日2004年12月31日
发明者金亨镐 申请人:斗山英维高株式会社