工作机械的制作方法

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工作机械的制造方法与工艺

本发明涉及一种具备排出向液压驱动器的工作油的至少一部分的安全阀的工作机械。



背景技术:

已知搭载有控制回转用液压马达的驱动的回转用液压回路的挖土机(参考专利文献1。)。该回转用液压回路包括:与回转用液压马达的2个端口连接的2个高压油路;及将该2个高压油路各自和工作油罐进行连接的补给油路。在高压油路与补给油路之间配置有高压安全阀。通过该结构,回转用液压回路一边将从液压泵供给的工作油的一部分经由高压安全阀排出至工作油罐,一边以剩余的工作油使回转用液压马达加速。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-213315号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,上述回转用液压回路由于在使回转用液压马达加速时将工作油的一部分排出至工作油罐而不必要地浪费液压能。

鉴于上述情况,期望提供一种能够在液压驱动器的操作中减少从安全阀排出的工作油量的工作机械。

用于解决课题的手段

本发明的实施例所涉及的工作机械具有:斗杆;动臂,支承所述斗杆;上部回转体,支承所述动臂;下部行走体,将所述上部回转体以回转自如的状态搭载;液压驱动器,一边释放工作油一边进行驱动;第1泵,向所述液压驱动器供给工作油;泵状态检测器,检测所述第1泵的负载;及控制器,当所述泵状态检测器检测出规定状态时,减少从所述第1泵向所述液压驱动器的工作油的流量。

发明效果

通过上述机构,提供一种能够在液压驱动器的操作中减少从安全阀排出的工作油量的工作机械。

附图说明

图1是本发明的实施例所涉及的工作机械的侧视图。

图2是表示图1的工作机械的驱动系统的结构例的框图。

图3是表示搭载于图1的工作机械的液压回路的结构例的概略图。

图4是表示先导压力调整处理的一例的流程的流程图。

图5是表示已开始先导压力调整时的图3的液压回路的状态的图。

图6是表示已开始先导压力调整时的图3的液压回路的另一状态的图。

图7是表示已停止先导压力调整时的图3的液压回路的状态的图。

图8是表示进行先导压力调整时的各种物理量随时间的变化的图。

图9是表示已开始先导压力调整时的图3的液压回路的又一状态的图。

具体实施方式

首先,参考图1对本发明的实施例所涉及的工作机械进行说明。图1是工作机械的侧视图。图1所示的工作机械的下部行走体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。上部回转体3上安装有附属装置。附属装置由作为工作体的动臂4、斗杆5及抓斗6构成。具体而言,上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5,在斗杆5的前端安装有抓斗6作为端接附属装置。动臂4通过动臂缸7进行转动,斗杆5通过斗杆缸8进行转动。抓斗6通过铲斗缸(抓斗倾斜用缸)9进行转动,且通过抓斗开闭缸10,爪6a被开闭。铲斗缸9为代替抓斗6而使用铲斗时使该铲斗转动的一般的液压缸,本实施例中,用于使抓斗6转动(倾斜)。上部回转体3上设置有驾驶室且搭载有引擎11等。图1同时示出正在用抓斗6抓紧工作对象的附属装置的状态a1、及用抓斗6抓紧工作对象之后抬起时的附属装置的状态a2。

图2是表示图1的工作机械的驱动系统的结构例的框图,分别用双重线、实线、虚线及单点划线表示机械动力系统、高压液压管路、先导管路及电控系统。

工作机械的驱动系统主要包括引擎11、调节器13、主泵14、先导泵15、控制阀17、操作装置26、压力传感器29及控制器30。

引擎11是工作机械的驱动源。本实施例中,是作为以维持规定转速的方式动作的内燃机的柴油引擎。引擎11的输出轴与主泵14及先导泵15的输入轴连接。

主泵14经由高压液压管路将工作油供给至控制阀17。本实施例中,主泵14为斜板式可变容量型液压泵。

调节器13控制主泵14的吐出量。本实施例中,调节器13通过根据来自控制器30的控制信号调节主泵14的斜板偏转角来控制主泵14的吐出量。

先导泵15经由先导管路向操作装置26供给工作油。本实施例中,先导泵15为固定容量型液压泵。

控制阀17是控制工作机械中的液压系统的液压控制装置。本实施例中,控制阀17对动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、抓斗开闭缸10、左侧行走用液压马达1a、右侧行走用液压马达1b及回转用液压马达2a中的1个或多个部件选择性供给主泵14所吐出的工作油。以下,将动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、抓斗开闭缸10、左侧行走用液压马达1a、右侧行走用液压马达1b及回转用液压马达2a统称为“液压驱动器”。

操作装置26是操作人员为了进行液压驱动器的操作而使用的装置。本实施例中,操作装置26将先导泵15所吐出的工作油供给至控制阀17内的控制阀的先导端口。具体而言,操作装置26向与液压驱动器的每一个对应的控制阀的先导端口供给先导泵15所吐出的工作油。供给至先导端口的每一个的工作油的压力(先导压力)是和与液压驱动器的每一个对应的操作装置26的操纵杆或踏板的操作方向及操作量相应的压力。

压力传感器29为用于检测操作装置26的操作内容的操作内容检测部的一例。本实施例中,压力传感器29以压力的形式检测与液压驱动器的每一个对应的操作装置26的操作方向及操作量,并对控制器30输出检测出的值。操作装置26的操作内容也可以使用检测各种操作操纵杆的倾斜度的倾斜度传感器等除压力传感器以外的其他传感器来检测。具体而言,压力传感器29安装于左侧行走操纵杆、右侧行走操纵杆、斗杆操作操纵杆、回转操作操纵杆、动臂操作操纵杆、抓斗倾斜操作操纵杆、抓斗开闭踏板等操作装置26的每一个。

控制器30是用于控制工作机械的控制装置。本实施例中,控制器30由具备cpu、ram、rom等的计算机构成。控制器30从rom中读出与各种功能要件对应的程序并加载至ram,使cpu执行与各种功能要件对应的处理。

控制器30根据压力传感器29的输出对操作装置26每一个的操作内容(例如为有无操纵杆操作、操纵杆操作方向、操纵杆操作量等。)进行电性检测。

接着,参考图3对搭载于图1的工作机械的液压回路的结构例进行说明。图3是表示搭载于图1的工作机械的液压回路的结构例的图。图3与图2同样地分别用实线、虚线及单点划线表示高压液压管路、先导管路及电控系统。

主泵14l、14r是通过引擎11而被驱动的可变容量型液压泵,对应于图2的主泵14。本实施例中,主泵14l使工作油通过经由构成控制阀17的控制阀171l~175l每一个的中间旁通油路21l循环至工作油罐t。并且,主泵14l能够通过与中间旁通油路21l平行地延伸的并联油路22l向控制阀172l~175l的每一个供给工作油。同样地,主泵14r使工作油通过经由构成控制阀17的控制阀171r~175r每一个的中间旁通油路21r循环至工作油罐t。并且,主泵14r能够通过与中间旁通油路21r平行地延伸的并联油路22r向控制阀172r~175r的每一个供给工作油。以下,主泵14l及主泵14r有时统称为“主泵14”而进行参考。关于左右一对地构成的其他构成要件也相同。

控制阀171l是当左侧行走操纵杆被操作时为了向左侧行走用液压马达1a供给主泵14l所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。

控制阀171r是作为直行进阀的滑阀。本实施例中,直行进阀171r是两位四通滑阀,具有第1阀位置及第2阀位置。第1阀位置具有使主泵14l和并联油路22l连通的流路及使主泵14r和控制阀172r连通的流路。第2阀位置具有使主泵14r和并联油路22l连通的流路及使主泵14l和控制阀172r连通的流路。

控制阀172l是当抓斗开闭踏板26a被操作时为了向抓斗开闭缸10供给主泵14l所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。

控制阀172r是当右侧行走操纵杆被操作时为了向右侧行走用液压马达1b供给主泵14所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。

控制阀173l是当回转操作操纵杆被操作时为了向回转用液压马达2a供给主泵14所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。

控制阀173r是当抓斗倾斜操作操纵杆被操作时为了向铲斗缸9供给主泵14r所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。

控制阀174l、174r是当动臂操作操纵杆被操作时为了向动臂缸7供给主泵14所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。当动臂操作操纵杆沿动臂提升方向被操作规定的操纵杆操作量以上时,控制阀174l向动臂缸7追加供给工作油。

控制阀175l、175r是当斗杆操作操纵杆被操作时为了向斗杆缸8供给主泵14所吐出的工作油而切换工作油的流向的滑阀。当斗杆操作操纵杆被操作规定的操纵杆操作量以上时,控制阀175r向斗杆缸8追加供给工作油。

从左侧行走用液压马达1a、抓斗开闭缸10、回转用液压马达2a、斗杆缸8的每一个流出的工作油通过返回油路23l排出至工作油罐t。同样地,从右侧行走用液压马达1b、铲斗缸9、动臂缸7的每一个流出的工作油通过返回油路23r排出至工作油罐t。从斗杆缸8流出的工作油的一部分有时通过返回油路23r排出至工作油罐t。

中间旁通油路21l、21r分别在位于最下游的控制阀175l、175r与工作油罐t之间具备负控制节流器20l、20r。以下,将负控制简称为“负控”。负控节流器20l、20r限制主泵14l、14r所吐出的工作油的流量而在负控节流器20l、20r的上游产生负控压力。控制器30利用该负控压力来执行负控控制。具体而言,由负控节流器20l、20r产生的负控压力越低,越增大主泵14l、14r的吐出量。当由负控节流器20l、20r产生的负控压力超过规定压力时,将主泵14l、14r的吐出量减小至规定的下限值。

安全阀50是将抓斗开闭缸10的缸底侧油室的压力控制为规定的关闭安全压力以下的阀。

负载单向阀51是防止抓斗开闭缸10中的工作油向并联油路22l逆流的阀。

抓斗开闭踏板26a是操作装置26之一,其生成作用于控制阀172l的右侧(抓斗关闭侧)先导端口的先导压力(以下,设为“抓斗关闭先导压力”。)及作用于控制阀172l的左侧(抓斗打开侧)先导端口的先导压力(以下,设为“抓斗打开先导压力”。)。本实施例中,当踩下前端侧(脚尖侧)时使抓斗关闭先导压力增大而使控制阀172l向左方移动,当踩下后端侧(脚后跟侧)时使抓斗打开先导压力增大而使控制阀172l向左方移动。并且,当踩踏被解除时使控制阀172l返回到中立位置。

减压阀55a是调整抓斗开闭踏板26a所生成的抓斗关闭先导压力的阀,根据来自控制器30的控制电流的大小来调整抓斗关闭先导压力。具体而言,减压阀55a将抓斗关闭先导压力作为一次压力而接收,并将调整后先导压力作为二次压力而使其作用于控制阀172l的右侧(抓斗关闭侧)先导端口。控制电流越大,减压阀55a越减小二次压力。

压力传感器s1l、s1r检测在负控节流器20l、20r的上游产生的负控压力,并将检测出的值作为负控压力电信号而输出至控制器30。

压力传感器s2l、s2r为检测液压泵的负载的泵状态检测器的一例。本实施例中,压力传感器s2l、s2r检测主泵14l、14r的吐出压力,并将检测出的值作为吐出压力电信号而输出至控制器30。

压力传感器s3为检测抓斗6的状态的抓斗状态检测器的一例。本实施例中,压力传感器s3检测抓斗开闭缸10的缸底侧油室的压力(以下,设为“抓斗缸底压力”。),并将检测出的值作为抓斗缸底压力电信号而输出至控制器30。

压力传感器s4是压力传感器29之一,其检测抓斗关闭先导压力,并将检测出的值作为抓斗关闭先导压力电信号而输出至控制器30。

压力传感器s5是压力传感器29之一,其检测作用于控制阀174l的左侧(动臂提升侧)先导端口及控制阀174r的左侧(动臂提升侧)先导端口的先导压力(以下,设为“动臂提升先导压力”。),并将检测出的值作为动臂提升先导压力电信号而输出至控制器30。

控制器30接收压力传感器29、s1l、s1r、s2l、s2r、s3、s4、s5等的输出,使cpu执行调整主泵14l、14r每一个的吐出量的程序、调整抓斗关闭先导压力的程序等。

当与主泵14l相关的液压驱动器(例如抓斗开闭缸10)和与主泵14r相关的液压驱动器(例如动臂缸7)均以完全操纵杆(fulllever)/完全踏板(fullpedal)方式被持续操作时,控制器30使主泵14l的吐出量l1与主泵14r的吐出量l2相同。以下,将该方式设为“吐出量同步方式”。完全操纵杆/完全踏板是指例如将操纵杆/踏板在中立状态下的操作量设为0%并将在最大操作状态下的操作量设为100%时以80%以上的操作量被操作的状态。

接着,参考图4对抓斗6的关闭操作时控制器30调整抓斗关闭先导压力的处理(以下,设为“先导压力调整处理”。)的一例进行说明。图4是表示先导压力调整处理的一例的流程的流程图,控制器30在抓斗关闭操作中以规定的控制周期重复执行该先导压力调整处理。

首先,控制器30判定抓斗缸底压力是否大于规定压力th1(步骤st1)。本实施例中,控制器30对作为压力传感器s3的输出的抓斗缸底压力和预先存储于rom等中的规定压力th1进行比较来判定抓斗缸底压力是否大于规定压力th1。规定压力th1是根据关闭安全压力预先设定的压力,例如设定为稍低于关闭安全压力的压力。

当判定为抓斗缸底压力大于规定压力th1时(步骤st1的“是”),控制器30判定主泵14l的吐出压力p1是否大于规定压力th1(步骤st2)。本实施例中,控制器30对作为压力传感器s2l的输出的主泵14l的吐出压力p1和规定压力th1进行比较来判定吐出压力p1是否大于规定压力th1。

当判定为吐出压力p1大于规定压力th1时(步骤st2的“是”),控制器30减小控制阀172l的pc开口面积(步骤st3)。pc开口面积是指将主泵14l和抓斗开闭缸10的缸底侧油室连接的控制阀172l内的流路的剖面面积。本实施例中,控制器30使对减压阀55a的控制电流增大。减压阀55a随着控制电流增大而减小作用于控制阀172l的右侧(抓斗关闭侧)先导端口的调整后先导压力。

当判定为吐出压力p1为规定压力th1以下时(步骤st2的“否”),控制器30判定吐出压力p1是否大于规定压力th2(步骤st4)。本实施例中,控制器30对作为压力传感器s2l的输出的吐出压力p1和预先存储于rom等中的规定压力th2进行比较来判定吐出压力p1是否大于规定压力th2。规定压力th2设定为规定压力th1以下的压力。

当判定为吐出压力p1大于规定压力th2时(步骤st4的“是”),控制器30将控制阀172l的pc开口面积维持为当时的状态(步骤st5)。本实施例中,控制器30将对减压阀55a的控制电流的大小固定为当时的大小。减压阀55a将作用于控制阀172l的右侧(抓斗关闭侧)先导端口的调整后先导压力的大小维持为当前的大小。如此,控制器30当吐出压力p1大于规定压力th2时将pc开口面积维持为当时的状态,而不是根据吐出压力p1是否大于规定压力th2来切换pc开口面积的增减。并且,使用除规定压力th2以外的压力来规定减小pc开口面积的条件。通过利用这种滞后控制来控制减压阀55a,能够防止控制阀172l的移动方向被频繁切换。

当判定为吐出压力p1为规定压力th2以下时(步骤st4的“否”),控制器30使控制阀172l的pc开口面积增大(步骤st6)。本实施例中,控制器30减小对减压阀55a的控制电流。减压阀55a随着控制电流减小而使作用于控制阀172l的右侧(抓斗关闭侧)先导端口的调整后先导压力增大。其结果,控制阀172l的pc开口面积逐渐增大。并且,控制阀172l最终在右侧(抓斗关闭侧)先导端口接收抓斗开闭踏板26a所生成的抓斗关闭先导压力而向右侧位置移动。

当判定为抓斗缸底压力为规定压力th1以下时(步骤st1的“否”),控制器30中止通过减压阀55a进行的先导压力调整(步骤st7)。

在抓斗6的关闭操作被中止时,控制器30也中止通过减压阀55a进行的先导压力调整。

图5是表示已开始先导压力调整时的图3的液压回路的状态的图,图中的粗实线箭头表示工作油的流动方向。图中的粗点线表示工作油的压力与规定压力th1大致相等的状态。主泵14l的吐出压力p1小于规定压力th1。图中的阴影线表示控制阀172l通过先导压力调整而位于中立位置与右侧位置之间的中间位置的情况。

具体而言,图5表示已单独进行抓斗6的关闭操作时的液压回路的状态,例如表示附属装置为图1的状态a1时,单独进行抓斗6的关闭操作而使抓斗6抓紧工作对象之后(爪6a向关闭方向的移动停止之后)的液压回路的状态。在成为图5的状态之前,主泵14l所吐出的工作油流入到抓斗开闭缸10的缸底侧油室,使与缸底侧油室连接的油路内及并联油路22l内的工作油(参考图5的粗点线部分。)的压力增大至规定压力th1。控制器30通过负控控制而使主泵14l的吐出量l1增大。这是因为控制阀172l截断中间旁通油路21l而导致负控压力下降。直至抓斗6抓紧工作对象为止,即直至爪6a向关闭方向的移动停止为止,抓斗缸底压力不会达到规定压力th1。这是因为,当爪6a向关闭方向移动时,抓斗开闭缸10的缸底侧油室变大而接收主泵14l所吐出的工作油。抓斗缸底压力随着抓斗6压缩工作对象即随着爪6a向关闭方向的移动变慢而增大。并且,若抓斗缸底压力达到规定压力th1,则工作油停止向缸底侧油室流入,爪6a停止向关闭方向移动。因此,抓斗缸底压力高于规定压力th1的状态表示抓斗6已经抓紧工作对象之后的状态。

然后,控制器30通过先导压力调整使对减压阀55a的控制电流的大小增大,直至主泵14l的吐出压力p1成为规定压力th1(<关闭安全压力)以下,从而使控制阀172l沿返回到中立位置的方向移动。并且,减小控制阀172l的pc开口面积且增大pt开口面积。因此,主泵14l所吐出的工作油通过控制阀172l的pt开口及中间旁通油路21l排出至工作油罐t。并且,控制器30通过负控控制减小主泵14l的吐出量l1。这是因为,由于通过控制阀172l的pt开口的工作油,负控压力增大。其结果,主泵14l的吐出压力p1变小。

然后,若主泵14l的吐出压力p1成为规定压力th1以下,则控制器30将对减压阀55a的控制电流的大小固定而使控制阀172l静止。其结果,液压回路成为图5所示的状态,控制器30防止工作油从安全阀50排出,且能够减少通过中间旁通油路21l流出至工作油罐t的工作油的量。即使吐出压力p1成为规定压力th1以下,抓斗缸底压力也不会下降。这是因为,通过负载单向阀51防止了抓斗开闭缸10中的工作油向并联油路22l逆流。

接着,参考图6对已开始先导压力调整时的图3的液压回路的另一状态进行说明。图中的粗实线箭头表示工作油的流动方向,粗实线越粗,表示工作油的流量越大。图中的阴影线表示控制阀172l通过先导压力调整位于中立位置与右侧位置之间的中间位置的情况。

具体而言,图6表示在图5所示的状态下进行了抓斗6的关闭操作与动臂4的提升操作的复合操作时的液压回路的状态,例如表示附属装置处于图1的状态a2时的液压回路的状态。并且,表示位于动臂缸7的缸底侧油室的工作油的压力(以下,设为“负载压力”。)大于关闭安全压力时的状态。此时,主泵14l的吐出压力p1大于关闭安全压力即规定压力th1。因此,主泵14l所吐出的工作油通过控制阀172l及安全阀50排出至工作油罐t。

因此,控制器30通过先导压力调整使对减压阀55a的控制电流的大小增大而使控制阀172l沿返回到中立位置的方向移动。并且,减小控制阀172l的pc开口面积且增大pt开口面积。来自主泵14l的工作油不会通过控制阀172l的pt开口及中间旁通油路21l排出至工作油罐t。这是因为,中间旁通油路21l已被控制阀174l截断。其结果,能够抑制或防止工作油从安全阀50排出,且能够使通过并联油路22l及控制阀174l流入到动臂缸7的缸底侧油室的工作油量增大。

若主泵14l的吐出压力p1成为规定压力th2以下,则控制器30减小对减压阀55a的控制电流的大小而使控制阀172l向右侧位置移动。并且,增大控制阀172l的pc开口面积且减小pt开口面积。但是,即使控制阀172l的pc开口面积增大,抓斗缸底压力也不会下降。这是因为,通过负载单向阀51,防止抓斗开闭缸10中的工作油向并联油路22l逆流。

接着,参考图7对已开始先导压力调整时的图3的液压回路的又一状态进行说明。图中的粗实线箭头表示工作油的流动方向。图中的粗点线表示工作油的压力与规定压力th1大致相等的状态。

具体而言,图7表示在图6所示的状态下进一步持续抓斗6的关闭操作与动臂4的提升操作的复合操作时的液压回路的状态,例如表示附属装置的回转半径小于规定值时的液压回路的状态。并且,表示动臂缸7的负载压力小于关闭安全压力时的状态。此时,主泵14l的吐出压力p1小于关闭安全压力且小于规定压力th1。因此,与抓斗开闭缸10的缸底侧油室连接的油路内的工作油(参考图7的粗点线部分。)与控制阀172l的pc开口面积的大小无关地,向并联油路22l内的流动被负载单向阀51截断。即使吐出压力p1变化,抓斗缸底压力也不会变化。因此,当抓斗缸底压力大于规定压力th1时,若采用如减小控制阀172l的pc开口面积这样的先导压力调整,则pc开口面积因先导压力调整而被无限制地减小。

因此,若主泵14l的吐出压力p1为规定压力th1以下,则控制器30将控制阀172l的pc开口面积维持为该状态,若吐出压力p1为规定压力th2以下,则使控制阀172l的pc开口面积增大。即,能够防止成为控制阀172l的pc开口面积被减小的状态。因此,即使在由抓斗6抓紧的工作对象发生载荷失衡而导致粗点线部分的工作油的压力即抓斗缸底压力下降至小于主泵14l的吐出压力p1时,主泵14l所吐出的工作油也能够通过负载单向阀51及控制阀172l快速流入到抓斗开闭缸10的缸底侧油室。其结果,即使在由抓斗6抓紧的工作对象发生载荷失衡时,控制器30也能够通过向抓斗开闭缸10的缸底侧油室迅速供给足够的工作油来快速实现抓斗6的进一步的抓紧。

如此,当抓斗缸底压力超过规定压力th1时,控制器30自动减小控制阀172l的pc开口面积。因此,能够使来自主泵14l的工作油通过中间旁通油路21l来代替经由安全阀50被排出,并通过负控控制减小吐出量l1。其结果,能够减少持续抓斗关闭操作时不必要地排出的工作油的量。

即使在动臂缸7的负载压力为关闭安全压力以上的情况下,控制器30也能够抑制来自主泵14l的工作油通过安全阀50被排出,同时能够使来自主泵14l的工作油流入到动臂缸7。具体而言,能够使来自主泵14l的工作油经由合流流路54与来自主泵14r的工作油合流并流入到动臂缸7。其结果,即使在动臂缸7的负载压力为关闭安全压力以上的情况下,也能够使流入到动臂缸7的工作油的量增大,能够防止在抓斗关闭操作与动臂提升操作的复合操作时动臂4的上升速度变慢。

即使在动臂缸7的负载压力低于关闭安全压力的情况下,即通过负载单向阀51的存在而抓斗缸底压力不发生变化的情况下,控制器30也能够根据主泵14l的吐出压力p1的大小来执行先导压力调整。因此,即使在抓斗关闭操作与动臂提升操作的复合操作中动臂缸7的负载压力小于关闭安全压力,且由抓斗6抓紧的工作对象发生载荷失衡的情况下,也能够通过向抓斗开闭缸10的缸底侧油室迅速供给足够的工作油来快速实现抓斗6的进一步的抓紧。

接着,参考图8对进行先导压力调整时的各种物理量随时间的变化进行说明。图8表示进行先导压力调整时的各种物理量随时间的变化。具体而言,图8表示抓斗关闭操作的开/关状态、动臂提升操作的开/关状态、主泵14l的吐出量l1、主泵14r的吐出量l2及动臂流量随时间的变化。抓斗关闭操作的开状态是指以完全踏板方式对抓斗开闭缸10进行操作的状态,动臂提升操作的开状态是指以完全操纵杆方式对动臂缸7进行操作的状态。动臂流量是指流入到动臂缸7的缸底侧油室的工作油的流量。图8的实线表示执行先导压力调整时的随时间的变化,虚线为作为比较对象而表示未执行先导压力调整时的随时间的变化。

如图8所示,若在时刻t1抓斗关闭操作成为开状态,则控制器30开始进行先导压力调整。具体而言,控制器30若检测出作为压力传感器s2l的输出的吐出压力p1高于规定压力th1且作为压力传感器s3的输出的抓斗缸底压力高于规定压力th1,则开始进行先导压力调整而减小控制阀172l的pc开口面积且增大pt开口面积。

其结果,主泵14l的吐出量l1由相关的液压驱动器均未被操作时所采用的下限值lmin增大至通过全马力控制确定的上限值lmax1之后,减小至通过负控控制确定的流量ln。这是因为,若抓斗缸底压力超过规定压力th1,则执行先导压力调整。主泵14r的吐出量l2是相关的液压驱动器均未被操作时所采用的下限值lmin。全马力控制是确定吐出量l1、l2以免主泵14的合计吸收马力超过引擎11的输出马力的控制。具体而言,合计吸收马力t由t=k×(p1×l1+p2×l2)表示。k为系数。当将合计吸收马力t维持为一定值时,上限值lmax1由(t/k-p2×l2)/p1表示。

若pt开口面积增大,则主泵14l所吐出的工作油通过中间旁通油路21l排出至工作油罐t,不会通过安全阀50排出至工作油罐t。

然后,若在时刻t2动臂提升操作成为开状态,则停止负控控制,并执行全马力控制。其结果,主泵14l的吐出量l1增大至通过全马力控制确定的上限值lmax2(<lmax1)。在吐出量同步方式中,当动臂4和抓斗6均以完全操纵杆/完全踏板方式被持续操作时,l1=l2=lmax2,因此上限值lmax2由t/(k×(p1+p2))表示。主泵14r的吐出量l2也成为与主泵14l的吐出量l1相同的吐出量lmax2。

其结果,动臂流量成为从主泵14l的吐出量lmax2与主泵14r的吐出量lmax2的合计减去从安全阀50排出的流量ld之后的值lb。

当未执行先导压力调整时,若在时刻t1抓斗关闭操作成为开状态,则如虚线所示,主泵14l的吐出量l1由下限值lmin增大至上限值lmax1之后,以保持上限值lmax1的状态变化。这是因为,持续进行全马力控制而未开始负控控制。从时刻t1至时刻t2,主泵14l所吐出的工作油通过安全阀50排出至工作油罐t。

然后,若在时刻t2动臂提升操作成为开状态,则主泵14l的吐出量l1通过吐出量同步方式中的全马力控制减小至与主泵14r的吐出量l2相同的流量lp。动臂流量也会受流量lp的限制。这是因为,当动臂缸7的负载压力高于关闭安全压力时,无法使来自主泵14l的工作油和来自主泵14r的工作油合流。具体而言,是因为即使将主泵14l的吐出压力p1增大至动臂缸7的负载压力,主泵14l所吐出的工作油也会从安全阀50被排出。

如此,当未执行先导压力调整时,若动臂缸7的负载压力高于关闭安全压力,则动臂流量受流量lp的限制,与执行先导压力调整时相比,动臂4的上升速度变慢。

通过以上结构,控制器30能够减少进行抓斗6的单独关闭操作时从安全阀50不必要地排出的工作油的量。

并且,即使在抓斗6的关闭操作与动臂4的提升操作的复合操作中,动臂缸7的负载压力高于关闭安全压力的情况下,控制器30也能够抑制或防止通过了安全阀50的工作油的排出,同时能够使来自主泵14l的工作油与来自主泵14r的工作油合流并流入到动臂缸7。

接着,参考图9对除了抓斗的关闭操作以外利用先导压力调整的情况进行说明。图9是表示已开始先导压力调整时的图3的液压回路的又一状态的图。图9未图示抓斗开闭踏板26a、减压阀55a及压力传感器s4而图示回转操作操纵杆26b、减压阀55b及压力传感器s6、以及图示包括回转用液压马达2a的回转液压回路的详细内容,在这些方面不同于图3的液压回路,但在其他方面相同。因此,详细说明新图示的部分。

回转操作操纵杆26b是操作装置26之一,其生成作用于控制阀173l的右侧先导端口的先导压力(以下,设为“右回转先导压力”。)及作用于控制阀173l的左侧先导端口的先导压力(以下,设为“左回转先导压力”。)。

减压阀55b是调整回转操作操纵杆26b所生成的右回转先导压力的阀,其根据来自控制器30的控制电流的大小来调整右回转先导压力。具体而言,减压阀55b将右回转先导压力作为一次压力而接收,并将调整后先导压力作为二次压力而作用于控制阀173l的右侧先导端口。控制电流越大,减压阀55b越减小二次压力。关于调整左回转先导压力的减压阀(未图示。)也相同。

压力传感器s6是压力传感器29之一,其检测右回转先导压力,并将检测出的值作为右回转先导压力电信号而输出至控制器30。关于检测左回转先导压力的压力传感器(未图示。)也相同。

回转液压回路是用于驱动回转机构2的液压回路,其包括回转用液压马达2a、回转安全阀60l、60r、单向阀61l、61r、压力传感器s7l、s7r。

回转安全阀60l是将回转用液压马达2a的左端口2al侧的工作油的压力控制为规定的回转安全压力以下的阀。回转安全阀60r是将回转用液压马达2a的右端口2ar侧的工作油的压力控制为规定的回转安全压力以下的阀。

单向阀61l是将回转用液压马达2a的左端口2al侧的工作油的压力维持为工作油罐t中的工作油的压力以上的阀。单向阀61r是将回转用液压马达2a的右端口2ar侧的工作油的压力维持为工作油罐t中的工作油的压力以上的阀。

压力传感器s7l、s7r为检测回转用液压马达2a的状态的状态检测器的一例。本实施例中,压力传感器s7l检测回转用液压马达2a的左端口2al侧的工作油的压力(以下,设为“左端口压力”。),并将检测出的值作为左端口压力电信号而输出至控制器30。压力传感器s7r检测回转用液压马达2a的右端口2ar侧的工作油的压力(以下,设为“右端口压力”。),并将检测出的值作为右端口压力电信号而输出至控制器30。

图9表示使主泵14l所吐出的工作油流入到回转用液压马达2a的左端口2al而使回转用液压马达2a加速时的液压回路的状态。具体而言,表示如下状态:回转操作操纵杆26b所生成的右回转先导压力作用于控制阀173l的右侧先导端口,控制阀173l向左方移动,从而来自主泵14l的工作油流入到回转用液压马达2a的左端口2al。

与抓斗6的关闭操作的情况相同,当判定为作为压力传感器s7l的输出的左端口压力高于规定压力th3时,控制器30减小控制阀173l的pc开口面积且增大pt开口面积。规定压力th3是预先存储于rom等的值,设定为稍低于回转安全压力的压力。具体而言,控制器30使对减压阀55b的控制电流增大。减压阀55b随着控制电流增大而减小作用于控制阀173l的右侧先导端口的调整后先导压力。因此,主泵14l所吐出的工作油的一部分通过控制阀173l的pt开口及中间旁通油路21l到达工作油罐t。其结果,控制器30通过负控控制来减小主泵14l的吐出量l1。左端口压力维持为规定压力th3,能够抑制或防止通过了回转安全阀60l的工作油的排出(参考图中的粗点线箭头。)。

通过以上结构,控制器30能够减少单独进行回转加速操作时从回转安全阀60l、60r不必要地排出的工作油的量。

以上,对本发明的优选实施例进行了详细说明,但本发明并不限定于上述实施例,在不脱离本发明范围的前提下,能够对上述实施例施加各种变形及替换。

例如,上述实施例中,在进行抓斗6的单独关闭操作、抓斗6的关闭操作与动臂4的提升操作的复合操作、或回转加速操作时执行先导压力调整。然而,本发明并不限定于该结构。例如,也可以在进行抓斗6的关闭操作与斗杆5的打开操作的复合操作、抓斗6的关闭操作与回转加速操作的复合操作、回转加速操作与动臂4的提升操作的复合操作等包括抓斗6的关闭操作及回转加速操作中的至少一方的其他复合操作时执行先导压力调整。并且,也可以同时执行与抓斗6的关闭操作有关的先导压力调整和与回转加速操作有关的先导压力调整。

上述实施例中,通过具有抓斗开闭缸10的工作机械来执行先导压力调整。然而,本发明并不限定于该结构。例如,可以通过具有一边释放工作油一边进行驱动的其他液压驱动器的工作机械来执行先导压力调整。例如,可以在通过具有铲斗来代替抓斗6且具有回转用液压马达的挖土机进行回转加速操作时执行。

本申请主张基于2014年11月10日申请的日本专利申请2014-228404号的优先权,并将该日本专利申请的所有内容通过参考而援用于本申请中。

符号说明

1-下部行走体,1a、1b-行走用液压马达,2-回转机构,2a-回转用液压马达,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-抓斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-抓斗开闭缸,11-引擎,13、13l、13r-调节器,14、14l、14r-主泵,15-先导泵,17-控制阀,20l、20r-负控制节流器,21l、21r-中间旁通油路,22l、22r-并联油路,23l、23r-返回油路,26-操作装置,26a-抓斗开闭踏板,26b-回转操作操纵杆,29-压力传感器,30-控制器,50-安全阀,51-负载单向阀,54-合流流路,55a、55b-减压阀,60l、60r-回转安全阀,61l、61r-单向阀,171l~175l、171r~175r-控制阀,s1l、s1r、s2l、s2r、s3、s4、s5、s6、s7l、s7r-压力传感器,t-工作油罐。

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