CN111989441B - 油压挖掘机驱动系统 - Google Patents

Abstract

油压挖掘机驱动系统具备：通过第一泵线路与动臂主控制阀及斗杆副控制阀连接的第一泵；通过第二泵线路与动臂副控制阀及斗杆主控制阀连接的第二泵；和在斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时使斗杆副控制阀不动作的控制装置；动臂副控制阀在进行动臂上扬操作时与动臂主控制阀一起动作，在将动臂副控制阀与动臂主控制阀和动臂缸之间的动臂上扬第一供给线路连接的动臂上扬第二供给线路上，设有允许从动臂副控制阀向动臂缸的头侧的流动但禁止其逆向流动的逆止阀。

Description

油压挖掘机驱动系统

技术领域

本发明涉及油压挖掘机驱动系统。

背景技术

油压挖掘机驱动系统通常含有回转马达、动臂缸、斗杆缸及铲斗缸作为油压执行器，从两个泵向该些油压执行器供给工作油。一般而言，从一方的泵各通过一个控制阀向回转马达及铲斗缸供给工作油，从双方的泵各通过两个控制阀向动臂缸及斗杆缸供给工作油。

例如，专利文献1中公开了图6所示的油压挖掘机驱动系统100。该驱动系统100形成为在同时进行斗杆收回操作和动臂上扬操作时，能防止向斗杆缸和动臂缸中负荷压力较低一方流入较多工作油的结构。

具体地，驱动系统100中，动臂主控制阀120通过动臂上扬第一供给线路121及动臂下落供给线路122与动臂缸140连接，动臂副控制阀130通过动臂上扬第二供给线路131与动臂上扬第一供给线路121连接。又，斗杆主控制阀150通过斗杆收回第一供给线路151及斗杆伸出第一供给线路152与斗杆缸170连接，斗杆副控制阀160通过斗杆收回第二供给线路161与斗杆收回第一供给线路151连接并通过斗杆伸出第二供给线路162与斗杆伸出第一供给线路152连接。

动臂主控制阀120根据从作为先导操作阀的动臂操作装置125输出的先导压而动作。另一方面，动臂副控制阀130通过电磁比例阀135被控制装置180控制。同样地，斗杆主控制阀150根据从作为先导操作阀的斗杆操作装置155输出的先导压而动作。另一方面，斗杆副控制阀160通过一对电磁比例阀165被控制装置180控制。

控制装置180在不进行斗杆收回操作而进行动臂上扬操作时使动臂副控制阀130与动臂主控制阀120一起动作，在动臂上扬操作与斗杆收回操作同时进行时不使动臂副控制阀130动作。同样地，控制装置180在不进行动臂上扬操作而进行斗杆收回操作时使斗杆副控制阀160与斗杆主控制阀150一起动作，在斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时不使斗杆副控制阀160动作。通过上述结构，能在斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时，将第一泵111作为动臂缸140专用、将第二泵112作为斗杆缸170专用而使用。由此，如上述，能防止斗杆缸170和动臂缸140中负荷压力较低一方内流入较多工作油。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本专利第6220227号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

不过，图6所示的驱动系统100中，动臂副控制阀130及斗杆副控制阀160需要三个专用的电磁比例阀。

因此，本发明目的在于提供一种能以更低成本防止向斗杆缸和动臂缸中负荷压力较低一方流入较多工作油的油压挖掘机驱动系统。

解决问题的手段：

为解决所述问题，本发明的油压挖掘机驱动系统的特征在于，具备：通过动臂上扬第一供给线路及动臂下落供给线路与动臂缸连接的动臂主控制阀；通过动臂上扬第二供给线路与所述动臂上扬第一供给线路连接，并且在进行动臂上扬操作时与所述动臂主控制阀一起动作的动臂副控制阀；通过斗杆收回第一供给线路及斗杆伸出第一供给线路与斗杆缸连接的斗杆主控制阀；通过斗杆收回第二供给线路与所述斗杆收回第一供给线路连接且通过斗杆伸出第二供给线路与所述斗杆伸出第一供给线路连接的斗杆副控制阀；通过第一泵线路与所述动臂主控制阀及所述斗杆副控制阀连接的第一泵；通过第二泵线路与所述动臂副控制阀及所述斗杆主控制阀连接的第二泵；以及至少在进行斗杆收回操作时通过电磁比例阀控制所述斗杆副控制阀，并且在不进行动臂上扬操作而进行斗杆收回操作时使所述斗杆副控制阀与所述斗杆主控制阀一起动作，且在斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时不使所述斗杆副控制阀动作的控制装置；所述动臂上扬第二供给线路上设有、允许从所述动臂副控制阀向所述动臂缸的头侧的流动但禁止其逆向流动的逆止阀。

根据上述结构，斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时，斗杆副控制阀不动作。因此，能将第一泵作为动臂缸专用而使用。另一方面，关于第二泵，通常在斗杆收回操作和动臂上扬操作同时进行时动臂缸的负荷压力高于斗杆缸的负荷压力。因此，即便动臂副控制阀与动臂主控制阀一起动作，也能通过设于动臂上扬第二供给线路的逆止阀阻止从动臂副控制阀向动臂缸的工作油供给。因此，能将第二泵作为斗杆缸专用而使用。即、根据本发明，相比于以往的油压挖掘机驱动系统，能将电磁比例阀的数量减少一个。由此，能以低于以往的成本防止斗杆缸和动臂缸中负荷压力较低一方内流入较多工作油。

发明效果：

根据本发明，能以低于以往的成本防止向斗杆缸和动臂缸中负荷压力较低一方流入较多工作油。

附图说明

图1是根据本发明第一实施形态的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

图2是油压挖掘机的侧视图；

图3是第一实施形态的变形例的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

图4是根据本发明第二实施形态的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

图5是第二实施形态的变形例的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

图6是以往的油压挖掘机驱动系统的概略结构图。

具体实施方式

图1示出根据本发明第一实施形态的油压挖掘机驱动系统1A，图2示出该驱动系统1A被装载的油压挖掘机10。

图2所示的油压挖掘机10为自行式，包含行驶体11。又，油压挖掘机10包括可回转地支持于行驶体11的回转体12和相对于回转体12俯仰的动臂。动臂的梢端可摇动地连结有斗杆，斗杆的梢端可摇动地连结有铲斗。回转体12上设有设置有驾驶席的驾驶舱（cabin）16。另，油压挖掘机10可不为自行式。

驱动系统1A具备图2所示的动臂缸13、斗杆缸14及铲斗缸15作为油压执行器，且包括未图示的回转马达及左右一对行驶马达。动臂缸13使动臂俯仰，斗杆缸14使斗杆揺动，铲斗缸15使铲斗揺动。另，图1中，省略动臂缸13及斗杆缸14以外的油压执行器的作图。

又，驱动系统1A包括向上述油压执行器供给工作油的第一主泵21及第二主泵23。从第一主泵21及第二主泵23通过动臂主控制阀41及动臂副控制阀45向动臂缸13供给工作油。从第二主泵23及第一主泵21通过斗杆主控制阀51及斗杆副控制阀55向斗杆缸14供给工作油。图示省略，但关于其他油压执行器，例如，通过铲斗控制阀从第一主泵21向铲斗缸15供给工作油，通过回转控制阀从第二主泵23向回转马达供给工作油。

具体地，动臂主控制阀41、斗杆副控制阀55及图示省略的铲斗控制阀通过第一泵线路31与第一主泵21连接，动臂副控制阀45、斗杆主控制阀51及图示省略的回转控制阀通过第二泵线路35与第二主泵23连接。

第一主泵21及第二主泵23分别为倾转角可变的容量可变型泵（斜盘泵或斜轴泵）。第一主泵21的倾转角由第一调节器22调节，第二主泵23的倾转角由第二调节器24调节。

本实施形态中，通过电气正控制方式控制第一主泵21及第二主泵23的吐出流量。因此，第一调节器22及第二调节器24通过电气信号动作。例如，第一调节器22及第二调节器24分别在主泵（21或23）为斜盘泵的情况下，可以是电气变更在与主泵的斜盘连结的伺服活塞（servo piston）上作用的油压的机构，也可以是与主泵的斜盘连结的电动执行器。

然而，第一主泵21及第二主泵23的吐出流量也可通过油压负控制方式控制。此时，第一调节器22及第二调节器24通过油压动作。或者，第一主泵21及第二主泵23的吐出流量还可通过负载感应方式控制。

第一泵线路31包括与第一主泵21相连的共通路和从该共通路分叉而与动臂主控制阀41及斗杆副控制阀55等相连的多条分叉路。各分叉路上设有逆止阀32。

第二泵线路35包括与第二主泵23相连的共通路和从该共通路分叉而与动臂副控制阀45及斗杆主控制阀51等相连的多条分叉路。与动臂副控制阀45相连的分叉路上未设有逆止阀，但其他分叉路上设有逆止阀36。

上述控制阀中动臂副控制阀45为二位阀，但其他控制阀为三位阀。即、动臂副控制阀45具有一个先导端口，但动臂副控制阀45以外的控制阀具有一对先导端口。动臂副控制阀45仅在进行动臂上扬操作时动作。与第一主泵21连接的所有控制阀通过储罐线路33与储罐连接，与第二主泵23连接的动臂副控制阀45以外的所有控制阀通过储罐线路37与储罐连接。

上述驾驶舱16内配置有包括动臂操作装置61及斗杆操作装置65的多个操作装置。各操作装置包括接收使对应的油压执行器可动的操作的操作部（操作杆或脚踏板），输出与操作部的操作量相应的操作信号。

动臂操作装置61输出与操作杆的倾倒角相应大小的动臂操作信号。动臂主控制阀41根据从动臂操作装置61输出的动臂操作信号动作。本实施形态中，动臂操作装置61是输出先导压以作为动臂操作信号的先导操作阀。因此，动臂主控制阀41的先导端口通过动臂上扬先导线路62及动臂下落先导线路63与动臂操作装置61连接。

动臂主控制阀41通过动臂上扬第一供给线路42及动臂下落供给线路43与动臂缸13连接。另，图示省略但动臂上扬第一供给线路42上设有防止动臂因自重下降的保持阀。动臂副控制阀45通过动臂上扬第二供给线路46与动臂上扬第一供给线路42中图示省略的保持阀和动臂缸13之间的部分连接。动臂上扬第二供给线路46上设有允许从动臂副控制阀45向动臂缸13的头侧的流动但禁止其逆向流动的逆止阀47。

动臂副控制阀45在进行动臂上扬操作时与动臂主控制阀41一起动作。本实施形态中，动臂副控制阀45的先导端口通过先导线路64与动臂上扬先导线路62连接。即、进行动臂上扬操作时作用于动臂副控制阀45的先导压与作用于动臂主控制阀41的先导压相等。

斗杆操作装置65输出与操作杆的倾倒角相应大小的斗杆操作信号。斗杆主控制阀51根据从斗杆操作装置65输出的斗杆操作信号动作。本实施形态中，斗杆操作装置65是输出先导压以作为斗杆操作信号的先导操作阀。因此，斗杆主控制阀51的先导端口通过斗杆收回先导线路66及斗杆伸出先导线路67与斗杆操作装置65连接。

斗杆主控制阀51通过斗杆收回第一供给线路52及斗杆伸出第一供给线路53与斗杆缸14连接。斗杆副控制阀55通过斗杆收回第二供给线路56与斗杆收回第一供给线路52连接，并且通过斗杆伸出第二供给线路57与斗杆伸出第一供给线路53连接。

斗杆副控制阀55的先导端口通过斗杆收回先导线路71及斗杆伸出先导线路73与一对电磁比例阀72、74连接。电磁比例阀72、74通过一次压线路26与副泵25连接。

电磁比例阀72、74分别为指令电流与二次压呈正相关的正比例型。不过，电磁比例阀72、74分别为指令电流与二次压呈现负相关的线性关系或反比例关系等类型亦可。

斗杆副控制阀55通过电磁比例阀72、74被控制装置8控制。例如，控制装置8是具有ROM（Read-Only Memory；只读存储器）或RAM（Random Access Memory；随机存取存储器）等存储器和CPU（Central Processing Unit；中央处理器）的计算机，存储于ROM的程序由CPU执行。

上述动臂上扬先导线路62及动臂下落先导线路63上分别设有检测从动臂操作装置61输出的作为动臂操作信号的先导压的压力传感器81、82。同样地，上述斗杆收回先导线路66及斗杆伸出先导线路67上分别设有检测从斗杆操作装置65输出的作为斗杆操作信号的先导压的压力传感器83、84。压力传感器81～84与控制装置8电气连接。不过图1中，为简化图面仅绘出一部分信号线。

控制装置8以从动臂操作装置61输出的先导压（动臂操作信号）越大则使第一主泵21和第二主泵23的吐出流量越增大的形式，控制上述第一调节器22和第二调节器24。同样地，控制装置8以使从斗杆操作装置65输出的先导压（斗杆操作信号）越大则使第二主泵23和第一主泵21的吐出流量越增大的形式，控制上述第二调节器24和第一调节器22。

又，控制装置8在不进行动臂上扬操作而进行斗杆收回操作时（压力传感器81检测出的动臂上扬先导线路62的先导压小于阈值且压力传感器83检测出的斗杆收回先导线路66的先导压大于阈值时），使斗杆副控制阀55与斗杆主控制阀51一起动作。即、控制装置8使压力传感器83检测出的先导压越大则向电磁比例阀72送给的电流越大。

另一方面，斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时（压力传感器81检测出的动臂上扬先导线路62的先导压大于阈值且压力传感器83检测出的斗杆收回先导线路66的先导压大于阈值时），控制装置8使斗杆副控制阀55不动作。即、控制装置8不向电磁比例阀72送给电流。

又，控制装置8在进行斗杆伸出操作时（压力传感器84检测出的斗杆伸出先导线路67的先导压大于阈值时），无论是否进行动臂上扬操作及动臂下落操作，使斗杆副控制阀55与斗杆主控制阀51一起动作。即、控制装置8使压力传感器84检测出的先导压越大则向电磁比例阀74送给的电流越大。

如以上说明，本实施形态的驱动系统1A中，斗杆收回操作和动臂上扬操作同时进行时，斗杆副控制阀55不动作。因此，能将第一主泵21作为动臂缸13专用而使用。另一方面，关于第二主泵23，通常在斗杆收回操作和动臂上扬操作同时进行时动臂缸13的负荷压力高于斗杆缸14的负荷压力。因此，即便动臂副控制阀45与动臂主控制阀41一起动作，也能通过设于动臂上扬第二供给线路46的逆止阀47阻止从动臂副控制阀45向动臂缸13供给工作油。因此，能将第二主泵23作为斗杆缸14专用而使用。另，此处所说的“专用”是指仅排除斗杆缸14或动臂缸13中一方的意思，其他油压执行器（例如，铲斗缸15和图示省略的回转马达）非必须排除。

即、根据本实施形态的驱动系统1A，与图6所示的以往的驱动系统100相比，能使电磁比例阀的数量减少一个。由此，能以低于以往的成本防止向斗杆缸14和动臂缸13中负荷压力较低一方流入较多工作油。

而且，逆止阀47不是与第二泵线路35的动臂副控制阀45相连的分叉路，而设于动臂上扬第二供给线路46，因此保持动臂的位置时工作油不通过动臂副控制阀45。因此，能降低工作油的泄漏量，由此能将随时间流逝的动臂因自重带来的下落抑制得较小。

又，第一主泵21及第二主泵23的吐出流量能相互独立地控制，因此能将其吐出流量分别控制为动臂缸13及斗杆缸14专用。另，此处所述的专用与三段前所使用的意思相同。因此，从第一主泵21至动臂缸13的路径以及从第二主泵23至斗杆缸14的路径的中途不会产生不必要的压力损失，能抑制能量无端消耗。

＜变形例＞

所述实施形态中，控制装置8在进行斗杆收回操作时和进行斗杆伸出操作时通过电磁比例阀72、74控制斗杆副控制阀55，但控制装置8也可以至少在进行斗杆收回操作时通过电磁比例阀控制斗杆副控制阀55。例如，如图3所示，斗杆副控制阀55的斗杆伸出先导线路73可与斗杆主控制阀51的斗杆伸出先导线路67连接。

（第二实施形态）

图4示出根据本发明的第二实施形态的油压挖掘机驱动系统1B。另，本实施形态中，与第一实施形态相同结构要素标以相同符号，省略重复说明。

本实施形态中，动臂操作装置61及斗杆操作装置65分别是将电气信号作为操作信号向控制装置8输出的电气操纵杆（joystick）。因此，斗杆主控制阀51的先导端口通过斗杆收回先导线路75及斗杆伸出先导线路77与一对电磁比例阀76、78连接。同样地，动臂主控制阀41的先导端口通过动臂上扬先导线路91及动臂下落先导线路93与一对电磁比例阀92、94连接。

又，动臂副控制阀45的先导端口通过先导线路95与动臂上扬先导线路91连接。即便这样的结构，动臂副控制阀45也在进行动臂上扬操作时与动臂主控制阀41一起动作。

本实施形态也能获得与第一实施形态相同的效果。

如本实施形态这般，动臂操作装置61及斗杆操作装置65各自为电气操纵杆时，如图5所示，也可以为动臂副控制阀45采用专用的电磁比例阀97。电磁比例阀97通过先导线路96与动臂副控制阀45的先导端口连接。根据该结构，虽无法减少电磁比例阀的数量，但能与动臂主控制阀41用的电磁比例阀92相同地控制动臂副控制阀45用的电磁比例阀97。此外，图5所示的结构中，与如图1所示连接动臂副控制阀45的先导线路64和动臂主控制阀41的动臂上扬先导线路62的结构相比，动臂副控制阀45的先导线路96变短。该点在将电磁比例阀配置于各控制阀附近的结构中，在空间上能发挥显著效果。

（其他实施形态）

本发明不限于上述实施形态，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行种种变形。

例如，第一实施形态及第二实施形态各自中，也可以是中央旁通线路从第一泵线路31在所有分叉路的上游侧分叉，该中央旁通线路经由与第一泵线路31的分叉路相连的所有控制阀与储罐相连。同样地，也可以是中央旁通线路从第二泵线路35在所有分叉路的上游侧分叉，该中央旁通线路经由与第二泵线路35的分叉路相连的所有的控制阀与储罐相连。

符号说明：

1 油压挖掘机驱动系统

13 动臂缸

14 斗杆缸

21 第一主泵

23 第二主泵

31 第一泵线路

35 第二泵线路

41 动臂主控制阀

42 动臂上扬第一供给线路

43 动臂下落供给线路

45 动臂副控制阀

46 动臂上扬第二供给线路

47 逆止阀

51 斗杆主控制阀

52 斗杆收回第一供给线路

53 斗杆伸出第一供给线路

55 斗杆副控制阀

56 斗杆收回第二供给线路

57 斗杆伸出第二供给线路

8 控制装置。

Claims (1)

1.一种油压挖掘机驱动系统，具备：

通过动臂上扬第一供给线路及动臂下落供给线路与动臂缸连接的动臂主控制阀；

通过动臂上扬第二供给线路与所述动臂上扬第一供给线路连接，且在进行动臂上扬操作时与所述动臂主控制阀一起动作的动臂副控制阀；

通过斗杆收回第一供给线路及斗杆伸出第一供给线路与斗杆缸连接的斗杆主控制阀；

通过斗杆收回第二供给线路与所述斗杆收回第一供给线路连接并通过斗杆伸出第二供给线路与所述斗杆伸出第一供给线路连接的斗杆副控制阀；

通过第一泵线路与所述动臂主控制阀及所述斗杆副控制阀连接的第一泵；

通过第二泵线路与所述动臂副控制阀及所述斗杆主控制阀连接的第二泵；以及

在至少进行斗杆收回操作时通过电磁比例阀控制所述斗杆副控制阀，并且在不进行动臂上扬操作而进行斗杆收回操作时使所述斗杆副控制阀与所述斗杆主控制阀一起动作，且在斗杆收回操作与动臂上扬操作同时进行时使所述斗杆副控制阀不动作的控制装置；

所述动臂上扬第二供给线路上设有允许从所述动臂副控制阀向所述动臂缸的头侧的流动但禁止其逆向流动的逆止阀。

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