專利名稱：建設(shè)機(jī)械的控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有設(shè)置有中間旁路線路(center bypass lines)的中間開口回路(open center circuit)的建設(shè)機(jī)械的控制回路。
背景技術(shù)：
圖5示出在油壓挖掘機(jī)(回旋型)中使用的以往的油壓回路，把以下部分作為控制對(duì)象，即用于驅(qū)動(dòng)下部行走體(履帶)的左右兩個(gè)帶有制動(dòng)器的行走電動(dòng)機(jī)11、12，用于使上部回旋體相對(duì)于下部行走體回旋動(dòng)作的回旋電動(dòng)機(jī)13，以及用于使安裝在上部回旋體上的正面作業(yè)裝置14(圖6)動(dòng)作的下述各種油壓缸。
如圖6所示，正面作業(yè)裝置14將動(dòng)臂15、斗桿16以及鏟斗17通過銷21、22、23依次連接，然后，動(dòng)臂15由動(dòng)臂油缸24轉(zhuǎn)動(dòng)，斗桿16由斗桿油缸25轉(zhuǎn)動(dòng)，鏟斗17由鏟斗油缸26轉(zhuǎn)動(dòng)。各構(gòu)件的重心位置由黑點(diǎn)表示。
回到圖5，從由車載發(fā)動(dòng)機(jī)27驅(qū)動(dòng)的油壓泵28所排出的工作油經(jīng)過與各油壓電動(dòng)機(jī)11、12、13和各油壓缸24、25、26對(duì)應(yīng)的各種操作閥111、121、131、241、242、251、252、261被供給到這些各油壓致動(dòng)器。
這些操作閥111、121、131、241、242、251、252、261分別操作對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)操作閥(所謂的遙控閥)的操作桿，從而根據(jù)從這些各先導(dǎo)操作閥按照操作桿行程所輸出的先導(dǎo)壓，控制內(nèi)置閥芯的位移方向和位移量。
Ps表示與可變?nèi)萘啃偷挠蛪罕?8的排出線路連通的工作油供給線路，T表示與油箱29連通的工作油排出用的油箱線路，Cb表示經(jīng)過各種操作閥111、121、131、241、242、251、252、261的中間位置而連通的中間旁路線路。
在該中間旁路線路Cb的最后部并聯(lián)連接有用于取出負(fù)流量控制壓力(以下稱為負(fù)控壓力)的噴孔31和放泄閥32，該噴孔31和放泄閥32的上游側(cè)通過負(fù)流量控制線路(以下稱為負(fù)控線路)33與控制油壓泵28的斜板等的容量可變單元34的泵調(diào)節(jié)器35連通，下游側(cè)與油箱29連通。
然后，各種操作閥111、121、131、241、242、251、252、261越接近中間位置，負(fù)控線路33的壓力(以下把該壓力稱為“負(fù)控壓”)就越高，該負(fù)控壓越高，泵調(diào)節(jié)器35就越控制斜板等的容量可變單元34，以使泵排出流量變少，防止無用的工作油供給。
安裝有配備這種中間旁路線路Cb的中間開口油壓回路系統(tǒng)的油壓挖掘機(jī)是已知的(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
在這種油壓挖掘機(jī)中，在安裝了標(biāo)準(zhǔn)鏟斗的狀態(tài)下，水平平整作業(yè)的調(diào)整在樣機(jī)的開發(fā)時(shí)進(jìn)行。
然而，一旦在市場(chǎng)銷售后，終端用戶根據(jù)用途，安裝大型且大重量的法面鏟斗來替代標(biāo)準(zhǔn)鏟斗的情況較多。
特別是，在農(nóng)場(chǎng)整備和宅地平整等中，在要求土表面的完成結(jié)果是平坦的，而且要求在一定時(shí)間內(nèi)盡可能大的完成面積的情況下，這種機(jī)會(huì)尤其增多。
在該情況下，鏟斗重量大，從為了進(jìn)行水平平整作業(yè)而使正面作業(yè)裝置14處于圖6(a)所示的全伸出姿態(tài)的時(shí)刻起，在近前側(cè)進(jìn)行操作桿操作時(shí)，動(dòng)臂油缸頭側(cè)和斗桿油缸桿側(cè)的保持壓全都成為高壓狀態(tài)的起點(diǎn)。
在該情況下，如圖7所示，使用動(dòng)臂操作桿的動(dòng)臂油缸舉升開始點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)鏟斗安裝時(shí)相比向后退，與使用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗的微操作范圍相比大幅變窄。
并且，隨著使用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗的動(dòng)臂舉升微操作開始點(diǎn)從操作桿行程大幅后退，難以與斗桿的下降匹配，因而水平平整性能惡化。
如圖8所示，在用于獲得斗桿縮回動(dòng)作的斗桿油缸伸出操作中，鏟斗重量越增加，斗桿油缸用操作閥251中的斗桿油缸桿側(cè)的保持壓Prod就越高，因而在設(shè)從斗桿油缸用操作閥251的桿側(cè)到油箱線路T的通路的開口面積為Arod meter out，油箱側(cè)的壓力為Pt，以及工作油的密度為ρ的情況下，桿側(cè)的出口節(jié)流流量Q依照Q=C·Arod meter out{2(Prod-Pt)/ρ}]]>式，保持壓Prod越上升，流量上升增益就越高。
因此，即使是斗桿油缸25的單體伸出，微操作性也惡化，而且，使用上述動(dòng)臂操作桿的動(dòng)臂油缸舉升開始點(diǎn)的后退和斗桿油缸伸出微操作性的惡化同時(shí)發(fā)生，因而使用操作桿的調(diào)整非常難，如圖9所示，在安裝大重量鏟斗時(shí)，與安裝標(biāo)準(zhǔn)鏟斗時(shí)相比，在水平平整開始點(diǎn)附近發(fā)生大的波動(dòng)現(xiàn)象D，平坦整地的性能急劇惡化。
即，當(dāng)要使圖6(a)所示的挖掘機(jī)的正面作業(yè)裝置14從全伸出狀態(tài)將松軟地基按圖6(b)所示向近前水平平整時(shí)(斗桿油缸頭側(cè)輕負(fù)荷作業(yè)時(shí))，斗桿16和鏟斗17的重心位置(黑點(diǎn)位置)位于由動(dòng)臂前端銷22以水平距離離開的位置，由于圍繞動(dòng)臂前端銷22的重力的旋轉(zhuǎn)力矩大，因而斗桿油缸25的桿側(cè)25r的保持壓高，在從斗桿用操作閥251的桿側(cè)25r到油箱的回流側(cè)通路中，針對(duì)閥行程以高的增益產(chǎn)生通過流量。
因此，在這種圖6(a)位置的斗桿油缸25的伸出速度的微量控制困難，與動(dòng)臂舉升微動(dòng)操作的匹配進(jìn)行不順利，如圖9所示，鏟斗重量越大，鏟斗前端尖17a的軌跡就越發(fā)生大幅波動(dòng)的波動(dòng)現(xiàn)象D，大多引起操作者的抱怨。
并且，根據(jù)同樣的理由，即使頻繁利用動(dòng)臂舉升和斗桿伸出的物料提升作用，根據(jù)荷載大小也發(fā)生同樣的操作性不良。
專利文獻(xiàn)1；特開平9-151487號(hào)公報(bào)(第5頁，圖1)即使使用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)鏟斗附件的重量和種類，針對(duì)同一動(dòng)作指令，動(dòng)臂油缸和斗桿油缸的動(dòng)作定時(shí)和動(dòng)作速度也不同，操作性惡化。
并且，因此引起整地不良等的用戶索賠，每次都必須進(jìn)行單獨(dú)對(duì)策型的閥芯切口的調(diào)整設(shè)計(jì)、制作和評(píng)價(jià)試驗(yàn)，因而沒有效率。
并且，一直以來，中間開口固有特性都被放棄，與中間開口回路具有的回旋力調(diào)制等的優(yōu)點(diǎn)相反的潛在不利情況總是不能消除，直到現(xiàn)在。
而且，還具有的缺點(diǎn)是，不能消除物料起吊作業(yè)中的操作性的負(fù)荷影響，產(chǎn)生依賴于操作者熟練的傾向，容易發(fā)生由人為失誤引起的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述方面而提出的，本發(fā)明的目的是提供在具有中間開口回路的建設(shè)機(jī)械的控制回路中，即使在變更了鏟斗重量的情況下，也能確保與使用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗作了調(diào)整的情況相同的操作性的建設(shè)機(jī)械的控制回路。
權(quán)利要求1所述的發(fā)明是一種建設(shè)機(jī)械的控制回路，具有針對(duì)動(dòng)臂用操作閥、斗桿用操作閥、以及鏟斗用操作閥設(shè)置有中間旁路線路的中間開口回路，該動(dòng)臂用操作閥、斗桿用操作閥以及鏟斗用操作閥分別對(duì)從油壓泵供給到使動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂油缸、使與動(dòng)臂前端連接的斗桿動(dòng)作的斗桿油缸、以及使與斗桿前端連接的鏟斗動(dòng)作的鏟斗油缸，且經(jīng)過回流線路回到油箱的油進(jìn)行控制，其特征在于，該控制回路具有帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y，其設(shè)置在從斗桿油缸的桿側(cè)回到油箱的油的回流線路內(nèi)；壓力傳感器，其對(duì)供給到動(dòng)臂油缸的頭側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)；以及壓力控制閥，其在隨著由壓力傳感器所檢測(cè)的壓力的上升而使動(dòng)臂用操作閥的下游側(cè)的中間旁路線路壓力提高的方向上進(jìn)行控制。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1所述的建設(shè)機(jī)械的控制回路中，具有壓力傳感器，其對(duì)供給到斗桿油缸的桿側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)；以及壓力控制閥，其在隨著由壓力傳感器所檢測(cè)的壓力的上升而使斗桿用操作閥的下游側(cè)的中間旁路線路壓力提高的方向上進(jìn)行控制。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1或2所述的建設(shè)機(jī)械的控制回路中的壓力控制閥與用于從中間旁路線路取出泵排出流量控制用的負(fù)流量控制壓力的噴孔和放泄閥設(shè)置為一體，形成負(fù)流量控制負(fù)荷壓補(bǔ)償閥。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明，在權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的建設(shè)機(jī)械的控制回路中的帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y具有差壓設(shè)定用的彈簧；以及壓力補(bǔ)償解除部，其隨著對(duì)斗桿油缸的頭側(cè)施加的負(fù)荷壓的增加而使彈簧的設(shè)定荷載增加，并且當(dāng)頭側(cè)的負(fù)荷壓大于等于規(guī)定值時(shí)，使彈簧的設(shè)定荷載增大到解除流量控制壓力補(bǔ)償?shù)闹怠?br> 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，借助于帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y的出口節(jié)流流量控制功能，即使在安裝大重量鏟斗的狀態(tài)下，斗桿縮回操作中的斗桿下降速度也穩(wěn)定而不變化，并且由于通過壓力傳感器和壓力控制閥使中間旁路線路產(chǎn)生動(dòng)臂保持壓，因而即使負(fù)荷壓變化，動(dòng)臂舉升流量調(diào)制曲線也不變化，可維持穩(wěn)定的流量特性，因此與鏟斗種類無關(guān)，可根據(jù)按照指示的斗桿下降速度和動(dòng)臂舉升速度來提高水平平整作業(yè)性，并且沒有必要針對(duì)各鏟斗重量進(jìn)行用于改善水平平整性能的操作閥的調(diào)整試驗(yàn)，可抑制為此所需的工夫和費(fèi)用，還可提高可靠性。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，在物料起吊提升作業(yè)中，當(dāng)借助于供給到動(dòng)臂油缸的頭側(cè)的工作油的動(dòng)臂舉升操作、和借助于供給到斗桿油缸的桿側(cè)的工作油的斗桿伸出操作的聯(lián)動(dòng)操作開始時(shí)，使用對(duì)供給到動(dòng)臂油缸的頭側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器、和在隨著由壓力傳感器所檢測(cè)的壓力的上升而使動(dòng)臂用操作閥的下游側(cè)的中間旁路線路壓力提高的方向上進(jìn)行控制的壓力控制閥，與荷載大小無關(guān)，可把動(dòng)臂舉升操作開始的操作桿點(diǎn)保持一定，并可補(bǔ)償微操作范圍和針對(duì)閥行程的流量上升增益，同時(shí)，使用對(duì)供給到斗桿油缸的桿側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器、和在隨著由壓力傳感器所檢測(cè)的壓力的上升而提高斗桿用操作閥的下游側(cè)的中間旁路線路壓力的方向進(jìn)行控制的壓力控制閥，與荷載大小無關(guān)，可把斗桿油缸收縮操作開始的操作桿點(diǎn)保持一定，并可補(bǔ)償微操作范圍和針對(duì)閥行程的流量上升增益，因而可改善物料起吊作業(yè)的準(zhǔn)確性和循環(huán)時(shí)間，并且，可防止動(dòng)臂油缸速度和斗桿油缸速度的驟變和微動(dòng)性能的惡化。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，由于使負(fù)流量控制壓力取出用的噴孔和放泄閥與控制中間旁路線路壓力的壓力控制閥一體化，形成負(fù)流量控制負(fù)荷壓補(bǔ)償閥，因而可將它們同時(shí)裝入中間旁路線路內(nèi)，不費(fèi)工夫，而且還可節(jié)約設(shè)置空間。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，壓力補(bǔ)償解除部進(jìn)行如下控制當(dāng)斗桿油缸的頭側(cè)的負(fù)荷壓增加時(shí)，使彈簧的設(shè)定荷載增大，而在挖掘等的重負(fù)荷狀態(tài)下，當(dāng)頭側(cè)的負(fù)荷壓達(dá)到大于等于規(guī)定值的高壓力時(shí)，使彈簧的設(shè)定荷載足夠大，并把出口節(jié)流側(cè)的閥芯有效差壓設(shè)定得非常大，因而帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y的作為流量控制閥的設(shè)定流量看起來增大，比由油壓泵的最大流量決定的斗桿油缸的桿側(cè)的回流實(shí)際流量大，因此，在該狀態(tài)下，斗桿油缸的桿側(cè)的壓力補(bǔ)償功能不起作用，成為通常的節(jié)流閥，可發(fā)揮通常的帶有節(jié)流功能的出口節(jié)流特性。


圖1是示出本發(fā)明的建設(shè)機(jī)械的控制回路的斗桿油缸控制部分相關(guān)的一個(gè)實(shí)施方式的回路圖。
圖2是示出同上控制回路的動(dòng)臂油缸控制部分相關(guān)的一個(gè)實(shí)施方式的回路圖。
圖3是示出斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥的流量控制特性的特性圖，(a)是桿壓100kgf/cm2的情況，(b)是桿壓200kgf/cm2的情況。
圖4是表示在使用同上控制回路的情況下的水平平整作業(yè)中的鏟斗斗沿軌跡的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
圖5是示出以往的建設(shè)機(jī)械的控制回路的回路圖。
圖6是示出建設(shè)機(jī)械的正面作業(yè)裝置的說明圖，(a)是水平平整作業(yè)開始時(shí)刻的姿態(tài)，(b)是水平平整作業(yè)進(jìn)行中時(shí)的姿態(tài)。
圖7是示出動(dòng)臂油缸伸出速度的變化的特性圖。
圖8是斗桿油缸伸出速度的變化的說明圖。
圖9是表示在使用以往的控制回路的情況下的水平平整作業(yè)中的鏟斗斗沿軌跡的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
符號(hào)說明Cb中間旁路線路；15動(dòng)臂；16斗桿；17鏟斗；24動(dòng)臂油缸；24h頭側(cè)；241動(dòng)臂用操作閥；25斗桿油缸；25r桿側(cè)；25h頭側(cè)251斗桿用操作閥；26鏟斗油缸；28油壓泵；29油箱；31噴孔；32放泄閥；42作為帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y的斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥；43、44負(fù)流量控制負(fù)荷壓補(bǔ)償閥(負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥)；55作為回流線路的桿側(cè)回流線路；63彈簧；64壓力補(bǔ)償解除部；81壓力傳感器；85作為壓力控制閥的電磁比例放泄閥；91壓力傳感器；95作為壓力控制閥的電磁比例放泄閥。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D1至4圖所示的一個(gè)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。另外，圖5所示的回路是成為本發(fā)明的前提的基本回路，有時(shí)對(duì)相同部分附上相同符號(hào)來省略其說明，并且行走系統(tǒng)、回旋系統(tǒng)以及鏟斗系統(tǒng)的各回路由于相同而省略。
圖1和圖2示出圖5所示的2個(gè)泵中間開口系統(tǒng)中的負(fù)荷壓補(bǔ)償系統(tǒng)，在發(fā)揮當(dāng)前的中間開口系統(tǒng)的特性的同時(shí)，部分地進(jìn)行負(fù)荷壓補(bǔ)償，改善在大型的大重量鏟斗使用中的平整性能和生產(chǎn)性、以及物料起吊時(shí)的提升操作性。
在圖1和圖2中，41是控制閥，內(nèi)設(shè)有圖5所示的各種操作閥111、121、131、241、242、251、252、261的閥芯。
圖1示出控制閥41、以及作為對(duì)進(jìn)行了斗桿縮回操作的斗桿油缸25的出口節(jié)流流量進(jìn)行負(fù)荷壓補(bǔ)償?shù)淖鳛閹в袎毫ρa(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y的斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42。
而且，控制閥41設(shè)置有斗桿伸出側(cè)負(fù)荷壓補(bǔ)償用的負(fù)流量控制負(fù)荷壓補(bǔ)償閥(以下把該補(bǔ)償閥稱為“負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥”)43。
并且，如圖2所示，控制閥41設(shè)置有動(dòng)臂舉升側(cè)負(fù)荷壓補(bǔ)償用的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥44。
如圖1所示，斗桿用操作閥251的一個(gè)輸出端和斗桿油缸25的頭側(cè)25h通過頭側(cè)給排線路51連接，并且，斗桿用操作閥251的另一輸出端和斗桿油缸25的桿側(cè)25r經(jīng)過桿側(cè)供油線路52和途經(jīng)桿保持止回閥53的線路54連通。
前述斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42從由桿保持止回閥53到斗桿油缸25的桿側(cè)25r的線路54的途中分支出作為回流線路的桿側(cè)回流線路55，在該桿側(cè)回流線路55和頭側(cè)給排線路51之間依次設(shè)置有差壓控制用的壓力補(bǔ)償閥56、流量控制閥57以及再生止回閥58。
在壓力補(bǔ)償閥56的一側(cè)引導(dǎo)有對(duì)流量控制閥57的上游側(cè)的壓力進(jìn)行檢測(cè)的線路61，在相反側(cè)的另一側(cè)引導(dǎo)有對(duì)流量控制閥57的下游側(cè)的壓力進(jìn)行檢測(cè)的線路62，而且，在該另一側(cè)抵接差壓設(shè)定用的彈簧63，使用該彈簧63設(shè)定流量控制閥57的前后差壓。
針對(duì)該壓力補(bǔ)償閥56的彈簧63，設(shè)置有油缸/活塞形式的壓力補(bǔ)償解除部64，該壓力補(bǔ)償解除部64通過隨著對(duì)斗桿油缸25的頭側(cè)25h施加的負(fù)荷壓的增加而使彈簧63的設(shè)定荷載增加來對(duì)流量控制閥57的前后差壓進(jìn)行可變調(diào)整，并且當(dāng)頭側(cè)的負(fù)荷壓大于等于規(guī)定值時(shí)，使彈簧63的設(shè)定荷載增大到解除流量控制壓力補(bǔ)償?shù)闹?，在該壓力補(bǔ)償解除部64的油缸內(nèi)引導(dǎo)有從頭側(cè)給排線路51所引出的頭壓檢測(cè)線路65。
然后，在該壓力補(bǔ)償解除部64的油缸內(nèi)安裝有接受通過頭壓檢測(cè)線路65所引導(dǎo)的斗桿油缸25的頭側(cè)25h的負(fù)荷壓進(jìn)行動(dòng)作的活塞，使用該活塞控制彈簧63的設(shè)定荷載。即，壓力補(bǔ)償解除部64的活塞進(jìn)行如下控制當(dāng)頭側(cè)25h的負(fù)荷壓增加時(shí)，增大活塞63的設(shè)定荷載，而當(dāng)頭側(cè)25h的負(fù)荷壓達(dá)到大于等于規(guī)定值的高壓力時(shí)，使彈簧63的設(shè)定荷載增大到不能實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償性能的值。
流量控制閥57的一側(cè)抵接有回動(dòng)彈簧66，在另一側(cè)引導(dǎo)有先導(dǎo)壓線路67。該先導(dǎo)壓線路67從斗桿用操作閥251的斗桿油缸伸出側(cè)(斗桿縮回側(cè))的先導(dǎo)壓線路251a分支。另外，在斗桿用操作閥251的相反側(cè)引導(dǎo)有斗桿油缸收縮側(cè)(斗桿伸出側(cè))的先導(dǎo)壓線路251b。
流量控制閥57的下游側(cè)的線路68通過用于使該部分產(chǎn)生一定背壓的背壓止回閥69，與連接到油箱29上的回流線路70連通。該背壓止回閥69根據(jù)使逆止閥體按壓閥座的彈簧的設(shè)定荷載來設(shè)定回油的背壓。
而且，從與斗桿油缸25的桿側(cè)25r連接的線路54分支出線路71，該線路71經(jīng)過并聯(lián)連接的線路放泄閥72和止回閥73與回流線路70連接。線路放泄閥72與斗桿油缸25的桿側(cè)25r在發(fā)生了引起管路破壞的異常高壓的情況下進(jìn)行連通動(dòng)作，以保護(hù)管路。
并且，如圖1所示，與斗桿油缸25的桿側(cè)25r連接的線路54設(shè)置有壓力傳感器81，該壓力傳感器81經(jīng)過電信號(hào)線路82與控制器83的輸入部連接，該控制器83的輸入部又與壓力開關(guān)84連接，并且，控制器83的輸出部與前述斗桿伸出側(cè)的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥43連接。
該負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥43將噴孔31和放泄閥32并聯(lián)設(shè)置在經(jīng)過斗桿用操作閥251的中間旁路線路Cb中，并且，從它們的上游側(cè)引出負(fù)流量控制線路(以下稱為“負(fù)控線路”)33，而在該負(fù)控線路33的引出位置的更上游側(cè)設(shè)置有作為壓力控制閥的電磁比例放泄閥85，因而控制器83的輸出部與電磁比例放泄閥85的螺線管86連接。
并且，如圖2所示，動(dòng)臂油缸24的桿側(cè)24r與桿側(cè)給排線路88連接，頭側(cè)24h與頭側(cè)給排線路89連接，而該頭側(cè)給排線路89設(shè)置有壓力傳感器91，該壓力傳感器91經(jīng)過電信號(hào)線路92與控制器83的輸入部連接，該控制器83的輸入部又與壓力開關(guān)94連接，并且，控制器83的輸出部與前述動(dòng)臂舉升側(cè)的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥44連接。
該負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥44將噴孔31和放泄閥32并聯(lián)設(shè)置在經(jīng)過動(dòng)臂用操作閥241的中間旁路線路Cb中，并且，從它們的上游側(cè)引出負(fù)控線路33，而在該負(fù)控線路33的引出位置的更上游側(cè)設(shè)置有作為壓力控制閥的電磁比例放泄閥95，因而控制器83的輸出部與電磁比例放泄閥95的螺線管96連接。
下面，對(duì)圖1和圖2所示的實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說明。
(水平平整作業(yè))當(dāng)進(jìn)行水平平整作業(yè)時(shí)，如圖6(a)至(b)所示，對(duì)動(dòng)臂油缸24進(jìn)行動(dòng)臂舉升操作，并對(duì)斗桿油缸25進(jìn)行斗桿縮回操作(伸出操作)。
此時(shí)，在圖1中，當(dāng)斗桿油缸伸出側(cè)先導(dǎo)壓被供給到先導(dǎo)壓線路251a時(shí)，斗桿用操作閥251切換到下室位置，并且斗桿油缸伸出側(cè)先導(dǎo)壓經(jīng)過先導(dǎo)壓線路67把斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42的流量控制閥57切換到連通位置，因而從油壓泵28所排出的工作油經(jīng)過頭側(cè)給排線路51被供給到斗桿油缸25的頭側(cè)25h，并且從桿側(cè)25r所排出的油經(jīng)過流量控制閥57等回到油箱29，使斗桿油缸25進(jìn)行伸出操作。
此時(shí)，如圖3所示，流量控制閥57的通過流量(回流流量)由壓力補(bǔ)償閥56進(jìn)行壓力補(bǔ)償。即，當(dāng)為了從圖6(a)所示的狀態(tài)開始水平平整作業(yè)而在斗桿縮回方向?qū)Χ窏U用操作閥251進(jìn)行先導(dǎo)操作時(shí)，在安裝了大重量鏟斗的情況下，由于斗桿油缸25的頭側(cè)25h為低壓，因而使用根據(jù)頭壓檢測(cè)線路65所取出的頭側(cè)負(fù)荷壓進(jìn)行動(dòng)作的壓力補(bǔ)償解除部65把彈簧63的設(shè)定荷載控制得較小，由于流量控制閥57的前后差壓也被控制得較小，因而即使由于鏟斗重量而使從斗桿油缸25的桿側(cè)25r排出的回流油壓高，流量控制閥57的通過流量也被抑制成基于較小的前后差壓的流量，可防止由大重量鏟斗引起的斗桿伸出速度的增速變化。這樣，可使圖8中的實(shí)線所示的安裝大重量鏟斗時(shí)的特性回到與點(diǎn)線所示的標(biāo)準(zhǔn)鏟斗時(shí)相同的狀態(tài)。
在該斗桿油缸25的伸出操作中，在頭側(cè)給排線路51的壓力高于線路68的壓力的情況下，桿側(cè)25r的工作油借助于再生止回閥58使全量經(jīng)過壓力補(bǔ)償閥56、流量控制閥57以及背壓止回閥69流出到回流線路70，與流量控制閥57的閥芯開度對(duì)應(yīng)的油量從桿側(cè)25r被排出。
在同上操作中，當(dāng)從油壓泵28排出供給的工作油量不足，在頭側(cè)25h將要發(fā)生空缺時(shí)，有時(shí)從斗桿油缸25的桿側(cè)25r到回流線路70的回油的一部分由于背壓止回閥69的阻力作用而具有背壓，從線路68經(jīng)由再生止回閥58被再生供給到頭側(cè)給排線路51，防止空缺發(fā)生。此時(shí)，由于由頭壓檢測(cè)線路65所取出的油缸頭側(cè)負(fù)荷壓是低到不發(fā)生空缺的程度的壓力，因而使用壓力補(bǔ)償解除部64把彈簧63的設(shè)定荷載控制得較小，流量控制閥57的前后差壓也被控制得較小。
同時(shí)，在圖2中，動(dòng)臂用操作閥241切換到下室位置，從油壓泵28所排出的工作油經(jīng)過頭側(cè)給排線路89被供給到動(dòng)臂油缸24的頭側(cè)24h，并且從桿側(cè)24r所回流的油經(jīng)過桿側(cè)給排線路88、動(dòng)臂用操作閥241以及油箱線路T回到油箱29。
此時(shí)，在頭側(cè)給排線路89中所產(chǎn)生的動(dòng)臂頭壓由壓力傳感器91檢測(cè)，并送到控制器83，控制器83把與動(dòng)臂頭壓對(duì)應(yīng)的電信號(hào)供給到負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥44的電磁比例放泄閥95的螺線管96，因而可通過該電磁比例放泄閥95根據(jù)動(dòng)臂頭壓提高中間旁路線路Cb的壓力。
即，從油壓泵28所排出的工作油根據(jù)動(dòng)臂用操作閥241的閥行程被分配給頭側(cè)給排線路89和中間旁路線路Cb，頭側(cè)給排線路89的負(fù)荷壓越大，溢到中間旁路線路Cb的流量就越增大，然而由于通過電磁比例放泄閥95根據(jù)動(dòng)臂頭壓提高中間旁路線路Cb的壓力，進(jìn)行使中間旁路線路Cb產(chǎn)生動(dòng)臂保持壓的壓力補(bǔ)償，因而與安裝大重量鏟斗時(shí)的動(dòng)臂負(fù)荷無關(guān)，把動(dòng)臂用操作閥241的指令信號(hào)，即與閥行程對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂舉升流量供給到動(dòng)臂油缸24的頭側(cè)24h，從而可得到動(dòng)臂油缸伸出速度。這樣，可使圖7中的實(shí)線所示的安裝大重量鏟斗時(shí)的特性回到與點(diǎn)線所示的標(biāo)準(zhǔn)鏟斗時(shí)相同的狀態(tài)。
這樣，斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42和動(dòng)臂舉升側(cè)負(fù)荷壓補(bǔ)償用的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥44的兩者同時(shí)動(dòng)作，即使在使用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗以外的法面成形用等的大重量鏟斗時(shí)，動(dòng)臂油缸24的頭側(cè)24h的壓力也由壓力傳感器91檢測(cè)，從控制器83把規(guī)定電流送到動(dòng)臂用操作閥241的下游側(cè)的旁路部分的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥44，使中間旁路線路Cb產(chǎn)生動(dòng)臂保持壓，因而即使負(fù)荷壓變化，動(dòng)臂舉升流量調(diào)制曲線也不變化，可維持穩(wěn)定的流量特性，并且如已描述的那樣，即使在安裝大重量鏟斗的狀態(tài)下，斗桿縮回操作中的斗桿下降速度根據(jù)斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42的出口節(jié)流流量控制功能也不變化，是穩(wěn)定的，因而如圖4所示，可取得以下效果防止在安裝了大重量鏟斗的情況下水平平整作業(yè)開始時(shí)的鏟斗斗沿的大波動(dòng)現(xiàn)象D(圖9)。即，即使在用戶使用各種鏟斗的條件下，也能確保良好的水平平整性。
(起重機(jī)作業(yè))當(dāng)通過起重機(jī)作業(yè)起吊裝載在鏟斗17內(nèi)的物料時(shí)，對(duì)動(dòng)臂油缸24進(jìn)行動(dòng)臂舉升操作，并對(duì)斗桿油缸25進(jìn)行斗桿伸出操作(收縮操作)。
此時(shí)，在圖1中，當(dāng)斗桿油缸收縮側(cè)先導(dǎo)壓被供給到先導(dǎo)壓線路251b時(shí)，斗桿用操作閥251切換到上室位置，從油壓泵28所排出的工作油經(jīng)過桿側(cè)供油線路52、桿保持止回閥53以及線路54被供給到斗桿油缸25的桿側(cè)25r，并且從頭側(cè)25h所回流的油經(jīng)過頭側(cè)給排線路51、斗桿用操作閥251以及油箱線路T回到油箱29。
此時(shí)，在斗桿油缸25的桿側(cè)25r中所產(chǎn)生的斗桿桿壓由壓力傳感器81檢測(cè)，并被送到控制器83，控制器83把與斗桿桿壓對(duì)應(yīng)的電信號(hào)供給到裝入在斗桿伸出側(cè)負(fù)荷壓補(bǔ)償用的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥43內(nèi)的電磁比例放泄閥85的螺線管86，因而可通過該電磁比例放泄閥85根據(jù)斗桿桿壓提高中間旁路線路Cb的壓力。
即，從油壓泵28所排出的工作油根據(jù)斗桿用操作閥251的閥行程被分配給桿側(cè)供油線路52和中間旁路線路Cb，桿側(cè)供油線路52的負(fù)荷壓越大，溢到中間旁路線路Cb的流量就越增大，而由于通過電磁比例放泄閥85根據(jù)斗桿桿壓提高中間旁路線路Cb的壓力，進(jìn)行使中間旁路線路Cb產(chǎn)生動(dòng)臂保持壓的壓力補(bǔ)償，因而與安裝大重量鏟斗時(shí)的斗桿負(fù)荷無關(guān)，把斗桿用操作閥251的指令信號(hào)，即與閥行程對(duì)應(yīng)的斗桿伸出流量供給到斗桿油缸25的桿側(cè)25r，從而可得到斗桿油缸收縮速度。
同時(shí)，在圖2中，與水平平整作業(yè)時(shí)一樣，由于通過電磁比例放泄閥95根據(jù)動(dòng)臂頭壓提高中間旁路線路Cb的壓力，進(jìn)行使中間旁路線路Cb產(chǎn)生動(dòng)臂保持壓的壓力補(bǔ)償，因而與安裝大重量鏟斗時(shí)的動(dòng)臂負(fù)荷無關(guān)，把動(dòng)臂用操作閥241的指令信號(hào)，即與閥行程對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂舉升流量供給到動(dòng)臂油缸24的頭側(cè)24h，從而可得到動(dòng)臂油缸伸出速度，并可使圖7中的實(shí)線所示的安裝大重量鏟斗時(shí)的特性回到與點(diǎn)線表示的標(biāo)準(zhǔn)鏟斗時(shí)相同的狀態(tài)。
這樣，斗桿伸出操作時(shí)的斗桿油缸25的桿側(cè)壓力由壓力傳感器81檢測(cè)，從控制器83把規(guī)定電流送到設(shè)置在斗桿用操作閥251的下游側(cè)的中間旁路線路Cb內(nèi)的負(fù)控負(fù)荷壓補(bǔ)償閥43的電磁比例放泄閥85，使中間旁路線路Cb產(chǎn)生斗桿油缸25的桿保持壓，因而即使斗桿油缸25的桿側(cè)負(fù)荷壓變化，斗桿伸出流量調(diào)制曲線也不變化，可維持穩(wěn)定的流量特性，并且在動(dòng)臂舉升操作的同時(shí)，操作桿起動(dòng)位置是一定的，微操作范圍也能較大確保，能夠看到改善效果，因而可改善起重機(jī)作業(yè)中的提升操作性。
并且，具有以下效果在斗桿縮回操作中降下物料時(shí)，可通過斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42防止物料的急速下降。
(重負(fù)荷作業(yè))在挖掘等的重負(fù)荷狀態(tài)下，斗桿油缸25的頭側(cè)25h的負(fù)荷壓為高壓，而該高負(fù)荷壓由頭壓檢測(cè)線路65引導(dǎo)到壓力補(bǔ)償解除部64，使彈簧63的設(shè)定荷載足夠大，并把出口節(jié)流側(cè)的流量控制閥57的有效差壓設(shè)定得非常大，因而作為帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y的斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42的作為流量控制閥的設(shè)定流量在看起來增大，比由油壓泵28的最大流量決定的斗桿油缸25的桿側(cè)25r的回流實(shí)際流量大，因此，在該狀態(tài)下，斗桿油缸25的桿側(cè)25r的壓力補(bǔ)償功能不起作用，可發(fā)揮通常的帶有節(jié)流功能的出口節(jié)流特性，由于經(jīng)過該斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42從斗桿油缸25的桿側(cè)25r排出到回流線路70的回油的流動(dòng)阻力實(shí)質(zhì)減小，因而回流線路中的熱損失減輕，可提高實(shí)質(zhì)的油缸做功量，并且還可改善驅(qū)動(dòng)油壓泵28的車載發(fā)動(dòng)機(jī)27的燃料費(fèi)。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的效果進(jìn)行總結(jié)。
(水平平整性能)依靠圖1所示的斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42的出口節(jié)流流量控制功能，即使在安裝大重量鏟斗的狀態(tài)下，斗桿縮回操作中的斗桿下降速度也穩(wěn)定而不變化，并且由于通過圖2所示的壓力傳感器91和電磁比例放泄閥95使中間旁路線路Cb產(chǎn)生動(dòng)臂保持壓，因而即使負(fù)荷壓變化，動(dòng)臂舉升流量調(diào)制曲線也不變化，可維持穩(wěn)定的流量特性，因此與鏟斗種類無關(guān)，可根據(jù)按照指示的斗桿下降速度和動(dòng)臂舉升速度來提高水平平整作業(yè)性。
而且，由于與水平平整作業(yè)中的鏟斗種類無關(guān)，定位精度提高，整地的平坦度也得到改善，因而作業(yè)速度加快，可提高水平平整作業(yè)性。
并且，沒有必要按照用戶獨(dú)自安裝的各鏟斗用途，進(jìn)行用于改善水平平整性能的閥芯切口等的調(diào)整試驗(yàn)，并且可抑制在調(diào)整后把該閥芯送交到終端用戶進(jìn)行重新安裝的工夫和費(fèi)用。同時(shí)，還可將用戶索賠防止于未然，可提高產(chǎn)品的可靠性。
(起重機(jī)操作性能)在物料起吊提升作業(yè)中，當(dāng)借助于供給到動(dòng)臂油缸24的頭側(cè)24h的工作油的動(dòng)臂舉升操作、和借助于供給到斗桿油缸25的桿側(cè)25r的工作油的斗桿伸出操作的聯(lián)動(dòng)操作開始時(shí)，使用對(duì)供給到動(dòng)臂油缸24的頭側(cè)24h的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器91、和在隨著由該壓力傳感器91所檢測(cè)的壓力的上升而提高動(dòng)臂用操作閥241的下游側(cè)的中間旁路線路壓力的方向進(jìn)行控制的電磁比例放泄閥95，與荷載大小無關(guān)，可把動(dòng)臂舉升操作開始的操作桿點(diǎn)保持一定，并可補(bǔ)償微操作范圍和針對(duì)閥行程的流量上升增益，同時(shí)，使用對(duì)供給到斗桿油缸25的桿側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器81、和在隨著由該壓力傳感器81所檢測(cè)的壓力的上升而提高斗桿用操作閥251的下游側(cè)的中間旁路線路壓力的方向進(jìn)行控制的電磁比例放泄閥85，與荷載大小無關(guān)，可把斗桿油缸收縮操作開始的操作桿點(diǎn)保持一定，并可補(bǔ)償微操作范圍和針對(duì)閥行程的流量上升增益，因而可改善物料起吊作業(yè)中的準(zhǔn)確性和循環(huán)時(shí)間。
并且，可防止動(dòng)臂油缸速度和斗桿油缸速度的驟變和微動(dòng)性能的惡化，可確保操作者和周邊作業(yè)者的作業(yè)環(huán)境的安全性。
在使用斗桿油缸進(jìn)行物料吊下時(shí)，與荷載大小無關(guān)，可防止物料下降速度的變化，可防止物料的急速下降。
(一般挖掘性能等)壓力補(bǔ)償解除部64進(jìn)行如下控制當(dāng)斗桿油缸25的頭側(cè)25h的負(fù)荷壓增加時(shí)，增大彈簧63的設(shè)定荷載，而在斗桿縮回的重挖掘作業(yè)時(shí)等的重負(fù)荷狀態(tài)下，當(dāng)頭側(cè)25h的負(fù)荷壓達(dá)到大于等于規(guī)定值的高壓力時(shí)，使彈簧63的設(shè)定荷載足夠大，并把出口節(jié)流側(cè)的流量控制閥57的有效差壓設(shè)定得非常大，因而斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥42的作為流量控制閥的設(shè)定流量看起來增大，比由油壓泵28的最大流量決定的斗桿油缸25的桿側(cè)25r的回流實(shí)際流量大，因此，在該狀態(tài)下，斗桿油缸25的桿側(cè)25r的壓力補(bǔ)償功能不起作用，成為通常的節(jié)流閥，可發(fā)揮通常的帶有節(jié)流功能的出口節(jié)流特性。
即，在上述重負(fù)荷狀態(tài)下，當(dāng)頭側(cè)25h的負(fù)荷壓達(dá)到大于等于規(guī)定值的高壓力時(shí)，使彈簧63的設(shè)定荷載增大到不能實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償性能的值，因而可發(fā)揮通常的帶有節(jié)流功能的出口節(jié)流特性。
并且，圖1和圖2未示出的行走電動(dòng)機(jī)11、12、回旋電動(dòng)機(jī)13、鏟斗油缸26等的油壓致動(dòng)器相關(guān)的力調(diào)制功能得到維持。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可利用在具有油壓挖掘機(jī)等的作業(yè)裝置的建設(shè)機(jī)械的控制回路中。
權(quán)利要求
1.一種建設(shè)機(jī)械的控制回路，具有針對(duì)動(dòng)臂用操作閥、斗桿用操作閥、以及鏟斗用操作閥設(shè)置有中間旁路線路的中間開口回路，該動(dòng)臂用操作閥、斗桿用操作閥以及鏟斗用操作閥分別對(duì)從油壓泵供給到使動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂油缸、使與動(dòng)臂前端連接的斗桿動(dòng)作的斗桿油缸、以及使與斗桿前端連接的鏟斗動(dòng)作的鏟斗油缸，且經(jīng)過回流線路回到油箱的油進(jìn)行控制，其特征在于，該控制回路具有帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y，其設(shè)置在從斗桿油缸的桿側(cè)回到油箱的油的回流線路內(nèi)；壓力傳感器，其對(duì)供給到動(dòng)臂油缸的頭側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)；以及壓力控制閥，其在隨著由壓力傳感器所檢測(cè)的壓力的上升而使動(dòng)臂用操作閥的下游側(cè)的中間旁路線路壓力提高的方向上進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建設(shè)機(jī)械的控制回路，其特征在于，具有壓力傳感器，其對(duì)供給到斗桿油缸的桿側(cè)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)；以及壓力控制閥，其在隨著由壓力傳感器所檢測(cè)的壓力的上升而使斗桿用操作閥的下游側(cè)的中間旁路線路壓力提高的方向上進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的建設(shè)機(jī)械的控制回路，其特征在于，壓力控制閥與用于從中間旁路線路取出泵排出流量控制用的負(fù)流量控制壓力的噴孔和放泄閥設(shè)置為一體，形成負(fù)流量控制負(fù)荷壓補(bǔ)償閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的建設(shè)機(jī)械的控制回路，其特征在于，帶有壓力補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y具有差壓設(shè)定用的彈簧；以及壓力補(bǔ)償解除部，其隨著對(duì)斗桿油缸的頭側(cè)施加的負(fù)荷壓的增加而使彈簧的設(shè)定荷載增加，并且當(dāng)頭側(cè)的負(fù)荷壓大于等于規(guī)定值時(shí)，使彈簧的設(shè)定荷載增大到解除流量控制壓力補(bǔ)償?shù)闹怠?br> 全文摘要
在具有中間開口回路的油壓挖掘機(jī)中，即使在變更了鏟斗重量的情況下，也能確保與使用標(biāo)準(zhǔn)鏟斗作了調(diào)整的情況相同的操作性。針對(duì)分別對(duì)從油壓泵(28)供給到動(dòng)臂油缸、斗桿油缸(25)等的油進(jìn)行控制的動(dòng)臂用操作閥、斗桿用操作閥(251)等，設(shè)置有中間旁路線路(Cb)。在從斗桿油缸(25)的桿側(cè)(25r)到油箱(29)的桿側(cè)回流線路(55)內(nèi)設(shè)置有斗桿縮回/出口節(jié)流負(fù)荷壓補(bǔ)償閥(42)。在斗桿油缸(25)的桿側(cè)(25r)設(shè)置有對(duì)供給到該桿側(cè)(25r)的工作油的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器(81)。在中間旁路線路(Cb)內(nèi)設(shè)置有在隨著由壓力傳感器(81)所檢測(cè)的壓力的上升而使斗桿用操作閥(251)的下游側(cè)的中間旁路線路壓力提高的方向上進(jìn)行控制的電磁比例放泄閥(85)。
文檔編號(hào)F15B11/00GK1914384SQ200580003948
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者吉野和憲 申請(qǐng)人:新履帶牽引車三菱有限公司