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裝置40b的操縱桿向左右方向操作,則按照其操作量而滑閥Ile被進行操作,從而驅(qū)動鏟斗缸7c。此外,操作裝置40a、40b的各操縱桿的操作方向與驅(qū)動的液壓致動器的對應(yīng)關(guān)系也可以是根據(jù)其它方式的關(guān)系。
[0068]操作裝置40c、40d是操作踏板方式的行駛用操作裝置。若對操作裝置40c、40d的各踏板進行操作,則按照各個操作量而滑閥lld、Ilc被進行操作,從而驅(qū)動右左行駛液壓馬達 1aUObo
[0069]控制器41從操作裝置40a?40d輸入操作信號而進行預(yù)定的運算處理,將運算處理后的電信號作為控制信號輸出到液壓泵la、lb、2a、2b的各調(diào)整器laR、lbR、2aR、2bR、滑閥Ila?lie、開閉閥12a、12b、合流閥13、比例控制閥14a、14b,并對這些進行控制。
[0070]本實施方式中的液壓系統(tǒng)具備作為動力系統(tǒng)的、發(fā)動機20和與發(fā)動機20連接的動力傳遞裝置15。發(fā)動機20經(jīng)由動力傳遞裝置15對液壓泵la、lb、2a、2b及灌注泵5進行驅(qū)動。
[0071]圖2中表示搭載了本實施方式中的液壓系統(tǒng)的作為工作機械的一例的液壓挖掘機的外觀。在圖中,對于與圖1所示的部件相同的部件標(biāo)注了相同的附圖標(biāo)記。液壓挖掘機具有上部回轉(zhuǎn)體30d、下部行駛體30e、前置裝置30A,下部行駛體30e利用右行駛液壓馬達10a、左行駛液壓馬達1b (僅圖示一方)行駛,上部回轉(zhuǎn)體30d利用回轉(zhuǎn)液壓馬達1c (圖1)在下部行駛體30e上進行回轉(zhuǎn)。另外,前置裝置30A形成為由動臂30a、斗桿30b、鏟斗30c構(gòu)成的多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),分別利用動臂缸7b、斗桿缸7a、鏟斗缸7c向上下或前后方向進行驅(qū)動。
[0072]?動作?
[0073]在如上所述構(gòu)成的液壓系統(tǒng)中,使用圖3?圖6說明各致動器的動作。圖3是用表形式表示進行液壓挖掘機的各種動作時的液壓泵la、lb、2a、2b、開閉閥12a、12b、比例控制閥14a、14b的動作例的圖。例如在進行動臂上升動作(單獨動作I)的情況下,其意味著打開(接通)開閉閥12b (常閉),驅(qū)動(接通)閉式回路用液壓泵Ib和開式回路用液壓泵2b這兩方,對比例控制閥14b (常開)的閥開度進行控制(接通)。
[0074]??動臂單獨動作??
[0075]使用圖3及圖4對動臂單獨動作進行說明。圖4是表示動臂上升(高速)一動臂下降(低速)一動臂下降(高速)的各動作中的、針對操作裝置40b的操縱桿的前后方向的操作量(以下,稱為動臂桿操作量)的開閉閥12b、液壓泵lb、2b、比例控制閥14b、動臂缸7b、加油回路105的時刻歷史響應(yīng)的圖。在圖中,關(guān)于動臂桿操作量、液壓泵2b的排出流量、動臂缸7b的速度、液壓泵2b的動力,將動臂缸7b伸長時用正表示,將拉入時用負表示。
[0076]???動臂上升(高速)???
[0077]在動臂上升(高速)時,在進行操作裝置40b的操縱桿的前后方向的操作(以下,稱為動臂桿操作)的同時,打開(接通)開閉閥12b,將比例控制閥14b的閥開度向關(guān)閉方向進行控制(接通),驅(qū)動(接通)閉式回路用液壓泵2b和開式回路用液壓泵Ib (圖3的單獨操作I),將按照動臂桿操作量Xl的流量從閉式回路用液壓泵2b和開式回路用液壓泵Ib這兩方送入動臂缸7b的缸蓋側(cè)室(合流輔助)。由此動臂缸以速度Vl進行伸長動作。此時,以使從開式回路用液壓泵Ib送入動臂缸7b的缸蓋側(cè)室的流量基于由動臂缸7b的缸蓋側(cè)室與活塞桿側(cè)室的受壓面積差引起的缸蓋側(cè)室流量與活塞桿側(cè)室流量的差分而確定的方式,利用控制器41控制開式回路用液壓泵Ib的排出流量。
[0078]在此,作為一例,對如下情況進行說明,以使從開式回路用液壓泵Ib送入動臂缸7b的缸蓋側(cè)室的流量與由動臂缸7b的缸蓋側(cè)室與活塞桿側(cè)室的受壓面積差引起的缸蓋側(cè)室流量與活塞桿側(cè)室流量的差分相同的方式,利用控制器41控制開式回路用液壓泵Ib的排出流量。如果將動臂缸7b的缸蓋側(cè)室的受壓面積設(shè)為Ah,將活塞桿側(cè)室的受壓面積設(shè)為Ar,將閉式回路用液壓泵2b的排出流量設(shè)為Qcpl,將開式回路用液壓泵Ib的排出流量設(shè)為Qopl,則缸蓋側(cè)室流量為Qcpl+Qopl,活塞桿側(cè)室流量為(Qcpl+Qopl) X Ar/Ah,因此這些流量的差分成為(Qcpl+Qopl) X (I — Ar/Ah)。S卩,以開式回路用液壓泵Ib的排出流量Qopl成為如下值的方式進行控制。
[0079]Qopl = (Qcpl+Qopl) X (I — Ar/Ah) (式 I)
[0080]此外,如果對(式I)進行變形,則變成如下。
[0081]Qcpl:Qopl = Ar: (Ah — Ar)(式 2)
[0082]而且,進一步變形,則變成如下。
[0083]Qopl = QcplX (Ah/Ar — I)(式 3)
[0084]g卩,以保持(式2)或(式3)的關(guān)系的方式,控制開式回路用液壓泵Ib的排出流量Qopl0例如,在使用了 Ah:Ar = 5:3的工作缸的情況下,如果Qcpl = 300L/min,則成為Qopl = 200L/min。此時,缸蓋側(cè)室流量成為500L/min,活塞桿側(cè)室流量成為300L/min,因此與由閉式回路用液壓泵2b排出的流量相等的流量從活塞桿側(cè)室返回到液壓泵2b的吸入偵U。因此,在液壓閉式回路101內(nèi)不會產(chǎn)生流量不足,所以來自加油回路105的加油流量為零即可,能夠盡量減小灌注泵5的容量。
[0085]假設(shè),在沒有從開式回路用液壓泵Ib朝向缸蓋側(cè)室的合流輔助的情況下,如圖4中的單點劃線所示,動臂缸7b的速度下降,需要來自加油回路105的加油流量。具體而言,動臂缸7b的缸蓋側(cè)流量變成與閉式回路用液壓泵2b的排出流量Qcpl = 300L/min相等,因此動臂缸7b的伸長速度降低至(3/5) VI。另外,相對于液壓泵2b的排出流量Qcpl = 300L/min,動臂缸7b的活塞桿側(cè)流量成為(3/5) Qcpl = 180L/min,因此在液壓閉式回路101內(nèi)產(chǎn)生(2/5)Qcpl = 120L/min的不足流量,需要來自加油回路105的等量的加油流量。
[0086]此外,在上述的例子中,對以使來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量與缸蓋側(cè)室流量和活塞桿側(cè)室流量的差分相等的方式進行控制的情況進行了說明,但是在相對于差分將來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量控制成較多的情況下,或者控制成較少的情況下,本實施方式也成立。以下對于這一點進行說明。在動臂上升時油路1la成為高壓側(cè),因此經(jīng)由沖洗閥6b而使低壓側(cè)的油路1lb與加油回路105連通。在相對于差分將來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量控制成較多的情況下,伴隨著朝向缸蓋側(cè)室的供給流量的增加而來自活塞桿側(cè)室的排出流量增加,而該剩余的排出流量經(jīng)由沖洗閥6b及加油回路105向油箱9排出,因此與由閉式回路用液壓泵2b排出的流量相等的流量從活塞桿側(cè)室返回到液壓泵2b的吸入側(cè)。其結(jié)果,在液壓回路上無任何破綻,來自加油回路105的加油流量為零即可。另一方面,在相對于差分而將來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量控制成較少的情況下,伴隨著朝向缸蓋側(cè)室的供給流量的減少而來自活塞桿側(cè)室的排出流量不足,而相當(dāng)于該排出流量的不足部分的加油流量經(jīng)由加油回路105及沖洗閥6b補充到油路1lb中,因此與由閉式回路用液壓泵2b排出的流量相等的流量從活塞桿側(cè)室返回到液壓泵2b的吸入側(cè)。其結(jié)果,在液壓回路上無任何破綻,與沒有輔助的情況相比,來自加油回路105的加油流量為非常少的量即可。因此,與差分相等的情況同樣,能夠盡量減小灌注泵5的容量。此外,動臂缸7b的速度按照針對差分的來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量的增加部分(或者減少部分),從與動臂桿操作量Xl對應(yīng)的動臂缸7b的速度產(chǎn)生變化,因此針對差分的來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量的增加部分(或者減少部分)優(yōu)選在操作性等影響較小的范圍內(nèi)進行設(shè)定。另外,即使在經(jīng)過時間變化而針對差分的來自開式回路用液壓泵Ib的輔助流量的增加部分(或者減少部分)產(chǎn)生變化的情況下,本實施方式當(dāng)然也成立。
[0087]以上的說明是針對進行動臂上升(高速)時的動作及控制的說明,但是對于低速的情況也是同樣的。
[0088]???動臂下降(低速)???
[0089]在動臂下降(低速)時,在進行動臂桿操作的同時,僅驅(qū)動(接通)閉式回路用液壓泵2b (圖3的單獨動作2),將按照動臂桿操作量一 X2的流量一 Qcp2從動臂缸7b的缸蓋側(cè)室吸入并向活塞桿側(cè)排出。閉式回路用液壓泵2b的排出流量一 Qcp2與供給到動臂缸7b的活塞桿側(cè)室的流量的差分從沖洗閥6b排出并返回到油箱9。由此動臂缸以速度一 V2進行拉入動作。另外,在動臂下降時,閉式回路用液壓泵2b利用來自動臂缸7b的缸蓋側(cè)室的流出流量而進行馬達驅(qū)動,再生動臂的位置能量,因此泵動力成為負。該負的動力(再生動力)經(jīng)由動力傳遞裝置15傳遞到發(fā)動機20,從而發(fā)動機負載降低。一般而言在發(fā)動機控制中,為了保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速恒定而以按照發(fā)動機負載對燃料消耗量進行增減的方式進行控制,因此通過如此降低發(fā)動機負載而能夠減少燃料消耗量。
[0090]???動臂下降(尚速)???
[0091]在動臂下降(高速)時,在進行動臂桿操作的同時打開(接通)開閉閥12b,并且,在動臂桿操作量達到預(yù)定量時,將比例控制閥14b的閥開度向打開方向進行控制(接通)(參照圖6B),僅驅(qū)動(接通)閉式回路用液壓泵2b (圖3的單獨動作3),從動臂缸7b的缸蓋側(cè)室利用閉式回路液壓泵2b吸入最大排出流量一 Qcpmax后向活塞桿側(cè)排出,并且將按照動臂桿操作量一 Xl的流量一 Qpvl從比例控制閥14b排出后返回到油箱9(排出輔助),從而增加工作缸速度。由此,動臂缸7b以速度一 Vl進行拉入動作。此時,以使比例控制閥14b排出按照動臂桿操作量一 Xl的流量的方式,利用控制器41對比例控制閥14b的閥開度進行控制。在此,比例控制閥14b的排出流量根據(jù)動臂缸7b的缸蓋側(cè)壓力產(chǎn)生變動,因此最好按照缸蓋側(cè)壓力調(diào)整閥開度,或者作為比例控制閥14b使用具備壓力補償功能的流量控制閥。由此,即使動臂的負載狀態(tài)產(chǎn)生變動也能夠?qū)凑談颖蹢U操作量的流量穩(wěn)定地排出到油箱9中,因此能夠獲得高速且良好的操作性。
[0092]此外,在沒有由比例控制閥14b進行的排出輔助的情況下,來自動臂缸7b的缸蓋側(cè)室的流出流量被限制至閉式回路用液壓泵2b的最大排出流量一 Qcpmax,如圖4中的虛線所示,只能將動臂缸7b的拉入速度提高至一 VI’ =— VlX (Qcpmax/(Qcpmax+Qpvl)),導(dǎo)致動臂下降速度收到限制。
[0093]在此,動臂上升是對閉式回路液壓泵2b和開式回路用液壓泵Ib的排出流量進行合流來進行,相對于此,動臂下降(低速)僅利用閉式回路用液壓泵2b進行,因此如果在動臂上升時和動臂下降時將針對動臂桿操作量的閉式回路用液壓泵2b的排出流量設(shè)定為相同的比率,則即使動臂桿操作量相同而在動臂上升時和動臂下降時工作缸速度發(fā)生改變,在操作性方面不夠理想。為了解決該問題,將動臂下降時的針對動臂桿操作量的閉式回路用液壓泵2b的排出流量的比率設(shè)定為比動臂上升時的比率高即可。
[0094]圖6A表示動臂上升時的動臂桿操作量與液壓泵lb、2
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