專利名稱：液壓控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)液壓控制閥的液壓控制回路，該多個(gè)液壓控制閥通過液壓控制油來切換操作多個(gè)液壓切換閥。
具有多個(gè)液壓致動(dòng)器的液壓鏟斗，作為典型的致動(dòng)器，具有作業(yè)機(jī)的液壓缸、上部旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)液壓電動(dòng)機(jī)、下部行走體的行走液壓電動(dòng)機(jī)等。由液壓切換閥切換操作將來自由發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器用泵的排出油輸送給液壓致動(dòng)器，由此來使這些液壓致動(dòng)器動(dòng)作。
作為該液壓切換閥的典型的切換裝置，通過液壓控制閥來給液壓切換閥的閥柱端部供給液壓控制油，來滑動(dòng)操作閥柱，進(jìn)行所謂的液壓控制操作。不是用手動(dòng)直接操作液壓切換閥，而是對(duì)其進(jìn)行液壓控制操作，由此，來減輕操作力，并且能夠在遠(yuǎn)處操作液壓切換閥，因此，大多用于液壓鏟斗、吊車等。下面說明用于該液壓控制操作的液壓控制回路的構(gòu)成(1)液壓控制油是通過與致動(dòng)器用泵不同的由發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的例如齒輪泵這樣的固定容量的專用液壓控制泵所生成排出的。
(2)所排出的液壓控制油的壓力通過減壓閥而設(shè)定保持在用于操作液壓切換閥等所需要的液壓控制壓力上。
(3)分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)液壓致動(dòng)器，多個(gè)液壓切換閥分別按照多個(gè)液壓切換閥的每一個(gè)而設(shè)置多個(gè)液壓控制閥。當(dāng)追加具有液壓致動(dòng)器的附件等時(shí)，增設(shè)所追加的液壓致動(dòng)器用的液壓切換閥和液壓控制閥。
(4)液壓控制泵的排出油量可以同時(shí)操作多個(gè)液壓控制閥，也可以以隨意的快慢速度來操作液壓控制閥，為了不會(huì)使提供給液壓控制閥的液壓控制油量發(fā)生不足，盡可能采用排出容量大的液壓控制泵。但是，由于在增設(shè)液壓控制閥而使數(shù)量增加的情況下會(huì)發(fā)生不足，就需要更換成大排出量的泵。
在上述這樣的現(xiàn)有液壓控制回路中，存在以下需要解決的問題(1)當(dāng)液壓控制閥不被操作時(shí)，液壓控制油全部通過減壓閥返回油箱。由此，具有壓力能量的液壓控制油變熱，則工作油的溫度上升。為了增加了液壓致動(dòng)器的數(shù)量，并且，為了使液壓致動(dòng)器的動(dòng)作響應(yīng)良好，則當(dāng)更換為排出容量大的液壓控制泵而使液壓控制油量增加時(shí)，發(fā)熱量進(jìn)一步增加，則用于冷卻工作油的油冷卻器的負(fù)擔(dān)增加。而且，驅(qū)動(dòng)液壓控制泵的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消費(fèi)也增加了。
(2)當(dāng)為了增設(shè)附件等而追加液壓切換閥時(shí)，由于多個(gè)液壓切換閥同時(shí)被操作的機(jī)會(huì)、頻率增加了，則來自流入各個(gè)液壓切換閥的液壓控制油在現(xiàn)有的液壓控制泵中是不足的，則液壓切換閥的操作性(響應(yīng)性)變差。
鑒于上述問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)課題是提供一種液壓控制回路，(1)減少工作油的發(fā)熱，并且，(2)即使增設(shè)了液壓控制閥并同時(shí)操作多個(gè)，也能充分地向液壓控制閥供給液壓控制油而操作性不受損害。
在本發(fā)明中，為了解決上述技術(shù)課題，按以下這樣來構(gòu)成液壓控制回路(1)采用可變?nèi)萘勘脕碜鳛橐簤嚎刂票谩?br> (2)用操作檢測(cè)裝置來檢測(cè)液壓控制閥的操作狀態(tài)，通過控制器從該操作狀態(tài)運(yùn)算出在操作液壓切換閥中所需要的液壓控制泵排出油量，從而使液壓控制泵僅排出必要的最小限度的油量。
即，根據(jù)本發(fā)明，為了解決上述技術(shù)課題，提供一種液壓控制回路，包括排出液壓控制油的液壓控制泵、通過控制供給該液壓控制油來切換操作多個(gè)液壓切換閥的多個(gè)液壓控制閥，其特征在于，該液壓控制泵由可變?nèi)萘勘脴?gòu)成。
在最佳實(shí)施例中，該液壓控制回路包括檢測(cè)該多個(gè)液壓控制閥的各個(gè)操作狀態(tài)的操作檢測(cè)裝置、根據(jù)來自該操作檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)而運(yùn)算出必要的液壓控制油量來作為容量指令信號(hào)輸出給該可變?nèi)萘勘玫目刂破?。該操作檢測(cè)裝置最好檢測(cè)該液壓控制閥的操作桿的操作角度。
在本發(fā)明的液壓控制回路中，(1)通過操作檢測(cè)裝置來檢測(cè)多個(gè)液壓控制閥的操作狀態(tài)(所操作的液壓控制閥的數(shù)量、液壓控制閥的開度)。
(2)由控制器來運(yùn)算必要的液壓控制油量，向液壓控制泵的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)指令必要排出量。
(3)液壓控制泵的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)工作，而從液壓控制泵排出所指令的油量。因此，由于保持了必要的最小限度的液壓控制油量，就能抑制工作油的發(fā)熱、發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消費(fèi)量的增加，并且能夠改善操作性(響應(yīng)性)。


圖1是包含按本發(fā)明所構(gòu)成的液壓控制回路的實(shí)施例的液壓鏟斗的液壓致動(dòng)器操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
下面參照表示了按本發(fā)明所構(gòu)成的液壓控制回路的最佳實(shí)施例的附圖來進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
參照?qǐng)D1，通過具有多個(gè)液壓致動(dòng)器的液壓鏟斗來說明該實(shí)施例，液壓鏟斗的液壓致動(dòng)器的操作系統(tǒng)包括用標(biāo)號(hào)2表示全體的液壓控制回路、由液壓控制回路2所操作的多個(gè)液壓切換閥4、由液壓切換閥4所操作的多個(gè)液壓致動(dòng)器6、排出用于驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器6的壓油的致動(dòng)器用泵8。
液壓控制回路2包括由發(fā)動(dòng)機(jī)9所旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而排出液壓控制油的可變?nèi)萘康囊簤嚎刂票?0、通過控制供給液壓控制油來切換操作多個(gè)液壓切換閥4的多個(gè)液壓控制閥14。在液壓控制回路2中進(jìn)一步包含規(guī)定液壓控制回路的壓力的減壓閥20、通過多個(gè)液壓控制閥14的操作狀態(tài)來運(yùn)算液壓控制泵10的排出油量而向液壓控制泵10進(jìn)行指令的控制器18。來自液壓控制泵10的排出油通過油路30連接在減壓閥20上，經(jīng)過減壓閥20返回油箱22。從而在油路30中保持規(guī)定的液壓控制壓力。油路30分別連接在多個(gè)液壓控制閥14上。在減壓閥20與油箱22之間設(shè)置用于冷卻工作油的油冷卻器21。
多個(gè)液壓致動(dòng)器6包含作為作業(yè)機(jī)的液壓缸的一對(duì)吊桿缸6a、6a、懸臂缸6b、鏟斗缸6c；上部旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)6d；下部行走體的左右一對(duì)的行走電動(dòng)機(jī)6e、6f。多個(gè)液壓致動(dòng)器6分別通過油路36連接在與多個(gè)液壓切換閥4相對(duì)應(yīng)的液壓切換閥上。多個(gè)液壓切換閥4包含吊桿用液壓切換閥4a、懸臂缸用液壓切換閥4b、鏟斗缸用液壓切換閥4c、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)用液壓切換閥4d、一對(duì)行走電動(dòng)機(jī)用液壓切換閥4e,4f。來自致動(dòng)器用泵8的排出油分別供給多個(gè)液壓切換閥4，在液壓切換閥4未被操作的中立狀態(tài)下，排出油流入油箱22。多個(gè)液壓切換閥4的每個(gè)即液壓切換閥4a、4b、4c、4d、4e、4f其本身由公知的液壓控制動(dòng)作的三位置的柱閥所構(gòu)成，通常，被保持在來自致動(dòng)器用泵8的排出油不流入液壓致動(dòng)器6的中立位置上，當(dāng)來自液壓控制閥14的液壓控制油經(jīng)過油路32有選擇地提供給閥柱兩端部的任一方時(shí)，液壓切換閥4被有選擇地切換，工作油被提供給液壓致動(dòng)器6。
多個(gè)液壓控制閥14包含操作吊桿缸用液壓切換閥4a的吊桿用液壓控制閥14a、操作懸臂缸用液壓切換閥4b的懸臂用液壓控制閥14b、操作鏟斗用液壓切換閥4c的鏟斗缸用液壓控制閥14c、操作旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)用液壓切換閥4d的旋轉(zhuǎn)用液壓控制閥14d、分別操作一對(duì)行走電動(dòng)機(jī)用液壓切換閥4e,4f的行走用液壓控制閥14e,14f。多個(gè)液壓切換閥4的每個(gè)即液壓控制閥14a、14b、14c、14d、14e、14f其本身由公知的三位置柱閥所構(gòu)成，使操作閥柱的操作桿16以其旋轉(zhuǎn)中心為中心沿預(yù)定方向有選擇地進(jìn)行搖動(dòng)而操作。當(dāng)不操作操作桿16時(shí)的液壓控制閥14被保持在來自液壓控制泵10的液壓控制油不流入液壓切換閥4的中立位置上。通過操作操作桿16，液壓控制油經(jīng)過油路32在閥柱的兩端部的任一方有選擇地提供給多個(gè)液壓切換閥4中相對(duì)應(yīng)的液壓切換閥。操作檢測(cè)裝置15由檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角的變位的公知的電位計(jì)所構(gòu)成。操作檢測(cè)裝置15設(shè)在操作桿16的旋轉(zhuǎn)中心上，電氣地檢測(cè)操作桿16距中立位置的角度變位。所檢測(cè)的角度變位信號(hào)輸出給控制器18。即，在液壓控制閥14未被操作的狀態(tài)下，操作桿16距中立位置的角度變位是0，當(dāng)被操作時(shí)，檢測(cè)操作的程度(閥的開度)作為角度變位。
作為可變?nèi)萘勘玫囊簤嚎刂票?0具有公知的例如通過改變斜板的斜度來變更排出量的斜板式活塞泵11、控制斜板的斜度的斜板控制器12。斜板控制器12包含改變斜板的角度的控制缸(未圖示)和控制控制缸的伸縮的液壓電磁閥(未圖示)。當(dāng)通過電氣信號(hào)來操作液壓電磁閥時(shí)，控制缸動(dòng)作而使斜板的傾斜角度變更，使活塞泵11的活塞行程變更，來變更排出量。液壓控制泵10的最大排出量最好大于現(xiàn)有的固定容量的液壓控制泵的最大排出量來進(jìn)行設(shè)定。
由微型計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的控制器18根據(jù)來自操作檢測(cè)裝置15的檢測(cè)信號(hào)來運(yùn)算出在多個(gè)液壓控制閥14中所操作的液壓控制閥的數(shù)量，并且從該液壓控制閥的開度來運(yùn)算出必要的液壓控制泵10的排出量，向斜板控制器12輸出容量指令信號(hào)。
下面說明上述那樣構(gòu)成的液壓控制回路2的作用
(1)液壓控制泵11所排出的液壓控制油流入油路30，在多個(gè)液壓控制閥14(14a、14b、14c、14d、14e、14f)未被操作的中立狀態(tài)下，液壓控制油在維持油路30中的液壓控制壓力的狀態(tài)下經(jīng)過減壓閥20、油冷卻器21放出到油箱22中。
(2)當(dāng)多個(gè)液壓控制閥14的任何液壓控制閥的操作桿16被操作時(shí)，通過操作檢測(cè)裝置15來檢測(cè)操作桿16的操作狀態(tài)(所操作的液壓控制閥的數(shù)量、液壓控制閥的開度)并輸出給控制器18。
(3)控制器18根據(jù)操作檢測(cè)裝置15的輸出信號(hào)來運(yùn)算出必要的液壓控制泵10的排出量，向斜板控制器12輸出容量指令信號(hào)。即，在從多個(gè)液壓控制閥14中操作了一個(gè)的狀態(tài)下，作為容量指令信號(hào)被輸出，以使液壓控制油量成為組合了一個(gè)液壓控制閥所需要的油量和用于維持液壓控制壓力的最小限度的油量的排出量。在從多個(gè)液壓控制閥14中多個(gè)液壓控制閥被同時(shí)操作的狀態(tài)下，同樣，作為容量指令信號(hào)被輸出，以使液壓控制油量成為組合了多個(gè)液壓控制閥所需要的油量和用于維持液壓控制壓力的最小限度的油量的排出量。即使在任一種操作狀態(tài)下，通過液壓控制閥的開度來校正容量指令信號(hào)，以便于成為與開度成比例的排出油量。在多個(gè)液壓控制閥14全部處于中立位置而使液壓控制閥14未被操作的狀態(tài)下，作為容量指令信號(hào)被輸出，以使液壓控制泵10的排出量成為維持液壓控制閥14的操作中具有的液壓控制壓力的待機(jī)狀態(tài)的最小限度的排出量。
(4)液壓控制泵10通過從控制器18所輸出的容量指令信號(hào)來操作斜板控制器12的液壓電磁閥，使控制缸動(dòng)作來使斜板的傾斜角度變更。這樣使液壓控制泵10的排出量變更。
(5)來自所操作的液壓控制閥14的液壓控制油通過油路32而流入到對(duì)應(yīng)的液壓切換閥4的被選擇的閥柱端部，來切換液壓切換閥4。由發(fā)動(dòng)機(jī)9所驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器用泵8的排出油從油路34流入油路36，流入多個(gè)液壓致動(dòng)器6對(duì)應(yīng)的液壓致動(dòng)器，來使液壓致動(dòng)器動(dòng)作。
(6)當(dāng)液壓控制閥14的操作桿16返回中立的位置時(shí)，通過向液壓切換閥4的油路32的液壓控制油的流動(dòng)停止。所操作的液壓切換閥4返回中立狀態(tài)，動(dòng)作的液壓致動(dòng)器6停止。如果沒有其他被操作的液壓控制閥14，如上述那樣，液壓控制泵10的排出量被設(shè)定為維持在液壓控制閥14的操作中具有的液壓控制壓力的待機(jī)狀態(tài)的最小限度的排出量。
上述那樣構(gòu)成的液壓控制回路，(1)當(dāng)液壓控制閥處于未被操作的中立狀態(tài)時(shí)，液壓控制泵的排出油量被控制為最小限度，通過減壓閥的油量被抑制為最小限度，因此，工作油的發(fā)熱被減小。驅(qū)動(dòng)液壓控制泵的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消費(fèi)的增加受到抑制，而減輕了由油冷卻器所產(chǎn)生的工作油的冷卻負(fù)擔(dān)。
(2)從液壓控制泵排出與同時(shí)被操作的液壓控制閥的數(shù)量和液壓控制閥的開度相對(duì)應(yīng)的必要最小限度的液壓控制油量，因此，即使增設(shè)了液壓控制閥，也能防止由液壓控制油的不足所引起的液壓切換閥的操作問題，操作性(響應(yīng)性)不受損失。
以上根據(jù)實(shí)施例而詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例，可以在本發(fā)明的范圍中進(jìn)行各種變形或修正。例如，(1)在本實(shí)施例中，作為檢測(cè)液壓控制閥的操作狀態(tài)的操作檢測(cè)裝置，檢測(cè)液壓控制閥的操作桿的操作角度，而當(dāng)液壓控制閥是電磁操作閥時(shí)，能夠感知操作電磁操作閥的電氣開關(guān)的通斷來檢測(cè)液壓控制閥的操作狀態(tài)。在電氣比例切換閥的情況下，能夠直接感知、檢測(cè)控制電氣信號(hào)。
(2)在本實(shí)施例中，通過液壓控制回路的液壓控制閥來控制操作液壓致動(dòng)器的液壓切換閥，而由液壓控制閥所控制的液壓切換閥并不僅限于操作液壓致動(dòng)器的液壓切換閥，當(dāng)然也能用于由液壓控制油所切換控制的壓力控制閥、流量控制閥、邏輯閥、逆止閥或其他的切換閥等。
根據(jù)按本發(fā)明所構(gòu)成的液壓控制回路，提供一種液壓控制回路，(1)減少工作油的發(fā)熱，并且，(2)即使在增設(shè)了液壓控制閥并同時(shí)操作多個(gè)的情況下，操作性沒有受到損害。
權(quán)利要求
1．一種液壓控制回路，包括排出液壓控制油的液壓控制泵、通過控制供給該液壓控制油來切換操作多個(gè)液壓切換閥的多個(gè)液壓控制閥，其特征在于，該液壓控制泵由可變?nèi)萘勘脴?gòu)成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制回路，其特征在于，該液壓控制回路包括檢測(cè)該多個(gè)液壓控制閥的各個(gè)操作狀態(tài)的操作檢測(cè)裝置、根據(jù)來自該操作檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)而運(yùn)算出必要的液壓控制油量來作為容量指令信號(hào)輸出給該可變?nèi)萘勘玫目刂破鳌?br> 3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制回路，其特征在于，該操作檢測(cè)裝置檢測(cè)該液壓控制閥的操作桿的操作角度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液壓控制回路,包括排出液壓控制油的液壓控制泵和通過控制供給液壓控制油操作多個(gè)液壓切換閥的多個(gè)液壓控制閥,減少由保持液壓控制壓力油所引起的工作油的發(fā)熱,即使同時(shí)操作多個(gè)液壓控制閥,也能充足地給液壓控制閥供給液壓控制油,操作性沒有受到損害。采用可變?nèi)萘勘米鳛橐簤嚎刂票?。用操作檢測(cè)裝置檢測(cè)液壓控制閥的操作狀態(tài),通過控制器從其狀態(tài)運(yùn)算出操作液壓切換閥所需要的液壓控制泵排出量,液壓控制泵僅排出必要的油量。
文檔編號(hào)F16K17/10GK1217769SQ98800170
公開日1999年5月26日 申請(qǐng)日期1998年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月24日
發(fā)明者伊賀真 申請(qǐng)人:新卡特彼勒三菱株式會(huì)社