工程機(jī)械的液壓驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械的液壓驅(qū)動裝置，尤其涉及進(jìn)行負(fù)荷傳感控制的液壓驅(qū)動裝置，該負(fù)荷傳感控制將液壓栗的排出流量控制為液壓栗的排出壓比多個驅(qū)動器的最高負(fù)載壓僅高目標(biāo)差壓。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械的液壓驅(qū)動裝置包含將液壓栗的排出流量控制為液壓栗(1栗)的排出壓比多個驅(qū)動器的最高負(fù)載壓僅高目標(biāo)差壓的裝置，該控制稱為負(fù)荷傳感控制。在進(jìn)行該負(fù)荷傳感控制的液壓驅(qū)動裝置中，如專利文獻(xiàn)1所記載的那樣，分別利用壓力補(bǔ)償閥將多個流量控制閥的前后差壓保持為預(yù)定差壓，在同時驅(qū)動多個驅(qū)動器的復(fù)合操作時，與各個驅(qū)動器的負(fù)載壓的大小無關(guān)地能夠以與各流量控制閥的開口面積相應(yīng)的比率將液壓供給至多個驅(qū)動器。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 —14122號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]在專利文獻(xiàn)1所記載的液壓驅(qū)動裝置中，在同時驅(qū)動多個驅(qū)動器的復(fù)合操作中，液壓栗的排出壓總是被控制為比多個驅(qū)動器的最高負(fù)載壓僅高目標(biāo)差壓，因此在進(jìn)行同時進(jìn)行負(fù)載壓的差大的例如起重臂上升微操作(負(fù)載壓:高)和懸臂接地操作(負(fù)載壓:低)的水平整平動作等的復(fù)合操作的情況下，液壓栗的排出壓被控制為比起重臂缸的高的負(fù)載壓僅高某設(shè)定壓量，并且為了防止壓力油過于流向負(fù)載壓低的驅(qū)動器(在水平整平動作中，懸臂缸)，負(fù)載壓低的驅(qū)動器用的壓力補(bǔ)償閥進(jìn)行節(jié)流，由于該無益的節(jié)流損失而消耗了動力(能量)。
[0008]另外，液壓挖掘機(jī)在使鏟斗爪尖與地面接觸的狀態(tài)下沿地面移動，收集石片、混凝土片、木片等碎片垃圾，從而有進(jìn)行對地面進(jìn)行清掃的稱為清掃作業(yè)的作業(yè)的情況。該清掃作業(yè)與水平整平動作相同，在起重臂上升微操作(負(fù)載壓:高)和懸臂接地操作(負(fù)載壓:低)的復(fù)合操作下進(jìn)行。但是，在清掃作業(yè)中，需要維持地面的形狀，因此即使在地面存在一些凹凸的情況下，也需要沿該地面的凹凸靈活地調(diào)整鏟斗爪尖的上下位置。
[0009]在此，為了沿地面靈活地調(diào)整鏟斗爪尖的上下位置，希望起重臂缸的伸縮速度與根據(jù)鏟斗爪尖接觸地面的凹凸的力的大下而變化的起重臂缸的負(fù)載壓相應(yīng)地靈活變化。
[0010]然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的液壓驅(qū)動裝置中，即使起重臂操作是微操作，向驅(qū)動器(起重臂缸)供給壓力油的液壓栗也由負(fù)荷傳感控制控制排出流量，而且流量控制閥的前后差壓由壓力補(bǔ)償閥保持為預(yù)定差壓。因此，向起重臂缸供給的壓力油的流量不易受起重臂缸的負(fù)載壓的影響，僅由操作裝置的桿輸入來決定，因此在地面存在凹凸的情況下，存在難以在使鏟斗爪尖與地面接觸的狀態(tài)下沿地面的凹凸移動之類的問題。
[0011]本發(fā)明的目的是提供一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動裝置，在包含特定的驅(qū)動器的復(fù)合操作中，在負(fù)載壓的差較大且特定的驅(qū)動器的操作裝置的操作是微操作的情況下，抑制壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流損失造成的無益的能量消耗，并且利用負(fù)載壓使向特定的驅(qū)動器供給的壓力油的流量靈活地變化，從而能夠得到良好的操作性。
[0012]用于解決課題的方案
[0013](1)為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動裝置具備:容量可變型的第一栗裝置;第二栗裝置;利用從上述第一栗裝置排出的壓力油進(jìn)行驅(qū)動的多個第一驅(qū)動器;利用從上述第二栗裝置排出的壓力油進(jìn)行驅(qū)動的多個第二驅(qū)動器;對從上述第一栗裝置向上述多個第一驅(qū)動器供給的壓力油的流動進(jìn)行控制的多個中位全閉型的流量控制閥;對從上述第二栗裝置向上述多個第二驅(qū)動器供給的壓力油的流動進(jìn)行控制的多個中位全開型的流量控制閥;對上述多個中位全閉型的流量控制閥的前后差壓分別進(jìn)行控制的多個壓力補(bǔ)償閥；以及第一栗控制裝置，其具有負(fù)荷傳感控制部，該負(fù)荷傳感控制部對上述第一栗裝置的容量進(jìn)行控制，以使上述第一栗裝置的排出壓比上述多個第一液壓驅(qū)動器的最高負(fù)載壓僅高目標(biāo)差壓，上述多個第一驅(qū)動器及第二驅(qū)動器包括作為共用驅(qū)動器的至少一個第一特定驅(qū)動器，上述多個第一驅(qū)動器包括在與上述第一特定驅(qū)動器的復(fù)合操作中所使用的頻度高的第二特定驅(qū)動器，上述多個中位全開型的流量控制閥包括第一流量控制閥，該第一流量控制閥對從上述第二栗裝置向上述第一特定驅(qū)動器供給的壓力油的流動進(jìn)行控制，上述多個中位全閉型的流量控制閥包括第二流量控制閥，該第二流量控制閥對從上述第一栗裝置向上述第一特定驅(qū)動器供給的壓力油的流動進(jìn)行控制，將上述第一流量控制閥及第二流量控制閥的開口面積特性設(shè)定為，當(dāng)將上述第一特定驅(qū)動器的操作裝置操作到操作范圍的中間區(qū)域時，僅上述第一流量控制閥開閥而從上述第二栗裝置向上述第一特定驅(qū)動器供給壓力油，當(dāng)從上述中間區(qū)域進(jìn)一步操作了上述操作裝置時，上述第一流量控制閥及第二流量控制閥的雙方開閥，來自上述第一栗裝置及第二栗裝置的壓力油合流供給至上述第一特定驅(qū)動器。
[0014]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，即使在第一特定驅(qū)動器(相當(dāng)于發(fā)明的目的中所說的“特定的驅(qū)動器”，例如起重臂缸)和第二特定驅(qū)動器(例如懸臂缸)的復(fù)合操作(例如水平整平動作、清掃作業(yè))中第一特定驅(qū)動器和第二特定驅(qū)動器的負(fù)載壓的差較大的情況下，第一及第二特定驅(qū)動器粉分別利用來自各自的栗裝置的壓力油驅(qū)動(第一特定驅(qū)動器利用從第二栗裝置排出的壓力油驅(qū)動，第二特定驅(qū)動器利用從第一栗裝置排出的壓力油驅(qū)動)，因此不會產(chǎn)生壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流損失，能夠抑制因壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流損失造成的無益的能量消耗。
[0015]另外，由于對從第二栗裝置向第一特定驅(qū)動器供給的壓力油的流動進(jìn)行控制的第一流量控制閥為中位全開型，因此通過將第一特定驅(qū)動器用作起重臂缸，從而在如清掃作業(yè)那樣起重臂缸的操作裝置的操作量較小的情況下，利用起重臂缸的負(fù)載壓使向起重臂缸供給的壓力油的流量靈活地變化，因此能夠得到良好的操作性。
[0016]根據(jù)以上，在包含特定的驅(qū)動器的復(fù)合操作中，在負(fù)載壓的差較大、且特定的驅(qū)動器的操作裝置的操作是微操作的情況下，抑制壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流損失造成的無益的能量消耗，并且利用負(fù)載壓使向特定的驅(qū)動器供給的壓力油的流量靈活地變化，從而能夠得到良好的操作性。
[0017](2)在上述(1)中，優(yōu)選上述第一流量控制閥將上述開口面積特性設(shè)定為，隨著閥柱行程的增加，開口面積增加，在達(dá)到最大的閥柱行程前成為最大開口面積，上述第二流量控制閥將上述開口面積特性設(shè)定為，在閥柱行程達(dá)到中間行程前，開口面積為零，在上述中間行程開口，之后，隨著閥柱行程的增加，開口面積增加，在達(dá)到最大的閥柱行程前成為最大開口面積。
[0018]由此，在將第一特定驅(qū)動器的操作裝置操作到操作范圍的中間區(qū)域時，僅第一流量控制閥開閥，從第二栗裝置向第一特定驅(qū)動器供給壓力油，在從中間區(qū)域進(jìn)一步操作了操作裝置時，第一及第二流量控制閥這兩方開閥，來自第一及第二栗裝置的壓力油合流供給至第一特定驅(qū)動器。
[0019](3)在上述(1)中，優(yōu)選還具備對上述第二栗裝置的容量進(jìn)行控制的第二栗控制裝置，上述第一栗裝置具有:上述負(fù)荷傳感控制部；以及第一轉(zhuǎn)矩控制部，當(dāng)上述第一栗裝置的排出壓被導(dǎo)入，且上述第一液壓栗的排出壓和容量的至少一方增加而上述第一栗裝置的吸收轉(zhuǎn)矩增加時，對上述第一液壓栗的容量進(jìn)行限制控制，以免上述第一液壓栗的吸收轉(zhuǎn)矩超過第一預(yù)定值，上述第二栗控制裝置具有第二轉(zhuǎn)矩控制部，當(dāng)上述第二栗裝置的排出壓被導(dǎo)入，且上述第二液壓栗的排出壓增加而上述第二栗裝置的吸收轉(zhuǎn)矩增加時，且當(dāng)上述第二液壓栗的吸收轉(zhuǎn)矩為第二預(yù)定值以下時，將上述第二栗裝置的容量維持為最大，若上述第二液壓栗的吸收轉(zhuǎn)矩上升至上述第二預(yù)定值，則對上述第二液壓栗的容量進(jìn)行限制控制，以免上述第二液壓栗的吸收轉(zhuǎn)矩超過第二預(yù)定值，上述第一栗控制裝置還具有:減壓閥，當(dāng)上述第二栗裝置的排出壓被導(dǎo)入，且上述第二栗裝置的排出壓為上述第二轉(zhuǎn)矩控制部的容量限制控制的開始壓力以下時，原樣輸出上述第二栗裝置的排出壓，若上述第二栗裝置的排出壓上升至大于上述第二轉(zhuǎn)矩控制部的容量限制控制的開始壓力，則將上述第二栗裝置的排出壓減壓為上述第二轉(zhuǎn)矩控制部的容量限制控制的開始壓力并輸出；以及減轉(zhuǎn)矩控制驅(qū)動器，隨著上述減壓閥的輸出壓被導(dǎo)入且上述減壓閥的輸出壓變高，使上述第一栗裝置的容量減少，以使上述第一預(yù)定值減少。
[0020]由此，不僅在第二栗裝置的吸收轉(zhuǎn)矩上升到第二預(yù)定值、且利用第二轉(zhuǎn)矩控制部的控制限制為第二預(yù)定值而進(jìn)行動作時，而且在第二液壓栗的吸收轉(zhuǎn)矩為第二預(yù)定值以下、且未限制為第二預(yù)定值時，也能夠精度良好地進(jìn)行全轉(zhuǎn)矩控制，有效利用原動機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩。
[0021](4)在上述(1)?3任一項中，優(yōu)選上述第一特定驅(qū)動器是對液壓挖掘機(jī)的起重臂進(jìn)行驅(qū)動的起重臂缸，上述第二特定驅(qū)動器是對液壓挖掘機(jī)的懸臂進(jìn)行驅(qū)動的懸臂缸。
[0022]由此，在進(jìn)行同時進(jìn)行在負(fù)載壓的差較大的起重臂上升微操作(負(fù)載壓:高)和懸臂接地操作(負(fù)載壓:低)的水平整平動作的情況下，抑制作為低負(fù)載側(cè)的懸臂缸側(cè)的壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流損失造成的無益的能量消耗，并且在進(jìn)行起重臂上升微操作(負(fù)載壓:高)和懸臂接地操作(負(fù)載壓:低)中進(jìn)行清掃作業(yè)的情況下，利用負(fù)載壓使向起重臂缸供給的壓力油的流量靈活地變化，從而能夠得到良好的操作性。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在包含特定的驅(qū)動器(第一特定驅(qū)動器)的復(fù)合操作中，在負(fù)載壓的差較大、且特定的驅(qū)動器的操作裝置的操作是微操作的情況下，抑制壓力補(bǔ)償閥的節(jié)流損失造成的無益的能量消耗，并且利用負(fù)載壓使向特定的驅(qū)動器供給的壓力油的流量靈活地變化，從而能夠得到良好的操作性。
[0025]圖面說明
[0026]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的液壓挖掘機(jī)(工程機(jī)械)的液壓驅(qū)動裝置的圖。
[0027]圖2A是表示起重臂缸以及懸臂缸以外的驅(qū)動器的流量控制閥的各個入口通路的開口面積特性的圖。
[0028]圖2B是表示懸臂缸的主流量控制閥以及輔助流量控制閥的各個入口通路的開口面積特性(上側(cè))、和懸臂缸的主流量控制閥以及輔助流量控制閥的入口通路的合成開口面積特性(下側(cè))的圖。
[0029]圖3是表示由第一轉(zhuǎn)矩控制部得到的轉(zhuǎn)矩控制特性(PQ特性)和減轉(zhuǎn)矩控制活塞所產(chǎn)生的減轉(zhuǎn)矩控制的效果的圖。
[0030]圖4A是以PQ特性表示由第二轉(zhuǎn)矩控制部得到的轉(zhuǎn)矩控制特性的圖。
[0031 ]圖4B是將縱軸置換為栗轉(zhuǎn)矩來表示由第二轉(zhuǎn)矩控制部得到的轉(zhuǎn)矩控制特性的圖。
[0032]圖5A是表示起重臂缸的主驅(qū)動用的流量控制閥(中位全開型一第一流量控制閥)的入口通路、出口通路以及旁通節(jié)流通路(中間位置旁通通路)的開口面積特性的圖。
[0033]圖5B是表示起重臂缸的輔助驅(qū)動用的流量控制閥(中位全閉型一第二流量控制閥)的入口通路的開口面積特性的圖。
[0034]圖5C是表示起重臂缸的第一及第二流量控制閥的各個入口的流量特性(上側(cè))、和起重臂缸的第一及第二流量控制閥的入口的合成流量特性(下側(cè))的圖。
[0035]圖6是表示本發(fā)明的第二實施方式的液壓挖掘機(jī)(工程機(jī)械)的液壓驅(qū)動裝置的圖。
[0036]圖7是表示搭載有本發(fā)明的液壓驅(qū)動裝置的作為工程機(jī)械的液壓挖掘機(jī)的外觀的圖。
【具體實施方式】
[0037]以下。根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0038]<第一實施方式>
[0039]?結(jié)構(gòu)?
[0040]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的液壓挖掘機(jī)(工程機(jī)械)的液壓驅(qū)動裝置的圖。
[0041 ]在圖1中，本實施方式的液壓驅(qū)動裝置具備:原動機(jī)(例如柴油發(fā)動機(jī))1;由該原動機(jī)1驅(qū)動且具有向第一及第二壓力油供給路徑105、205排出液壓的的第一及第二排出口102a、102b的分流式容量可變型主栗102(第一栗裝置)；由原動機(jī)1驅(qū)動且具有向第三壓力油供給路徑305排出壓力油的第三排出口 202a的單流式容量可變型主栗202(第二栗裝置)；利用從主栗102的第一及第二排出口 102a、102b以及主栗202的第三排出口 202a排出的壓力油驅(qū)動的多個驅(qū)動器3&、313、3(:、3(1、36、3匕38、311;與第一?第三壓力油供給路徑105、205、305連接且對從主栗102的第一及第二排出口 102a、102b以及主栗202的第三排出口 202a向多個驅(qū)動器3a?3h供給的壓力油的流動進(jìn)行控制的控制閥單元4;用于對主栗102的第一及第二排出口 102a、102b的排出流量進(jìn)行控制的調(diào)整器112(第一栗控制裝置)；以及用于對主栗202的第三排出口 202a的排出流量進(jìn)行控制的調(diào)整器212(第二栗控制裝置)。
[0042]多個驅(qū)動器3&、315、3(3、3(1、36、3匕38、311中的驅(qū)動器33、313、3(3、3(1、3138是利用從主栗102的第一及第二排出口 102a、102b排出的壓力油驅(qū)動的多個第一驅(qū)動器，驅(qū)動器3a、3e、3h是利用從主栗202的第三排出口 202a排出的壓力油驅(qū)動的多個第二驅(qū)動器，驅(qū)動器3a是包含于多個第一及第二驅(qū)動器這兩方的共用驅(qū)動器。
[0043]控制閥單元4具備:中位全閉型的多個流量控制閥6b、6c、6d、6f、6g、61、6 j，其與第一及第二壓力油供給路徑105、205