液压驱动装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201480057066.2 | 申请日 | 2014-10-17 | 公开(公告)号 | CN105612359A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 川崎重工业株式会社; | 发明人 | 近藤哲弘; 畑直希; 藤山和人; | ||||
| 摘要 | 液压驱动装置（1）将 液压 泵 （11）吐出的工作油供给至执行器（7、9、10）从而驱动执行器（7、9、10）。液压驱动装置（1）具有：操作 阀 （13、14）、流量控制机构（12）、电磁比例 控制阀 （27）、自动防故障机构（25）、和排放阀（15）。当输出压 力 Prcv和控制压力Psol的压力差在预定的设定控制范围（52）内时，自动防故障机构（25）将控制压力Psol作为先导压力Ppil输出，压力差不在设定控制范围（52）内时，将输出压力Prcv作为先导压力输出。排放阀（15）根据先导压力Ppil调节开口面积，流量与开口面积相称的工作油从 液压泵 （11）排出至油箱。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种液压驱动装置，是将液压泵吐出的压力液供给至执行器从而驱动所述执行器的液压驱动装置，具备： |
||||||
| 说明书全文 | 液压驱动装置技术领域背景技术[0002] 油压挖掘机等建筑机械具备多个油压执行器，通过驱动油压执行器而操纵动臂（boom）、斗杆（arm）、铲斗、旋转装置及行驶装置等各种各样的构成要素，从而执行各种各样的工作。建筑机械为驱动这些油压执行器而具备例如专利文献1记载的油压驱动装置。 [0003] 专利文献1中记载的油压驱动装置具有油压泵，通过将油压泵吐出的压力油供给至执行器，以此驱动执行器。油压驱动装置中，方向切换阀与每个执行器相对应地配置，方向切换阀切换所对应的执行器内流入的压力油的流动，且调节其流量。又，油压驱动装置具备排放阀(bleed off valve)，排放阀将油压泵吐出的压力油向油箱排出从而调节各执行器内流入的流量。此外，油压驱动装置中，操作装置与每个执行器相对应地配置，操作装置向控制装置输出操作信号。控制装置根据由操作装置送来的操作信号，控制方向切换阀及排放阀的开口面积，从而向执行器供给方向及流量与操作信号相称的压力油。 发明内容[0005] 发明要解决的问题：专利文献1中记载的油压驱动装置的排放阀由所谓的电磁控制阀构成，通过信号线与控制装置电气连接。驱动信号通过该信号线从控制装置送信至排放阀，排放阀根据该驱动信号调节其开口面积。因此，一旦因信号线发生电气故障（短路及断路等），则无法控制从油压泵向油箱(tank) 排出的压力油的排出量，排放阀丧失功能。由此，排出压异常升高或执行器工作时出现震动（Shock）。 [0006] 因此本发明的目的是提供能抑制排放阀功能丧失的液压驱动装置。 [0007] 解决问题的手段：本发明的液压驱动装置是将液压泵吐出的压力液供给至执行器从而驱动所述执行器的液压驱动装置，具备：设置有操作杆，且操作所述操作杆则输出与该操作量相称压力的输出压力的操作阀；根据所述输出压力调节开度，将与该开度及所述执行器的负荷相称的流量的压力液从所述液压泵供给至所述执行器的流量控制机构；输出被控制为与输入的驱动信号相称压力的控制压力的电磁控制阀；所述输出压力和所述控制压力的压力差在预定的设定控制范围内则将所述控制压力作为所述先导压力输出，所述压力差脱离所述设定控制范围则将所述输出压力作为先导压力输出的自动防故障（fail-safe）机构；和根据所述自动防故障机构输出的先导压力调节开口面积，将流量与所述开口面积相称的压力液从所述液压泵排出至油箱的排放阀。 [0008] 根据本发明，可根据输出压力和控制压力的压力差是否位于预定的设定控制范围内，切换用于调节排放阀的开口面积的先导压力。借助于此，通过适宜地设定设定控制范围，可在电磁控制阀发生故障等而无法控制控制压力时，根据操作阀的输出压力使排放阀工作。因此，可抑制因电磁控制阀故障等导致排放阀无法正常发挥功能的情况。 [0009] 也可以是上述发明中，所述自动防故障机构具有：所述输出压力和所述控制压力以相互抵抗的形式作用，并根据作用的力改变位置的低压侧阀芯（spool）；和将与所述输出压力相抗的施加力施于所述低压侧阀芯的低压侧施力构件，所述低压侧阀芯根据其位置选择将所述输出压力或所述控制压力作为所述先导压力输出，所述输出压力改变所述低压侧阀芯的位置而作用于所述低压侧阀芯，以使所述输出压力被选择为所述先导压力；所述控制压力改变所述低压侧阀芯的位置而作用于所述低压侧阀芯，以使所述控制压力被选择为所述先导压力。 [0010] 根据上述结构，低压侧阀芯根据输出压力和控制压力的压力差（具体而言是输出压力减去控制压力的值）改变其位置，控制压力非常高而压力差小于与施加力相称的值时，低压侧阀芯将控制压力作为先导压力输出。另一方面，控制压力过低而压力差大于与施加力相称的值时，低压侧阀芯将输出压力作为先导压力输出。如此，可根据压力差是否超过与施加力相称的值而选择作为先导压力输出的油压，通过改变施加力可改变设定控制范围。 [0011] 也可以是上述发明中，所述电磁控制阀将先导泵吐出的压力液减压后作为所述控制压力输出，所述自动防故障机构具有：所述输出压力和所述控制压力以相互抵抗的形式作用，并根据作用的力改变位置的高压侧阀芯；和将与所述控制压力相抗的施加力施于所述高压侧阀芯的高压侧施力构件，所述高压侧阀芯根据其位置选择将所述输出压力或所述控制压力作为所述先导压力输出，所述控制压力大于所述输出压力且所述控制压力和所述输出压力的压力差脱离所述设定控制范围时，则将所述输出压力作为所述先导压力优先输出。 [0012] 根据上述结构，控制压力过高而控制压力和输出压力的压力差脱离设定控制范围时，将输出压力作为先导压力优先输出。因此，可在电磁控制阀发生故障等而控制压力过大时，根据操作阀的输出压力使排放阀工作。因此，可抑制因电磁控制阀故障等导致排放阀丧失功能的情况。 [0013] 也可以是上述发明中，所述电磁控制阀与所述操作阀连接，将所述操作阀输出的输出压力减压后作为所述控制压力输出。 [0014] 根据上述结构，不再需要用于使控制压力从电磁控制阀输出的泵，可减少部件数量。 [0015] 也可以是上述发明中，具备根据工作状态向所述电磁控制阀输出所述驱动信号的控制装置，所述工作状态包含所述操作杆的操作状态、驱动所述液压泵的发动机的转速、所述压力液的温度、及作用于所述执行器的负荷中至少一个状态。 [0016] 根据上述结构，可实现与工作状态相称的高效运转。 [0017] 也可以是上述发明中，具备：与多个所述执行器分别对应地设置的多个所述操作阀；和从所述多个操作阀输出的输出压力中选择最高输出压力的输出压力选择机构，当操作所述操作阀并输出输出压力时，所述流量控制机构向被操作的所述操作阀所对应的执行器供给流量与所述输出压力相称的压力液，当所述压力差脱离所述设定控制范围时，所述自动防故障机构将所述输出压力选择机构所选择的输出压力作为先导压力输出。 [0018] 根据上述结构，可根据最大输出压力调节从液压泵排出至油箱的压力液的排出量，所述输出压力越大排出量越小。藉此，操作多个操作杆时，可将与这些操作杆的操作量中最大操作量相称的流量供给至执行器侧。 [0019] 根据本发明，可防止排放阀无法正常发挥功能的情况。 附图说明[0021] 图1是示出具备本发明的实施形态的液压驱动装置的油压挖掘机的侧视图；图2是示出第一实施形态的液压驱动装置的液压回路的回路图； 图3是示出液压驱动装置的操作阀的杆行程量和电磁控制阀的控制压力之间的关系的图表； 图4是示出第二实施形态的液压驱动装置的液压回路的回路图。 具体实施方式[0022] 以下，参照上述附图说明根据本发明的第一实施形态的液压驱动装置1及第二实施形态的液压驱动装置1A、以及具备它们的油压挖掘机2。另，以下说明中所使用的方向概念是为了便于说明而使用，并非将发明的结构朝向等限定于该方向。又，以下说明的油压驱动装置1、1A仅为本发明的一种实施形态。因此，本发明不限于实施形态，在不脱离发明的主旨的范围内可以增加、删除、变更。 [0023] ＜第一实施形态＞［油压挖掘机］ 如图1所示，作为建筑机械的一个示例的油压挖掘机2，通过安装于稍端部的配件例如铲斗3执行挖掘或搬运等各种各样的工作。油压挖掘机2具有履带牵引装置（crawler）等的行驶装置4，旋转体5可旋转地载置于行驶装置4之上。旋转体5形成为可被旋转用马达（未图示）旋转驱动的结构，旋转体5上形成有用于驾驶员乘坐的驾驶座椅5a。 [0024] 又，旋转体5上设置有可在上下方向摇动的动臂6。动臂6从旋转体5向斜上方且向前延伸，动臂6和旋转体5之间架设有动臂用汽缸7。通过使动臂用汽缸7伸缩，以此使动臂6相对于旋转体5向上方或向下方摇动。又，动臂6的稍端部上设置有可在前后方向摇动的斗杆8。斗杆8从动臂6的稍端部向斜下方且向前延伸，动臂6和斗杆8之间架设有斗杆用汽缸9。通过使斗杆用汽缸9伸缩，以此使斗杆8相对于动臂6向后方或向前方摇动。此外，斗杆8的稍端部上设置有可在前后方向摇动的铲斗3。铲斗3和斗杆8之间设置有铲斗用汽缸10，通过使铲斗用汽缸10伸缩，以此使铲斗3在前后方向摇动。 [0025] 动臂用汽缸7、斗杆用汽缸9、铲斗用汽缸10、及旋转用马达均为液压式的执行器，通过向它们供给压力液（本实施形态中为工作油）而驱动。油压挖掘机2具备向包含旋转用马达的各执行器7、9、10供给工作油的液压驱动装置1，并通过该液压驱动装置1向各执行器7、9、10供给工作油。以下，参照附图2说明液压驱动装置1的结构。 [0026] ［液压驱动装置］液压驱动装置1具备液压泵11、流量控制机构12、多个操作阀13和14、及排放阀15。液压泵11与发动机E连结，该发动机E旋转时吐出压力液（工作油或水，本实施形态中为工作油）。 液压泵11是所谓的可变容量型的液压泵，具有斜板11a。斜板11a根据驱动执行器所必需的流量改变倾斜角，液压泵11从吐出口吐出流量与斜板11a的角度相称的工作油。另，斜板11a的倾斜角例如由负控制或正控制方式控制。吐出口与主通路16相连，该主通路16与流量控制机构12相连。液压泵11吐出工作油经由主通路16导入至流量控制机构12。 [0027] 流量控制机构12与动臂用汽缸7、斗杆用汽缸9、铲斗用汽缸10、及旋转用马达等的执行器连接，形成为可将来自液压泵11的工作油供给至包含旋转用马达的各执行器7、9、10的结构。另，图2中，为便于说明，仅图示了动臂用汽缸7和斗杆用汽缸9，而未图示铲斗用汽缸10和旋转用马达。进一步详细说明流量控制机构12的结构，则流量控制机构12具有与每个执行器7、9、10相对应地设置的方向切换阀（未图示）。方向切换阀分别与所对应的执行器7、9、10的两个接口（动臂用汽缸7和斗杆用汽缸9的情况下为汽缸的头侧的接口7a、9a以及杆侧的接口7b、9b）连接，可切换工作油的流动方向从而切换工作油的供给目的地的接口。 又，方向切换阀调节该开口的开度，使与该开度以及对应执行器7、9、10的负荷相称的流量的工作油流入对应的执行器7、9、10。如此构成的流量控制机构12上连接有多个操作阀13、 14。 [0028] 操作阀13、14与每个方向切换阀（即，每个执行器7、9、10）相对应地设置于驾驶座椅5a。另，以下，为便于说明，仅通过图2说明动臂用汽缸7和斗杆用汽缸9所对应的操作阀13、14，而省略铲斗用汽缸10和旋转用马达的操作阀的相关图示及说明。操作阀13、14分别具有操作杆13a、14a，操作杆13a、14a以中立位置为基准可向第一方向及第二方向执行倾倒操作。又，操作阀13、14分别与第一先导泵20连接。第一先导泵20是所谓的固定容量型的液压泵，吐出定量的先导油。将第一先导泵20吐出的先导油分别导入操作阀13、14，操作阀13、 14将被导入的先导油减压为与操作量（即、倾倒角）相称的压力后，朝着与操作杆13a、14a的倾倒方向相应的方向输出。 [0029] 更详细说明，则动臂用的操作阀13与两个先导通路17a、17b相连，斗杆用的操作阀14与两个先导通路18a、18b分别相连。向第一方向（例如前方）操作其操作杆13a时，动臂用的操作阀13向一方的先导通路17a输出具有与操作杆13a的倾倒角相称的输出压力P1的先导油。另一方面，向第二方向（例如后方）操作操作杆13a时，动臂用的操作阀13向另一方的先导通路17b输出具有与操作杆13a的倾倒角相称的输出压力P2的先导油。分别输出至先导通路17a、17b的先导油被输入至流量控制机构12，流量控制机构12中，动臂用汽缸7所对应的方向切换阀根据操作杆13a的倾倒方向及倾倒角工作。即，将动臂用汽缸7内流动的工作油的方向切换为与所述倾倒方向相应的方向，且将方向切换阀的开口的开度调节为与倾倒角相称的开度。藉此，可经由流量控制机构12从液压泵11向动臂用汽缸7供给工作油。 [0030] 同样地，向第一方向（例如前方）操作操作杆14a时，斗杆用的操作阀14向一方的先导通路18a输出具有与其倾倒量相称的输出压力P3的先导油，向第二方向（例如后方）操作操作杆14a时，斗杆用的操作阀14向另一方的先导通路18b输出具有与其倾倒量相称的输出压力P4的先导油。分别输出至先导通路18a、18b的先导油被输入至流量控制机构12，流量控制机构12中，斗杆用汽缸9所对应的方向切换阀根据操作杆14a的倾倒方向及倾倒角工作。即，将斗杆用汽缸9内流动的工作油的方向切换为与所述倾倒方向相应的方向，且将所述方向切换阀的开口的开度调节为与倾倒角相称的开度。藉此，可经由流量控制机构12从液压泵11向斗杆用汽缸9供给工作油。 [0031] 如此构成的操作阀13、14的先导通路17a、17b、18a、18b与高压选择机构19连接。高压选择机构19从操作阀13、14输出的输出压力P1～P4中选择最高输出压力并输出。具体说明则高压选择机构19具有三个梭阀（shuttle valve）21、22、23，第一梭阀21与操作阀13的两个先导通路17a、17b连接，从先导通路17a、17b的油压中选择较高一方的油压向下游侧输出。又，第二梭阀22与操作阀14的两个先导通路18a、18b连接，从先导通路18a、18b的油压中选择较高的一方的油压向下游侧输出。此外，第三梭阀23从分别由第一梭阀21及第二梭阀22输出的两个油压中选择较高一方的油压。又，第三梭阀23与后述的自动防故障机构25连接，将选择的油压作为输出压力Prcv输出至自动防故障机构25。第二先导泵26以与高压选择机构19并联的形式经由电磁比例控制阀27与该自动防故障机构25连接。 [0032] 第二先导泵26是所谓的固定容量型的液压泵，吐出定量的先导油。第二先导泵26与电磁比例控制阀27连接，通过该电磁比例控制阀27与自动防故障机构25连接。电磁比例控制阀27是常闭型的电磁比例控制阀，与输入的信号（电流值）呈比例地増加开口的开度。另，电磁比例控制阀27也可以是与常闭型特性相反的常开型的电磁逆比例控制阀。电磁比例控制阀27可输入驱动信号（电流），将第二先导泵26的吐出压减压成与驱动信号相称的压力后作为控制压力Psol向自动防故障机构25输出。如此构成的电磁比例控制阀27与控制装置30电气连接。 [0033] 控制装置30与转速传感器31、油温传感器32，先导压力传感器PS1～PS4，汽缸压力传感器LS1～LS4电气连接。转速传感器31检测发动机E的转速，油温传感器32检测主通路16内流动的工作油的温度。又，先导压力传感器PS1～PS4分别设置于各操作阀13、14的先导通路17a、17b、18a、18b上，分别检测从各操作阀13、14输出的输出压力P1～P4。又，油压传感器LS1～LS4分别设置于分别连接流量控制机构12和各执行器7、9、10的通路33～36上，分别检测从流量控制机构12流入各执行器7、9、10内的工作油的油压。各種传感器31、32、PS1～PS4，LS1～LS4向控制装置30输出检测结果。 [0034] 控制装置30基于从各种传感器31、32、PS1～PS4，LS1～LS4输出的检测结果判断液压驱动装置1是否满足预先规定的工作条件。此外，控制装置30将与满足工作条件相称的驱动信号（即，与满足工作条件相称的电流）输入至电磁比例控制阀27，从而将控制压力Psol控制为与满足工作条件相称的压力。如此一来被控制的控制压力Psol与从高压选择机构19输出的输出压力Prcv一起输入至自动防故障机构25。 [0035] 自动防故障机构25具有两个自动防故障阀41、42。低压侧自动防故障阀41具有低压侧阀芯41a和低压侧施力构件41b。低压侧阀芯41a同高压选择机构19及电磁比例控制阀27一起与两个输出通路43、44相连，输出压力Prcv和控制压力Psol从相互抵抗的方向分别作用于低压侧阀芯41a的两端。又，低压侧阀芯41a通过低压侧施力构件41b向与输出压力Prcv相抗的方向施力。作用有这样的力的低压侧阀芯41a以使输出压力Prcv、控制压力Psol、及低压侧施力构件41b的施加力平衡的形式改变位置，并根据低压侧阀芯41a的位置将高压选择机构19及电磁比例控制阀27各自的接入点切换为输出通路43、44中任一方。 [0036] 更详细地说明，则输出压力Prcv以使高压选择机构19与第一输出通路43连接并向第一输出通路43输出输出压力Prcv的形式作用于低压侧阀芯41a，控制压力Psol以使电磁比例控制阀27与第一输出通路43连接并向第一输出通路43输出控制压力Psol的形式作用于低压侧阀芯41a。借助于此，控制压力Psol和临界（threshold）压Pth1的合力大于输出压力Prcv时，低压侧阀芯41a使电磁比例控制阀27与第一输出通路43连接，使高压选择机构19与第二输出通路44连接。另一方面，控制压力Psol和临界压Pth1的合力小于输出压力Prcv时，低压侧阀芯41a使高压选择机构19与第一输出通路43连接，并隔断电磁比例控制阀27和第二输出通路44之间。此处，临界压Pth1是根据低压侧施力构件41b的施加力而决定的值。这样，低压侧阀芯41a根据输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差改变其位置，并经由各输出通路43、44将输出压力Prcv及控制压力Psol导入高压侧自动防故障阀42。 [0037] 高压侧自动防故障阀42具有高压侧阀芯42a和高压侧施力构件42b。高压侧阀芯42a同两个输出通路43、44一起与先导通路45相连，输出压力Prcv和控制压力Psol从相互抵抗的方向分别作用于高压侧阀芯42a的两端。又，高压侧阀芯42a上设置有高压侧施力构件 42b，通过高压侧施力构件42b向与控制压力Psol相抗的方向施力。高压侧阀芯42a以使输出压力Prcv、控制压力Psol、及高压侧施力构件42b的施加力平衡的形式改变位置，并根据高压侧阀芯42a的位置将先导通路45的接入点切换为两个通路43、44中任一方。 [0038] 更详细地说明，则输出压力Prcv以使第一输出通路43与先导通路45连接的形式作用于高压侧阀芯42a，控制压力Psol以使第二输出通路44与先导通路45连接的形式作用于高压侧阀芯42a。借助于此，输出压力Prcv和临界压Pth2的合力大于控制压力Psol时，高压侧阀芯42a使第一输出通路43与先导通路45连接，输出压力Prcv和临界压Pth2的合力小于控制压力Psol时，高压侧阀芯42a使第二输出通路44和先导通路45连接。此处，临界压Pth2是根据高压侧施力构件42b的施加力而决定的值。本实施形态中，低压侧施力构件41b与高压侧施力构件42b具有大致相同的弹性系数，临界压Pth2与临界压Pth1大致相同。如此，高压侧阀芯42a根据控制压力Psol和输出压力Prcv的压力差改变位置，并根据该位置将先导通路45的接入点切换为输出通路43、44中任一方。 [0039] 如此构成的自动防故障机构25在高压选择机构19和电磁比例控制阀27分别输出输出压力Prcv和控制压力Psol时，将输出压力Prcv和控制压力Psol中与输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差相称的油压作为排放用先导压力Ppil向先导通路45输出。 [0040] 即，如图3所示，输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差Psol－Prcv在Psol－Prcv＜－Pth1 …（1）的第一故障（fail）范围51内时，高压选择机构19通过低压侧施力构件41b与第一输出通路43连接，第一输出通路43通过高压侧阀芯42a与先导通路45连接。藉此，输出压力Prcv经由低压侧自动防故障阀41及高压侧自动防故障阀42导入先导通路45，输出压力Prcv作为排放用先导压力Ppil从自动防故障机构25输出。 [0041] 输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差Psol－Prcv在－Pth1＜Psol－Prcv＜Pth2 …（2） 的设定控制范围52内时，电磁比例控制阀27通过低压侧施力构件41b与第一输出通路 43连接，第一输出通路43通过高压侧阀芯42a与先导通路45连接。藉此，控制压力Psol经由低压侧自动防故障阀41及高压侧自动防故障阀42导入先导通路45，控制压力Psol作为排放用先导压力Ppil从自动防故障机构25输出。 [0042] 此外，控制压力Psol和输出压力Prcv的压力差Psol－Prcv在Pth2＜Psol－Prcv …（3） 的第二故障范围53内时，高压选择机构19通过低压侧施力构件41b与第二输出通路44连接，第二输出通路44通过高压侧阀芯42a与先导通路45连接。藉此，输出压力Prcv经由低压侧自动防故障阀41及高压侧自动防故障阀42导入先导通路45。具有这样功能的自动防故障机构25与排放阀15连接，被输出的排放用先导压力Ppil被输入至排放阀15。 [0043] 排放阀15与主通路16连接，主通路16与油箱24相连。排放阀15将主通路16内流动的工作油向油箱24排出，从而调节从液压泵11流入流量控制机构12的工作油的流量。排放阀15是所谓的常开型的阀芯阀，来自自动防故障机构25的排放用先导压力Ppil作用于阀芯15a。又，排放阀15上设置有弹性构件28，阀芯15a通过弹性构件28向与排放用先导压力Ppil相抗的方向施力。如此构成的排放阀15以使排放用先导压力Ppil产生的作用力和弹性构件 28产生的施加力平衡的形式给出阀芯15a的开口面积，与排放用先导压力Ppil和泵吐出压相称的排出量的工作油从液压泵11经由排放阀15排出至油箱24。 [0044] ［液压驱动装置的工作］以下说明液压驱动装置1的工作。液压驱动装置1中，操作杆13a、14a中任一个倾倒时，输出方向与被倾倒的操作杆13a、14a的倾倒方向相应的输出压力P1～P4。例如，操作杆13a向前方（第一方向）倾倒时，向先导通路17a输出第一输出压力P1。输出的第一输出压力P1则通过第一梭阀21及第三梭阀23选择该第一输出压力P1，将该第一输出压力P1作为输出压力Prcv从高压选择机构19输出。 [0045] 又，输出第一输出压力P1后通过先导压力传感器PS1检测压力，控制装置30基于该检测结果判定操作阀13被操作，并判断是否满足规定的工作条件以输出与工作状态相称的控制压力Psol。例如，控制装置30基于油温传感器32的检测结果，判断油温是否满足预定的工作条件（具体为规定温度以上）。另，也可以是，基于转速传感器31的检测结果，判断发动机E的转速是否满足预定的工作条件（具体为规定转速以下），或者，基于油压传感器LS1～LS4的检测结果，判断执行器7、9的负荷是否满足预定的工作条件（具体为规定负荷以下）。控制装置30根据工作条件的满足与否（即、根据工作状态）调节向电磁比例控制阀27流动的电流的大小。例如，满足工作条件时，控制装置30会使比未满足工作条件时大的电流流通，使满足工作条件时的控制压力Psol比未满足工作条件时的控制压力Psol大。又，也可以是，在每个执行器7、9内预先设定各自的电流映射图，根据每个执行器7、9的工作条件的满足与否，调节从控制装置30流入电磁比例控制阀27内的电流的大小。像这样，通过使电流从控制装置30流入电磁比例控制阀27，以此从电磁比例控制阀27输出控制压力Psol。 [0046] 自动防故障机构25基于分别从高压选择机构19和电磁比例控制阀27输出的输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差Psol－Prcv的绝对值｜Psol－Prcv｜，从输出压力Prcv和控制压力Psol中选择作为排放用先导压力Ppil而从自动防故障机构25输出的油压。例如，电磁比例控制阀27正常工作，且控制装置30根据工作条件将控制压力Psol控制在Prcv－Pth1＜Psol＜Prcv＋Pth2的范围内时，压力差Psol－Prcv的绝对值｜Psol－Prcv｜位于设定控制范围52内。如此一来，控制压力Psol作为排放用先导压力Ppil而从自动防故障机构25输出，排放阀15调节成与控制压力Psol相称的开口面积。与该开口面积及泵排出压相称的排出量的工作油从液压泵11经由排放阀15排出至油箱24。 [0047] 如此，控制压力Psol位于Prcv－Pth1＜Psol＜Prcv＋Pth2的范围内时，能使控制装置30根据工作状态而控制的控制压力Psol作为排放用先导压力Ppil输出。藉此，能使排出量与控制压力Psol相称的工作油从液压泵11经由排放阀15排出至油箱24，能将与操作杆13a的倾倒角及工作条件相称的流量的工作油从液压泵11导入流量控制机构12。流量控制机构12中，方向切换阀根据操作阀13的第一输出压力P1工作，即、方向切换阀根据操作杆 13a的倾倒方向及倾倒角工作。借助于此，与流量操作杆13a的倾倒角相称的工作油从液压泵11供给至动臂用汽缸7的伸缩杆（rod）侧7b，动臂6以与所述倾倒角相称的速度、且以与操作杆13a的倾倒方向相称的方向（即、下方）倾倒。 [0048] 如此工作的液压驱动装置1中，可将控制压力Psol调节于Prcv－Pth1＜Psol＜Prcv＋Pth2的范围内。藉此，控制装置30根据工作状态改变向电磁比例控制阀27流动的电流从而调节控制压力Psol，以此即便操作杆13a的倾倒角相同也能根据液压驱动装置1的工作状态改变排放阀15的开口面积。即、以根据工作状态改变向电磁比例控制阀27流动的电流的形式进行设定，可进行精密的排放控制。例如，在油温为规定温度以上时的高温環境下，工作油的粘度变低，动臂6起动工作时需向动臂用汽缸7供给较多的压力液，可能会产生冲击。液压驱动装置1中，油温为规定温度以上且满足工作条件时，增大排放阀15的开口面积从而增多向油箱24的排出量。藉此，抑制动臂用汽缸7内流动的工作油的流量从而缓和所述冲击。同样地，发动机E的转速增大从而来自液压泵11的吐出量增多时，增大排放阀15的开口的开度从而增多向油箱24的排出量，以此抑制动臂用汽缸7内流动的工作油的流量从而缓和所述冲击。 [0049] 如此，液压驱动装置1中，与该工作状态相称的控制压力Psol作为排放用先导压力Ppil输出，能将排放阀15的开口面积调节为与控制压力Psol相称的面积。因此，能通过设定工作条件缓和如前所述的冲击并改善操作性，还可相反地减少排放阀15的开口的开度而谋求节能化。又，电磁比例控制阀27采用电磁比例控制阀，因此能够高精度地控制输出的背压Pa。藉此，可精密地调整（tuning ）操作性。此外，可仅通过控制装置30的设定进行排放阀15相关的操作性的调整作业，因此液压驱动装置1的调整作业变得容易，可缩短液压驱动装置1的研发时间。 [0050] 另一方面，考虑到会产生因连接电磁比例控制阀27和控制装置30的信号线46发生电气故障（短路及断路等）而无法输出控制压力Psol，或者，因电磁比例控制阀27的阀体粘滞（stick）而使电磁比例控制阀27维持打开或关闭。这样，因电磁比例控制阀27等发生故障而控制装置30无法控制控制压力Psol时，控制压力Psol可能在Psol＜Prcv－Pth1、或Prcv＋Pth2＜Psol的范围内。此时，压力差Psol－Prcv位于第一故障范围51或第二故障范围53内，来自高压选择机构19的输出压力Prcv作为排放用先导压力Ppil从自动防故障机构25输出。藉此，排放阀15调节为与控制压力Psol相称的开口面积，排出量与该开口面积相称的工作油从液压泵11经由排放阀15排出至油箱24。 [0051] 如此，因电磁比例控制阀27等发生故障等，与工作状态相称的控制压力Psol异常增大或减小时，高压选择机构19输出的输出压力Prcv作为排放用先导压力Ppil从自动防故障机构25输出。因此，即使电磁比例控制阀27等发生故障等，也能根据操作杆13a的倾倒角而相应地使排放阀15工作，防止排放阀15功能丧失。 [0052] 液压驱动装置1中，预先基于压力差Psol－Prcv的绝对值｜Psol－Prcv｜选择作为排放用先导压力Ppil输出的油压，判断选择何种油压的界限值，为低压侧施力构件41b及高压侧施力构件42b的施加力所分别对应的临界压Pth1、Pth2。因此，通过改变低压侧施力构件41b及高压侧施力构件42b，以此能够改变作为所述界限值的临界压Pth1、Pth2，借助于此，能够改变设定控制范围52的范围。而且，通过调节临界压Pth1、Pth2而适当地设定设定控制范围52，以此可如上所述，即使电磁控制阀发生故障等而无法控制控制压力，也能根据操作阀的输出压力使排放阀工作，抑制因故障等导致的排放阀15功能丧失。 [0053] 下面说明多个操作杆13a、14a，具体为两个操作杆13a、14a同时倾倒的情况。两个操作杆13a、14a同时倾倒时，各操作阀13、14分别输出输出压力P1～P4。例如，操作杆13a向第二方向（即、后方）倾倒而操作杆14a向第一方向（即、前方）倾倒时，向先导通路17b输出第二输出压力P2，向先导通路18a输出第三输出压力P3。第二输出压力P2及第三输出压力P3输出时，第一梭阀21及第二梭阀22分别选择第二输出压力P2及第三输出压力P3，并向第三梭阀23输出第二输出压力P2及第三输出压力P3。第三梭阀23选择第二输出压力P2及第三输出压力P3中任意较高一方，将其作为输出压力Prcv向自动防故障机构25输出。自动防故障机构25根据如此输出的输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差的绝对值，如前述情况相同地将输出压力Prcv及控制压力Psol中任一个作为排放用先导压力Ppil输出。因此，所述压力差的绝对值不在设定控制范围52内而输出压力Prcv作为排放用先导压力Ppil输出时，根据第一输出压力P1～第四输出压力P4中的最大输出压力，调节从液压泵11排出至油箱24的压力液的排出量。因此，最大输出压力越大排出量越小，能向执行器7、9侧供给与被操作的两个操作杆13a、14a的倾倒角中最大的倾倒角相称的流量。藉此，能够抑制因流量不足而导致的执行器的工作弛缓。 [0054] 另，两个操作杆13a、14a同时倾倒时，控制装置30根据最大输出压力控制控制压力Psol。因此，输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差位于设定控制范围52内时，与输出压力Prcv被选择时相同，控制压力Psol能将与被操作的两个操作杆13a、14a的倾倒角中最大的倾倒角相称的流量供给至执行器7、9侧，能够抑制因流量不足而导致的执行器的工作弛缓。 [0055] ＜第二实施形态＞第二实施形态的液压驱动装置1A的结构与第一实施形态的液压驱动装置1类似，主要在电磁比例控制阀27A的压力源为来自高压选择机构19的输出压力Prcv该点上、以及具备自动防故障机构25A该点上与第一实施形态的液压驱动装置1不同。以下，进一步详细说明第二实施形态的液压驱动装置1A，但仅说明与第一实施形态的液压驱动装置1不同的点，除此之外相同的结构标以相同符号并省略说明。 [0056] 液压驱动装置1A中，如图4所示，电磁比例控制阀27A的一次压侧与连接第三梭阀23和排放阀15的通路47连接，电磁比例控制阀27A将来自高压选择机构19的输出压力Prcv减压后输出控制压力Psol。将分别从高压选择机构19及电磁比例控制阀27A输出的输出压力Prcv及控制压力Psol输入自动防故障机构25A。自动防故障机构25A具有低压侧自动防故障阀41A，低压侧自动防故障阀41A具有低压侧阀芯41a及低压侧施力构件41b。当输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差Psol－Prcv为“Psol－Prcv＜－Pth1”时，低压侧自动防故障阀41A使高压选择机构19和先导通路45连接，将输出压力Prcv作为排放用先导压力Ppil输出。又，当输出压力Prcv和控制压力Psol的压力差Psol－Prcv为“－Pth1＜Psol－Prcv”时，低压侧自动防故障阀41A使电磁比例控制阀27与先导通路45连接，将控制压力Psol作为排放用先导压力Ppil输出。 [0057] 如此构成的液压驱动装置1A中，电磁比例控制阀27A正常工作，控制装置30根据工作状态执行控制，使控制压力Psol变为“Prcv－Pth1＜Psol”时，控制压力Psol作为排放用先导压力Ppil输出。借助于此，排出量与控制压力Psol相称的工作油能从液压泵11经由排放阀15排出至油箱24，与操作杆13a的倾倒角及工作条件相称的流量的工作油能从液压泵11导入流量控制机构12。另一方面，电磁比例控制阀27A等发生故障，从而无法通过控制装置30控制控制压力Psol进而变为“Psol＜Prcv－Pth1”时，输出压力Prcv作为排放用先导压力Ppil输出。借助于此，排出量与输出压力Prcv相称的工作油能从液压泵11经由排放阀15排出至油箱24。因此，即使电磁比例控制阀27A等发生故障等，也能根据操作杆13a的倾倒角相应地使排放阀15工作，防止排放阀15的功能丧失。 [0058] 液压驱动装置1A中，电磁比例控制阀27A将输出压力Prcv作为压力源，因此在未操作操作阀13、14的操作杆13a、14a的中立位置处，即使电磁比例控制阀27A误工作，排放阀15也不会关闭。因此，液压驱动装置1A中出现自动防故障。又，无需用于电磁比例控制阀27A的先导泵（例如、第一实施形态的液压驱动装置1的第二先导泵26），能够降低部件数量。 [0059] 第二实施形态的液压驱动装置1A发挥其他与第一实施形态的液压驱动装置1相同的作用效果。 [0060] ［其他实施形态］第一及第二实施形态的液压驱动装置1、1A中，电磁比例控制阀27采用常闭型的电磁比例控制阀，但采用常开型的电磁逆比例控制阀亦可。又，第一实施形态的液压驱动装置1中，自动防故障机构25具备两个自动防故障阀41、42，但也没必要必须具备两个。又，执行器7、 9、10不限于上述，还可以是转向（steering） 用汽缸或行驶驱动用马达。又，液压泵11没必要必须是可变容量型的泵，固定容量型的泵亦可。此外，所使用的压力液不限于工作油，水或其他液体亦可。 [0061] 根据上述说明，本领域技术人员明了本发明较多的改良和其他实施形态。因此，上述说明仅作为示例用于解释说明，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优形态为目的而提供的。只要不脱离本发明的精神主旨，可实质性地变更为其他结构和/或功能。 [0062] 符号说明：1、1A 液压驱动装置； 7 动臂用汽缸； 9 斗杆用汽缸； 10 铲斗用汽缸； 11 液压泵； 12 流量控制机构； 13、14 操作阀； 13a、14a操作杆； 15 排放阀； 19 高压选择机构 25 自动防故障机构； 26 第二先导泵 27、27A 电磁比例控制阀 30 控制装置； 41a 低压侧阀芯； 41b 低压侧施力构件； 42a 高压侧阀芯； 42b 高压侧施力构件。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈