工程机械的闭回路液压系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及包括多个促动器和向所述多个促动器双向选择性地供给工作油的多个液压泵的工程机械的闭回路液压系统，包括：补给管线，其与连接所述液压泵和所述促动器的液压管线中从所述促动器归还至所述液压泵的低压侧液压管线选择性地连接；补给泵，其向所述补给管线供给补充流量；以及可变安全阀，其选择性地变更将所述补给管线的压力限制在既定压力以下的普通模式(normal mode)与限制在低于所述普通模式的压力的升压模式(boost mode)。因此，当要在具有闭回路液压系统的工程机械中体现升压功能时，使液压系统单纯化，能够节省部件及费用，能够使部件的寿命提高。
【专利说明】
工程机械的闭回路液压系统
技术领域
[0001]本发明涉及工程机械的闭回路液压系统，更详细而言，涉及一种体现升压功能的工程机械的闭回路液压系统。
【背景技术】
[0002]—般而言，诸如挖掘机的工程机械向液压缸或液压马达等的促动器供给工作油，从而驱动起重臂、动臂、铲斗或上部回旋体等的作业装置。
[0003]此时，所述作业装置的驱动方向借助于主控制阀(MCV，Main Control Valve)进行控制。更具体而言，从液压栗排出的工作油通过与操纵杆或踏板等操作部的作业信号对应地进行控制的主控制阀供给至所述各促动器，从而控制各促动器的驱动。
[0004]S卩，在主控制阀的内部配备有多个阀柱(spool)，在外部连接有多个促动器，如果作业者利用操纵杆或踏板等作为流量要求单元的操作部，发生作为流量控制信号的要求压力值，那么，该要求压力值提供至主控制阀和栗控制装置，在主控制阀内，与要求压力值对应的阀柱进行开闭，从而工作油提供至与相应阀柱连接的促动器。
[0005]另一方面，就诸如挖掘机的工程机械中的升压功能而言，作为提高液压系统的压力而使油缸的推力上升的功能，在作业期间，在暂时性地需要较大力时使用。
[0006]例如，在采石场挖掘大小相对较小的石材期间，有突然挖掘到较大石头或需要在铲斗内盛装更多量泥土的情形，此时，为了暂时性发挥较大力而体现升压功能，为此，按下操纵杆等带有的升压按钮。
[0007]图1是表示以往具有升压功能的工程机械的液压系统的图。参照图1，对以往工程机械的液压系统中体现升压功能的方式进行说明。
[0008]参照图1，在以往的工程机械的液压系统中，主栗10配备两个，所述主栗10排出的工作油提供至主控制阀20。如果所述主控制阀20的特定的阀柱运转，则工作油提供至与相应阀柱连接的促动器(未图示)，接受工作油的促动器执行希望的工作。
[0009]而且，在相互连接所述主栗10与主控制阀20的排出管线12之间配备有主安全阀30，换向阀40并联于所述排出管线12。
[0010]其中，所述主安全阀30设定有希望的最大压力，在液压系统中，如果在工作油中形成了最大压力，则使工作油的一部分排出，发挥使液压系统的最大压力稳定的作用。
[0011]在这种液压系统中，为了体现升压功能，如果作业者操作操纵杆50等带有的按钮，则连接于先导栗60的阀门70进行切换并开放，先导栗60的压力追加于主安全阀30，主安全阀30的设定压力上升，从而整体液压系统的压力上升，因此，各促动器的推力或扭矩上升。
[0012]另一方面，在所述传统的工程机械的液压系统中，工作油在通过主控制阀时产生包含压力损失的约55%的能量损失。由于这种理由，最近开发了一种如下系统，省略主控制阀，在多个促动器分别直接连接液压栗，构成闭回路，用于调节液压栗的斜板角，从而控制供给至促动器的工作油的流动方向。
[0013]在由这种闭回路液压系统构成的工程机械中，按各促动器分配液压栗。例如，在不使用单独的方向转换阀等时，为了驱动起重臂、动臂、铲斗、上部回旋体、左右行走体及选配装置等，配备有共七个液压栗。
[0014]但是，为了在由闭回路液压系统构成的工程机械中体现升压功能，与原有液压系统中应用的一样，应在所有栗上分别配备有安全阀，用于控制多个安全阀的控制信号会增加。因此，存在部件及费用过度上升与导致液压系统的复杂性的问题。
【发明内容】
[0015]技术课题
[0016]本发明是为了解决所述问题而研发的，旨在提供一种如下工程机械的闭回路液压系统，在由闭回路液压系统构成的工程机械中，使用一个可变安全阀，能够容易地体现使各促动器的推力或扭矩等上升的升压功能。
[0017]课题解决方案
[0018]旨在达成所述目的的本发明的工程机械的闭回路液压系统，在包括多个促动器和向所述多个促动器双向选择性地供给工作油的多个液压栗的工程机械的闭回路液压系统中，其特征在于，包括:补给管线，其与连接所述液压栗和所述促动器的液压管线中从所述促动器归还至所述液压栗的低压侧液压管线选择性地连接;补给栗，其向所述补给管线供给补充流量;可变安全阀，其选择性地变更将所述补给管线的压力限制在既定压力以下的普通模式(normal mode)与限制在低于所述普通模式的压力的升压模式(boost mode)。
[0019]而且，所述工程机械的闭回路液压系统还包括一对先导单向阀，其并列设置于所述液压管线，以便从所述液压管线中高压侧液压管线接受先导信号而使低压侧液压管线与所述补给管线连通。
[0020]而且，所述工程机械的闭回路液压系统还包括控制部，其变更所述可变安全阀的设定压力。
[0021 ]而且，所述工程机械的闭回路液压系统还包括蓄能器，其配备于所述补给管线上，存储从所述补给栗排出的补充流量中的过剩流量，或者向连接所述液压栗与所述促动器的液压管线供给不足的流量。
[0022]另外，其特征在于，所述蓄能器包括:第一蓄能器，其在所述普通模式下，存储从所述补给栗排出的补充流量中的过剩流量，或者向所述液压管线供给不足的流量;第二蓄能器，其在所述升压模式下，存储从所述补给栗排出的补充流量中的过剩流量，或者向所述液压管线供给不足的流量，具有小于所述第一蓄能器的排出压力。
[0023]而且，所述工程机械的闭回路液压系统还包括方向转换阀，其被控制部所控制，以使从所述补给栗排出的补充流量供给至所述第一蓄能器或所述第二蓄能器。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，在由闭回路液压系统构成的工程机械中，可以使用一个可变安全阀，体现使各促动器的推力或扭矩等上升的升压功能，因此，具有能够使液压系统简单化，节省部件及费用的优点。
[0026]而且，在本发明的闭回路液压系统中，当体现升压功能时，并非提高液压系统的最高压力，而是降低向与促动器的驱动方向相反方向作用的力，使各促动器的推力或扭矩等上升，因而具有能够使部件的寿命提高的优点。
【附图说明】
[0027]图1是表示以往具有升压功能的工程机械的液压系统的图。
[0028]图2是表示本发明一个实施例的工程机械的闭回路液压系统的图。
[0029]图3是表示本发明另一实施例的工程机械的闭回路液压系统的图。
[0030]图4及图5是表示本发明另一实施例的工程机械的闭回路液压系统的运转状态的图。
[0031]符号的说明
[0032]100一补给管线，！ 10一促动器，120一液压栗，130一液压管线，160一单向阀，200一补给栗，300—蓄能器，310—第一蓄能器，320—第二蓄能器，400—可变安全阀，500—控制部，600—方向转换阀。
【具体实施方式】
[0033]下面参照附图，详细说明本发明的实施例。在此过程中，出于说明的明确性和便利性，附图中图示的构成要素的大小或形状等会夸张地图示。另外，考虑到本发明的构成及作用而特别地定义的术语，会因使用者、运用者的意图或惯例而异。对这种术语的定义应以本说明书通篇内容为基础作出。而且，本发明的思想不限制于提出的实施例，理解本发明思想的所属领域的技术人员可以在相同的思想范围内，容易地实施不同的实施例，这当然也属于本发明的范围内。
[0034]图2是表示本发明一个实施例的工程机械的闭回路液压系统的图。参照图2，对所述闭回路液压系统的构成进行详细说明。
[0035]就所述工程机械的闭回路液压系统而言，包括起重臂、动臂、铲斗、上部回旋体、左右行走体及选配装置等的多个促动器110，分别连接于多个液压栗120而构成闭回路，向各促动器110供给的工作油的流量及流动方向，借助于各液压栗120的斜板角的调节而进行控制，该系统包括补给管线100、补给栗200、可变安全阀400、先导单向阀160、控制部500等构成。
[0036]所述补给管线100与连接所述液压栗120和所述促动器110的液压管线130中从所述促动器110归还至所述液压栗120的低压侧液压管线130选择性地连接，由于闭回路液压系统的特性上的原因，发挥把基于所述促动器110的缸面积差的不足流量供给至所述液压管线130或排出所述液压管线130的过剩流量的作用。
[0037]所述补给栗200排出补充流量，供给至所述补给管线100，所述可变安全阀400选择性地变更模式，以便使所述工程机械以普通模式(normal mode)或升压模式(boost mode)运转。
[0038]即，所述可变安全阀400在工程机械以普通模式(normal mode)运转时，把所述补给管线100的压力限制在既定压力以下，根据本发明的一个实施例，在普通模式下，所述可变安全阀400大致以20bar至30bar的压力运转。
[0039]另一方面，挖掘机等工程机械在采石场挖掘大小相对较小的石材期间，有突然挖掘到较大石头或需要在铲斗内盛装比平时更多量泥土的情形，此时，为了暂时性发挥较大力，按下体现升压功能的操纵杆等带有的升压按钮。
[0040]此时，所述可变安全阀400把所述补给管线100设定压力变更为比普通模式的设定压力低的压力，体现升压模式(boost mode)。
[0041]S卩，所述补给管线100连接于所述液压管线130中的低压侧液压管线130，所述可变安全阀400降低向与使各促动器110运转的油缸或液压马达的运转方向相反方向进行作用的压力，使油缸的推力或液压马达的扭矩增加，从而体现升压功能，根据本发明的一个实施例，在升压模式下，所述可变安全阀400以大致不足1bar的压力运转。
[0042]所述一对先导单向阀160并联于所述液压管线130，接受所述液压管线130中的高压侧液压管线130的先导信号，使低压侧液压管线130连接于所述补给管线100。
[0043]因此，根据所述可变安全阀400的设定压力，所述补给管线100与所述液压管线130中的低压侧液压管线130保持相同的压力。
[0044]所述控制部500根据作业者操作操纵杆或踏板等操作部时发生的控制信号，变更所述可变安全阀400的设定压力。即，当作业者要从普通模式变更为升压模式时，所述控制部500根据作业者的升压操作，控制所述可变安全阀400。
[0045]图3是表示本发明另一实施例的工程机械的闭回路液压系统的图。参照图3，对所述闭回路液压系统的构成进行详细说明，对于与本发明一个实施例的闭回路液压系统相同的构成，省略其详细说明。
[0046]如图3所示，本发明另一实施例的闭回路液压系统还包括蓄能器300及方向转换阀600等构成，所述蓄能器300配备于所述补给管线100上，存储从所述补给栗200排出的补充流量中的过剩流量，或向所述液压管线130供给不足的流量。
[0047]即，所述补给栗200排出的补充流量供给至所述蓄能器300，供给至所述蓄能器300的补充流量中的过剩流量通过所述可变安全阀400排出到油箱T，从而所述补给管线100保持为所述可变安全阀400的设定压力。
[0048]具体而言，所述蓄能器300包括第一蓄能器310及第二蓄能器320构成，在普通模式时，所述补给栗200排出的补充流量供给至所述第一蓄能器310，在升压模式时，所述补给栗200排出的补充流量供给至第二蓄能器320。
[0049]S卩，所述第一蓄能器310在普通模式下，存储从所述补给栗200排出的补充流量中的过剩流量，或向所述液压管线130供给不足的流量，所述第二蓄能器320在升压模式下，存储从所述补给栗200排出的补充流量中的过剩流量，或向所述液压管线130供给不足的流量，具有小于所述第一蓄能器310的排出压力。
[0050]根据本发明的另一实施例，在普通模式下，所述可变安全阀400的设定压力高于升压模式下所述可变安全阀400的设定压力，因而把所述蓄能器300分为高压的第一蓄能器310和低压的第二蓄能器320，所述控制部500在升压模式时，在降低所述可变安全阀400的设定压力的同时，把从所述补给栗200排出的补充流量供给至所述第二蓄能器320。
[0051 ]所述方向转换阀600控制所述补充流量的流动方向，使得从所述补给栗200排出的补充流量供给至所述第一蓄能器310或所述第二蓄能器320，所述控制部500控制所述方向转换阀600。
[0052]具体而言，在普通模式时，所述控制部500把所述可变安全阀400的设定压力设定为作为预先设定压力的大致20bar至30bar，控制所述方向转换阀600，使得把所述补给栗200排出补充流量供给至所述第一蓄能器310。
[0053]相反，在升压模式时，所述控制部500把所述可变安全阀400的设定压力设定为低于预先设定压力的大致不足lObar，控制所述方向转换阀600，使得把所述补给栗200排出的补充流量供给至所述第二蓄能器320。
[0054]图4及图5是表示本发明一个实施例的工程机械的闭回路液压系统的运转状态的图。参照图4及图5，对所述闭回路液压系统中体现升压功能的运转过程进行详细说明。
[0055]图4是表示所述闭回路液压系统以普通模式(normalmode)运转时，所述促动器110的缸伸长的状态的图。
[0056]参照图4，在普通模式时，就所述控制部500而言，控制所述方向转换阀600，使得连接所述补给栗200与所述第一蓄能器310，控制所述可变安全阀400，使得所述可变安全阀400的设定压力以作为预先设定压力的大致20bar至30bar运转。
[0057]此时，所述补给栗200排出的补充流量供给至所述第一蓄能器310，过剩流量通过所述可变安全阀400排出到油箱T，所述补给管线100保持为所述可变安全阀400的设定压力。
[0058]而且，在普通模式下，当所述促动器110的缸伸长时，所述液压栗120的排出流量供给到缸的缸头侧，借助于缸负载，在所述液压管线130中的排出管线140侧形成高压。
[0059]在所述排出管线140侧形成的高压的先导信号，使与所述一对单向阀160中与液压管线130中的低压供给管线150连接的单向阀160运转，使所述供给管线150与所述补给管线100连接，因此，所述补给管线100与所述供给管线150保持相同的压力。
[0060]此时，所述促动器110的缸的最大推力为从缸头侧的力中减去缸杆侧的力的值。
[0061]图5是表示所述闭回路液压系统以升压模式(boostmode)运转时，所述促动器110的缸伸长的状态的图。参照图5，当为了暂时性发挥较大的力而从普通模式变更为升压模式时，就所述控制部500而言，控制所述方向转换阀600，使得连接所述补给栗200与所述第二蓄能器320，控制所述可变安全阀400，使得所述可变安全阀400的设定压力以作为低于预先设定压力的大致不足1bar压力运转。
[0062]此时，所述补给栗200排出的补充流量供给至所述第二蓄能器320，过剩流量通过所述可变安全阀400排出到油箱T，所述补给管线100保持为低于所述可变安全阀400的预先设定压力的设定压力。
[0063]而且，在升压模式下，当所述促动器110的缸伸长时，所述液压栗120的排出流量供给到缸的缸头侧，借助于缸负载，在所述液压管线130中的排出管线140侧形成高压。
[0064]在所述排出管线140侧形成的高压先导信号，使所述一对单向阀160中与液压管线130中的低压供给管线150连接的单向阀160运转，使所述供给管线150与所述补给管线100连接，因此，所述补给管线100与所述供给管线150保持与低于所述可变安全阀400的预先设定压力的设定压力相同的压力。
[0065]此时，所述促动器110的缸的最大推力成为从缸头侧的力中减去缸杆侧的力的值，在普通模式与升压模式时，作用于缸头侧的力相同，但在升压模式时，作用于缸杆侧的力减小，从而体现升压功能。
[0066]S卩，所述可变安全阀400降低向与使各促动器110运转的缸伸长方向相反方向进行作用的压力，即，降低作用于缸杆侧的力，从而体现增加缸的推力的升压功能。
[0067]另一方面，在图4及图5所示的本发明一个实施例的闭回路液压系统中，说明了当缸伸长时的普通模式或升压模式，但在缸收缩的情况下则相反，降低向与缸收缩方向相反方向进行作用的压力，即，降低作用于缸头侧的力，从而能够体现增加缸的推力的升压功會K。
[0068]而且，在说明图4及图5所示的本发明一个实施例的闭回路液压系统中的升压功能体现的同时，列举了所述促动器110由缸形成的示例，但在所述促动器110由液压马达形成的情况下，本发明的闭回路液压系统也相同地运转，这是不言而喻的事项。
[0069]另外，根据本发明的一个实施例，把所述蓄能器300分为第一蓄能器310与第二蓄能器320，配备有控制所述补给栗200排出的流量的流动方向的方向转换阀600，但本发明的核心特征是使所述可变安全阀400的设定压力可变，从而降低向与各促动器110的缸或液压马达的运转方向相反方向进行作用的压力，体现升压功能，因而可以使用单一的蓄能器，此时，也可以不配备方向转换阀，这是不言而喻的事项。
[0070]以上说明了本发明的实施例，但这只不过是示例性的，只要是相应领域的技术人员便会理解，可以由此导出多样的变形及均等范围的实施例。因此，本发明真正的技术保护范围应由权利要求书确定。
【主权项】
1.一种工程机械的闭回路液压系统，包括多个促动器和向所述多个促动器双向选择性地供给工作油的多个液压栗，其特征在于，包括: 补给管线，其与连接所述液压栗和所述促动器的液压管线中从所述促动器归还至所述液压栗的低压侧液压管线选择性地连接； 补给栗，其向所述补给管线供给补充流量；以及 可变安全阀，其选择性地变更将所述补给管线的压力限制在既定压力以下的普通模式(normal mode)与限制在低于所述普通模式的压力的升压模式(boost mode)。2.根据权利要求1所述的工程机械的闭回路液压系统，其特征在于， 还包括一对先导单向阀，其并列设置于所述液压管线，以便从所述液压管线中高压侧液压管线接收先导信号而使低压侧液压管线与所述补给管线连通。3.根据权利要求1所述的工程机械的闭回路液压系统，其特征在于， 还包括控制部，其变更所述可变安全阀的设定压力。4.根据权利要求1所述的工程机械的闭回路液压系统，其特征在于， 还包括蓄能器，其配备于所述补给管线上，存储从所述补给栗排出的补充流量中的过剩流量，或者向连接所述液压栗与所述促动器的液压管线供给不足的流量。5.根据权利要求4所述的工程机械的闭回路液压系统，其特征在于，所述蓄能器包括: 第一蓄能器，其在所述普通模式下，存储从所述补给栗排出的补充流量中的过剩流量，或者向所述液压管线供给不足的流量;以及 第二蓄能器，其在所述升压模式下，存储从所述补给栗排出的补充流量中的过剩流量，或者向所述液压管线供给不足的流量，具有小于所述第一蓄能器的排出压力。6.根据权利要求5所述的工程机械的闭回路液压系统，其特征在于，还包括方向转换阀，其被控制部所控制，以使从所述补给栗排出的补充流量供给至所述第一蓄能器或所述第二蓄能器。
【文档编号】E02F9/20GK105829614SQ201480069814
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月12日
【发明人】姜秉, 姜秉一, 洪起焕
【申请人】斗山英维高株式会社