[发明专利]建筑机械的防过载装置

说明书

技术领域

本发明涉及建筑机械的防过载装置，特别涉及在驱动系统采用内燃机 的液压挖土机(shovel)等建筑机械中能够降低各种作业时的燃料消耗的建 筑机械的防过载装置。

背景技术

现有的建筑机械的防过载装置，例如图7所示的液压泵驱动式控制装 置。

在图7的液压泵驱动式控制装置中，设有通过发动机(内燃机)1驱动 的可变容量液压泵(主泵)2以及先导泵3。可变容量液压泵2的排出口与 未图示的液压执行器相对，并且与控制阀4连通，该控制阀4用于控制从 可变容量液压泵2的液压的供给和排出。

在图7的液压泵驱动式控制装置中，在控制阀4的两端部上设置的先 导口4a、4a，分别经由先导压力导入用管路5与操作手柄6的先导压力排 出口连通。操作手柄6用于将来自先导泵3的先导液压经由未图示的管路 导入，先导液压用作使控制阀4工作的先导压力。

另外，可变容量液压泵2的排出口经由管路13与调节器(排出量控制 单元)7的液压导入口连通。可变容量液压泵2的排出口导向调节器7，从 而随着排出压力的增加来减小排出量，进行使其输入转矩基本恒定的定转 矩控制(或者定功率控制)，能够以输入转矩不超过发动机转矩的状态运转。 对于可变容量液压泵2，也可以通过操作手柄6的操作量来进行增减排出量 的流量控制。图8通过线图表示图7的液压泵驱动式控制装置中的定功率 控制，表示出了定功率曲线(H模式和L模式)。

在建筑机械为具有液压执行器等的液压挖土机的情况下，能够使用液 压铲斗进行重载掘进、轻载作业、平整等各种作业。在进行这些作业时， 为了改变可变容量液压泵2的输入转矩并能够选择对于该项作业最适合的 输入转矩，而在图7的液压泵驱动式控制装置中设有用于输出外部信号的 模式切换开关8、从模式切换开关8接收外部信号并输出转矩设定信号的控 制器(控制单元)9、接收来自控制器9的转矩设定信号并输出次级压力 Pf的电磁反比例阀(输入转矩控制单元)10。

作业模式切换电路由上述的模式切换开关8、控制器9和电磁反比例阀 10构成。通过将来自电磁反比例阀10的次级压力Pf向调节器7供给，从 而如图8所示使可变容量液压泵2的输入转矩在Tmax和Tmin之间变化， 上述输入转矩在Tmax和Tmin之间设定为与来自切换开关8的外部信号对 应的输入转矩值。

图9是表示作为建筑机械使用液压挖土机进行一般挖掘时，在将上述 定功率控制设定为H模式的情况下，图7的液压泵驱动式控制装置中的各 部分的波形的时序图。如图9(a)和图9(b)所示，如果对操作手臂6进 行急速操作，则能够增加可变容量液压泵2的排出量Q。同时，使液压执 行器工作而产生起动压力，可变容量液压泵2的排出压力P持续增加到P1 为止(参照图9(c))。这里，在将上述定功率控制设定为H模式的情况下， 可变容量液压泵2的输入转矩被控制为基本恒定，因而电磁反比例阀10的 次级压力Pf被设定为规定的值Pf1(参照图9(f))。

此时，设定为H模式的上述定功率控制无法有效响应到达排出压力P1 的快速上升，因此在可变容量液压泵2的排出压力P快速增加的过程中， 可变容量液压泵2的输入转矩T会超过发动机转速N为额定转速N0时的 转矩而达到T1(参照图9(d))。其结果是，发动机1的转速N降至转矩 平衡的发动机转速N1，伴随着该发动机转速的降低(ラグダウン：lug down)， 泵排出量Q暂时降低(参照图9(e)和图9(b))。

另外，如果液压执行器开始工作，则由于各部分的滑动部从静摩擦转 变为动摩擦，因此泵排出压力降低至P2，可变容量液压泵2的输入转矩T 也降低至Tmax，泵排出量Q上升至Q1而回到上述定功率控制的控制状态。

但是，对于发动机1，在发动机转速降低的过程中，要想使发动机转速 N恢复额定转速N0，则需要进行增大燃料喷射量的控制。如图9(e)和图 9(g)所示，在发动机转速降低时，能够通过使发动机1燃料喷射量q从 q1增加到q2，从而进行使降低的发动机转速N恢复至额定转速N0的控制。 由于使发动机1燃料喷射量q从q1增加到q2，因此与图9(g)所示斜线 部分F相当的燃料喷射量则成为导致发动机1的燃料消耗增大的原因。