工程機械的液壓驅(qū)動裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種既能防止氣蝕又能提高再生效率的工程機械的液壓驅(qū)動裝置。該裝置包括：對從回轉(zhuǎn)馬達(33)排出的工作油的能量進行再生的再生馬達(47)、使從再生馬達(47)排出的再生排出油經(jīng)由設置在補充管路(44)中的背壓閥(45)返回到油箱(T)的第一再生油箱管路(61)、使所述再生排出油不經(jīng)由所述背壓閥(45)直接返回到油箱(T)的第二再生油箱管路(62)、再生油箱管路切換閥(63)、以及對再生油箱管路切換閥(63)進行切換的再生用管路切換控制裝置(51)，使得再生排出油在回轉(zhuǎn)減速時通過第一再生油箱管路(61)，在除此以外時通過第二再生油箱管路(62)。
【專利說明】
工程機械的液壓驅(qū)動裝置
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及設置在挖掘機等工程機械上的液壓控制裝置，尤其涉及在回轉(zhuǎn)減速時等進行能量再生的液壓控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以圖3所示的挖掘機為例，對本發(fā)明的【背景技術(shù)】進行說明。該挖掘機具備:履帶式下部行走裝置1、繞垂直于地面的軸X回轉(zhuǎn)自如地裝設在下部行走裝置I上的上部回轉(zhuǎn)體2、以及安裝在該上部回轉(zhuǎn)體2上的作業(yè)附屬裝置3。作業(yè)附屬裝置3包括:能自由升降的動臂4、安裝于該動臂4的遠端的斗桿5、安裝于該斗桿5的遠端的鏟斗6、以及使這些動臂4、斗桿5和鏟斗6動作的多個液壓缸即動臂缸6、斗桿缸7和鏟斗缸8。該挖掘機還具備使下部行走裝置I行走的液壓馬達即行走馬達、以及回轉(zhuǎn)驅(qū)動上部回轉(zhuǎn)體2的液壓馬達即回轉(zhuǎn)馬達。
[0003]該液壓挖掘機中，在回轉(zhuǎn)減速時，由上部回轉(zhuǎn)體2的慣性而產(chǎn)生的能量會施加到回轉(zhuǎn)馬達上。另外，由于作用在附屬裝置3上的重力等引起的降動臂方向的負荷始終作用在動臂缸7上，因此，該動臂缸7中被導入使該動臂缸7伸長的工作油的油室內(nèi)始終作用有壓力，從該油箱排出的油具有一定的能量。
[0004]作為對上述液壓致動器所具有的能量進行有效利用的方案，已知有專利文獻1、2所示的裝置。在該技術(shù)中，具備與發(fā)動機相連的再生馬達，該再生馬達利用從液壓致動器排出的油進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而對所述發(fā)動機進行輔助。還已知有具備再生馬達、發(fā)電電動機和蓄電器的混合動力挖掘機，所述再生馬達驅(qū)動所述發(fā)電電動機，由此對發(fā)動機進行輔助，并且將所產(chǎn)生的電力存儲到所述蓄電器中。
[0005]圖4中示出了專利文獻I所記載的現(xiàn)有技術(shù)。在該圖4中，為了簡化說明，僅僅示出了涉及回轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)要素。
[0006]圖4所示的裝置包括:發(fā)動機10、由發(fā)動機10驅(qū)動的作為液壓源的液壓栗11、利用該液壓栗11提供的壓力油進行旋轉(zhuǎn)從而回轉(zhuǎn)驅(qū)動上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)馬達12、以及設置在液壓栗11及油箱T與回轉(zhuǎn)馬達12之間的控制閥13?？刂崎y13是液壓先導式的切換閥，具有一對先導端口接受由未圖示的遙控閥提供的先導壓，并利用該先導壓進行切換動作?？刂崎y13通過切換對回轉(zhuǎn)馬達12的工作油供排狀態(tài)，能夠控制回轉(zhuǎn)馬達的工作狀態(tài)，具體是控制回轉(zhuǎn)馬達12的旋轉(zhuǎn)/停止、旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度。
[0007]具體而言，所述控制閥13具有中立位置13a、左回轉(zhuǎn)位置13b和右回轉(zhuǎn)位置13c?？刂崎y13在遙控閥沒有向任意一個先導端口提供先導壓時保持在中立位置13a。當遙控閥向任意一個先導端口提供先導壓時，控制閥13切換到左回轉(zhuǎn)位置13b和右回轉(zhuǎn)位置13c中與被提供了先導壓的先導端口相對應的位置。
[0008]控制閥13位于所述中立位置13a時，將該控制閥13與回轉(zhuǎn)馬達12的左右端口分別連接的左回轉(zhuǎn)管路14和右回轉(zhuǎn)管路15同液壓栗11的連接被截斷，由此阻止回轉(zhuǎn)馬達12的旋轉(zhuǎn)?？刂崎y13通過遙控閥的左回轉(zhuǎn)側(cè)的操作而被切換到左回轉(zhuǎn)位置13b時，允許液壓栗11向左回轉(zhuǎn)管路14供給工作油，由此使回轉(zhuǎn)馬達12向左旋轉(zhuǎn)，從而上部回轉(zhuǎn)體2向左回轉(zhuǎn)。相反，當控制閥13通過遙控閥的右回轉(zhuǎn)側(cè)的操作而被切換到右回轉(zhuǎn)位置13C時，允許液壓栗11向右回轉(zhuǎn)管路15供給工作油，由此使回轉(zhuǎn)馬達12向右旋轉(zhuǎn)，從而上部回轉(zhuǎn)體2向右回轉(zhuǎn)。
[0009]該裝置還具備制動回路21。制動回路21包括:在所述左回轉(zhuǎn)管路14與右回轉(zhuǎn)管路15之間彼此反向設置的作為液壓制動閥的左右溢流閥16、17、與該左右溢流閥16、17并聯(lián)且彼此反向設置的防氣蝕用(油吸入用)的左右止回閥18、19、以及相互連接左右溢流閥16、17的出口端口和左右止回閥18、19的入口端口的通路20。液壓制動回路21進行在回轉(zhuǎn)減速時防止回轉(zhuǎn)馬達12的出口節(jié)流側(cè)的油回到入口節(jié)流側(cè)從而發(fā)生氣蝕的防氣蝕作用、以及利用左右溢流閥16、17實現(xiàn)液壓制動的作用。
[0010]另外，雖然專利文獻1、2中沒有示出，但液壓制動回路21的通路20通常通過吸油用的補充管路22連接至油箱T。該補充管路22中設有產(chǎn)生一定背壓的背壓閥(增壓止回閥)23和油冷器24。
[0011]在圖4所示的裝置中，所述控制閥13例如從左回轉(zhuǎn)位置13b回復到中立位置13a時，回轉(zhuǎn)馬達及左回轉(zhuǎn)管路14和右回轉(zhuǎn)管路15從液壓栗11及油箱T分離，停止向回轉(zhuǎn)馬達12供給工作油，同時工作油停止返回到油箱T。但是，由于上部回轉(zhuǎn)體2因為慣性繼續(xù)向左回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)馬達12與之聯(lián)動地繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而在作為出口節(jié)流側(cè)管路的右回轉(zhuǎn)管路15中產(chǎn)生壓力。當該壓力達到一定值時，右溢流閥17打開，右回轉(zhuǎn)管路15的工作油將依次通過右溢流閥17、通路20、左止回閥18和作為入口管路的左回轉(zhuǎn)管路14而流入回轉(zhuǎn)馬達12。
[0012]此時，左回轉(zhuǎn)管路14的壓力下降，該左回轉(zhuǎn)管路14經(jīng)由補充管路22和止回閥18吸起油箱T內(nèi)的工作油，以防止發(fā)生氣蝕。即，自動地進行防氣蝕作用。通過該工作油的吸起，還對因所述上部回轉(zhuǎn)體2的慣性而旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達12產(chǎn)生制動力，從而使該回轉(zhuǎn)馬達12逐漸停止。在控制閥13從右回轉(zhuǎn)位置13c回復到中立位置13a時也同樣進行以上作用。圖4中，用空白箭頭和涂黑箭頭表示左回轉(zhuǎn)時油的流動情況，其中，涂黑箭頭表示的是防氣蝕用的工作油的流動情況。
[0013]該裝置還具備作為再生用液壓馬達的再生馬達25、再生切換閥26、左再生管路27和右再生管路28。再生馬達25與發(fā)動機10連結(jié)，并且具有連接至所述再生切換閥26的入口端口和連接至油箱T的出口端口。再生切換閥26具有分別經(jīng)由所述左右再生管路27、28與所述左右回轉(zhuǎn)管路14、15連接的一對入口端口、以及與所述再生馬達25連接的出口端口。
[0014]所述再生切換閥26具有將再生馬達25與左右再生管路27、28之間截斷的中立位置26a、將再生馬達25與左再生管路27連接的左再生位置26b、以及將再生馬達25與右再生管路28連接的右再生位置26c，這些位置基于遙控閥的操作，根據(jù)從未圖示的遙控器輸入的指令進行切換。再生切換閥26例如在左回轉(zhuǎn)減速時切換到所述左再生位置26b，從而，允許從回轉(zhuǎn)馬達12排出的工作油經(jīng)由作為出口節(jié)流側(cè)管路的右回轉(zhuǎn)管路15、右再生管路27及所述再生切換閥26，流入再生馬達25以使該再生馬達25旋轉(zhuǎn)。該再生馬達25的驅(qū)動可以將工作油所具有的能量再生成為旋轉(zhuǎn)能(在這種情況下為發(fā)動機助力)，從而能夠提高系統(tǒng)的能效。
[0015]然而，在該裝置中，從再生馬達25排出的工作油即再生排出油始終直接回到油箱T，因此，回轉(zhuǎn)減速時從回轉(zhuǎn)馬達12排出的工作油不會補給到入口節(jié)流側(cè)，而是經(jīng)由再生馬達25回到油箱T，從而允許了氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。這一現(xiàn)象可通過將再生馬達25的出口節(jié)流側(cè)與補充管路22連接，使再生排出油經(jīng)由背壓閥23回到油箱T并產(chǎn)生背壓來防止，但這樣在再生馬達25上施加背壓會使該再生馬達25的有效差壓和旋轉(zhuǎn)速度下降，導致再生效率低下。另外，盡管與再生馬達25連接的液壓致動器中存在不會發(fā)生氣蝕的致動器，但在該致動器工作時也會施加無用的背壓，從而導致再生效率低下。
[0016]專利文獻2中公開了另一種防止氣蝕的技術(shù)方案，其設置儲能器作為防氣蝕用的液壓源，在回轉(zhuǎn)減速時利用從回轉(zhuǎn)馬達12的出口節(jié)流側(cè)取出的再生油使再生馬達25旋轉(zhuǎn)，并且向入口節(jié)流側(cè)提供儲能器的油作為防氣蝕油。但是，該技術(shù)需要用到專用的儲能器和防氣蝕回路這樣大規(guī)模的附加設備，因此會導致設備成本的大幅提升和回路的復雜化。
[0017]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0018]專利文獻
[0019]專利文獻1:日本專利公開公報特開2003-120616
[0020]專利文獻2:日本專利公開公報特開2011-220390

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明的目的在于提供一種無需大型設備就能兼顧防止氣蝕和提高再生效率的工程機械的液壓驅(qū)動裝置。本發(fā)明所提供的的是設置于具備可回轉(zhuǎn)的上部回轉(zhuǎn)體的工程機械的液壓驅(qū)動裝置，該液壓驅(qū)動裝置包括:多個液壓致動器，包含使所述上部回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達;液壓栗，噴出用于使所述多個液壓致動器工作的工作油;再生馬達，被從所述液壓致動器排出的工作油的一部分驅(qū)動，進行再生作用;液壓制動回路，包含溢流閥，在所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)減速時，使所述回轉(zhuǎn)馬達的出口節(jié)流側(cè)的工作油返回入口節(jié)流側(cè)以防止發(fā)生氣蝕即進行防氣蝕作用，并進行基于所述溢流閥的液壓制動作用;補充管路，將所述液壓制動回路與油箱連接;背壓閥，設置在所述補充管路中，使該補充管路中產(chǎn)生背壓;第一再生油箱管路，使從所述再生馬達排出的工作油即再生排出油沿著該再生排出油通過所述背壓閥的路徑返回到所述油箱;第二再生油箱管路，使所述再生排出油沿著該再生排出油不通過所述背壓閥的路徑直接返回到所述油箱;再生油箱管路切換閥，具有允許所述再生排出油通過所述第一再生油箱管路返回所述油箱的第一位置、和允許所述再生排出油通過所述第二再生油箱管路返回到所述油箱的第二位置，并且能夠在所述第一位置與第二位置之間進行切換；回轉(zhuǎn)減速檢測部，檢測所述回轉(zhuǎn)馬達處于減速狀態(tài)；以及再生油箱管路切換控制部，在所述回轉(zhuǎn)減速檢測部檢測到所述減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥切換至所述第一位置，在所述回轉(zhuǎn)減速檢測部未檢測到所述減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥切換到所述第二位置。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的液壓驅(qū)動裝置的回路圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的液壓驅(qū)動裝置的回路圖。
[0024]圖3是作為本發(fā)明的適用對象的一例的挖掘機的側(cè)視圖。
[0025]圖4是表示現(xiàn)有的液壓驅(qū)動裝置的回路圖。
【具體實施方式】
[0026]分別參照圖1和圖2，對本發(fā)明的第一及第二實施方式所涉及的液壓驅(qū)動裝置進行說明。這兩種裝置均設置于圖3所示的挖掘機。為了簡化說明，圖1和圖2中僅示出了液壓回路中涉及回轉(zhuǎn)的部分及其它液壓致動器回路的代表例即動臂缸回路。
[0027]所述第一實施方式所涉及的裝置如圖1所示，具備第一液壓栗31、第二液壓栗32、使上部回轉(zhuǎn)體2回轉(zhuǎn)的液壓致動器即回轉(zhuǎn)馬達33、回轉(zhuǎn)用遙控閥34、回轉(zhuǎn)用控制閥35、左回轉(zhuǎn)管路36、右回轉(zhuǎn)管路37、制動回路43和補充管路44。
[0028]所述第一液壓栗31和第二液壓栗32由搭載在所述挖掘機上的發(fā)動機30進行驅(qū)動，并由此噴出油箱T內(nèi)的工作油。從第一液壓栗31噴出的工作油使動臂缸7工作，從第二液壓栗32噴出的工作油使回轉(zhuǎn)馬達33旋轉(zhuǎn)。
[0029]所述回轉(zhuǎn)馬達33具有左端口和右端口。回轉(zhuǎn)馬達33在左端口被提供工作油時進行的動作使得該工作油從右端口排出，同時使所述上部回轉(zhuǎn)體2進行左回轉(zhuǎn)。相反，回轉(zhuǎn)馬達33在右端口被提供工作油時進行的動作使得該工作油從左端口排出，同時使所述上部回轉(zhuǎn)體2進行右回轉(zhuǎn)。
[0030]所述回轉(zhuǎn)用遙控閥34具有操作桿和閥主體，根據(jù)該操作桿的操作輸出先導壓。
[0031]所述回轉(zhuǎn)用控制閥35設置在所述第二液壓栗35及油箱T與回轉(zhuǎn)馬達33之間。回轉(zhuǎn)用控制閥35由液壓先導式的切換閥構(gòu)成，具有中立位置35a、左回轉(zhuǎn)位置35b和右回轉(zhuǎn)位置35c。該回轉(zhuǎn)用控制閥35的位置根據(jù)從所述回轉(zhuǎn)用遙控閥34輸入的先導壓進行切換。通過該回轉(zhuǎn)用控制閥35的位置切換，控制對回轉(zhuǎn)馬達33的工作油的供排，具體是控制回轉(zhuǎn)馬達12的旋轉(zhuǎn)/停止、旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度。
[0032]所述回轉(zhuǎn)用控制閥35具有與所述第二液壓栗32相連的栗端口、與所述油箱T相連的油箱端口、左馬達端口和右馬達端口。所述左回轉(zhuǎn)管路36將所述左馬達端口與所述回轉(zhuǎn)馬達33的左端口連接，所述右回轉(zhuǎn)管路37將所述右馬達端口與所述回轉(zhuǎn)馬達的右端口連接。
[0033]所述液壓制動回路43包括左右溢流閥38、39、左右止回閥40、41和通路42。
[0034]所述左右溢流閥38、39設置在所述左回轉(zhuǎn)管路36及所述右回轉(zhuǎn)管路37與所述通路42之間，分別作為左回轉(zhuǎn)和右回轉(zhuǎn)用的制動閥的發(fā)揮作用。具體而言，左溢流閥38設置在所述左回轉(zhuǎn)管路36與所述通路42之間，當該左回轉(zhuǎn)管路36內(nèi)的工作油的壓力達到一定值以上時，開閥將該左回轉(zhuǎn)管路36與所述通路42連通。同樣，右溢流閥39設置在所述右回轉(zhuǎn)管路37與所述通路42之間，當該右回轉(zhuǎn)管路37內(nèi)的工作油的壓力達到一定值以上時，開閥將該右回轉(zhuǎn)管路37與所述通路42連通。所述通路42經(jīng)由所述補充管路44連接至油箱T。
[0035]所述左右止回閥40、41設置在所述左回轉(zhuǎn)管路36及所述右回轉(zhuǎn)管路37與所述通路42之間，僅允許工作油從該通路42流入左回轉(zhuǎn)管路36、右回轉(zhuǎn)管路37，阻止反向的流動。
[0036]包含以上結(jié)構(gòu)要素的液壓制動回路43在回轉(zhuǎn)減速時使回轉(zhuǎn)馬達33的出口節(jié)流側(cè)的工作油返回到入口節(jié)流側(cè)以防止氣蝕發(fā)生即進行防氣蝕作用，且利用溢流閥38、39進行液壓制動作用。
[0037]所述補充管路44中設有背壓閥45和油冷器46。背壓閥45僅在其一次壓達到一定值以上時開閥，從而在該背壓閥45的一次側(cè)的所述補充管路44上產(chǎn)生背壓。
[0038]在該裝置中，所述回轉(zhuǎn)用控制閥35例如從左回轉(zhuǎn)位置35b回復到中立位置35a時，回轉(zhuǎn)馬達33及兩回轉(zhuǎn)管路36、37從第二液壓栗32和油箱T分離，停止向回轉(zhuǎn)馬達33供給工作油，同時工作油也停止從回轉(zhuǎn)馬達12返回到油箱T。但是，由于上部回轉(zhuǎn)體2因其慣性而繼續(xù)向左回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)馬達33也與之聯(lián)動地繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，作為出口節(jié)流側(cè)管路的右回轉(zhuǎn)管路37上產(chǎn)生壓力。該壓力達到一定值時，右溢流閥39打開，右回轉(zhuǎn)管路37的工作油依次通過右溢流閥39、通路42、左止回閥40和作為入口管路的左回轉(zhuǎn)管路36，流入回轉(zhuǎn)馬達33。
[0039]此時，左回轉(zhuǎn)管路14的壓力下降到例如負壓時，該左回轉(zhuǎn)管路14經(jīng)由補充管路22和止回閥18吸起油箱T內(nèi)的工作油，由此防止氣蝕。即，自動進行防氣蝕作用。通過該工作油的吸起還對因所述上部回轉(zhuǎn)體2的慣性而旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達12產(chǎn)生制動力，從而使該回轉(zhuǎn)馬達12逐漸停止。在控制閥13從右回轉(zhuǎn)位置13c回復到中立位置13a時也同樣進行以上作用。
[0040]該裝置還具備作為再生用液壓馬達的再生馬達47、回轉(zhuǎn)用再生切換閥48、左再生管路49和右再生管路28。再生馬達47與發(fā)動機10連結(jié)，并且具有連接至所述回轉(zhuǎn)用再生切換閥48的入口端口和連接至油箱T的出口端口。再生切換閥48具有分別經(jīng)由所述左右再生管路49、50與所述左右回轉(zhuǎn)管路36、37連接的一對入口端口、以及與所述再生馬達47連接的出口端口?；剞D(zhuǎn)用再生切換閥48由具有一對先導端的液壓切換閥構(gòu)成，具有將所述再生馬達47與所述左右再生管路49、50之間截斷的中立位置48a、將再生馬達47與左再生管路49連接的左再生位置48b、以及將再生馬達47與右再生管路50連接的右再生位置48c。
[0041]該裝置還具備用于切換所述回轉(zhuǎn)用再生切換閥48的位置的控制器51及電磁比例減壓閥52、53。電磁比例減壓閥52、53分別設置在所述回轉(zhuǎn)用再生切換閥48的一對先導端與其先導液壓源之間。控制器51基于所述回轉(zhuǎn)用遙控閥34的操作桿的操作，向所述各電磁比例減壓閥52、53輸出指令信號，從而調(diào)節(jié)輸入到所述回轉(zhuǎn)用再生切換閥48的各先導端的先導壓，由此控制該回轉(zhuǎn)用再生切換閥48的位置的切換。
[0042]控制器51在左回轉(zhuǎn)減速時將所述回轉(zhuǎn)用再生切換閥48切換到所述左再生位置26b，在左回轉(zhuǎn)減速時將所述回轉(zhuǎn)用再生切換閥48切換到所述左再生位置48c。回轉(zhuǎn)用再生切換閥48例如通過在所述左回轉(zhuǎn)減速時切換到所述左再生位置48b，從而允許從回轉(zhuǎn)馬達33排出的工作油經(jīng)由作為出口節(jié)流側(cè)管路的右回轉(zhuǎn)管路37、右再生管路50和回轉(zhuǎn)用再生切換閥48，流入再生馬達47以使該再生馬達47旋轉(zhuǎn)。該再生馬達47的驅(qū)動可將工作油所具有的能量再生為旋轉(zhuǎn)能(這種情況下為發(fā)動機助力)。
[0043]另一方面，該裝置具備動臂用遙控閥54、動臂用控制閥55、降動臂再生管路56及動臂用再生切換閥57，作為用于使所述動臂缸7工作的要素。
[0044]所述動臂用控制閥55設置在第一液壓栗31及油箱T與動臂缸7之間。動臂用控制閥55是液壓先導式的切換閥，具有用于使動臂缸7停止的中立位置55a、用于使動臂缸7伸長的伸長位置55b和用于使動臂缸7收縮的收縮位置55c。該動臂用控制閥55的位置根據(jù)對所述動臂用遙控閥54進行的操作來切換。
[0045]所述降動臂再生管路56將所述動臂缸7的頭側(cè)油室即伸長側(cè)油室與所述再生馬達47的入口側(cè)連接。所述動臂用再生切換閥57設置在所述降動臂再生管路的中途，具有將該降動臂再生管路56截斷的截斷位置57a和開通的開通位置57b。
[0046]該動臂用再生切換閥57是具有先導端的液壓切換閥，在該先導端與其先導液壓源之間設有電磁比例減壓閥58。所述控制器51在所述動臂用遙控閥54進行了降動臂操作時，向所述電磁比例減壓閥58輸入指令信號，以使所述動臂再生切換閥57從所述截斷位置57a切換到開通位置57b。這樣，切換到開通位置57b的動臂用再生切換閥57在降動臂操作時，允許從動臂缸7排出的工作油的一部分與回轉(zhuǎn)時同樣地流入再生馬達47，由此再生馬達47可利用從包含回轉(zhuǎn)馬達33及動臂缸7在內(nèi)的其他液壓致動器排出的工作油來驅(qū)動。該裝置還具備設置在所述回轉(zhuǎn)用及動臂用再生切換閥48、57與所述再生馬達47的入口之間的防逆流用止回閥59、60。
[0047]該裝置具備多個傳感器，該多個傳感器包括作為速度檢測器的速度傳感器64和作為壓力檢測器的壓力傳感器65。速度傳感器64例如由陀螺儀(gyro)構(gòu)成，檢測回轉(zhuǎn)馬達33的旋轉(zhuǎn)速度、換言之上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)速度。所述壓力傳感器65檢測所述補充管路44的壓力即補充壓。該速度傳感器64和壓力傳感器65各自生成的速度信號和壓力信號輸入至控制器51。所述速度傳感器64與所述控制器51 —起構(gòu)成檢測所述上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)處于減速狀態(tài)的回轉(zhuǎn)減速檢測部。
[0048]此外，該裝置同時具有第一再生油箱管路和第二再生油箱管路來作為使從所述再生馬達47排出的工作油即再生排出油返回到油箱T的油箱管路。第一再生油箱管路61是使所述再生排出油沿著該再生排出油通過所述補充管路44的背壓閥45的路徑返回到油箱T的管路，所述第二再生油箱管路62是使所述再生排出油沿著該再生排出油不通過所述背壓閥45的路徑直接返回到油箱T的管路。
[0049]該裝置還具備在所述第一和第二再生油箱管路61、62之間切換要使用的油箱管路的再生油箱管路切換閥63。再生油箱管路切換閥63設置在所述第一及第二再生油箱管路61、62與所述再生馬達47的出口節(jié)流側(cè)之間。再生油箱管路切換閥63由具有螺線管的電磁切換閥構(gòu)成，具有允許將所述再生排出油引導至所述第一再生油箱管路61的位置即該再生排出油通過所述第一再生油箱管路61返回到所述油箱T的第一位置63a、和允許將所述再生排出油引導至所述第二再生油箱管路62的位置即該再生排出油通過所述第二再生油箱管路返回到所述油箱的第二位置63b。
[0050]所述控制器51通過向所述再生油箱管路切換閥63的螺線管輸入恰當?shù)闹噶钚盘?，在所述第一位?3a和第二位置63b之間切換該再生油箱管路切換閥63的位置。即，控制器51包含有切換所述再生油箱管路切換閥63的位置的再生油箱管路切換控制部。
[0051]控制器51還具有基于所述速度傳感器64生成的速度信號的變化來判定所述上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)的減速狀態(tài)判定部，所述再生油箱管路切換控制部在所述減速狀態(tài)判定部判斷為處于減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥63切換到所述第一位置63a，在除此以外時例如回轉(zhuǎn)加速時及降動臂操作時，將所述再生油箱管路切換閥63切換到所述第二位置63b。因此，所述減速狀態(tài)判定部同作為回轉(zhuǎn)速度檢測器的所述速度傳感器64—起構(gòu)成回轉(zhuǎn)速度檢測部。
[0052]根據(jù)該裝置，回轉(zhuǎn)減速時，從再生馬達47排出的再生排出油通過第一再生油箱管路61，即沿著通過背壓閥45的路徑返回到油箱T，由此，背壓閥45能夠在補充管路44上產(chǎn)生背壓。這樣能夠確保液壓制動回路43的防氣蝕作用，防止回轉(zhuǎn)馬達33發(fā)生氣蝕，同時使再生馬達47進行再生作用。
[0053]另一方面，在回轉(zhuǎn)減速以外時，再生排出油通過第二再生油箱管路62，即不通過背壓閥45而直接返回到油箱T，從而能夠增大再生馬達47的有效差壓(入口壓-出口壓)，提高該再生馬達47的旋轉(zhuǎn)速度。由此提高再生馬達47的再生效率。
[0054]如上所述，既能防止氣蝕，又能提高再生效率。
[0055]另外，構(gòu)成回轉(zhuǎn)減速檢測部的一部分的所述控制器51利用速度傳感器45檢測的回轉(zhuǎn)速度，即直接檢測回轉(zhuǎn)馬達33的實際動作來判斷回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)無誤檢的準確切換控制。
[0056]而且，所述效果可通過在現(xiàn)有設備的基礎上增加第一及第二再生油箱管路61、62中的一方來得到，不會導致設備成本大幅提高，也不會使回路結(jié)構(gòu)復雜化。
[0057]另外，在回轉(zhuǎn)和包含動臂缸7在內(nèi)的其他液壓致動器的動作同時進行時，從該其他液壓致動器排出的排出油有時會通過背壓閥45從而在補充管路44中產(chǎn)生背壓。這種情況下，即使是在回轉(zhuǎn)減速時，回轉(zhuǎn)回路中也不會發(fā)生氣蝕。因此，優(yōu)選在回轉(zhuǎn)減速時，當壓力傳感器65檢測到的補充管路壓力在預先設定的值以上、例如在相當于背壓閥45的背壓的壓力以上的情況下，控制器51控制再生油箱管路切換閥63將其設定到第二位置63b。具體而言，根據(jù)圖1所示的再生油箱管路切換閥63，控制器51不向該再生油箱管路切換閥63輸入切換信號，從而將該再生油箱管路切換閥63維持在第二位置63b上。這樣即使在回轉(zhuǎn)減速時，也能增大所述再生馬達47的有效差壓，并能提高再生效率。
[0058]圖2示出本發(fā)明第二實施方式所涉及的裝置。該裝置與所述第一實施方式的裝置相比，僅在回轉(zhuǎn)減速檢測部的結(jié)構(gòu)上不同。具體而言，第二實施方式所涉及的裝置具備遙控壓力傳感器66、67，其分別用于檢測從作為回轉(zhuǎn)操作器的回轉(zhuǎn)用遙控閥34供給至回轉(zhuǎn)用控制閥35的各先導端口的所述先導壓即遙控壓力，該回轉(zhuǎn)用遙控閥34接受與上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)相關的操作，并輸出作為與該回轉(zhuǎn)相關的指令信號的先導壓。
[0059]所述遙控壓力傳感器66、67相當于檢測從作為回轉(zhuǎn)操作器的回轉(zhuǎn)用遙控閥34輸出的所述遙控壓力即用于回轉(zhuǎn)的指令信號的回轉(zhuǎn)操作檢測器，生成與該遙控壓力相對應的遙控壓力檢測信號并輸入到控制器51?？刂破?1包含根據(jù)該遙控壓力的變化來判斷上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)的減速狀態(tài)判定部。所述回轉(zhuǎn)操作檢測器和所述減速狀態(tài)判定部構(gòu)成回轉(zhuǎn)減速檢測部。
[0060]在該裝置中，所述回轉(zhuǎn)用遙控閥34是液壓挖掘機中作為用于進行回轉(zhuǎn)操作的回轉(zhuǎn)操作器而本就裝備的要素，所述遙控壓力傳感器66、67是作為用于進行栗控制等的回轉(zhuǎn)操作檢測器而標準裝備的要素，因此，利用這些要素來檢測回轉(zhuǎn)的減速狀態(tài)能夠進一步簡化回路結(jié)構(gòu)且進一步降低設備成本。
[0061]另外，本發(fā)明包含例如以下的實施方式。
[0062](I)本發(fā)明中，沒有涉及再生馬達所生產(chǎn)的能量的回收方式。所述第一及第二實施方式所涉及的再生馬達47與發(fā)動機30連結(jié)來對其進行輔助，但本發(fā)明所涉及的再生馬達也可以驅(qū)動混合動力挖掘機中的發(fā)電電動機來對發(fā)動機進行輔助，并且將該發(fā)電電動機生成的電力儲存到蓄電器中，或者也可以利用本發(fā)明所涉及的再生馬達來驅(qū)動與發(fā)動機無關的發(fā)電機，并將該發(fā)電機產(chǎn)生的電力儲存到蓄電器中。
[0063](2)能夠裝設本發(fā)明的裝置的工程機械并部限定于挖掘機。本發(fā)明也同樣適用于其它工程機械，例如:與挖掘機同樣地利用回轉(zhuǎn)馬達來回轉(zhuǎn)驅(qū)動上部回轉(zhuǎn)體，且能夠利用從包含回轉(zhuǎn)馬達的液壓致動器排出的工作油來驅(qū)動再生馬達的工程機械。
[0064]本發(fā)明的目的在于提供一種無需大型設備就能同時實現(xiàn)防止氣蝕和提高再生效率的工程機械的液壓驅(qū)動裝置。本發(fā)明提供一種工程機械的液壓驅(qū)動裝置，該液壓驅(qū)動裝置設置于具備可回轉(zhuǎn)的上部回轉(zhuǎn)體的工程機械，包括:多個液壓致動器，包含使所述上部回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達;液壓栗，噴出用于使所述多個液壓致動器工作的工作油;再生馬達，被從所述液壓致動器排出的工作油的一部分驅(qū)動，進行再生作用;液壓制動回路，包含溢流閥，在所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)減速時，使所述回轉(zhuǎn)馬達的出口節(jié)流側(cè)的工作油返回入口節(jié)流側(cè)以防止發(fā)生氣蝕即進行防氣蝕作用，并進行基于所述溢流閥的液壓制動作用;補充管路，將所述液壓制動回路與油箱連接;背壓閥，設置在所述補充管路中，使該補充管路中產(chǎn)生背壓;第一再生油箱管路，使從所述再生馬達排出的工作油即再生排出油沿著該再生排出油通過所述背壓閥的路徑返回到所述油箱;第二再生油箱管路，使所述再生排出油沿著該再生排出油不通過所述背壓閥的路徑直接返回到所述油箱;再生油箱管路切換閥，具有允許所述再生排出油通過所述第一再生油箱管路返回所述油箱的第一位置、和允許所述再生排出油通過所述第二再生油箱管路返回到所述油箱的第二位置，并且能夠在所述第一位置與第二位置之間進行切換；回轉(zhuǎn)減速檢測部，檢測所述回轉(zhuǎn)馬達處于減速狀態(tài)；以及再生油箱管路切換控制部，在所述回轉(zhuǎn)減速檢測部檢測到所述減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥切換至所述第一位置，在所述回轉(zhuǎn)減速檢測部未檢測到所述減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥切換到所述第二位置。
[0065]該裝置中，在回轉(zhuǎn)減速時，從再生馬達排出的再生排出油通過經(jīng)由背壓閥的第一再生油箱管路返回油箱，在除此以外的時候，再生排出油通過不經(jīng)由背壓閥的第二再生油箱管路直接返回油箱，因此，能夠防止氣蝕且提高再生馬達的再生效率。而且，該效果可通過增加再生油箱管路切換閥及第二條再生油箱管路這樣簡單且廉價的設備追加來實現(xiàn)，不會導致設備成本大幅提高，也不會使回路結(jié)構(gòu)復雜化。
[0066]較為理想的是，該液壓驅(qū)動裝置還包括用于檢測所述補充管路的壓力的壓力檢測器，在所述壓力檢測器檢測到的壓力在預先設定的壓力值即與所述背壓閥產(chǎn)生的背壓相當?shù)膲毫χ狄陨蠒r，無論是否檢測到所述減速狀態(tài)，所述再生油箱管路切換控制部都將所述再生管路切換閥切換至所述第二位置。
[0067]該裝置中，即便檢測到回轉(zhuǎn)的減速狀態(tài)，在補充管路的壓力較高時，能夠利用第二再生油箱管路來提高再生效率。例如，在所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)與其它液壓致動器的驅(qū)動同時進行的復合操作時，有時會由于來自該其它液壓致動器的排出油通過背壓閥而使補充管路中產(chǎn)生背壓，該情況下，即便使再生排出油通過第二再生油箱管路直接返回油箱，補充管路中的壓力也不會下降。因此，能夠在避免氣蝕的同時，通過使再生排出油直接返回油箱來增大再生馬達的有效差壓，以提高再生效率。
[0068]較為理想的是，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)減速檢測部例如包括:檢測所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)速度的回轉(zhuǎn)速度檢測器；以及基于所述回轉(zhuǎn)速度檢測器所檢測到的回轉(zhuǎn)速度的變化判定該回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)的減速狀態(tài)判定部。該回轉(zhuǎn)減速檢測部直接檢測上部回轉(zhuǎn)體實際的回轉(zhuǎn)速度即回轉(zhuǎn)馬達的實際動作，以此來判斷回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低誤檢可能性的準確的切換控制。
[0069]或者，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)減速檢測部也可以包括:接受回轉(zhuǎn)驅(qū)動、回轉(zhuǎn)停止及回轉(zhuǎn)減速等關于所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)的操作并輸出用于該回轉(zhuǎn)的指令信號的回轉(zhuǎn)操作器;檢測所述回轉(zhuǎn)操作器所輸出的指令信號的回轉(zhuǎn)操作檢測器；以及基于所述回轉(zhuǎn)操作檢測器所檢測到的指令信號來判定該回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)的減速狀態(tài)判定部。該回轉(zhuǎn)減速檢測部利用了原本用于上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)操作或栗控制等的回轉(zhuǎn)操作器或回轉(zhuǎn)操作檢測器，因此能夠利用簡單的回路結(jié)構(gòu)及較低的設備成本來進行所述減速狀態(tài)的檢測。
【主權(quán)項】
1.一種工程機械的液壓驅(qū)動裝置，該液壓驅(qū)動裝置設置于具備可回轉(zhuǎn)的上部回轉(zhuǎn)體的工程機械，其特征在于包括: 多個液壓致動器，包含使所述上部回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達； 液壓栗，噴出用于使所述多個液壓致動器工作的工作油； 再生馬達，被從所述液壓致動器排出的工作油的一部分驅(qū)動，進行再生作用； 液壓制動回路，包含溢流閥，在所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)減速時，使所述回轉(zhuǎn)馬達的出口節(jié)流側(cè)的工作油返回入口節(jié)流側(cè)以防止發(fā)生氣蝕即進行防氣蝕作用，并進行基于所述溢流閥的液壓制動作用； 補充管路，將所述液壓制動回路與油箱連接； 背壓閥，設置在所述補充管路中，使該補充管路中產(chǎn)生背壓； 第一再生油箱管路，使從所述再生馬達排出的工作油即再生排出油沿著該再生排出油通過所述背壓閥的路徑返回到所述油箱； 第二再生油箱管路，使所述再生排出油沿著該再生排出油不通過所述背壓閥的路徑直接返回到所述油箱； 再生油箱管路切換閥，具有允許所述再生排出油通過所述第一再生油箱管路返回所述油箱的第一位置、和允許所述再生排出油通過所述第二再生油箱管路返回到所述油箱的第二位置，并且能夠在所述第一位置與第二位置之間進行切換； 回轉(zhuǎn)減速檢測部，檢測所述回轉(zhuǎn)馬達處于減速狀態(tài)；以及 再生油箱管路切換控制部，在所述回轉(zhuǎn)減速檢測部檢測到所述減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥切換至所述第一位置，在所述回轉(zhuǎn)減速檢測部未檢測到所述減速狀態(tài)時，將所述再生油箱管路切換閥切換到所述第二位置。2.如權(quán)利要求1所述的工程機械的液壓驅(qū)動裝置，其特征在于還包括: 壓力檢測器，用于檢測所述補充管路的壓力，其中， 所述再生油箱管路切換控制部在所述壓力檢測器檢測到的壓力在預先設定的壓力值即與所述背壓閥產(chǎn)生的背壓相當?shù)膲毫χ狄陨蠒r，無論是否檢測到所述減速狀態(tài)，都將所述再生管路切換閥切換至所述第二位置。3.如權(quán)利要求1或2所述的工程機械的液壓驅(qū)動裝置，其特征在于: 回轉(zhuǎn)減速檢測部包括: 檢測所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)速度的回轉(zhuǎn)速度檢測器；以及 基于所述回轉(zhuǎn)速度檢測器所檢測到的回轉(zhuǎn)速度的變化來判定該回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)的減速狀態(tài)判定部。4.如權(quán)利要求1或2所述的工程機械的液壓驅(qū)動裝置，其特征在于: 回轉(zhuǎn)減速檢測部包括: 檢測所述上部回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)速度的回轉(zhuǎn)速度檢測器；以及 基于所述回轉(zhuǎn)速度檢測器所檢測到的回轉(zhuǎn)速度的變化來判定該回轉(zhuǎn)是否處于減速狀態(tài)的減速狀態(tài)判定部。
【文檔編號】F15B21/14GK106030124SQ201580008491
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月7日
【發(fā)明人】岡秀和
【申請人】神鋼建機株式會社