工程机械的液压驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种既能防止气蚀又能提高再生效率的工程机械的液压驱动装置。该装置包括：对从回转马达(33)排出的工作油的能量进行再生的再生马达(47)、使从再生马达(47)排出的再生排出油经由设置在补充管路(44)中的背压阀(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经由所述背压阀(45)直接返回到油箱(T)的第二再生油箱管路(62)、再生油箱管路切换阀(63)、以及对再生油箱管路切换阀(63)进行切换的再生用管路切换控制装置(51)，使得再生排出油在回转减速时通过第一再生油箱管路(61)，在除此以外时通过第二再生油箱管路(62)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及设置在挖掘机等工程机械上的液压控制装置，尤其涉及在回转减速时等进行能量再生的液压控制装置。
技术介绍
以图3所示的挖掘机为例，对本专利技术的
技术介绍
进行说明。该挖掘机具备：履带式下部行走装置1、绕垂直于地面的轴X回转自如地装设在下部行走装置1上的上部回转体2、以及安装在该上部回转体2上的作业附属装置3。作业附属装置3包括：能自由升降的动臂4、安装于该动臂4的远端的斗杆5、安装于该斗杆5的远端的铲斗6、以及使这些动臂4、斗杆5和铲斗6动作的多个液压缸即动臂缸6、斗杆缸7和铲斗缸8。该挖掘机还具备使下部行走装置1行走的液压马达即行走马达、以及回转驱动上部回转体2的液压马达即回转马达。该液压挖掘机中，在回转减速时，由上部回转体2的惯性而产生的能量会施加到回转马达上。另外，由于作用在附属装置3上的重力等引起的降动臂方向的负荷始终作用在动臂缸7上，因此，该动臂缸7中被导入使该动臂缸7伸长的工作油的油室内始终作用有压力，从该油箱排出的油具有一定的能量。作为对上述液压致动器所具有的能量进行有效利用的方案，已知有专利文献1、2所示的装置。在该技术中，具备与发动机相连的再生马达，该再生马达利用从液压致动器排出的油进行旋转驱动，从而对所述发动机进行辅助。还已知有具备再生马达、发电电动机和蓄电器的混合动力挖掘机，所述再生马达驱动所述发电电动机，由此对发动机进行辅助，并且将所产生的电力存储到所述蓄电器中。图4中示出了专利文献1所记载的现有技术。在该图4中，为了简化说明，仅仅示出了涉及回转的结构要素。图4所示的装置包括：发动机10、由发动机10驱动的作为液压源的液压泵11、利用该液压泵11提供的压力油进行旋转从而回转驱动上部回转体2的回转马达12、以及设置在液压泵11及油箱T与回转马达12之间的控制阀13。控制阀13是液压先导式的切换阀，具有一对先导端口接受由未图示的遥控阀提供的先导压，并利用该先导压进行切换动作。控制阀
13通过切换对回转马达12的工作油供排状态，能够控制回转马达的工作状态，具体是控制回转马达12的旋转/停止、旋转方向、旋转速度。具体而言，所述控制阀13具有中立位置13a、左回转位置13b和右回转位置13c。控制阀13在遥控阀没有向任意一个先导端口提供先导压时保持在中立位置13a。当遥控阀向任意一个先导端口提供先导压时，控制阀13切换到左回转位置13b和右回转位置13c中与被提供了先导压的先导端口相对应的位置。控制阀13位于所述中立位置13a时，将该控制阀13与回转马达12的左右端口分别连接的左回转管路14和右回转管路15同液压泵11的连接被截断，由此阻止回转马达12的旋转。控制阀13通过遥控阀的左回转侧的操作而被切换到左回转位置13b时，允许液压泵11向左回转管路14供给工作油，由此使回转马达12向左旋转，从而上部回转体2向左回转。相反，当控制阀13通过遥控阀的右回转侧的操作而被切换到右回转位置13c时，允许液压泵11向右回转管路15供给工作油，由此使回转马达12向右旋转，从而上部回转体2向右回转。该装置还具备制动回路21。制动回路21包括：在所述左回转管路14与右回转管路15之间彼此反向设置的作为液压制动阀的左右溢流阀16、17、与该左右溢流阀16、17并联且彼此反向设置的防气蚀用(油吸入用)的左右止回阀18、19、以及相互连接左右溢流阀16、17的出口端口和左右止回阀18、19的入口端口的通路20。液压制动回路21进行在回转减速时防止回转马达12的出口节流侧的油回到入口节流侧从而发生气蚀的防气蚀作用、以及利用左右溢流阀16、17实现液压制动的作用。另外，虽然专利文献1、2中没有示出，但液压制动回路21的通路20通常通过吸油用的补充管路22连接至油箱T。该补充管路22中设有产生一定背压的背压阀(增压止回阀)23和油冷器24。在图4所示的装置中，所述控制阀13例如从左回转位置13b回复到中立位置13a时，回转马达及左回转管路14和右回转管路15从液压泵11及油箱T分离，停止向回转马达12供给工作油，同时工作油停止返回到油箱T。但是，由于上部回转体2因为惯性继续向左回转，回转马达12与之联动地继续旋转，从而在作为出口节流侧管路的右回转管路15中产生压力。当该压力达到一定值时，右溢流阀17打开，右回转管路15的工作油将依次通过右溢流阀17、通路20、左止回阀18和作为入口管路的左回转管路14而流入回转马达12。此时，左回转管路14的压力下降，该左回转管路14经由补充管路22和止回阀18吸起油箱T内的工作油，以防止发生气蚀。即，自动地进行防气蚀作用。通过该工作油的吸起，还对因所述上部回转体2的惯性而旋转的回转马达12产生制动力，从而使该回转马达12逐渐停止。在控制阀13从右回转位置13c回复到中立位置13a时也同样进行以上作用。图4中，
用空白箭头和涂黑箭头表示左回转时油的流动情况，其中，涂黑箭头表示的是防气蚀用的工作油的流动情况。该装置还具备作为再生用液压马达的再生马达25、再生切换阀26、左再生管路27和右再生管路28。再生马达25与发动机10连结，并且具有连接至所述再生切换阀26的入口端口和连接至油箱T的出口端口。再生切换阀26具有分别经由所述左右再生管路27、28与所述左右回转管路14、15连接的一对入口端口、以及与所述再生马达25连接的出口端口。所述再生切换阀26具有将再生马达25与左右再生管路27、28之间截断的中立位置26a、将再生马达25与左再生管路27连接的左再生位置26b、以及将再生马达25与右再生管路28连接的右再生位置26c，这些位置基于遥控阀的操作，根据从未图示的遥控器输入的指令进行切换。再生切换阀26例如在左回转减速时切换到所述左再生位置26b，从而，允许从回转马达12排出的工作油经由作为出口节流侧管路的右回转管路15、右再生管路27及所述再生切换阀26，流入再生马达25以使该再生马达25旋转。该再生马达25的驱动可以将工作油所具有的能量再生成为旋转能(在这种情况下为发动机助力)，从而能够提高系统的能效。然而，在该装置中，从再生马达25排出的工作油即再生排出油始终直接回到油箱T，因此，回转减速时从回转马达12排出的工作油不会补给到入口节流侧，而是经由再生马达25回到油箱T，从而允许了气蚀现象的发生。这一现象可通过将再生马达25的出口节流侧与补充管路22连接，使再生排出油经由背压阀23回到油箱T并产生背压来防止，但这样在再生马达25上施加背压会使该再生马达25的有效差压和旋转速度下降，导致再生效率低下。另外，尽管与再生马达25连接的液压致动器中存在不会发生气蚀的致动器，但在该致动器工作时也会施加无用的背压，从而导致再生效率低下。专利文献2中公开了另一种防止气蚀的技术方案，其设置储能器作为防气蚀用的液压源，在回转减速时利用从回转马达12的出口节流侧取出的再生油使再生马达25旋转，并且向入口节流侧提供储能器的油作为防气蚀油。但是，该技术需要用到专用的储能器和防气蚀回路这样大规模的附加设备，因此会导致设备成本的大幅提升和回路的复杂化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开2003-120616专利文献2：日本专利公开公报特开2011本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械的液压驱动装置，该液压驱动装置设置于具备可回转的上部回转体的工程机械，其特征在于包括：多个液压致动器，包含使所述上部回转体回转的回转马达；液压泵，喷出用于使所述多个液压致动器工作的工作油；再生马达，被从所述液压致动器排出的工作油的一部分驱动，进行再生作用；液压制动回路，包含溢流阀，在所述上部回转体的回转减速时，使所述回转马达的出口节流侧的工作油返回入口节流侧以防止发生气蚀即进行防气蚀作用，并进行基于所述溢流阀的液压制动作用；补充管路，将所述液压制动回路与油箱连接；背压阀，设置在所述补充管路中，使该补充管路中产生背压；第一再生油箱管路，使从所述再生马达排出的工作油即再生排出油沿着该再生排出油通过所述背压阀的路径返回到所述油箱；第二再生油箱管路，使所述再生排出油沿着该再生排出油不通过所述背压阀的路径直接返回到所述油箱；再生油箱管路切换阀，具有允许所述再生排出油通过所述第一再生油箱管路返回所述油箱的第一位置、和允许所述再生排出油通过所述第二再生油箱管路返回到所述油箱的第二位置，并且能够在所述第一位置与第二位置之间进行切换；回转减速检测部，检测所述回转马达处于减速状态；以及再生油箱管路切换控制部，在所述回转减速检测部检测到所述减速状态时，将所述再生油箱管路切换阀切换至所述第一位置，在所述回转减速检测部未检测到所述减速状态时，将所述再生油箱管路切换阀切换到所述第二位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.14 JP 2014-0268541.一种工程机械的液压驱动装置，该液压驱动装置设置于具备可回转的上部回转体的工程机械，其特征在于包括：多个液压致动器，包含使所述上部回转体回转的回转马达；液压泵，喷出用于使所述多个液压致动器工作的工作油；再生马达，被从所述液压致动器排出的工作油的一部分驱动，进行再生作用；液压制动回路，包含溢流阀，在所述上部回转体的回转减速时，使所述回转马达的出口节流侧的工作油返回入口节流侧以防止发生气蚀即进行防气蚀作用，并进行基于所述溢流阀的液压制动作用；补充管路，将所述液压制动回路与油箱连接；背压阀，设置在所述补充管路中，使该补充管路中产生背压；第一再生油箱管路，使从所述再生马达排出的工作油即再生排出油沿着该再生排出油通过所述背压阀的路径返回到所述油箱；第二再生油箱管路，使所述再生排出油沿着该再生排出油不通过所述背压阀的路径直接返回到所述油箱；再生油箱管路切换阀，具有允许所述再生排出油通过所述第一再生油箱管路返回所述油箱的第一位置、和允许所述再生排出油通过所述第二再生油箱管路返回到所述油箱的第二位置，并且能够在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈秀和，
申请(专利权)人：神钢建机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP