作业机械的液压驱动系统技术方案

在将从液压执行机构排出的液压油在其他液压执行机构的驱动中再生的情况下，为了能够使再生频度增加、谋求进一步的节能化，设置在将动臂缸(4)的缸底侧管路(23)和活塞杆侧管路(24)连接的连通通路(26)上配置有升压连通阀(12)的升压回路(36)，并以如下方式控制再生控制阀(11)：在第1操作装置(5)被向动臂下降方向(动臂的自重下落方向)操作、与此同时第2操作装置(6)被操作时，仅在动臂缸(4)的缸底侧的压力比作为液压油的再生目的地的斗杆缸侧的压力高时，将再生控制阀(11)打开，使从动臂缸(4)的缸底侧排出的流量向斗杆缸侧再生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作业机械的液压驱动系统
本专利技术涉及作业机械的液压驱动系统，尤其涉及具有再生回路的液压挖掘机等作业机械的液压驱动系统，其中该再生回路将通过被驱动部件(例如动臂)的自重下落等、被驱动部件的惯性能量而从液压执行机构排出的液压油在其他液压执行机构的驱动中再利用(再生)。
技术介绍
已知具有再生回路的作业机械的液压驱动系统，该再生回路将通过动臂的自重下落而从动臂缸排出的液压油在斗杆缸的驱动中再利用(再生)，在专利文献1中记载了其一例。在该专利文献1的液压驱动系统中，当将来自动臂缸的排出油向斗杆缸再生时，与之相应地，使向斗杆缸供给液压油的液压泵的排出流量减少，从而谋求发动机的燃料效率的提高。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-190261号公报
技术实现思路
在专利文献1的液压驱动系统中，与液压油从动臂缸向斗杆缸的再生相应地，使液压泵的排出流量减少而谋求燃料效率提高，因此能够谋求节能化。然而，通常，在一系列的挖掘作业中，很多情况下动臂缸的缸底侧的压力比向斗杆缸供给液压油的液压泵的排出压和斗杆缸的载荷压低，根据液压油从压力高的部位向压力低的部位流动的性质，实际上进行再生的频度变少，难以谋求充分的节能化。本专利技术的目的在于，提供一种作业机械的液压驱动系统，在将从液压执行机构排出的液压油在其他液压执行机构的驱动中再生的情况下，能够使再生频度增加而谋求进一步的节能化。(1)为了实现上述目的，本专利技术为一种作业机械的液压驱动系统，具备：液压泵装置；被从该液压泵装置供给液压油并对第1被驱动体进行驱动的第1液压执行机构；被从上述液压泵装置供给液压油并对第2被驱动体进行驱动的第2液压执行机构；对从上述液压泵装置向上述第1液压执行机构供给的液压油的流动进行控制的第1控制阀；对从上述液压泵装置向上述第2液压执行机构供给的液压油的流动进行控制的第2控制阀；输出指示上述第1被驱动体的动作的操作信号来切换上述第1控制阀的第1操作装置；和输出指示上述第2被驱动体的动作的操作信号来切换上述第2控制阀的第2操作装置，上述第1液压执行机构是如下的液压缸，该液压缸在上述第1操作装置被向上述第1被驱动体的自重下落方向操作时，通过上述第1被驱动体的自重下落从缸底侧排出液压油并从活塞杆侧吸入液压油，在该作业机械的液压驱动系统中，具备：再生回路，其具有将上述液压缸的缸底侧连接于上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间的再生通路、以及将从上述液压缸的缸底侧排出的液压油的至少一部分经由上述再生通路向上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间供给的再生控制阀；升压回路，其具有将上述液压缸的缸底侧与上述液压缸的活塞杆侧连接的连通通路以及配置于上述连通通路的连通升压阀，上述连通升压阀基于上述第1操作装置的上述第1被驱动体的自重下落方向的操作信号而打开，使上述液压缸的缸底侧与活塞杆侧连通，由此使上述液压缸的缸底侧的压力升压；和控制装置，其在上述第1操作装置被向上述第1被驱动体的自重下落方向操作、与此同时上述第2操作装置被操作时，在上述液压缸的缸底侧的压力比上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间的压力高的情况下将上述再生控制阀打开，对从上述液压缸的缸底侧向上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间供给的液压油的流量进行控制。在这样构成的本专利技术中，在将液压缸(第1液压执行机构)的活塞杆侧受压面积相对于缸底侧受压面积之比用k表示的情况下，能够通过升压回路将液压缸(第1液压执行机构)的缸底侧的压力升压至大约1/(1-k)倍(在将受压面积比k设为2的情况下为大约2倍)，由此，从液压缸的缸底侧向液压泵装置与第2液压执行机构之间(第2液压执行机构侧)再生的液压油的能量增加，能够实现进一步的节能化。(2)在上述(1)的作业机械的液压驱动系统中，优选的是，还具备设置于上述液压缸的缸底侧与油箱之间的排出节流阀，上述控制装置基于上述第1操作装置的上述第1被驱动体的自重下落方向的操作量、上述液压缸的缸底侧的压力、和上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间的压力，对上述排出节流阀进行控制。由此，排出节流阀被控制为恰当的开度，能够在使从液压缸的缸底侧排出的流量向第2液压执行机构侧再生的同时确保液压缸(第1液压执行机构)的目标速度。(3)在上述(2)的作业机械的液压驱动系统中，优选的是，上述控制装置基于上述第1操作装置的上述第1被驱动体的自重下落方向的操作信号计算出应从上述液压缸的缸底侧排出的目标缸底流量，并且计算出上述第2控制阀所请求的可再生流量，将上述目标缸底流量和上述可再生流量中的较小的一方设定为目标再生流量，从上述目标缸底流量减去上述目标再生流量而计算出目标排出流量，以使向上述第2液压执行机构侧再生的液压油的流量与上述目标再生流量一致的方式控制上述再生控制阀，并以使返回至上述油箱的流量与上述目标排出流量一致的方式控制上述排出节流阀。由此，再生控制阀和排出节流阀被控制为恰当的开度，能够在使从液压缸的缸底侧排出的流量向第2液压执行机构侧再生来确保第2液压执行机构的目标速度的同时，确保液压缸(第1液压执行机构)的目标速度。(4)在上述(1)的作业机械的液压驱动系统中，优选的是，上述再生控制阀具有：对从上述液压缸的缸底侧向油箱排出的液压油的流量进行控制的第1节流部；和对从上述液压缸的缸底侧向上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间供给的液压油的流量进行控制的第2节流部，上述控制装置基于上述第1操作装置的上述第1被驱动体的自重下落方向的操作量、上述液压缸的缸底侧的压力、和上述液压泵装置与上述第2液压执行机构之间的压力，控制上述再生控制阀。由此，能够通过一个阀(再生控制阀)进行将从液压缸的缸底侧排出的流量的一部分向第2液压执行机构侧再生的控制、和使剩余的流量返回至油箱的控制这两方，用于对阀进行电气控制的电磁阀为一个即可，因此能够以简单的结构实现液压驱动系统，能够降低成本并使搭载性提高。(5)在上述(1)～(4)中任一项的作业机械的液压驱动系统中，优选的是，上述液压泵装置包含至少一个可变容量型的液压泵，上述控制装置以如下方式进行控制：在将上述再生控制阀打开而从上述液压缸的缸底侧向上述液压泵与上述第2液压执行机构之间供给液压油时，与从上述液压缸的缸底侧向上述液压泵与上述第2液压执行机构之间供给的再生流量的量相应地，使上述液压泵的容量减少。由此，第2液压执行机构被控制为与第2操作装置的操作信号相应的所期望的速度，并且能够通过与再生流量相应地减少液压泵的排出流量来谋求节能化。专利技术效果根据本专利技术，在将液压缸(第1液压执行机构)的活塞杆侧受压面积相对于缸底侧受压面积之比用k表示的情况下，能够通过升压回路将液压缸(第1液压执行机构)的缸底侧的压力升压至大约1/(1-k)倍(在将受压面积比k设为2的情况下为大约2倍)，由此，从液压缸的缸底侧向液压泵装置与第2液压执行机构之间(第2液压执行机构侧)再生的液压油的能量增加，能够实现进一步的节能化。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式中的液压驱动系统的图。图2是表示搭载有本专利技术的液压驱动系统的作业机械(工程机械)即液压挖掘机的外观的图。图3是表示连通升压阀的开口面积特性的图。图4是表示第1实施方式中的再生控制器的控制逻辑的框图。图5是表示本专利技术的第2实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作业机械的液压驱动系统，具备：液压泵装置；被从该液压泵装置供给液压油并对第1被驱动体进行驱动的第1液压执行机构；被从所述液压泵装置供给液压油并对第2被驱动体进行驱动的第2液压执行机构；对从所述液压泵装置向所述第1液压执行机构供给的液压油的流动进行控制的第1控制阀；对从所述液压泵装置向所述第2液压执行机构供给的液压油的流动进行控制的第2控制阀；输出指示所述第1被驱动体的动作的操作信号来切换所述第1控制阀的第1操作装置；和输出指示所述第2被驱动体的动作的操作信号来切换所述第2控制阀的第2操作装置，所述第1液压执行机构为液压缸，所述液压缸在所述第1操作装置被向所述第1被驱动体的自重下落方向操作时，通过所述第1被驱动体的自重下落从缸底侧排出液压油并从活塞杆侧吸入液压油，所述作业机械的液压驱动系统的特征在于，具备：再生回路，其具有将所述液压缸的缸底侧连接于所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间的再生通路、以及将从所述液压缸的缸底侧排出的液压油的至少一部分经由所述再生通路向所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间供给的再生控制阀；升压回路，其具有将所述液压缸的缸底侧与所述液压缸的活塞杆侧连接的连通通路、以及配置于所述连通通路的连通升压阀，所述连通升压阀基于所述第1操作装置的所述第1被驱动体的自重下落方向的操作信号而打开，使所述液压缸的缸底侧与活塞杆侧连通，由此使所述液压缸的缸底侧的压力升压；和控制装置，其在所述第1操作装置被向所述第1被驱动体的自重下落方向操作、与此同时所述第2操作装置被操作时，在所述液压缸的缸底侧的压力比所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间的压力高的情况下将所述再生控制阀打开，对从所述液压缸的缸底侧向所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间供给的液压油的流量进行控制。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种作业机械的液压驱动系统，具备：液压泵装置；被从该液压泵装置供给液压油并对第1被驱动体进行驱动的第1液压执行机构；被从所述液压泵装置供给液压油并对第2被驱动体进行驱动的第2液压执行机构；对从所述液压泵装置向所述第1液压执行机构供给的液压油的流动进行控制的第1控制阀；对从所述液压泵装置向所述第2液压执行机构供给的液压油的流动进行控制的第2控制阀；输出指示所述第1被驱动体的动作的操作信号来切换所述第1控制阀的第1操作装置；和输出指示所述第2被驱动体的动作的操作信号来切换所述第2控制阀的第2操作装置，所述第1液压执行机构为液压缸，所述液压缸在所述第1操作装置被向所述第1被驱动体的自重下落方向操作时，通过所述第1被驱动体的自重下落从缸底侧排出液压油并从活塞杆侧吸入液压油，所述作业机械的液压驱动系统的特征在于，具备：再生回路，其具有将所述液压缸的缸底侧连接于所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间的再生通路、以及将从所述液压缸的缸底侧排出的液压油的至少一部分经由所述再生通路向所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间供给的再生控制阀；升压回路，其具有将所述液压缸的缸底侧与所述液压缸的活塞杆侧连接的连通通路、以及配置于所述连通通路的连通升压阀，所述连通升压阀基于所述第1操作装置的所述第1被驱动体的自重下落方向的操作信号而打开，使所述液压缸的缸底侧与活塞杆侧连通，由此使所述液压缸的缸底侧的压力升压；和控制装置，其在所述第1操作装置被向所述第1被驱动体的自重下落方向操作、与此同时所述第2操作装置被操作时，在所述液压缸的缸底侧的压力比所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间的压力高的情况下将所述再生控制阀打开，对从所述液压缸的缸底侧向所述液压泵装置与所述第2液压执行机构之间供给的液压油的流量进行控制。2.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：土方圣二，石川广二，大木孝利，井村进也，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP