CN116194677A - 液压挖掘机驱动*** - Google Patents

液压挖掘机驱动*** Download PDF

Info

Publication number
CN116194677A
CN116194677A CN202180053803.1A CN202180053803A CN116194677A CN 116194677 A CN116194677 A CN 116194677A CN 202180053803 A CN202180053803 A CN 202180053803A CN 116194677 A CN116194677 A CN 116194677A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boom
switching valve
line
pump
hydraulic excavator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180053803.1A
Other languages
English (en)
Inventor
近藤哲弘
村岡英泰
东出善之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
Publication of CN116194677A publication Critical patent/CN116194677A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/425—Drive systems for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2095—Control of electric, electro-mechanical or mechanical equipment not otherwise provided for, e.g. ventilators, electro-driven fans
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

一实施方式的液压挖掘机驱动***(1A)包括与动臂缸(13)的头侧室(13a)连接的第一泵(22)和向斗杆缸(14)与铲斗缸(15)的至少一方供给工作液的第二泵(32)。第一泵(22)被电动机(61)驱动。进而，驱动***(1A)包括设于杆侧线路(24)的第一切换阀(51)和设于中继线路(25)的第二切换阀(52)。第一切换阀(51)在动臂上扬操作时开放杆侧线路(24)，在动臂上扬操作时以外封锁杆侧线路(24)。第二切换阀(52)在动臂上扬操作时封锁中继线路(25)，在车身抬起操作时开放中继线路(25)。

Description

液压挖掘机驱动***
技术领域
本发明涉及液压挖掘机驱动***。
背景技术
通常，液压挖掘机中，在相对于旋转体俯仰的动臂的梢端可摇动地连结斗杆，在斗杆的梢端可摇动地连结铲斗。装载于该液压挖掘机的驱动***包含使动臂俯仰的动臂缸、使斗杆揺动的斗杆缸及使铲斗揺动的铲斗缸等，该些液压执行器内，从泵供给工作液。
例如，专利文献1公开了液压挖掘机用的动臂缸驱动装置。该动臂缸驱动装置中，动臂缸的头侧室与由电动机驱动的泵直接连接。因此，在动臂下落操作时，电动机作为发电机发挥功能，使动臂的势能再生。
另一方面，动臂缸的杆侧室经切换阀与罐及液压源连接。切换阀在使动臂缸的杆侧室与罐连通的通常位置和使杆侧室与液压源连通的偏移位置之间切换。切换阀根据动臂缸的头侧室的压力进行控制。
更详细而言，在头侧室的压力大于规定值时，切换阀位于通常位置，工作液从动臂缸的杆侧室向罐或与之反向地流动。反之，在头侧室的压力小于规定值时，切换阀切换至偏移位置，从液压源向动臂缸的杆侧室供给工作液。由此，能提高动臂缸的杆侧室的压力。
另，头侧室的压力大于规定值时的代表例为动臂上扬操作时及动臂下落操作时，头侧室的压力小于规定值时的代表例为在无法因动臂的外力而下降的铲斗触地后也试图使动臂缸缩短的车身抬起操作时(专利文献1中表述为“主体顶起”)。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2005-315312号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
然而，专利文献1中记载的动臂缸驱动装置中，车身抬起操作等的头侧室的压力比较小时的操作需要专用的压力源。
因此，本发明的目的在于提供一种车身抬起操作无需使用专用的压力源，能在车身抬起操作时提高动臂缸的杆侧室的压力的液压挖掘机驱动***。
解决问题的手段：
为解决所述问题，本发明的液压挖掘机驱动***，其特征在于，具备：动臂缸；通过头侧线路与所述动臂缸的头侧室连接，并由电动机驱动的第一泵；向斗杆缸和铲斗缸的至少一方供给工作液的第二泵；设于将所述动臂缸的杆侧室与所述罐连接的杆侧线路上，在动臂上扬操作时开放所述杆侧线路，在车身抬起操作时封锁所述杆侧线路的第一切换阀；以及设于将所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分与从所述第二泵延伸的供给线路连接的中继线路上，在动臂上扬操作时封锁所述中继线路，在车身抬起操作时开放所述中继线路的第二切换阀。
根据上述结构，在车身抬起操作时，从斗杆缸和/或铲斗缸用的第二泵吐出的工作液向动臂缸的杆侧室供给。因此，车身抬起操作无需使用专用的压力源，能提高车身抬起操作时动臂缸的杆侧室的压力。
发明效果：
根据本发明，车身抬起操作无需使用专用的压力源，能提高车身抬起操作时动臂缸的杆侧室的压力。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的液压挖掘机驱动***的概略结构图；
图2是液压挖掘机的侧视图；
图3是本发明第二实施方式的液压挖掘机驱动***的概略结构图；
图4是变形例的液压挖掘机驱动***的概略结构图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1示出了本发明的第一实施方式的液压挖掘机驱动***1A，图2示出了装载有该驱动***1A的液压挖掘机10。
图2所示的液压挖掘机10为自走式，包含行驶体11。又，液压挖掘机10包含可旋转地支持在行驶体11上的旋转体12和相对于旋转体12俯仰的动臂。动臂的梢端可揺动地连结有斗杆，斗杆的梢端可揺动地连结有铲斗。旋转体12上，设有设置有驾驶席的驾驶室(cabin)16。另，液压挖掘机10也可不是自走式。
如图1所示，驱动***1A包括动臂缸13、斗杆缸14及铲斗缸15作为液压执行器。如图2所示，动臂缸13使动臂俯仰，斗杆缸14使斗杆揺动，铲斗缸15使铲斗揺动。另，省略图示的旋转马达及左右一对行驶马达可以包含于驱动***1A内，也可包含于其他驱动***内。
又，驱动***1A包括用于动臂缸13的第一泵22和用于斗杆缸14及铲斗缸15的第二泵32。第一泵22在动臂上扬操作时向动臂缸13供给工作液。第二泵32在斗杆操作时(斗杆收回操作时及斗杆伸出操作时)向斗杆缸14供给工作液，在铲斗操作时(铲斗挖掘操作时及铲斗倾卸操作时)向铲斗缸15供给工作液。
不过，第二泵32无需必须向斗杆缸14和铲斗缸15双方供给工作液，也可向任一方供给工作液。例如，第二泵32仅向斗杆缸14供给工作液时，也可从第三泵向铲斗缸15供给工作液。
更详细而言，第二泵32经斗杆控制阀41向斗杆缸14供给工作液，并经铲斗控制阀42向铲斗缸15供给工作液。第二泵32通过吸入线路31与罐连接，并通过供给线路33与斗杆控制阀41及铲斗控制阀42连接。换言之，供给线路33从第二泵32延伸，中途分岔后与斗杆控制阀41及铲斗控制阀42相连。
斗杆控制阀41控制相对于斗杆缸14的工作液的供给及排出。斗杆控制阀41通过一对给排线路34、35与斗杆缸14连接，并通过罐线路36与罐连接。
同样地，铲斗控制阀42控制相对于铲斗缸15的工作液的供给及排出。铲斗控制阀42通过一对给排线路37、38与铲斗缸15连接，并通过罐线路39与罐连接。
本实施方式中，斗杆控制阀41及铲斗控制阀42分别通过先导压工作。斗杆控制阀41的一对先导端口与省略图示的一对电磁比例阀分别连接，铲斗控制阀42的一对先导端口与省略图示的一对电磁比例阀分别连接。斗杆控制阀41及铲斗控制阀42的分别经上述的一对电磁比例阀被后述的控制装置7控制。
不过，斗杆控制阀41及铲斗控制阀42也可分别通过电气信号工作。此时，斗杆控制阀41及铲斗控制阀42分别被控制装置7直接控制。
动臂缸13用的第一泵22通过吸入吐出线路21与罐连接，并通过头侧线路23与动臂缸13的头侧室13a直接连接。动臂缸13的杆侧室13b通过杆侧线路24与罐连接。杆侧线路24上设有第一切换阀51。
第一切换阀51在开放杆侧线路24的开位置(图1的左侧位置，本实施方式中中立位置)和封锁杆侧线路24的闭位置(图1的右侧位置)之间切换。本实施方式中，第一切换阀51在动臂上扬操作时位于开位置，在动臂下落操作时及车身抬起时位于闭位置。另，动臂下落操作是指在铲斗处于空中的状态下降低动臂的操作，车身抬起操作是指铲斗按压地面等而抬起自身的车身(行驶体11及旋转体12)的操作。
杆侧线路24中的杆侧室13b与第一切换阀51之间的部分通过中继线路25与上述的供给线路33连接。中继线路25上设有第二切换阀52。
第二切换阀52在封锁中继线路25的闭位置(图1的下侧位置，本实施方式中中立位置)和开放中继线路25的开位置(图1的上侧位置)之间切换。第二切换阀52构成为在开位置处开口面积可变。
本实施方式中，第二切换阀52在动臂上扬操作时及动臂下落操作时位于闭位置，车身抬起操作时位于开位置。因此，中继线路25内仅在车身抬起操作时流动工作液。
又，本实施方式中，第二切换阀52上设有(组装有)在车身抬起操作时允许从供给线路33朝向杆侧线路24的流动但禁止其反向流动的止回阀26。不过，止回阀26也可在第二切换阀52的上游侧或下游侧设置在中继线路25上。
此外，本实施方式中，吸入吐出线路21通过再生线路27与杆侧线路24中的杆侧室13b和第一切换阀51之间的部分连接，该再生线路27上设有第三切换阀53。又，吸入吐出线路21上设有第四切换阀91以将该吸入吐出线路21分割为罐侧流路21a和泵侧流路21b。即，再生线路27使吸入吐出线路21的泵侧流路21b与杆侧线路24中的杆侧室13b和第一切换阀51之间的部分连接。
第三切换阀53在封锁再生线路27的闭位置(图1的上侧位置，本实施方式中中立位置)和开放再生线路27的开位置(图1的下侧位置)之间切换。第三切换阀53在动臂下落操作时位于开位置，在动臂下落操作时以外位于闭位置。
第四切换阀91通过并行线路92与罐连接。并行线路92上设有具有规定的裂化(cracking)压(例如，0.1～3.0MPa)的止回阀93。第四切换阀91在通常位置(图1的右侧位置，本实施方式中中立位置)和再生位置(图1的左侧位置)之间切换。第四切换阀91在通常位置封锁并行线路92并使吸入吐出线路21的泵侧流路21b与罐侧流路21a连通，在再生位置封锁罐侧流路21a并使泵侧流路21b与并行线路92连通。第四切换阀91在动臂下落操作时位于再生位置，在动臂下落操作时以外位于通常位置。
本实施方式中，第一切换阀51、第二切换阀52、第三切换阀53及第四切换阀91分别通过电气信号工作。第一切换阀51、第二切换阀52、第三切换阀53及第四切换阀91被控制装置7控制。不过，也可以是第一切换阀51、第二切换阀52、第三切换阀53及第四切换阀91中的至少一个通过先导压工作。例如，第一切换阀51通过先导压工作时，第一切换阀51经电磁比例阀由控制装置7控制。
第一泵22被第一电动机61驱动，第二泵32被第二电动机62驱动。第一电动机61及第二电动机62分别经转换器63、64与电池65连接。即，第一电动机61驱动第一泵22时从电池65向第一电动机61供给电力，第二电动机62驱动第二泵32时从电池65向第二电动机62供给电力。另，也可以取代电池65而使用电容器。又，第一电动机61及第二电动机62分别经转换器63、64由控制装置7控制。
驾驶室16内配置有动臂操作装置81、斗杆操作装置82及铲斗操作装置83。动臂操作装置81包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作的操作杆，斗杆操作装置82包括向斗杆收回方向及斗杆伸出方向操作的操作杆，铲斗操作装置83包括向铲斗挖掘方向及铲斗倾卸方向操作的操作杆。而且，动臂操作装置81、斗杆操作装置82及铲斗操作装置83分别输出与操作杆的操作方向及操作量(倾倒角)相应的操作信号。
具体而言，动臂操作装置81在操作杆向动臂上扬方向操作时输出与其操作量相应的动臂上扬操作信号，在操作杆向动臂下落方向操作时输出与其操作量相应的动臂下落操作信号。同样地，斗杆操作装置82在操作杆向斗杆收回方向或斗杆伸出方向操作时输出与其操作量相应的斗杆操作信号(斗杆收回操作信号或斗杆伸出操作信号)，铲斗操作装置83在操作杆向铲斗挖掘方向或铲斗倾卸方向操作时输出与其操作量相应的铲斗操作信号(铲斗挖掘操作信号或铲斗倾卸操作信号)。
本实施方式中，动臂操作装置81、斗杆操作装置82及铲斗操作装置83分别是输出电气信号作为操作信号的电气操纵杆。不过，斗杆操作装置82及铲斗操作装置83也可以输出先导压作为操作信号的先导操作阀。此时，也可以是斗杆控制阀41的一对先导端口与斗杆操作装置82连接，铲斗控制阀42的一对先导端口与铲斗操作装置83连接。
从动臂操作装置81、斗杆操作装置82及铲斗操作装置83输出的操作信号(电气信号)向控制装置7输入。例如，控制装置7是具有ROM或RAM等存储器(memory)、HDD或SSD等存储器(storage)、CPU的计算机，存储在ROM或存储器(storage)中的程序由CPU执行。
控制装置7在从斗杆操作装置82输出斗杆操作信号时(斗杆操作时)，以斗杆操作装置82的操作杆的操作量越大则斗杆控制阀41的开口面积越大的形式，经省略图示的电磁比例阀控制斗杆控制阀41。另，控制装置7在仅操作斗杆操作装置82的操作杆时，也可以该操作量越大则第二泵32的吐出流量增大的形式，经转换器64调节第二电动机62的转速，第二电动机62的转速也可为一定。
同样地，控制装置7在从铲斗操作装置83输出铲斗操作信号时(铲斗操作时)，以铲斗操作装置83的操作杆的操作量越大则铲斗控制阀42的开口面积越大的形式，经省略图示的电磁比例阀控制铲斗控制阀42。另，控制装置7在仅操作铲斗操作装置83的操作杆时，也可以该操作量越大则第二泵32的吐出流量增大的形式，经转换器64调节第二电动机62的转速，第二电动机62的转速也可为一定。
在从动臂操作装置81输出动臂上扬操作信号时(动臂上扬操作时)，控制装置7以动臂操作装置81的操作杆的操作量越大则第一泵22的吐出流量增大的形式，经转换器63调节第一电动机61的转速。
又，动臂上扬操作时，控制装置7将第一切换阀51维持于开位置、第二切换阀52维持于闭位置、第三切换阀53维持于闭位置、第四切换阀91维持于通常位置。即，控制装置7不向第一切换阀51、第二切换阀52、第三切换阀53及第四切换阀91的任一个发送指令电流。由此，从罐通过吸入吐出线路21(罐侧流路21a、第四切换阀91及泵侧流路21b)向第一泵22吸入工作液，从动臂缸13的杆侧室13b排出的工作液通过杆侧线路24向罐流入。
在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号时，控制装置7判断进行了动臂下落操作和车身抬起操作的哪一个。本实施方式中，控制装置7与检测动臂缸13的头侧室13a的压力Ph的压力传感器71电气连接。图例中，压力传感器71设于头侧线路23，但压力传感器71也可设于动臂缸13的头侧室13a。
控制装置7在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号，且压力传感器71检测的压力Ph大于规定值(例如，在0.5～10MPa的范围内设定)的情况下，判定为进行了动臂下落操作。反之，在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号，且压力传感器71检测的压力Ph小于所述规定值的情况下，控制装置7判定为进行了车身抬起操作。即，控制装置7在动臂操作装置81的操作杆向动臂下落方向操作的期间，在压力传感器71检测的压力Ph低于所述规定值时，判定为开始了车身抬起操作。
不过，从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号时判断进行了动臂下落操作和车身抬起操作的哪一个的方法不限于此。例如，也可以是控制装置7在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号，且由第一电动机61生成的再生电流大于规定值的情况下，判定为进行了动臂下落操作，在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号，且由第一电动机61生成的再生电流小于所述规定值的情况下，判定为进行了车身抬起操作。即，也可以是控制装置7在动臂操作装置81的操作杆向动臂下落方向操作的期间，在第一电动机61生成的再生电流低于所述规定值时，判定为开始了车身抬起操作。
或者，也可以是控制装置7在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号，且动臂缸13的杆侧室13b的压力Pr小于规定值的情况下，判定为进行了动臂下落操作，在从动臂操作装置81输出动臂下落操作信号，且杆侧室13b的压力Pr小于所述规定值的情况下，判定为进行了车身抬起操作。
动臂下落操作时，控制装置7将第二切换阀52维持于闭位置不变，将第一切换阀51切换至闭位置，并将第三切换阀53切换至开位置。进而，控制装置7将第四切换阀91切换至再生位置。即，控制装置7向第一切换阀51、第三切换阀53及第四切换阀91发送指令电流。由此，从动臂缸13的头侧室13a排出，通过第一泵22的工作液的一部分通过再生线路27及杆侧线路24向杆侧室13b流入，剩余的通过第四切换阀91及并行线路92向罐流入。
动臂下落操作时，通过从动臂缸13的头侧室13a排出的工作液驱动第一泵22作为马达。由此，第一电动机61作为发电机发挥功能，动臂的势能被再生。发电的电力积蓄于电池65。动臂下落操作时，控制装置7随动臂操作装置81的操作杆的操作量变大而降低第一电动机61的再生转矩(制动力)。
控制装置7如上述，判定为车身抬起操作已开始时，经省略图示的电磁比例阀将第二切换阀52从闭位置向开位置切换。更详细而言，车身抬起操作时，控制装置7将第三切换阀53维持于闭位置并将第四切换阀91维持于通常位置不变，将第一切换阀51切换至闭位置，并将第二切换阀52切换至开位置。即，控制装置7向第一切换阀51及第二切换阀52发送指令电流。由此，从第二泵32吐出的工作液经供给线路33、中继线路25(第二切换阀52)及杆侧线路24向动臂缸13的杆侧室13b供给。又，从动臂缸13的头侧室13a排出，通过第一泵22的工作液通过吸入吐出线路21(泵侧流路21b、第四切换阀91及罐侧流路21a)向罐流入。
又，在车身抬起操作时，控制装置7根据动臂操作装置81的操作杆的操作量调节第二泵32的吐出流量。例如，如果斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个均未***作，控制装置7在车身抬起操作时，以动臂操作装置81的操作杆的操作量越大则第二泵32的吐出流量增大的形式，经转换器64调节第二电动机62的转速。
又，控制装置7在车身抬起操作时，在斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个均未***作的情况下，使第二切换阀52的开口面积为最大，在斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个***作的情况下，控制第二切换阀52以使第二切换阀52作为节流部发挥功能。
如以上说明，本实施方式的液压挖掘机驱动***1A中，在车身抬起操作时，从用于斗杆缸14及铲斗缸15的第二泵32吐出的工作液向动臂缸13的杆侧室13b供给。因此，车身抬起操作不用专用的压力源，也能提高车身抬起操作时动臂缸13的杆侧室13b的压力。
又，本实施方式中，车身抬起操作时调节第二泵32的吐出流量，所以通过第二泵32，能防止动臂缸13的杆侧室13b内的空化(cavitation)的发生。
此外，本实施方式中，采用第三切换阀53，所以动臂下落操作时，从第一泵22吐出的工作液不向罐返回即能再生。而且，动臂下落操作时第四切换阀91切换至再生位置，所以动臂下落操作时再生的工作液的压力保持较高。其结果是，能切实地防止动臂缸13的杆侧室13b内的空化的发生。
又，本实施方式中，第二切换阀52上设有止回阀26，所以即使车身抬起操作与斗杆操作或铲斗操作同时进行时，也能防止动臂缸13的伸长。
此外，本实施方式中，车身抬起操作时，如果斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个均未***作，则第二切换阀52的开口面积为最大，从而能抑制相对于从第二泵32向杆侧室13b供给的工作液的、第二切换阀52处的压力损失。另一方面，如果斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个***作，则使第二切换阀52作为节流部发挥作用，从而确保第二泵32的吐出压。
＜变形例＞
所述实施方式中，第二切换阀52在动臂下落操作时位于闭位置，但也可在动臂下落操作时位于开位置。动臂下落操作时向杆侧室13b的工作液的吸入不足时会引起空化。因此，动臂下落操作时将第二切换阀52切换至开位置而将从第二泵32吐出的工作液(压力油)向杆侧室13b供给，则能防止这样的空化。
另，在动臂下落操作时第二切换阀52位于开位置的情况下，关于第二切换阀52的开口面积，在动臂下落操作时也进行与车身抬起操作时同样的控制。即，控制装置7在动臂下落操作时，在斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个均未***作的情况下，使第二切换阀52的开口面积为最大，在斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个***作的情况下，控制第二切换阀52，以使第二切换阀52作为节流部发挥功能。
由此，与所述实施方式的车身抬起操作时同样地，也在动臂下落操作时，若斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个均未***作，则能抑制第二切换阀52处的压力损失，若斗杆操作装置82和铲斗操作装置83的任一个***作，则能确保第二泵32的吐出压。另，在动臂下落操作时第二切换阀52位于开位置的情况下，在动臂下落操作时止回阀26也发挥功能。
另，上述全部变形例也可用于第二实施方式。
(第二实施方式)
图3示出本发明的第二实施方式的液压挖掘机驱动***1B。另，本实施方式中，对与第一实施方式相同构成要素标以同一符号，省略重复说明。又，图3中，省略第一电动机61、第二电动机62及控制装置7等的制图。
本实施方式中，头侧线路23通过旁通线路94与罐连接。旁通线路94上设有车身抬起用切换阀95。车身抬起用切换阀95通过省略图示的控制装置7被控制为：在车身抬起操作时以外位于封锁旁通线路94的闭位置(图3的右侧位置，本实施方式中中立位置)，在车身抬起操作时位于开放旁通线路94的开位置(图3的左侧位置)。
本实施方式中也能得到与第一实施方式同样的效果。此外，本实施方式中，车身抬起操作时从动臂缸13的头侧室13a排出的工作液不经由第一泵22而向罐返回，所以与如第一实施方式那般工作液经由第一泵22向罐返回的情况相比，能改善能量效率。
(其他实施方式)
本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可进行种种变形。
例如，第一实施方式及第二实施方式中，第一泵22及第二泵32无需必须是固定容量型的泵，也可是可变容量型的泵。第二泵32为可变容量型的泵时，第二泵32也可被发动机(内燃机关)驱动。
第二泵32为可变容量型的泵时，控制装置7也可通过改变第二泵32的倾转角，从而根据动臂操作装置81的操作杆的操作量调节第二泵32的吐出流量。
又，设有第三切换阀53的再生线路27及第四切换阀91可省略。此时，第一切换阀51在动臂下落操作时位于开位置。
或者，如图4所示的变形例的液压挖掘机驱动***1C般，在第一实施方式及第二实施方式中，也可取代第三切换阀53，在再生线路27上设置允许从吸入吐出线路21朝向杆侧线路24的流动但禁止其反向流动的止回阀54。若是这样的结构，压力损失有增加的倾向但电路结构变得简单，所以能降低成本。
(总结)
本发明的液压挖掘机驱动***，其特征在于，具备：动臂缸；通过头侧线路与所述动臂缸的头侧室连接且被电动机驱动的第一泵；向斗杆缸和铲斗缸的至少一方供给工作液的第二泵；设于将所述动臂缸的杆侧室与所述罐连接的杆侧线路上，在动臂上扬操作时开放所述杆侧线路，在车身抬起操作时封锁所述杆侧线路的第一切换阀；和在将所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分与从所述第二泵延伸的供给线路连接的中继线路上设置，在动臂上扬操作时封锁所述中继线路，在车身抬起操作时开放所述中继线路的第二切换阀。
根据上述结构，在车身抬起操作时，从用于斗杆缸和/或铲斗缸的第二泵吐出的工作液向动臂缸的杆侧室供给。因此，车身抬起操作不用专用的压力源，能提高车身抬起操作时动臂缸的杆侧室的压力。
例如，也可以是，所述第二切换阀在动臂上扬操作时及动臂下落操作时位于封锁所述中继线路的闭位置，在车身抬起操作时位于开放所述中继线路的开位置。此时，也可以是，上述的液压挖掘机驱动***具备：包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作的操作杆的动臂操作装置；和控制所述电动机及所述第二切换阀的控制装置；所述控制装置在所述动臂操作装置的操作杆向动臂下落方向操作期间，在所述电动机生成的再生电流低于规定值时，判定为车身抬起操作已开始，将所述第二切换阀从所述闭位置向所述开位置切换。
也可以是，在所述第二切换阀在动臂下落操作时位于闭位置的情况下，上述的液压挖掘机驱动***具备：包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作的操作杆的动臂操作装置；检测所述动臂缸的头侧室的压力的压力传感器；和控制所述电动机及所述第二切换阀的控制装置；所述控制装置在所述动臂操作装置的操作杆向动臂下落方向操作期间，在所述压力传感器检测的压力低于规定值时，判定为车身抬起操作已开始，将所述第二切换阀从所述闭位置向所述开位置切换。
或者，也可以是，所述第二切换阀在动臂上扬操作时位于封锁所述中继线路的闭位置，在动臂下落操作时及车身抬起操作时位于开放所述中继线路的开位置，所述第一切换阀在动臂下落操作时封锁所述杆侧线路。
也可以是，上述的液压挖掘机驱动***具备动臂操作装置、斗杆操作装置及铲斗操作装置、控制所述电动机及所述第二切换阀的控制装置，所述第二切换阀构成为在开放所述中继线路的开位置开口面积可变更，所述控制装置在所述第二切换阀位于所述开位置时，在所述斗杆操作装置和所述铲斗操作装置的任一个均未***作的情况下，所述第二切换阀的所述开口面积为最大，在所述斗杆操作装置和所述铲斗操作装置的任一个***作的情况下，控制所述第二切换阀，以使所述第二切换阀作为节流部发挥功能。根据该结构，第二切换阀位于开位置时，若斗杆操作装置和铲斗操作装置的任一个均未***作，则第二切换阀的开口面积为最大，从而能抑制相对于从第二泵向杆侧室供给的工作液的、第二切换阀处的压力损失。另一方面，若斗杆操作装置和铲斗操作装置的任一个***作，则第二切换阀作为节流部发挥作用，能确保第二泵的吐出压。
也可以是，上述的液压挖掘机驱动***具备：包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作操作杆的动臂操作装置；和控制所述电动机并调节所述第二泵的吐出流量的控制装置；所述控制装置在车身抬起操作时，根据所述动臂操作装置的操作杆的操作量调节所述第二泵的吐出流量。根据该结构，通过第二泵，能防止动臂缸的杆侧室内的空化的发生。
也可以是，所述第二切换阀或所述中继线路上设有至少在车身抬起操作时允许从所述供给线路朝向所述杆侧线路的流动但禁止其反向流动的止回阀。根据该结构，在车身抬起操作与斗杆操作或铲斗操作同时进行时，也能防止动臂缸的伸长。
也可以是，所述第一泵通过吸入吐出线路与所述罐连接，上述的液压挖掘机驱动***具备第三切换阀，所述第三切换阀设置在将所述吸入吐出线路与所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分连接的再生线路上，在动臂下落操作时开放所述再生线路，在动臂下落操作时以外封锁所述再生线路；所述第一切换阀在动臂下落操作时封锁所述杆侧线路。根据该结构，在动臂下落操作时，从第一泵吐出的工作液不向罐返回即能再生。
也可以是，所述吸入吐出线路上设有第四切换阀以将该吸入吐出线路分割为罐侧流路和泵侧流路，所述再生线路将所述吸入吐出线路的所述泵侧流路与所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分连接，所述第四切换阀通过并行线路与所述罐连接，所述并行线路上设有具有规定的裂化压的止回阀，所述第四切换阀在动臂下落操作时使所述泵侧流路与所述并行线路连通，在动臂下落操作时以外使所述泵侧流路与所述罐侧流路连通。根据该结构，动臂下落操作时再生的工作液的压力保持较高，所以能切实地方式杆侧室内的空化的发生。
也可以是，上述的液压挖掘机驱动***具备车身抬起用切换阀，所述车身抬起用切换阀设在将所述头侧线路和所述罐连接的旁通线路上，在车身抬起操作时开放所述旁通线路，在车身抬起操作时以外封锁所述旁通线路。根据该结构，车身抬起操作时，从动臂缸的头侧室排出的工作液不经由第一泵向罐返回，所以与工作液经由第一泵向罐返回的情况相比，能改善能量效率。
符号说明：
1A、1B液压挖掘机驱动***
10 液压挖掘机
13 动臂缸
13a 头侧室
13b 杆侧室
14 斗杆缸
15 铲斗缸
21 吸入吐出线路
21a 罐侧流路
21b 泵侧流路
22 第一泵
23 头侧线路
24 杆侧线路
25 中继线路
26 止回阀
27 再生线路
32 第二泵
33 供给线路
51 第一切换阀
52 第二切换阀
53 第三切换阀
61 第一电动机
62 第二电动机
7 控制装置
71 压力传感器
81 动臂操作装置
82 斗杆操作装置
83 铲斗操作装置
91 第四切换阀
92并行线路(parallel line)
93 止回阀
94 旁通线路
95 车身抬起用切换阀。

Claims (11)

1.一种液压挖掘机驱动***，其特征在于，具备：
动臂缸；
通过头侧线路与所述动臂缸的头侧室连接且被电动机驱动的第一泵；
向斗杆缸和铲斗缸的至少一方供给工作液的第二泵；
在将所述动臂缸的杆侧室与所述罐连接的杆侧线路上设置，在动臂上扬操作时开放所述杆侧线路，在车身抬起操作时封锁所述杆侧线路的第一切换阀；和
在将所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分与从所述第二泵延伸的供给线路连接的中继线路上设置，在动臂上扬操作时封锁所述中继线路，在车身抬起操作时开放所述中继线路的第二切换阀。
2.根据权利要求1所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
所述第二切换阀在动臂上扬操作时及动臂下落操作时位于封锁所述中继线路的闭位置，在车身抬起操作时位于开放所述中继线路的开位置。
3.根据权利要求2所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
具备：包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作的操作杆的动臂操作装置；和
控制所述电动机及所述第二切换阀的控制装置；
所述控制装置在所述动臂操作装置的操作杆向动臂下落方向操作期间，在所述电动机生成的再生电流低于规定值时，判定为车身抬起操作已开始，将所述第二切换阀从所述闭位置向所述开位置切换。
4.根据权利要求2所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
具备：包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作的操作杆的动臂操作装置；
检测所述动臂缸的头侧室的压力的压力传感器；和
控制所述电动机及所述第二切换阀的控制装置；
所述控制装置在所述动臂操作装置的操作杆向动臂下落方向操作期间，在所述压力传感器检测的压力低于规定值时，判定为车身抬起操作已开始，将所述第二切换阀从所述闭位置向所述开位置切换。
5.根据权利要求1所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
所述第二切换阀在动臂上扬操作时位于封锁所述中继线路的闭位置，在动臂下落操作时及车身抬起操作时位于开放所述中继线路的开位置，所述第一切换阀在动臂下落操作时封锁所述杆侧线路。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，具备：动臂操作装置、斗杆操作装置及铲斗操作装置；和
控制所述电动机及所述第二切换阀的控制装置；
所述第二切换阀构成为在开放所述中继线路的开位置开口面积可变更；
所述控制装置在所述第二切换阀位于所述开位置时，在所述斗杆操作装置和所述铲斗操作装置的任一个均未***作的情况下，所述第二切换阀的所述开口面积为最大，在所述斗杆操作装置和所述铲斗操作装置的任一个***作的情况下，控制所述第二切换阀，以使所述第二切换阀作为节流部发挥功能。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
具备：包括向动臂上扬方向及动臂下落方向操作操作杆的动臂操作装置；和
控制所述电动机并调节所述第二泵的吐出流量的控制装置；
所述控制装置在车身抬起操作时，根据所述动臂操作装置的操作杆的操作量调节所述第二泵的吐出流量。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
所述第二切换阀或所述中继线路上设有至少在车身抬起操作时允许从所述供给线路朝向所述杆侧线路的流动但禁止其反向流动的止回阀。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
所述第一泵通过吸入吐出线路与所述罐连接；
具备第三切换阀，所述第三切换阀设置在将所述吸入吐出线路与所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分连接的再生线路上，在动臂下落操作时开放所述再生线路，在动臂下落操作时以外封锁所述再生线路；
所述第一切换阀在动臂下落操作时封锁所述杆侧线路。
10.根据权利要求9所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
所述吸入吐出线路上设有第四切换阀以将该吸入吐出线路分割为罐侧流路和泵侧流路，所述再生线路将所述吸入吐出线路的所述泵侧流路与所述杆侧线路中的所述杆侧室和所述第一切换阀之间的部分连接；
所述第四切换阀通过并行线路与所述罐连接，所述并行线路上设有具有规定的裂化压的止回阀；
所述第四切换阀在动臂下落操作时使所述泵侧流路与所述并行线路连通，在动臂下落操作时以外使所述泵侧流路与所述罐侧流路连通。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的液压挖掘机驱动***，其特征在于，
具备车身抬起用切换阀，所述车身抬起用切换阀设置在将所述头侧线路与所述罐连接的旁通线路上，在车身抬起操作时开放所述旁通线路，在车身抬起操作时以外封锁所述旁通线路。
CN202180053803.1A 2020-09-09 2021-07-29 液压挖掘机驱动*** Pending CN116194677A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020151599A JP7389728B2 (ja) 2020-09-09 2020-09-09 油圧ショベル駆動システム
JP2020-151599 2020-09-09
PCT/JP2021/028115 WO2022054449A1 (ja) 2020-09-09 2021-07-29 油圧ショベル駆動システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116194677A true CN116194677A (zh) 2023-05-30

Family

ID=80632518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180053803.1A Pending CN116194677A (zh) 2020-09-09 2021-07-29 液压挖掘机驱动***

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11926986B2 (zh)
JP (1) JP7389728B2 (zh)
CN (1) CN116194677A (zh)
WO (1) WO2022054449A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315312A (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd 建設機械の油圧シリンダ駆動装置
US7565801B2 (en) * 2005-06-06 2009-07-28 Caterpillar Japan Ltd. Swing drive device and work machine
US7634911B2 (en) * 2007-06-29 2009-12-22 Caterpillar Inc. Energy recovery system
JP2011231823A (ja) 2010-04-26 2011-11-17 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧作業機のハイブリッド駆動回路
JP5572586B2 (ja) 2011-05-19 2014-08-13 日立建機株式会社 作業機械の油圧駆動装置
JP5956179B2 (ja) 2012-02-23 2016-07-27 株式会社小松製作所 油圧駆動システム
US9290912B2 (en) * 2012-10-31 2016-03-22 Caterpillar Inc. Energy recovery system having integrated boom/swing circuits
KR102510852B1 (ko) * 2015-12-04 2023-03-16 현대두산인프라코어 주식회사 건설기계의 유압 시스템 및 유압 제어 방법
KR102309862B1 (ko) * 2017-04-10 2021-10-08 두산인프라코어 주식회사 건설 기계의 유압 시스템
KR102633378B1 (ko) * 2019-02-13 2024-02-02 에이치디현대인프라코어 주식회사 건설 기계
GB2593488B (en) * 2020-03-24 2024-05-22 Bamford Excavators Ltd Hydraulic system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022045808A (ja) 2022-03-22
JP7389728B2 (ja) 2023-11-30
US11926986B2 (en) 2024-03-12
US20230313487A1 (en) 2023-10-05
WO2022054449A1 (ja) 2022-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101932304B1 (ko) 작업 기계의 유압 구동 장치
CN111094665B (zh) 建筑机械的油压驱动***
US20080302099A1 (en) Method for Controlling a Hydraulic Cylinder and Control System for a Work Machine
EP2354331B1 (en) Hydraulic drive device for hydraulic excavator
CN110036211B (zh) 油压挖掘机驱动***
CN111094664B (zh) 建筑机械的油压驱动***
JP4715400B2 (ja) 建設機械の油圧制御装置
CN107882789B (zh) 具有负流量控制的电液***
WO2021235207A1 (ja) 油圧ショベル駆動システム
WO2021251140A1 (ja) 油圧ショベル駆動システム
CN111344459B (zh) 工程机械的驱动***
CN116194677A (zh) 液压挖掘机驱动***
CN113330166B (zh) 挖土机
US12043987B2 (en) Hydraulic excavator drive system
CN115190929A (zh) 工程机械
CN112189070A (zh) 油压挖掘机驱动***
CN115190948A (zh) 工程机械
US12037774B2 (en) Hydraulic excavator drive system
CN114008276B (zh) 挖土机
WO2022172636A1 (ja) 油圧ショベル駆動システム
JP5978176B2 (ja) 作業機械
JP2018172878A (ja) 建設機械
JP2024002329A (ja) 液圧駆動装置
JP2023095796A (ja) 油圧機械
JP2024002331A (ja) 液圧駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination