工程機械的液壓驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓挖掘機等工程機械所具有的液壓驅(qū)動裝置，尤其涉及在使前作業(yè)機下降時將其勢能再生的工程機械的液壓驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻I中記載有如下液壓驅(qū)動裝置，在動臂液壓缸的缸底側(cè)室與方向控制閥(切換閥)之間的執(zhí)行機構(gòu)油路上設(shè)有第I保壓閥，并且在從執(zhí)行機構(gòu)油路分支的油路上經(jīng)由第2保壓閥而配置再生泵馬達，將再生泵馬達的排出側(cè)經(jīng)由比例節(jié)流閥而與油箱連接。在該液壓驅(qū)動裝置中，在動臂的下降操作、即能夠通過前作業(yè)機的自重使動臂液壓缸收縮的空中操作時，打開第2保壓閥而通過由動臂液壓缸的缸底側(cè)室排出的液壓油使再生泵馬達旋轉(zhuǎn)，并通過該再生泵馬達使發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，由此，將前作業(yè)機的勢能再生。另外，在使前作業(yè)機與地面接觸來進行挖掘的情況下，以從液壓泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油的方式切換方向控制閥，并且打開第I及第2保壓閥而將動臂液壓缸的缸底側(cè)室的液壓油排出，來確保必要的挖掘力。
[0003]在專利文獻2中記載有如下液壓驅(qū)動裝置，該液壓驅(qū)動裝置設(shè)有:當(dāng)動臂液壓缸的缸底側(cè)室的壓力成為規(guī)定壓力以上時進行切換的頂升(jack up)切換閥；和伴隨著該切換閥的切換操作而對從主泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油的油路進行開閉的流量控制閥。在該液壓驅(qū)動裝置中，在動臂的下降操作、即能夠通過前作業(yè)機的自重使動臂液壓缸收縮的空中操作時，頂升切換閥進行切換而關(guān)閉流量控制閥，由此，切斷液壓油從主泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室的供給，且將從動臂液壓缸的缸底側(cè)室排出的液壓油向活塞桿側(cè)室供給而再生，從而在空中的動臂下降操作中抑制泵消耗馬力。另外，在進行無法基于自重而使動臂下降的頂升時，動臂液壓缸的缸底側(cè)室的壓力低，因此頂升切換閥不進行切換，流量控制閥保持于開位置，從主泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油，由此能夠?qū)崿F(xiàn)頂升動作。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2009-299719號公報
[0007]專利文獻2:W02004-070211號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在專利文獻I所記載的液壓驅(qū)動裝置中，在通過前作業(yè)機的自重使動臂液壓缸收縮的動臂的空中下降操作中，將前作業(yè)機的勢能再生為電能，能夠提高能量轉(zhuǎn)換效率。另夕卜，與進行挖掘的情況同樣地，考慮以從主泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油的方式切換方向控制閥，并且打開第I及第2保壓閥而將動臂液壓缸的缸底側(cè)室的液壓油排出，由此也能夠進行頂升操作。但是，為此需要設(shè)置第I及第2保壓閥這兩個保壓閥，并控制它們的開閉，液壓驅(qū)動裝置的回路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，其結(jié)果為，可能在設(shè)置空間和/或成本方面產(chǎn)生困難。另外，在頂升操作中，需要從液壓泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油，從能量轉(zhuǎn)換效率的觀點來看具有改善的余地。
[0009]在專利文獻2所記載的液壓驅(qū)動裝置中，在通過前作業(yè)機的自重使動臂液壓缸收縮的動臂的空中下降操作中，將動臂液壓缸的缸底側(cè)室的液壓油向活塞桿側(cè)室供給而進行液壓油的再生，但前作業(yè)機的勢能無法作為電能而再生。另外，通過動臂液壓缸的缸底側(cè)室的壓力對頂升切換閥和流量控制閥進行切換，而從主泵向動臂液壓缸的缸底側(cè)室供給液壓油，由此能夠進行頂升操作。但是，為了能夠進行動臂的空中下降操作和頂升操作雙方而需要設(shè)置頂升切換閥和流量控制閥，液壓驅(qū)動裝置的回路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，可能在設(shè)置空間和/或成本方面產(chǎn)生困難。另在，在該現(xiàn)有技術(shù)中，在頂升操作中，也需要從液壓泵向動臂液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油，從能量轉(zhuǎn)換效率的觀點來看具有改善的余地。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種工程機械的液壓驅(qū)動裝置，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進行空中的動臂下降操作和頂升操作雙方，且與以往相比能夠進一步改善能量轉(zhuǎn)換效率。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，第I發(fā)明為一種工程機械的液壓驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動工程機械的作業(yè)要素，其特征在于，具有:主泵；液壓缸，其通過從該主泵排出的液壓油而驅(qū)動，是驅(qū)動上述作業(yè)要素的復(fù)動式的液壓缸，具有活塞桿側(cè)室和缸底側(cè)室，且上述作業(yè)要素的自重作用于上述液壓缸的收縮方向；操作裝置；方向控制閥，其在以使上述作業(yè)要素向舉升方向動作的方式對上述操作裝置進行操作時，將從上述主泵排出的液壓油向上述液壓缸的缸底側(cè)室供給，并使從上述液壓缸的活塞桿側(cè)室排出的液壓油返回到油箱；排出油路，其將上述液壓缸的缸底側(cè)室和油箱連接；液壓泵/馬達，其配置在上述排出油路上；第I可變節(jié)流閥，其配置在上述排出油路的上述液壓泵/馬達與上述油箱之間的油路部分上；再生回路，其將上述排出油路的上述液壓泵/馬達與上述第I可變節(jié)流閥之間的油路部分連接于上述液壓缸的活塞桿側(cè)室；發(fā)電/電動機，其與上述液壓泵/馬達以一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接；以及控制裝置，在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作且上述液壓缸處于通過上述作業(yè)要素的自重而下降的狀態(tài)時，將上述發(fā)電/電動機作為發(fā)電機進行控制，且以從上述再生回路向上述液壓缸的活塞桿側(cè)室供給再生流量的方式控制上述第I可變節(jié)流閥的開口面積，在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作且上述液壓缸處于不會通過上述作業(yè)要素的自重而下降的狀態(tài)時，將上述發(fā)電/電動機作為電動機進行控制，且以從上述再生回路向上述液壓缸的活塞桿側(cè)室供給再生流量的方式控制上述第I可變節(jié)流閥的開口面積。
[0012]由此，在操作裝置向作業(yè)要素的下降方向操作的情況下且能夠通過作業(yè)要素的自重而轉(zhuǎn)動時，使發(fā)電/電動機作為發(fā)電機而動作，由此進行勢能的再生，并將該再生后的液壓油的一部分經(jīng)由再生回路向液壓缸的活塞桿側(cè)室供給，由此而不從主泵向液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油，能夠改善能量轉(zhuǎn)換效率。另外，在無法通過作業(yè)要素的自重而轉(zhuǎn)動時，為了使液壓泵/馬達作為泵而發(fā)揮作用，而使發(fā)電/電動機作為電動機而動作，由此，能夠從液壓缸的缸底側(cè)室向液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油，而不從主泵向液壓缸的活塞桿側(cè)室供給液壓油地進行頂升。由此，回路結(jié)構(gòu)不會變得復(fù)雜，另外也不存在在設(shè)置空間和/或成本方面產(chǎn)生困難的可能性，不需要在頂升操作時從主泵供給液壓油，而成為改善了能量轉(zhuǎn)換效率的工程機械的液壓驅(qū)動裝置。
[0013]另外，第2發(fā)明在第I發(fā)明中，還具有檢測上述液壓缸的缸底側(cè)室的壓力的壓力檢測裝置，上述控制裝置在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作且上述壓力檢測裝置所檢測到的壓力為規(guī)定壓力以上的情況下，判定成上述液壓缸處于通過上述作業(yè)要素的自重而下降的狀態(tài)，在除此以外的情況下均判定成上述液壓缸處于不會通過上述作業(yè)要素的自重而下降的狀態(tài)。
[0014]由此，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)能否通過作業(yè)要素的自重而轉(zhuǎn)動的判定。
[0015]另外，第3發(fā)明在第I發(fā)明中，還具有:將上述方向控制閥與上述液壓缸的缸底側(cè)室連接的第I油路；將上述方向控制閥與上述液壓缸的活塞桿側(cè)室連接的第2油路；和配置在上述第I油路上的第2可變節(jié)流閥，上述方向控制閥構(gòu)成為，在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的舉升方向操作時，將上述主泵與上述第I油路連接且將上述第2油路與上述油箱連接，在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作時，將上述第I油路與上述油箱連接，且將上述第2油路封堵，上述控制裝置在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的舉升方向操作時，使上述第2可變節(jié)流閥成為開狀態(tài)，在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作時，將上述第2可變節(jié)流閥向關(guān)閉方向控制且以使此時的關(guān)閉方向的動作速度隨著上述操作裝置的操作速度的增加而減小的方式進行控制。
[0016]由此，能夠提高在液壓缸的操作時、尤其下降方向操作時液壓缸相對于操作裝置的操作的響應(yīng)速度，能夠謀求操作性的提高。
[0017]另外，第4發(fā)明在第I發(fā)明中，上述控制裝置在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作且上述液壓缸處于不會通過上述作業(yè)要素的自重而下降的狀態(tài)時，通過控制上述發(fā)電/電動機的轉(zhuǎn)速來控制上述液壓泵/馬達的排出流量。
[0018]由此，能夠以用于對作業(yè)要素的勢能進行再生的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與操作裝置的操作量、操作速度相應(yīng)的作業(yè)要素的下降方向的動作速度。
[0019]另外，第5發(fā)明在第I發(fā)明中，上述控制裝置在上述操作裝置向上述作業(yè)要素的下降方向操作且上述液壓缸處于不會通過上述作業(yè)要素的自重而下降的狀態(tài)時，通過控制上述液壓泵/馬達的容量來控制上述液壓泵/馬達的排出流量。
[0020]由此，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與操作裝置的操作量、操作速度相應(yīng)的作業(yè)要素的下降方向的動作速度。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進行空中的動臂下降操作和頂升操作雙方，且與以往相比能夠進一步改善能量轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的工程機械的液壓驅(qū)動裝置的第I實施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2是表示具有本發(fā)明的工程機械的第I實施方式的液壓驅(qū)動裝置的液壓挖掘機的側(cè)視圖。
[0025]圖3