液压回路及作业机械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有蓄积器的液压回路以及在其上安装有该液压回路的作业机械。
【背景技术】
[0002]在作业机械中，动臂降低操作期间从动臂液压缸排出的加压油蓄积在蓄积器中，而摆动加速或减速期间从摆动液压电机排出的加压油也蓄积在蓄积器中(例如参见专利文献I) O
[0003]专利文献1:日本专利申请公报N0.2010-84888
[0004]当从动臂液压缸排出的加压油蓄积在蓄积器中时，将蓄积器的释放压力设置为较高以便尽可能高地增加蓄积器中的能量密度。另一方面，由于摆动液压电机的释放压力设置为比其他致动器的系统压力低些，因此，停止摆动时用于确保加速性能及制动性能的等于或高于该释放压力的压力不能蓄积在蓄积器中。由此，蓄积器的上限压力设置为低于释放压力。
[0005]由此，当从动臂液压缸排出的加压油和从摆动液压电机排出的加压油都蓄积在一个蓄积器中时，蓄积器的释放压力是依据摆动液压电机的较低的释放压力来确定的。因此，很难增加蓄积器的能量密度。由于此原因，不得不增大蓄积器和栗电机，而且也增加了成本。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于此问题公开的，其目的是提供一种液压回路及作业机械，该作业机械能分离液压缸推出的液压能量和当液压电机启动或停止旋转时推出的液压能量，以回收相应的液压能量，从而高效地回收并使用相应的液压能量。
[0007]根据权利要求1所述的发明是液压回路，其包括:液压缸;第一蓄积器，其蓄积液压缸排出的操作流体;液压电机，其独立于液压缸运行；电机驱动回路，其为液压电机供给操作流体以使液压电机旋转并阻止操作流体的供给以停止液压电机的旋转;第二蓄积器，其蓄积电机驱动回路在液压电机开始旋转时释放的操作流体以及电机驱动回路在液压电机停止旋转时借助液压电机的旋转惯性推出的操作流体;通道，其连接第一蓄积器及第二蓄积器以使二者彼此连通；以及开关阀，其设置在通道中以在第二蓄积器蓄积操作流体时关闭通道并在释放操作流体时打开通道。
[0008]根据权利要求2所述的发明是根据权利要求1所述的液压回路，其中，液压回路还包括设置在液压电机的第二蓄积器与电机驱动回路之间的顺序阀。
[0009]根据权利要求3所述的发明是根据权利要求1或2所述的液压回路，其中，液压回路还包括:用于为液压电机的电机驱动回路补充操作流体的补充通道；以及对操作流体进行加压并为补充通道供给操作流体的栗。
[0010]根据权利要求4所述的发明是根据权利要求3所述的液压回路，其中，栗具有为补充通道供给与液压电机加速或减速相对应的操作流体量的排量控制功能。
[0011]根据权利要求5所述的发明是根据权利要求3或4所述的液压回路，其中，栗为具有对驱动栗的发动机进行辅助的电机功能的辅助栗电机，第一蓄积器和第二蓄积器的功能为在辅助期间向辅助栗电机排放蓄积操作流体，开关阀具有在不进行发动机辅助排放时且当第一蓄积器的压力低于第二蓄积器的压力时关闭通道的功能，并且还具有在进行发动机辅助排放时打开通道的功能。
[0012]根据权利要求6所述的发明是一种作业机械，其包括:下行进体;上摆动体，其设置来通过液压电机相对于下行进体可摆动；作业单元，其安装在上摆动体上并通过液压缸操作来上下移动；以及根据权利要求1-5中任一项所述的液压回路，其设置在液压缸及液压电机中。
[0013]根据权利要求1中所公开的发明，蓄积从液压缸推出的操作流体的第一蓄积器与蓄积在液压电机开始旋转时从电机驱动回路释放的操作流体且在液压电机停止旋转时通过液压电机的旋转惯性从电机驱动回路推出的操作流体的第二蓄积器通过通道连通。开关阀设置在通道中间，以便当操作流体在第二蓄积器中蓄积时，通过开关阀关闭通道，并且当操作流体排出时，通过开关阀打开通道。当蓄积操作流体时，第一蓄积器和第二蓄积器由开关阀分离以便回收相应的液压能量。因此，可有效地将能量回收到适于相应蓄积器的状态。此外，可根据相应的设定压力水平充分地增加相应蓄积器的能量密度。当排放操作流体时，可由用作大容量蓄积器的第一蓄积器和第二蓄积器这两者来使用所蓄积的压力能量。因此，可减小蓄积器的大小以及成本。
[0014]根据权利要求2中所公开的发明，可通过顺序阀来防止电机驱动回路侧上的压力增加。因此，可平稳地执行第二蓄积器中的能量蓄积以及停止液压电机的操作。
[0015]根据权利要求3中所公开的发明，通过将操作流体从栗推到连接到电机驱动回路的补充通道，可以防止在液压电机侧上出现真空并防止因真空引起的电机故障。
[0016]根据权利要求4中所公开的发明，将与液压电机的加速或减速相对应的操作流体量从具有排量控制功能的栗供给到补充通道。因此，可以将防止出现真空所需的合适量的操作流体供给到补充通道，并减少不必要的能量损失。
[0017]根据权利要求5中所公开的发明，当不执行辅助排放且第一蓄积器的压力低于第二蓄积器的压力时，由开关阀关闭两个蓄积器之间的通道。因而，可根据相应的设定压力水平充分地增加相应蓄积器的能量密度。另外，当执行辅助排放时，由于通道是通过开关阀打开的，因此，可以将足够量的操作流体从其中第一蓄积器和第二蓄积器相组合的大容量蓄积器供给至辅助栗电机，从而对电机进行辅助驱动。因此，可利用又小又便宜的蓄积器的组合来实现辅助蓄积回路。
[0018]根据权利要求6中所公开的发明，上摆动体通过液压电机相对于下行进体摆动，并且，在摆动加速或减速时第二蓄积器中的能量蓄积以及能量从第二蓄积器到第一蓄积器的排放可由开关阀适当地控制。因此，可通过第一蓄积器来回收达到高压力水平的作业单元的势能。另外，可以在第二蓄积器回收上摆动体的摆动能量时改善能量回收效率。
【附图说明】
[0019]图1是示出根据本发明的液压回路的实施例的回路图；
[0020]图2是示出液压回路的开关状态的回路图；
[0021]图3是示出液压回路的另一种开关状态的回路图；以及
[0022]图4是示出根据本发明的作业机械的实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0023]在下文中，将根据图1至图4所示的实施例对本发明进行详细描述。
[0024]如图4所示，作为作业机械的挖掘机HE的车体I包括下行进体2和上摆动体3，上摆动体3设置在下行进体2上从而可通过作为液压电机的摆动电机3m摆动。发动机、栗等安装在其中的机械室4、用于保护操作者的驾驶室5以及作业单元6安装在上摆动体3上。
[0025]作业单元6具有这样一种构造:在上下方向上通过两个作为液压缸的平行布置的动臂油缸7cl和7c2进行旋转的动臂7的底端由上摆动体3支撑，在前后方向上通过斗杆油缸8c进行旋转的斗杆8由动臂7的远端支撑，并且通过伊^斗油缸9c进行旋转的伊^斗9由斗杆8的远端支撑。动臂油缸7cl和7c2相对于同一动臂7平行地布置并且同时执行相同的操作。
[0026]图1至图3示出了发动机动力辅助系统，其在动臂油缸7cl的帮助下在蓄积器中蓄积作业单元6的势能并在摆动电机3m的帮助下在蓄积器中蓄积上摆动体3的动能，进而将能量用来辅助发动机功率。
[0027]接着，将主要基于图2对该系统的回路构造进行描述。
[0028]用作具有电机功能的栗并辅助发动机11的辅助栗电机15直接地或通过齿轮连接到主栗12、13的主栗轴14，主栗由安装在机械室4中的发动机11进行驱动。主栗12、13和辅助栗电机15具有能够通过调整斜角(倾斜角)可变地调节栗/电机排量(活塞行程)的旋转斜盘。斜角(倾斜角)由调节器16、17、18控制并由斜角传感