工程机械的液压驱动装置的制造方法
【专利摘要】本发明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)。
【专利说明】
工程机械的液压驱动装置
技术领域
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]以图3所示的挖掘机为例，对本发明的【背景技术】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I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I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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]图4中示出了专利文献I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。
[0006]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栗11、利用该液压栗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、以及设置在液压栗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。
[0007]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。
[0008]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同液压栗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，允许液压栗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，允许液压栗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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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从液压栗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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]现有技术文献
[0018]专利文献
[0019]专利文献1:日本专利公开公报特开2003-120616
[0020]专利文献2:日本专利公开公报特开2011-220390
【发明内容】
[0021]本发明的目的在于提供一种无需大型设备就能兼顾防止气蚀和提高再生效率的工程机械的液压驱动装置。本发明所提供的的是设置于具备可回转的上部回转体的工程机械的液压驱动装置，该液压驱动装置包括:多个液压致动器，包含使所述上部回转体回转的回转马达;液压栗，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。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的液压驱动装置的回路图。
[0023]图2是表示本发明的第二实施方式所涉及的液压驱动装置的回路图。
[0024]图3是作为本发明的适用对象的一例的挖掘机的侧视图。
[0025]图4是表示现有的液压驱动装置的回路图。
【具体实施方式】
[0026]分别参照图1和图2，对本发明的第一及第二实施方式所涉及的液压驱动装置进行说明。这两种装置均设置于图3所示的挖掘机。为了简化说明，图1和图2中仅示出了液压回路中涉及回转的部分及其它液压致动器回路的代表例即动臂缸回路。
[0027]所述第一实施方式所涉及的装置如图1所示，具备第一液压栗31、第二液压栗32、使上部回转体2回转的液压致动器即回转马达33、回转用遥控阀34、回转用控制阀35、左回转管路36、右回转管路37、制动回路43和补充管路44。
[0028]所述第一液压栗31和第二液压栗32由搭载在所述挖掘机上的发动机30进行驱动，并由此喷出油箱T内的工作油。从第一液压栗31喷出的工作油使动臂缸7工作，从第二液压栗32喷出的工作油使回转马达33旋转。
[0029]所述回转马达33具有左端口和右端口。回转马达33在左端口被提供工作油时进行的动作使得该工作油从右端口排出，同时使所述上部回转体2进行左回转。相反，回转马达33在右端口被提供工作油时进行的动作使得该工作油从左端口排出，同时使所述上部回转体2进行右回转。
[0030]所述回转用遥控阀34具有操作杆和阀主体，根据该操作杆的操作输出先导压。
[0031]所述回转用控制阀35设置在所述第二液压栗35及油箱T与回转马达33之间。回转用控制阀35由液压先导式的切换阀构成，具有中立位置35a、左回转位置35b和右回转位置35c。该回转用控制阀35的位置根据从所述回转用遥控阀34输入的先导压进行切换。通过该回转用控制阀35的位置切换，控制对回转马达33的工作油的供排，具体是控制回转马达12的旋转/停止、旋转方向、旋转速度。
[0032]所述回转用控制阀35具有与所述第二液压栗32相连的栗端口、与所述油箱T相连的油箱端口、左马达端口和右马达端口。所述左回转管路36将所述左马达端口与所述回转马达33的左端口连接，所述右回转管路37将所述右马达端口与所述回转马达的右端口连接。
[0033]所述液压制动回路43包括左右溢流阀38、39、左右止回阀40、41和通路42。
[0034]所述左右溢流阀38、39设置在所述左回转管路36及所述右回转管路37与所述通路42之间，分别作为左回转和右回转用的制动阀的发挥作用。具体而言，左溢流阀38设置在所述左回转管路36与所述通路42之间，当该左回转管路36内的工作油的压力达到一定值以上时，开阀将该左回转管路36与所述通路42连通。同样，右溢流阀39设置在所述右回转管路37与所述通路42之间，当该右回转管路37内的工作油的压力达到一定值以上时，开阀将该右回转管路37与所述通路42连通。所述通路42经由所述补充管路44连接至油箱T。
[0035]所述左右止回阀40、41设置在所述左回转管路36及所述右回转管路37与所述通路42之间，仅允许工作油从该通路42流入左回转管路36、右回转管路37，阻止反向的流动。
[0036]包含以上结构要素的液压制动回路43在回转减速时使回转马达33的出口节流侧的工作油返回到入口节流侧以防止气蚀发生即进行防气蚀作用，且利用溢流阀38、39进行液压制动作用。
[0037]所述补充管路44中设有背压阀45和油冷器46。背压阀45仅在其一次压达到一定值以上时开阀，从而在该背压阀45的一次侧的所述补充管路44上产生背压。
[0038]在该装置中，所述回转用控制阀35例如从左回转位置35b回复到中立位置35a时，回转马达33及两回转管路36、37从第二液压栗32和油箱T分离，停止向回转马达33供给工作油，同时工作油也停止从回转马达12返回到油箱T。但是，由于上部回转体2因其惯性而继续向左回转，回转马达33也与之联动地继续旋转，作为出口节流侧管路的右回转管路37上产生压力。该压力达到一定值时，右溢流阀39打开，右回转管路37的工作油依次通过右溢流阀39、通路42、左止回阀40和作为入口管路的左回转管路36，流入回转马达33。
[0039]此时，左回转管路14的压力下降到例如负压时，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，由此防止气蚀。即，自动进行防气蚀作用。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。
[0040]该装置还具备作为再生用液压马达的再生马达47、回转用再生切换阀48、左再生管路49和右再生管路28。再生马达47与发动机10连结，并且具有连接至所述回转用再生切换阀48的入口端口和连接至油箱T的出口端口。再生切换阀48具有分别经由所述左右再生管路49、50与所述左右回转管路36、37连接的一对入口端口、以及与所述再生马达47连接的出口端口。回转用再生切换阀48由具有一对先导端的液压切换阀构成，具有将所述再生马达47与所述左右再生管路49、50之间截断的中立位置48a、将再生马达47与左再生管路49连接的左再生位置48b、以及将再生马达47与右再生管路50连接的右再生位置48c。
[0041]该装置还具备用于切换所述回转用再生切换阀48的位置的控制器51及电磁比例减压阀52、53。电磁比例减压阀52、53分别设置在所述回转用再生切换阀48的一对先导端与其先导液压源之间。控制器51基于所述回转用遥控阀34的操作杆的操作，向所述各电磁比例减压阀52、53输出指令信号，从而调节输入到所述回转用再生切换阀48的各先导端的先导压，由此控制该回转用再生切换阀48的位置的切换。
[0042]控制器51在左回转减速时将所述回转用再生切换阀48切换到所述左再生位置26b，在左回转减速时将所述回转用再生切换阀48切换到所述左再生位置48c。回转用再生切换阀48例如通过在所述左回转减速时切换到所述左再生位置48b，从而允许从回转马达33排出的工作油经由作为出口节流侧管路的右回转管路37、右再生管路50和回转用再生切换阀48，流入再生马达47以使该再生马达47旋转。该再生马达47的驱动可将工作油所具有的能量再生为旋转能(这种情况下为发动机助力)。
[0043]另一方面，该装置具备动臂用遥控阀54、动臂用控制阀55、降动臂再生管路56及动臂用再生切换阀57，作为用于使所述动臂缸7工作的要素。
[0044]所述动臂用控制阀55设置在第一液压栗31及油箱T与动臂缸7之间。动臂用控制阀55是液压先导式的切换阀，具有用于使动臂缸7停止的中立位置55a、用于使动臂缸7伸长的伸长位置55b和用于使动臂缸7收缩的收缩位置55c。该动臂用控制阀55的位置根据对所述动臂用遥控阀54进行的操作来切换。
[0045]所述降动臂再生管路56将所述动臂缸7的头侧油室即伸长侧油室与所述再生马达47的入口侧连接。所述动臂用再生切换阀57设置在所述降动臂再生管路的中途，具有将该降动臂再生管路56截断的截断位置57a和开通的开通位置57b。
[0046]该动臂用再生切换阀57是具有先导端的液压切换阀，在该先导端与其先导液压源之间设有电磁比例减压阀58。所述控制器51在所述动臂用遥控阀54进行了降动臂操作时，向所述电磁比例减压阀58输入指令信号，以使所述动臂再生切换阀57从所述截断位置57a切换到开通位置57b。这样，切换到开通位置57b的动臂用再生切换阀57在降动臂操作时，允许从动臂缸7排出的工作油的一部分与回转时同样地流入再生马达47，由此再生马达47可利用从包含回转马达33及动臂缸7在内的其他液压致动器排出的工作油来驱动。该装置还具备设置在所述回转用及动臂用再生切换阀48、57与所述再生马达47的入口之间的防逆流用止回阀59、60。
[0047]该装置具备多个传感器，该多个传感器包括作为速度检测器的速度传感器64和作为压力检测器的压力传感器65。速度传感器64例如由陀螺仪(gyro)构成，检测回转马达33的旋转速度、换言之上部回转体2的回转速度。所述压力传感器65检测所述补充管路44的压力即补充压。该速度传感器64和压力传感器65各自生成的速度信号和压力信号输入至控制器51。所述速度传感器64与所述控制器51 —起构成检测所述上部回转体2的回转处于减速状态的回转减速检测部。
[0048]此外，该装置同时具有第一再生油箱管路和第二再生油箱管路来作为使从所述再生马达47排出的工作油即再生排出油返回到油箱T的油箱管路。第一再生油箱管路61是使所述再生排出油沿着该再生排出油通过所述补充管路44的背压阀45的路径返回到油箱T的管路，所述第二再生油箱管路62是使所述再生排出油沿着该再生排出油不通过所述背压阀45的路径直接返回到油箱T的管路。
[0049]该装置还具备在所述第一和第二再生油箱管路61、62之间切换要使用的油箱管路的再生油箱管路切换阀63。再生油箱管路切换阀63设置在所述第一及第二再生油箱管路61、62与所述再生马达47的出口节流侧之间。再生油箱管路切换阀63由具有螺线管的电磁切换阀构成，具有允许将所述再生排出油引导至所述第一再生油箱管路61的位置即该再生排出油通过所述第一再生油箱管路61返回到所述油箱T的第一位置63a、和允许将所述再生排出油引导至所述第二再生油箱管路62的位置即该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63b。
[0050]所述控制器51通过向所述再生油箱管路切换阀63的螺线管输入恰当的指令信号，在所述第一位置63a和第二位置63b之间切换该再生油箱管路切换阀63的位置。即，控制器51包含有切换所述再生油箱管路切换阀63的位置的再生油箱管路切换控制部。
[0051]控制器51还具有基于所述速度传感器64生成的速度信号的变化来判定所述上部回转体2的回转是否处于减速状态的减速状态判定部，所述再生油箱管路切换控制部在所述减速状态判定部判断为处于减速状态时，将所述再生油箱管路切换阀63切换到所述第一位置63a，在除此以外时例如回转加速时及降动臂操作时，将所述再生油箱管路切换阀63切换到所述第二位置63b。因此，所述减速状态判定部同作为回转速度检测器的所述速度传感器64—起构成回转速度检测部。
[0052]根据该装置，回转减速时，从再生马达47排出的再生排出油通过第一再生油箱管路61，即沿着通过背压阀45的路径返回到油箱T，由此，背压阀45能够在补充管路44上产生背压。这样能够确保液压制动回路43的防气蚀作用，防止回转马达33发生气蚀，同时使再生马达47进行再生作用。
[0053]另一方面，在回转减速以外时，再生排出油通过第二再生油箱管路62，即不通过背压阀45而直接返回到油箱T，从而能够增大再生马达47的有效差压(入口压-出口压)，提高该再生马达47的旋转速度。由此提高再生马达47的再生效率。
[0054]如上所述，既能防止气蚀，又能提高再生效率。
[0055]另外，构成回转减速检测部的一部分的所述控制器51利用速度传感器45检测的回转速度，即直接检测回转马达33的实际动作来判断回转是否处于减速状态，因此能够实现无误检的准确切换控制。
[0056]而且，所述效果可通过在现有设备的基础上增加第一及第二再生油箱管路61、62中的一方来得到，不会导致设备成本大幅提高，也不会使回路结构复杂化。
[0057]另外，在回转和包含动臂缸7在内的其他液压致动器的动作同时进行时，从该其他液压致动器排出的排出油有时会通过背压阀45从而在补充管路44中产生背压。这种情况下，即使是在回转减速时，回转回路中也不会发生气蚀。因此，优选在回转减速时，当压力传感器65检测到的补充管路压力在预先设定的值以上、例如在相当于背压阀45的背压的压力以上的情况下，控制器51控制再生油箱管路切换阀63将其设定到第二位置63b。具体而言，根据图1所示的再生油箱管路切换阀63，控制器51不向该再生油箱管路切换阀63输入切换信号，从而将该再生油箱管路切换阀63维持在第二位置63b上。这样即使在回转减速时，也能增大所述再生马达47的有效差压，并能提高再生效率。
[0058]图2示出本发明第二实施方式所涉及的装置。该装置与所述第一实施方式的装置相比，仅在回转减速检测部的结构上不同。具体而言，第二实施方式所涉及的装置具备遥控压力传感器66、67，其分别用于检测从作为回转操作器的回转用遥控阀34供给至回转用控制阀35的各先导端口的所述先导压即遥控压力，该回转用遥控阀34接受与上部回转体2的回转相关的操作，并输出作为与该回转相关的指令信号的先导压。
[0059]所述遥控压力传感器66、67相当于检测从作为回转操作器的回转用遥控阀34输出的所述遥控压力即用于回转的指令信号的回转操作检测器，生成与该遥控压力相对应的遥控压力检测信号并输入到控制器51。控制器51包含根据该遥控压力的变化来判断上部回转体2的回转是否处于减速状态的减速状态判定部。所述回转操作检测器和所述减速状态判定部构成回转减速检测部。
[0060]在该装置中，所述回转用遥控阀34是液压挖掘机中作为用于进行回转操作的回转操作器而本就装备的要素，所述遥控压力传感器66、67是作为用于进行栗控制等的回转操作检测器而标准装备的要素，因此，利用这些要素来检测回转的减速状态能够进一步简化回路结构且进一步降低设备成本。
[0061]另外，本发明包含例如以下的实施方式。
[0062](I)本发明中，没有涉及再生马达所生产的能量的回收方式。所述第一及第二实施方式所涉及的再生马达47与发动机30连结来对其进行辅助，但本发明所涉及的再生马达也可以驱动混合动力挖掘机中的发电电动机来对发动机进行辅助，并且将该发电电动机生成的电力储存到蓄电器中，或者也可以利用本发明所涉及的再生马达来驱动与发动机无关的发电机，并将该发电机产生的电力储存到蓄电器中。
[0063](2)能够装设本发明的装置的工程机械并部限定于挖掘机。本发明也同样适用于其它工程机械，例如:与挖掘机同样地利用回转马达来回转驱动上部回转体，且能够利用从包含回转马达的液压致动器排出的工作油来驱动再生马达的工程机械。
[0064]本发明的目的在于提供一种无需大型设备就能同时实现防止气蚀和提高再生效率的工程机械的液压驱动装置。本发明提供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，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;液压栗，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。
[0065]该装置中，在回转减速时，从再生马达排出的再生排出油通过经由背压阀的第一再生油箱管路返回油箱，在除此以外的时候，再生排出油通过不经由背压阀的第二再生油箱管路直接返回油箱，因此，能够防止气蚀且提高再生马达的再生效率。而且，该效果可通过增加再生油箱管路切换阀及第二条再生油箱管路这样简单且廉价的设备追加来实现，不会导致设备成本大幅提高，也不会使回路结构复杂化。
[0066]较为理想的是，该液压驱动装置还包括用于检测所述补充管路的压力的压力检测器，在所述压力检测器检测到的压力在预先设定的压力值即与所述背压阀产生的背压相当的压力值以上时，无论是否检测到所述减速状态，所述再生油箱管路切换控制部都将所述再生管路切换阀切换至所述第二位置。
[0067]该装置中，即便检测到回转的减速状态，在补充管路的压力较高时，能够利用第二再生油箱管路来提高再生效率。例如，在所述上部回转体的回转与其它液压致动器的驱动同时进行的复合操作时，有时会由于来自该其它液压致动器的排出油通过背压阀而使补充管路中产生背压，该情况下，即便使再生排出油通过第二再生油箱管路直接返回油箱，补充管路中的压力也不会下降。因此，能够在避免气蚀的同时，通过使再生排出油直接返回油箱来增大再生马达的有效差压，以提高再生效率。
[0068]较为理想的是，本发明的回转减速检测部例如包括:检测所述上部回转体的回转速度的回转速度检测器；以及基于所述回转速度检测器所检测到的回转速度的变化判定该回转是否处于减速状态的减速状态判定部。该回转减速检测部直接检测上部回转体实际的回转速度即回转马达的实际动作，以此来判断回转是否处于减速状态，因此能够实现低误检可能性的准确的切换控制。
[0069]或者，本发明的回转减速检测部也可以包括:接受回转驱动、回转停止及回转减速等关于所述上部回转体的回转的操作并输出用于该回转的指令信号的回转操作器;检测所述回转操作器所输出的指令信号的回转操作检测器；以及基于所述回转操作检测器所检测到的指令信号来判定该回转是否处于减速状态的减速状态判定部。该回转减速检测部利用了原本用于上部回转体的回转操作或栗控制等的回转操作器或回转操作检测器，因此能够利用简单的回路结构及较低的设备成本来进行所述减速状态的检测。
【主权项】
1.一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； 液压栗，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。2.如权利要求1所述的工程机械的液压驱动装置，其特征在于还包括: 压力检测器，用于检测所述补充管路的压力，其中， 所述再生油箱管路切换控制部在所述压力检测器检测到的压力在预先设定的压力值即与所述背压阀产生的背压相当的压力值以上时，无论是否检测到所述减速状态，都将所述再生管路切换阀切换至所述第二位置。3.如权利要求1或2所述的工程机械的液压驱动装置，其特征在于: 回转减速检测部包括: 检测所述上部回转体的回转速度的回转速度检测器；以及 基于所述回转速度检测器所检测到的回转速度的变化来判定该回转是否处于减速状态的减速状态判定部。4.如权利要求1或2所述的工程机械的液压驱动装置，其特征在于: 回转减速检测部包括: 检测所述上部回转体的回转速度的回转速度检测器；以及 基于所述回转速度检测器所检测到的回转速度的变化来判定该回转是否处于减速状态的减速状态判定部。
【文档编号】F15B21/14GK106030124SQ201580008491
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年1月7日
【发明人】冈秀和
【申请人】神钢建机株式会社