液壓回路及作業機械的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有蓄積器的液壓回路以及在其上安裝有該液壓回路的作業機械。
【背景技術】
[0002]在作業機械中，動臂降低操作期間從動臂液壓缸排出的加壓油蓄積在蓄積器中，而擺動加速或減速期間從擺動液壓電機排出的加壓油也蓄積在蓄積器中(例如參見專利文獻I) O
[0003]專利文獻1:日本專利申請公報N0.2010-84888
[0004]當從動臂液壓缸排出的加壓油蓄積在蓄積器中時，將蓄積器的釋放壓力設置為較高以便盡可能高地增加蓄積器中的能量密度。另一方面，由于擺動液壓電機的釋放壓力設置為比其他致動器的系統壓力低些，因此，停止擺動時用于確保加速性能及制動性能的等于或高于該釋放壓力的壓力不能蓄積在蓄積器中。由此，蓄積器的上限壓力設置為低于釋放壓力。
[0005]由此，當從動臂液壓缸排出的加壓油和從擺動液壓電機排出的加壓油都蓄積在一個蓄積器中時，蓄積器的釋放壓力是依據擺動液壓電機的較低的釋放壓力來確定的。因此，很難增加蓄積器的能量密度。由于此原因，不得不增大蓄積器和栗電機，而且也增加了成本。

【發明內容】

[0006]本發明是鑒于此問題公開的，其目的是提供一種液壓回路及作業機械，該作業機械能分離液壓缸推出的液壓能量和當液壓電機啟動或停止旋轉時推出的液壓能量，以回收相應的液壓能量，從而高效地回收并使用相應的液壓能量。
[0007]根據權利要求1所述的發明是液壓回路，其包括:液壓缸;第一蓄積器，其蓄積液壓缸排出的操作流體;液壓電機，其獨立于液壓缸運行；電機驅動回路，其為液壓電機供給操作流體以使液壓電機旋轉并阻止操作流體的供給以停止液壓電機的旋轉;第二蓄積器，其蓄積電機驅動回路在液壓電機開始旋轉時釋放的操作流體以及電機驅動回路在液壓電機停止旋轉時借助液壓電機的旋轉慣性推出的操作流體;通道，其連接第一蓄積器及第二蓄積器以使二者彼此連通；以及開關閥，其設置在通道中以在第二蓄積器蓄積操作流體時關閉通道并在釋放操作流體時打開通道。
[0008]根據權利要求2所述的發明是根據權利要求1所述的液壓回路，其中，液壓回路還包括設置在液壓電機的第二蓄積器與電機驅動回路之間的順序閥。
[0009]根據權利要求3所述的發明是根據權利要求1或2所述的液壓回路，其中，液壓回路還包括:用于為液壓電機的電機驅動回路補充操作流體的補充通道；以及對操作流體進行加壓并為補充通道供給操作流體的栗。
[0010]根據權利要求4所述的發明是根據權利要求3所述的液壓回路，其中，栗具有為補充通道供給與液壓電機加速或減速相對應的操作流體量的排量控制功能。
[0011]根據權利要求5所述的發明是根據權利要求3或4所述的液壓回路，其中，栗為具有對驅動栗的發動機進行輔助的電機功能的輔助栗電機，第一蓄積器和第二蓄積器的功能為在輔助期間向輔助栗電機排放蓄積操作流體，開關閥具有在不進行發動機輔助排放時且當第一蓄積器的壓力低于第二蓄積器的壓力時關閉通道的功能，并且還具有在進行發動機輔助排放時打開通道的功能。
[0012]根據權利要求6所述的發明是一種作業機械，其包括:下行進體;上擺動體，其設置來通過液壓電機相對于下行進體可擺動；作業單元，其安裝在上擺動體上并通過液壓缸操作來上下移動；以及根據權利要求1-5中任一項所述的液壓回路，其設置在液壓缸及液壓電機中。
[0013]根據權利要求1中所公開的發明，蓄積從液壓缸推出的操作流體的第一蓄積器與蓄積在液壓電機開始旋轉時從電機驅動回路釋放的操作流體且在液壓電機停止旋轉時通過液壓電機的旋轉慣性從電機驅動回路推出的操作流體的第二蓄積器通過通道連通。開關閥設置在通道中間，以便當操作流體在第二蓄積器中蓄積時，通過開關閥關閉通道，并且當操作流體排出時，通過開關閥打開通道。當蓄積操作流體時，第一蓄積器和第二蓄積器由開關閥分離以便回收相應的液壓能量。因此，可有效地將能量回收到適于相應蓄積器的狀態。此外，可根據相應的設定壓力水平充分地增加相應蓄積器的能量密度。當排放操作流體時，可由用作大容量蓄積器的第一蓄積器和第二蓄積器這兩者來使用所蓄積的壓力能量。因此，可減小蓄積器的大小以及成本。
[0014]根據權利要求2中所公開的發明，可通過順序閥來防止電機驅動回路側上的壓力增加。因此，可平穩地執行第二蓄積器中的能量蓄積以及停止液壓電機的操作。
[0015]根據權利要求3中所公開的發明，通過將操作流體從栗推到連接到電機驅動回路的補充通道，可以防止在液壓電機側上出現真空并防止因真空引起的電機故障。
[0016]根據權利要求4中所公開的發明，將與液壓電機的加速或減速相對應的操作流體量從具有排量控制功能的栗供給到補充通道。因此，可以將防止出現真空所需的合適量的操作流體供給到補充通道，并減少不必要的能量損失。
[0017]根據權利要求5中所公開的發明，當不執行輔助排放且第一蓄積器的壓力低于第二蓄積器的壓力時，由開關閥關閉兩個蓄積器之間的通道。因而，可根據相應的設定壓力水平充分地增加相應蓄積器的能量密度。另外，當執行輔助排放時，由于通道是通過開關閥打開的，因此，可以將足夠量的操作流體從其中第一蓄積器和第二蓄積器相組合的大容量蓄積器供給至輔助栗電機，從而對電機進行輔助驅動。因此，可利用又小又便宜的蓄積器的組合來實現輔助蓄積回路。
[0018]根據權利要求6中所公開的發明，上擺動體通過液壓電機相對于下行進體擺動，并且，在擺動加速或減速時第二蓄積器中的能量蓄積以及能量從第二蓄積器到第一蓄積器的排放可由開關閥適當地控制。因此，可通過第一蓄積器來回收達到高壓力水平的作業單元的勢能。另外，可以在第二蓄積器回收上擺動體的擺動能量時改善能量回收效率。
【附圖說明】
[0019]圖1是示出根據本發明的液壓回路的實施例的回路圖；
[0020]圖2是示出液壓回路的開關狀態的回路圖；
[0021]圖3是示出液壓回路的另一種開關狀態的回路圖；以及
[0022]圖4是示出根據本發明的作業機械的實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0023]在下文中，將根據圖1至圖4所示的實施例對本發明進行詳細描述。
[0024]如圖4所示，作為作業機械的挖掘機HE的車體I包括下行進體2和上擺動體3，上擺動體3設置在下行進體2上從而可通過作為液壓電機的擺動電機3m擺動。發動機、栗等安裝在其中的機械室4、用于保護操作者的駕駛室5以及作業單元6安裝在上擺動體3上。
[0025]作業單元6具有這樣一種構造:在上下方向上通過兩個作為液壓缸的平行布置的動臂油缸7cl和7c2進行旋轉的動臂7的底端由上擺動體3支撐，在前后方向上通過斗桿油缸8c進行旋轉的斗桿8由動臂7的遠端支撐，并且通過伊^斗油缸9c進行旋轉的伊^斗9由斗桿8的遠端支撐。動臂油缸7cl和7c2相對于同一動臂7平行地布置并且同時執行相同的操作。
[0026]圖1至圖3示出了發動機動力輔助系統，其在動臂油缸7cl的幫助下在蓄積器中蓄積作業單元6的勢能并在擺動電機3m的幫助下在蓄積器中蓄積上擺動體3的動能，進而將能量用來輔助發動機功率。
[0027]接著，將主要基于圖2對該系統的回路構造進行描述。
[0028]用作具有電機功能的栗并輔助發動機11的輔助栗電機15直接地或通過齒輪連接到主栗12、13的主栗軸14，主栗由安裝在機械室4中的發動機11進行驅動。主栗12、13和輔助栗電機15具有能夠通過調整斜角(傾斜角)可變地調節栗/電機排量(活塞行程)的旋轉斜盤。斜角(傾斜角)由調節器16、17、18控制并由斜角傳感