CN101438064A - 作业机械中的液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种作业机械中的液压控制系统，能够可靠地回收和再利用进行升降动作的作业部具有的势能，同时，在利用已被回收的势能的情况下，避免了作业部的速度变慢的不良状况。具有从油箱(11)吸入油并输出的第一主泵(9)、将在作业部下降时从动臂缸(8)的头侧油室(8a)排出的油储压的储压器、吸入已储压在该储压器中的压力油并输出的混合泵(32)，另一方面，在动臂上升时，将混合泵(32)的输出油向头侧油室(8a)供给，同时，在来自混合泵(32)的供给流量不足的情况下，第一主泵(9)向头侧油室(8a)供给该不足的流量。

Description

作业机械中的液压控制系统
技术领域
[0001]本发明属于在具有进行升降的作业部的作业机械中，能够回收、再利用作业部具有的势能的作业机械中的液压控制系统的技术领域。
背景技术
[0002]一般地，液压挖掘机或起重机等作业机械，具有升降自由的作业部，同时，该作业部的升降基于从液压泵供给压力油的液压缸的伸缩动作来进行，在此作业机械中，已往在作业部下降时从液压缸的重量保持侧油室向油箱排出的油，为了防止因作业部的自重引起的急剧的下落，由设置在进行液压缸的油供给排出控制的控制阀上的节流孔进行出口节流控制。即，与地面相比位于上方的作业部具有势能，该势能在通过上述控制阀的节流孔时变换成热能，进而该热能由油冷却器排放到大气中，成为浪费的能量损失。
因此，为了回收、再利用作业部具有的势能，除了通常的液压缸以外还设置了辅助液压缸(assistant cylinder)，当作业部下降时，将从辅助液压缸的重量保持侧油室排出的油储压在储压器中，同时，当作业部上升时，将储压在储压器中的压力油向辅助缸的重量保持侧供给，这样的技术已被公开(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本第2582310号公报
发明内容
发明所要解决的课题
[0003]上述专利文献1的作业机械，虽然在作业部下降时，来自辅助液压缸的排出油被储压在储压器中，但是来自为了升降作业部而设置的通常的液压缸的排出油，经由控制阀向油箱排出，仅工作机具有的势能之中的一部分被回收。而且，在作业部上升时，在未充分地储压在储压器中的情况下，因为从液压泵经控制阀向通常的液压缸供给的压力油的一部分，向辅助液压缸供给，同时，被用于储压器储压用，所以作业部的上升速度变慢，存在工作效率下降的问题。
因此，提倡不用设置辅助液压缸，将在作业部下降时的来自通常的液压缸的排出油储压在储压器中，同时，在作业部上升时，将储压在该储压器中的压力油向液压缸供给的方案，但是在此情况下，由于储压器的储压状态，有时不能向液压缸进行充分的压力油供给。这样，如果向液压缸供给压力油的流量被储压器的储压状态左右，则不能正确地控制作业部的上升速度，存在工作性差的问题，在此存在本发明要解决的课题。
为了解决课题的手段
[0004]本发明是鉴于上述那样的实际情况以解决这些课题为目的而创造的，技术方案1的发明是一种作业机械中的液压控制系统，其特征在于，具有使作业部升降的液压缸、从油箱吸入油并输出的第一主泵、将在作业部下降时从液压缸的重量保持侧油室排出的油储压的储压器、吸入已储压在该储压器中的压力油并输出的混合泵，另一方面，在作业部上升时，将上述混合泵的输出油向液压缸的重量保持侧油室供给，同时，在从混合泵向液压缸的供给流量不足的情况下，从第一主泵向液压缸的重量保持侧油室供给该不足的流量。
通过这样做，在作业部下降时，从液压缸的重量保持侧油室排出的油被储压在储压器中，另一方面，在作业部上升时，来自将已被储压在储压器中的压力油吸入而输出的混合泵的压力油向液压缸的重量保持侧油室供给，同时，在来自该混合泵的供给流量不足的情况下，供给来自第一主泵的压力油，而且，能够与储压器的储压状态无关地进行向液压缸的重量保持侧油室的压力油供给，但是，上述混合泵，因为吸入并输出已被储压在储压器中的高压的压力油，所以吸入侧和输出侧的差压小，能够用较少的所需要的动力进行压力油供给，因而，在作业部上升时能够再利用作业部下降时已回收在储压器中的势能，能够较大地对节能化做出贡献。
技术方案2的发明，是技术方案1所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统具有从油箱吸入油并输出的第二主泵，同时，在作业部上升时，使来自上述第二主泵的供给流量与来自混合泵及第一主泵的供给流量合流后向液压缸的重量保持侧油室供给。
通过这样做，在作业部上升时，第二主泵的供给流量与来自混合泵和第一主泵的供给流量合流后向液压缸的重量保持侧油室供给，即使是抗重量载荷的方向的作业部上升，也不用担心速度降低，能够有助于工作效率的提高。
技术方案3的发明，是技术方案1或2所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统是这样的结构：具有用于检测储压器的储压状态的储压状态检测机构，同时，能够使得从混合泵向液压缸的供给流量与储压器的储压状态的增减变化对应地被进行增减控制，另一方面，能够将从第一主泵向液压缸的供给流量控制成随着从混合泵向液压缸的供给流量的减少而增加的结构。
通过做成这样，能够与储压器的储压状态相应地平衡性良好地向液压缸供给来自混合泵的供给流量和来自补充该混合泵的不足流量的第一主泵的供给流量，同时，例如，在作业部上升时，在直到储压器变空之前，只从混合泵供给压力油，在已变空的时刻能够切换成从第一主泵供给压力油，在来自混合泵的压力油供给与来自第一主泵的压力油供给之间的切换时，不存在损害作业部的圆滑的动作的不良状况，操作性优良。
技术方案4的发明，是技术方案1至3中的任一项所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统具有控制从第一主泵向液压缸的供给流量的第一控制阀、和控制从混合泵向液压缸的供给流量的第三控制阀。
通过做成这样，能够精度良好地控制从第一主泵和混合泵向动臂缸(boom cylinder)的供给流量。
技术方案5的发明，是技术方案1至4中的任一项所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统是以如下的方式构成的：具有用于检测储压器的储压状态的储压状态检测机构，同时，能够使得混合泵的输出流量与储压器的储压状态的增减变化对应地被进行增减控制。
通过做成这样，不会浪费混合泵的输出流量，而且能够不会不足流量地向液压缸供给。
技术方案6的发明，是技术方案1至5中的任一项所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统是以如下的方式构成的：具有将作业部下降时从液压缸的重量保持侧油室排出的压力油向储压器及混合泵的吸入侧供给的回收油路，同时，混合泵在作业部下降时，能够吸入从上述回收油路供给的压力油并向液压缸的重量保持侧相反侧油室供给。
通过做成这样，在作业部下降时，从液压缸的重量保持侧油室排出的压力油被储压在储压器中，同时，向混合泵的吸入侧供给并由该混合泵向液压缸的反重量侧油室供给，而且，能够可靠地回收、再利用作业部具有的势能，能够较大地对节能化做出贡献。
技术方案7的发明，是技术方案6所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，在回收油路上配置了控制从液压缸的重量保持侧油室排出的压力油的流量的回收用阀。
通过做成这样，因为由回收用阀控制来自液压缸的重量保持侧油室的排出流量，所以能够控制作业部的下降速度，能够得到良好的操作性。
附图说明
[0005]
图1是液压挖掘机的侧视图。
图2是液压控制系统的回路图。
图3是液压控制系统的回路图。
图4是表示控制器的输入输出的方块图。
符号说明
[0006]
4：作业部
8：动臂缸
8a：头侧油室
8b：杆侧油室
9：第一主泵
10：第二主泵
11：油箱
18：第一控制阀
32：混合泵
35：混合泵用调节器
36：储压器
37：第三控制阀
40：回收油路
41：回收用阀
60：储压器用压力传感器
具体实施方式
[0007]下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在图1中，符号1是作为作业机械的一例的液压挖掘机，该液压挖掘机1包括履带式的下部行驶体2、旋转自由地支承在下部行驶体2的上方的上部旋回体3、安装在该上部旋回体3的前面的作业部4等部分，进而该作业部4包括基端部上下摆动自由地支承在上部旋回体3上的动臂(boom)5、前后摆动自由地支承在该动臂5的前端部上的斗杆(arm)6、安装在该斗杆6的前端部的铲斗7等。
[0008]符号8是为了使上述动臂5上下摆动而进行伸缩动作的左右一对的动臂缸(相当于本发明技术方案中的液压缸)，该动臂缸8被构成为：能够由头侧油室8a(相当于本发明技术方案中的重量保持侧油室)的压力保持作业部4的重量，同时，通过向该头侧油室8a供给压力油及从杆侧油室8b(相当于本发明技术方案中的重量保持侧相反侧油室)排出油进行伸长而使动臂5上升，另外，通过向杆侧油室8b供给压力油及从头侧油室8a排出油进行缩小而使动臂5下降。而且，伴随上述动臂5的上升，作业部4具有的势能增加，该势能通过后述的液压控制系统，在动臂5下降时被回收，该被回收的能量，在动臂5上升时被利用。
[0009]接着，根据图2、图3的回路图对上述液压控制系统进行说明，在这些附图中，符号9、10是经泵驱动齿轮部G与搭载在液压挖掘机1上的发动机E连结的第一、第二主泵，这些第一、第二主泵9、10被做成为：从油箱11吸入工作油而向第一、第二泵油路12、13输出。另外，在图2、图3中，带圆圈的数字是结合件记号，对应的带圆圈的数字彼此连接。
[0010]符号14、15是进行第一、第二主泵9、10的输出流量控制的第一、第二调节器，该第一、第二调节器14、15，接受来自由后述的控制器16控制的主泵控制用电磁比例减压阀17的控制信号压，并为了进行发动机转速和作业负荷对应的泵输出而进行动作，同时，接受第一、第二主泵9、10的输出压力而进行定马力控制。进而，第一、第二调节器14、15被构成为：也能够与后述的第一、第二控制阀18、19的阀柱的移动行程相对应并进行使泵流量增减的反向流量控制。
[0011]另一方面，上述第一、第二控制阀18、19是分别与第一、第二泵油路12、13连接的方向切换阀，这些第一、第二控制阀18、19，为了向动臂缸8供给第一、第二主泵9、10的输出油而进行动作，另外，上述第一、第二主泵9、10，不仅是动臂缸8的，而且也是设置在液压挖掘机1上的其他的多个液压动作执行器(虽未图示，但如行驶马达、旋回马达、斗杆缸、铲斗缸等)的压力油供给源，同时，在第一、第二泵油路12、13上，也连接着其他的液压动作执行器用的控制阀，但省略了它们。
[0012]上述第一控制阀18，由具有上升侧、下降侧导压口(pilotport)18a、18b的滑阀构成，而且在没有向两导压口18a、18b输入先导压的状态下，位于对动臂缸8不进行给油和排油的中立的位置N，但是，通过把先导压输入给上升侧导压口18a，阀柱进行移动，经由缸头侧油路20将第一主泵9的压力油向动臂缸8的头侧油室8a供给，另一方面，切换到使从杆侧油室8b排出到缸杆侧油路21的油经由返回油路22流入油箱11的上升侧位置X。另外，通过将先导压力输入给下降侧导压口18b，阀柱向上述上升侧位置X的相反侧移动，切换到将从头侧油室8a排出到缸头侧油路20的油经由再生用阀路18c从缸杆侧油路21向杆侧油室8b供给的下降位置Y。另外，上述缸头侧油路20是与头侧油室8a连接的油路，用于将油向动臂缸8的头侧油室8a供给或排出，缸杆侧油路21是与杆侧油室8b连接的油路，用于将油向动臂缸8的杆侧油室8b供给或排出。
[0013]在此，上述下降位置Y的设置在第一控制阀18上的再生用阀路18c，是连通动臂缸8的头侧油室8a和杆侧油室8b的阀路，在该再生用阀路18c上配设了容许油从头侧油室8a向杆侧油室8b流动但阻止逆方向流动的单向阀18d、节流孔18e。而且，如上所述，当第一控制阀18处于下降位置Y时，从头侧油室8a排出的油，经再生用阀路18c向杆侧油室8b供给，但其流量，是因配置在再生用阀路18c上的节流孔18e的开口特性(该节流孔18e的开口特性是与第一控制阀18的阀柱的移动行程进行设定)、和头侧油室8a与杆侧油室8b的差压进行变化的。
[0014]另一方面，第二控制阀19由具有上升侧导压口19a的滑阀构成，而且被构成为：在没有向上升侧导压口19a输入先导压的状态下，位于对动臂缸8不进行给排油的中立位置N，但是，通过向上升侧导压口19a输入先导压，阀柱进行移动，切换到将第二主泵10的压力油经由缸头侧油路20向动臂缸8的头侧油室8a供给的上升侧位置X。
[0015]另外，符号23、24、25是第一上升侧、第一下降侧、第二上升侧电磁比例减压阀，这些电磁比例减压阀23、24、25，基于来自控制器16的控制信号进行动作，以便分别向上述第一控制阀18的上升侧导压口18a、下降侧导压口18b、第二控制阀19的上升侧导压口19a输出先导压。而且，与从这些第一上升侧、第一下降侧、第二上升侧电磁比例减压阀23、24、25的先导压的压力的增减相对应，第一、第二控制阀18、19的阀柱的移动行程能够增减，由此，被构成为能够进行从第一、第二控制阀18、19向动臂缸8的给排油的流量控制。另外，在图2、图3中，符号26是作为先导液压源的先导泵。
[0016]进而，在第一、第二控制阀18、19上，形成了将第一、第二主泵9、10的压力油经第一、第二限反向控制阀27、28流入油箱11的中间位置旁通阀路18f、19b。该中间位置旁通阀路18f、19b的开口量，当第一、第二控制阀18、19处于中立位置N时最大，被控制成切换到上升侧位置X的阀柱的移动行程越大其开口量越小，但下降侧位置Y的第一控制阀18的中间位置旁通阀路18f，具有维持不取决于阀柱的移动行程的大的开口的特性，因此，下降侧位置Y的第一控制阀18的中间位置旁通阀路18f的通过流量，被设定成不因通过中立位置N时的流量而变化。而且，上述中间位置旁通阀路18f、19b的通过流量，作为反向控制信号输入给上述第一、第二调节器14、15，中间位置旁通阀路18f、19b的通过流量越少，第一、第二主泵9、10的输出流量越增加，越能够进行所谓的反向流量控制。在此，如上所述，第一控制阀18的中间位置旁通阀路18f的通过流量，即使切换到下降位置Y，也与处于中立位置N时没有变化，而且，第一控制阀18在下降位置Y时的第一主泵9的输出流量，由反向流量控制控制成最小。
[0017]另外，符号29是配置在上述缸头侧油路20的漂移降低阀，符号30是基于来自控制器16的ON信号从OFF位置N切换到ON位置X的漂移降低阀用电磁切换阀，上述漂移降低阀29被构成为：通常容许油从上述第一、第二控制阀18、19及后述的第三控制阀37向动臂缸8的头侧油室8a流动，而逆方向的流动，在漂移降低阀用电磁切换阀30处于OFF位置N时被阻止，只是处于ON位置X时容许。符号31是与缸头侧油路20连接的溢流阀，由该溢流阀31限制缸头侧油路20的最高压力。
[0018]另一方面，符号32是混合泵，此泵也经泵驱动齿轮部G与发动机E连结着，该混合泵32吸入从吸入油路33供给的油而输出给混合泵油路34，同时，混合泵32的输出流量控制被构成为：由基于从控制器16输出的控制信号进行动作的混合泵用调节器35来进行。
[0019]在此，在上述吸入油路33上，如后述的那样，能够供给储压器36的储压油或者来自动臂缸8的头侧油室8a的排出油，而且，混合泵32吸入储压器36的储压油或者来自动臂缸8的头侧油室8a的排出油而向混合泵油路34输出。但是，储压器36的储压油及来自头侧油室8a的排出油是高压油，其压力将向混合泵32供给驱动力，而且，混合泵32，不仅能够由发动机E，而且也能够由储压器36的储压油或者来自头侧油室8a的排出油供给驱动力。
[0020]符号37是与上述混合泵油路34连接的第三控制阀，该第三控制阀37基于来自控制器16的控制信号进行动作，以便把从混合泵32输出的压力油向动臂缸8供给。
[0021]如果对上述第三控制阀37详细地进行说明，则该第三控制阀37是基于输入来自控制器16的控制信号的第三上升侧、第三下降侧电油变换阀38、39的动作来移动阀柱的方向切换阀，在动作信号没有输入给两电油变换阀38、39的状态下，位于没有对动臂缸8进行给排油的中立位置N，但是通过将动作信号输入给第三上升侧电油变换阀38，阀柱移动，切换到将混合泵32的输出油经由缸头侧油路20向动臂缸8的头侧油室8a供给，另一方面，将从杆侧油室8b向缸杆侧油路21排出的油经由返回油路22流入油箱11的上升侧位置X。另外，通过将动作的控制信号输入给第三下降侧电油变换阀39，阀柱向上述上升侧位置X的相反侧移动，切换到将混合泵32的输出油经由缸杆侧油路21向动臂缸8的杆侧油室8b供给的下降侧位置Y。
[0022]上述第三控制阀37的阀柱的移动行程，由从控制器16向第三上升侧、第三下降侧电油变换阀38、39输入的动作信号的信号值进行增减控制，而且被构成为由该阀柱的移动行程的增减控制进行从第三控制阀37向动臂缸8的给排油的流量控制。
[0023]进而，符号40是从上述缸头侧油路20分支形成的回收油路，在该回收油路40上，配置了回收用阀41，同时，在该回收用阀41的下游侧，与储压器油路42和上述吸入油路33连接着。进而，在回收油路40上，配置了容许油从缸头侧油路20向储压器油路42及吸入油路33流动但阻止逆方向的流动的单向阀43。而且，能够将从动臂缸8的头侧油室8a向缸头侧油路20排出的油，经由回收油路40向储压器油路42及吸入油路33供给。
[0024]上述回收用阀41，是基于输入来自控制器16的控制信号的回收用电油变换阀44的动作使阀柱移动的开闭阀，在动作信号没有输入给回收用电油变换阀44的状态下，位于关闭回收油路40的闭位置N，但是通过向回收用电油变换阀44输入动作信号，阀柱进行移动，则能够切换到打开回收油路40的开位置X。
[0025]上述回收用阀41的阀柱的移动行程被构成为，能够由从控制器16向回收用电油变换阀44输入的动作信号的信号值进行增减控制，而且，能够由该阀柱的移动行程的增减控制，进行从动臂缸8的头侧油室8a经由回收油路40向储压器油路42及吸入油路33流的油的流量控制。
[0026]另一方面，储压器油路42是从回收油路40经由储压器单向阀45至储压器36的油路，该储压器油路42的最高压力，由与储压器油路42连接的溢流阀46限制。另外，在本实施方式中，储压器36，作为液压能蓄积用阀，使用了最佳的气囊型的阀，但也不被其限定，例如，也可以是活塞型的阀。
[0027]上述储压器单向阀45是用提升阀47和基于从控制器16输出的ON信号从OFF位置N切换到ON位置X的储压器单向阀用电磁切换阀48构成的。而且，上述提升阀47被做成为：从回收油路40向储压器36的油的流动，无论储压器单向阀用电磁切换阀48是在OFF位置N还是在ON位置X都容许，而从储压器36向吸入油路33的油的流动，在储压器单向阀用电磁切换阀48位于OFF位置N时被阻止，只在位于ON位置X时被容许。另外，从回收油路40向储压器36的油的流动，如上所述，无论储压器单向阀用电磁切换阀48是在OFF位置N还是在ON位置X都被容许，但在储压器单向阀用电磁切换阀48位于ON位置X的状态下，因为储压器油路42的压力不作用在关闭提升阀47的阀路的方向上，所以能够在几乎没有压力损失的状态下使油从回收油路40流向储压器油路42。
[0028]再有，符号49是从上述吸入油路33分支形成并通至油箱11的排出油路，在该排出油路49上配置了油箱单向阀50。
[0029]上述油箱单向阀50是用提升阀51和基于从控制器16输出的ON信号从OFF位置N切换到ON位置X的油箱单向阀用电磁切换阀52构成的。上述提升阀51只在油箱单向阀用电磁切换阀52位于ON位置X时容许油从吸入油路33向油箱11流动，而在位于OFF位置N时阻止油流动。而且，例如，在液压挖掘机1的作业结束时或维修时等，通过将储压器单向阀用电磁切换阀48及油箱单向阀用电磁切换阀52一起切换到ON位置X，能够将储压在储压器36中的压力油排放到油箱11中。
[0030]另一方面，上述控制器16是用微型计算机等构成的，如图4的方块图所示，输入来自检测未图示的动臂用操作杆的操作方向及操作量的动臂操作检测机构53、用于检测第一主泵9的输出压的与第一泵油路12连接的第一输出侧压力传感器54、用于检测第二主泵10的输出压的与第二泵油路13连接的第二输出侧压力传感器55、用于检测混合泵32的输出压的与混合泵油路34连接的第三输出侧压力传感器56、用于检测混合泵32的吸入侧的压力的与吸入油路33连接的吸入侧压力传感器57、用于检测动臂缸8的头侧油室8a的压力的与缸头侧油路20连接的缸头侧压力传感器58、用于检测动臂缸8的杆侧油室8b的压力的与缸杆侧油路21连接的缸杆侧压力传感器59、用于检测储压器36的压力的与储压器油路42连接的储压器用压力传感器60等的信号，基于这些输入信号，向上述的主泵控制用电磁比例减压阀17、第一上升侧电磁比例减压阀23、第一下降侧电磁比例减压阀24、第二上升侧电磁比例减压阀25、漂移降低阀用电磁切换阀30、混合泵用调节器35、第三上升侧电油变换阀38、第三下降侧电油变换阀39、回收用电油变换阀44、储压器单向阀用电磁切换阀48、油箱单向阀用电磁切换阀52等输出控制信号。
[0031]在此，符号61是设置在控制器16上的储压状态运算部，该储压状态运算部61，基于从储压器用压力传感器60(相当于本发明技术方案中的储压状态检测机构)输入的储压器油路42的压力，运算现在的储压器36的储压状态(％)。该储压状态(％)，例如，如果储压器油路42的压力等于储压器36的预压力(储压开始设定压)，则被运算为0％，如果已在储压器36中充分储压并成为被设定的设定压力以上，则被运算为100％。如果是在预压和设定压力之间，则储压器油路42的压力越大，被运算成百分率越高，在该储压状态的运算中，根据需要进行温度修正。
[0032]接着，对在向动臂上升侧操作动臂用操作杆的情况下即从动臂操作检测机构53输入了动臂上升侧操作的检测信号的情况下的控制器16的控制进行说明。在此情况下，因为控制器16的控制因上述储压状态运算部61运算的储压器36的储压状态而不同，所以，首先对储压状态为100％，即在储压器36已被充分储压的情况进行说明。
[0033]在以储压器36的储压状态为100％向动臂上升侧操作的情况下，控制器16，对主泵控制用电磁比例减压阀17输出控制信号，以便成为与发动机转速对应的泵输出，同时，对第二上升侧电磁比例减压阀25输出控制信号，以便向第二控制阀19的上升侧导压口19a输出与动臂操作杆的操作量对应的先导压。由此，第二控制阀19使阀柱移动与动臂用操作杆的操作量对应的行程量，切换到上升侧位置X。而且，第二主泵10的输出油，经由上升侧位置X的第二控制阀19流向缸头侧油路20，向动臂缸8的头侧油室8a供给。
[0034]再有，控制器16对混合泵用调节器35输出控制指令，使得混合泵32的输出流量成为与动臂用操作杆的操作量对应的流量，同时，对第三上升侧电油变换阀38输出与动臂操作杆的操作量对应的信号值的动作信号。由此，第三控制阀37使阀柱移动与动臂操作杆的操作量对应的行程量，切换到上升侧位置X。而且，混合泵32的输出油经由上升侧位置X的第三控制阀37流向缸头侧油路20，在该缸头侧油路20中与上述的第二主泵10的输出油合流，向动臂缸8的头侧油室8a供给。另一方面，动臂缸8的杆侧油室8b的油，经由上升侧位置X的第三控制阀37向油箱11排出。
[0035]再有，控制器16，对储压器单向阀用电磁切换阀48输出ON信号，以便切换到ON位置X。由此，储压器单向阀45成为容许油从储压器油路42向吸入油路33流动的状态。而且，储压在储压器36中的压力油经由吸入油路33向混合泵32的吸入侧供给。
[0036]另外，在以储压状态为100％向动臂上升侧操作动臂用操作杆的情况下，从控制器16向第一上升侧、第一下降侧电磁比例减压阀23、24不输出先导压输出的控制信号，第一控制阀18被保持在中立位置N。由此，第一主泵9的输出油不向动臂缸8供给，同时，由反向控制流量控制进行控制，使得第一主泵9的流量为最小。
[0037]再有，从控制器16向回收用电油变换阀44不输出动作信号，回收用阀41位于关闭回收油路40的闭位置N。由此，来自上述的第二控制阀19及第三控制阀37的供给压力油，不会流向储压器油路42及吸入油路33，而是能够向动臂缸8的头侧油室8a供给。
[0038]接着，对以储压器36的储压状态为0％向动臂上升侧进行操作的情况进行说明，但是在此情况下，对主泵控制用电磁比例减压阀17、第二上升侧电磁比例减压阀25、储压器单向阀用电磁切换阀48、回收用电油变换阀44，是进行与以上述的储压状态为100％向动臂上升侧进行操作的情况同样的控制。
[0039]再有，控制器16，在以储压状态为0％向动臂上升侧进行操作的情况下，对第一上升侧电磁比例减压阀23输出控制信号，以便向第一控制阀18的上升侧导压口18a输出与动臂用操作杆的操作量对应的先导压。由此，第一控制阀18使阀柱移动与动臂用操作杆的操作量对应的行程量，切换到上升侧位置X。而且，第一主泵9的输出油，经由上升侧位置X的第一控制阀18流向缸头侧油路20，在该缸头侧油路20中与第二主泵10的压力油合流，向动臂缸8的头侧油室8a供给。另一方面，动臂缸8的杆侧油室8b的油，经由上升侧位置X的第一控制阀18向油箱11排出。
[0040]再有，控制器16对混合泵用调节器35输出控制指令，使得混合泵32的输出流量为零，即停止混合泵32的压力油供给。另外，从控制器16向第三上升侧、第三下降侧电油变换阀38、39不输出动作指令，第三控制阀37被保持在中立位置N。由此，不能从混合泵32向动臂缸8的头侧油室8a供给压力油。
[0041]另一方面，在储压器36的储压状态处于0％～100％之间(但是，不包含0％和100％)时，在向动臂上升侧进行操作的情况下，控制器16向第一上升侧电磁比例减压阀23及第三上升侧电油变换阀38输出控制信号，将第一控制阀18及第三控制阀37切换到上升侧位置X，由此，进行控制，使得来自混合泵32的供给压力油及来自第一主泵9的供给压力油合流，向动臂缸8的头侧油室8a供给，但是在此情况下，被控制成随着储压器36的储压状态变少，混合泵32的输出流量及第三控制阀37的阀柱的移动行程变小，另一方面，第一控制阀18的阀柱的移动行程变大。即，随着储压器36的储压状态变少，来自混合泵32的供给流量减少，另一方面，来自第一主泵9的流量增加，但是在此情况下，被控制成将来自混合泵32的供给流量和来自第一主泵9的供给流量相加成为一泵份儿的流量。
[0042]再有，在储压状态为0％～100％之间时，也对主泵控制用电磁比例减压阀17、第二上升侧电磁比例减压阀25、储压器单向阀用电磁切换阀48、回收用电油变换阀44进行与以上述的储压状态为100％向动臂上升侧进行操的情况同样的控制。
[0043]而且，在动臂5上升时，在储压器36的储压状态为100％的时候，从混合泵32供给的一泵份儿的流量和从第二主泵10供给的一泵份儿的流量合流后向动臂缸8的头侧油室8a供给，另外，在储压器36的储压状态为0％时，不从混合泵32供给压力油，代之从第一主泵9供给的一泵份儿的流量和从第二主泵9供给的一泵份儿的流量合流后向头侧油室8a供给，进而，当储压器36的储压状态为0％～100％之间时，从混合泵32及第一主泵9供给的相加后成为一泵份儿的流量和从第二主泵10供给的一泵份儿的流量合流后向头侧油室8a供给。由此，在动臂5上升时，与储压器36的储压状态无关，通常能够向头侧油室8a供给两泵份儿的流量，即使是作业部4的抗重量载荷的动臂5上升，也能以与动臂用操作杆的操作量对应的所希望的速度使动臂5上升，但是在此情况下，上述混合泵32，因为吸入并输出已储压在储压器36中的高压的压力油，所以吸入侧和输出侧之间的差压小，能够以比第一、第二主泵9、10大幅度地少的所需要动力进行压力油供给。
[0044]接着，对在动臂用操作杆向动臂下降侧进行操作的情况下即从动臂操作检测机构53输入动臂下降侧操作的检测信号的情况下的控制器16的控制进行说明。在此情况下，与不依赖于储压器36的储压状态的控制器16的控制相同。
[0045]即，在动臂用操作杆向动臂下降侧进行操作的情况下，控制器16对主泵控制用电磁比例减压阀17输出控制信号，使得泵输出降低，同时，对第一下降侧电磁比例减压阀24输出控制信号，使得向第一控制阀18的下降侧导压口18b输出与动臂用操作杆的操作量对应的先导压。由此，第一控制阀18使阀柱移动与动臂用操作杆的操作量对应的行程量，切换到下降侧位置Y。而且，经由该下降侧位置Y的再生用阀路18c，向杆侧油室8b供给来自动臂缸8的头侧油室8a的排出油，同时，如上所述，因为下降侧位置Y的中间位置旁通阀路18f的通过流量不变化，所以第一主泵9的输出流量由反向控制流量控制控制成最小。
另外，第二控制阀19，在动臂5的下降时被保持在中立位置N，而且，不进行对动臂缸8的给排油，同时，第二主泵10的输出量也由反向控制流量控制控制成最小。
[0046]再有，控制器16对混合泵用调节器35输出控制指令，使得混合泵32的输出流量成为与动臂用操作杆的操作量对应的流量，同时，对第三下降侧电油变换阀39输出与动臂用操作杆的操作量对应的信号值的动作信号。由此，第三控制阀37使阀柱移动与动臂用操作杆的操作量对应的行程量，切换到下降位置Y。而且，混合泵32的输出油经由下降侧位置Y的第三控制阀37流向缸杆侧油路21，向动臂缸8的杆侧油室8b供给。
[0047]再有，控制器16对漂移降低阀用电磁切换阀30输出ON信号，以便切换到ON位置X。由此，漂移降低阀29成为容许从动臂缸8的头侧油室8a排出油的状态。
[0048]再有，控制器16对回收用电油变换阀44输出与动臂用操作杆的操作量对应的信号值的动作信号。由此，回收用阀41使阀柱移动与动臂用操作杆的操作量对应的行程量，切换到打开回收油路40的开位置X。而且，从动臂缸8的头侧油室8a排出的油，经由回收油路40流向储压器油路42及吸入油路33，被储压在储压器36中，同时，向混合泵32的吸入侧供给，这时，控制器16对储压器单向阀用电磁切换阀48输出ON信号，以便切换到ON位置X。由此，能够在几乎没有压力损失的状态下从回收油路40使油流向储压器油路42。
[0049]而且，在动臂5下降时，来自混合泵32的压力油将向动臂缸8的杆侧油室8b供给，在此情况下，上述混合泵32，因为吸入从头侧油室8a排出的高压的压力油后输出，所以吸入侧和输出侧之间的差压小，能够以比第一主泵9大幅度地少的所需要动力进行压力油供给。
[0050]另一方面，在动臂5下降时，从动臂缸8的头侧油室8a排出的油，与作业部4具有的势能相比成为高压，同时，由于作用在活塞8c上的受压面积的关系，相对于向杆侧油室8b的供给量而言为大致2倍的排出量，但是来自该头侧油室8a的排出油向混合泵32的吸入侧供给，如上述的那样，从混合泵32向杆侧油室8b供给，同时，被储压在储压器36中。而且，储压在该储压器36中的压力油，如上所述，在动臂5上升时，将从混合泵32向头侧油室8a供给。而且，能够不会浪费地回收、再利用作业部4具有的势能。
另外，在动臂5下降时，来自头侧油室8a的排出油之中的一部分，经由第一控制阀18的再生用阀路18c向杆侧油室8b供给。
[0051]在如上述构成的本方式中，动臂缸8由头侧油室8a的压力保持作业部4的重量，同时，通过向头侧油室8a供给压力油及从杆侧油室8b排出油进行伸长而使动臂5上升，另外，通过向杆侧油室8b供给压力油及从头侧油室8a排出油进行缩小而使动臂5下降，但是在该动臂缸8的液压控制系统中，设置了在动臂5下降时将从动臂缸8的头侧油室8a排出的油储压的储压器36，同时，作为用于向动臂缸8供给压力油的泵，设置了从油箱11吸入油而输出的第一、第二主泵9、10和吸入已储压在储压器36中的压力油而输出的混合泵32。而且，在动臂5上升时，在储压器36充分储压的情况下，从第二主泵10供给的一泵份儿的流量和从混合泵32供给的一泵份儿的流量合流后向头侧油室8a供给，另一方面，在储压器36的储压不充分、从混合泵32向头侧油室8a的供给流量不足的情况下，将由第一主泵9供给该不足的流量。
[0052]其结果，在动臂5上升时，来自第二主泵10的一泵份儿的流量与来自混合泵32及补充该混合泵32的不足部分的第一主泵9的一泵份儿的流量合流向动臂缸8的头侧油室8a供给，与储压器36的储压状态无关，即使是作业部4的抗重量载荷的方向的动臂上升，也将能够以与动臂用操作杆的操作量对应的所希望的速度使动臂5上升，但是在此情况下，上述混合泵32，因为吸入已储压在储压器36中的高压的压力油并输出，所以吸入侧和输出侧之间的差压小，能够以少的所需要动力进行压力油供给，而且，在动臂5上升时能够再利用动臂5下降时回收到储压器36中的势能，能够较大地对节能化做出贡献。
[0053]再有，上述储压器36的储压状态，基于从储压器用压力传感器60输入的储压器油路42的压力，由设置在控制器16中的储压状态运算部61进行运算，同时，与由储压状态运算部61求得的储压器36的储压状态的增减变化相对应，对从混合泵32向动臂缸8的供给流量进行增减控制，另一方面，从第一主泵9向动臂缸8的供给流量，被控制成随着从混合泵32向动臂缸8的供给流量减少而增加。
[0054]其结果，能够与储压器36的储压状态相应地总是平衡性良好地向动臂缸8供给来自混合泵32的供给流量和来自补充该混合泵32的不足流量的第一主泵9的供给流量，同时，例如，在动臂5上升时，一直到储压器36变空(储压状态为0％)只从混合泵32供给压力油，在变空的时刻能够切换到来自第一主泵9的压力油供给，在来自混合泵32的压力油供给和来自第一主泵9的压力油供给的切换时，不存在损害动臂5的圆滑的动作那样的不良状况，操作性优良。
[0055]而且，在此情况下，因为设置了控制从第一主泵9向动臂缸8的供给流量的第一控制阀18和控制从混合泵32向动臂缸8的供给流量的第三控制阀37，所以能够精度良好地控制从第一主泵9及混合泵32向动臂缸8的供给流量。
[0056]而且，混合泵32的输出流量，因为与由储压状态运算部61求出的储压器36的储压状态的增减变化相对应地被增减控制，所以不会浪费混合泵32的输出流量，且能够充足地向动臂缸8供给。
[0057]另一方面，在动臂5下降时，从动臂缸8的头侧油室8a排出的压力油，因作业部4具有的势能而成为高压状态，同时，由于作用在活塞8c上的受压面积的关系，相对于向头侧油室8a的供给量而言，成为大致2倍的排出量，来自该头侧油室8a的排出油，经由回收油路40流向储压器油路42及吸入油路33，储压在储压器36中，同时，向混合泵32的吸入侧供给。而且，混合泵32吸入从回收油路40供给的来自头侧油室8a的排出油而向动臂缸8的杆侧油室8b供给，在此情况下，混合泵32，因为吸入并输出从头侧油室8a排出的高压的压力油，所以吸入侧和输出侧之间的差压小，能够以较少的所需要动力进行压力油供给。
[0058]其结果，在动臂5下降时，从头侧油室8a排出的压力油被储压在储压器36中，如上述的那样，在动臂5上升时被再利用，同时，向混合泵32的吸入侧供给，从混合泵32向杆侧油室8b供给，而且，能够可靠地回收和再利用作业部4具有的势能，能够较大地对节能化做出贡献。
[0059]而且，在使来自上述头侧油室8a的排出油流向储压器油路42及吸入油路33的回收油路40上，配置了控制来自头侧油室8a的排出油的流量的回收用阀41。而且，通过由该回收用阀41控制来自头侧油室8a的排出流量，能够控制动臂5的下降速度，使之与动臂用操作杆的操作量相对应，能够得到良好的操作性。
[0060]另外，不用说，本发明不被上述实施方式限定，在上述实施方式中，通过例子说明了液压挖掘机的动臂缸的液压控制系统，但是本发明也能够在使作业部升降的各种液压缸的液压控制系统中实施。
另外，在上述实施方式中，作为向液压缸供给压力油的泵，除了混合泵及第一主泵以外还设置了第二主泵，由此，在抗重量载荷的方向的作业部上升时能够进行两泵份儿的流量的压力油供给，但是在没有设置第二主泵的情况下，也能够实施本发明。
产业上的利用可能性
[0061]本发明在具有进行升降的作业部的作业机械中，对于能够回收和再利用作业部具有的势能的作业机械中的液压控制系统是有用的，因为不用设置辅助液压缸，将作业部下降时的来自通常的液压缸的排出油储压在储压器中，同时，在作业部上升时，将储压在该储压器中的压力油从混合泵或者第一主泵向液压缸供给，所以能够与储压器的储压状态无关地供给压力油，进而，由混合泵使吸入侧和输出侧之间的差压小，能够以较少的所需要动力进行压力油供给，因此，在作业部上升时能够再利用作业部下降时已回收到储压器中的势能，能够较大地对节能化做出贡献。

Claims (7)

1.一种作业机械中的液压控制系统，其特征在于，具有使作业部升降的液压缸、从油箱吸入油并输出的第一主泵、将在作业部下降时从液压缸的重量保持侧油室排出的油储压的储压器、吸入已储压在该储压器中的压力油并输出的混合泵，另一方面，在作业部上升时，将上述混合泵的输出油向液压缸的重量保持侧油室供给，同时，在从混合泵向液压缸的供给流量不足的情况下，从第一主泵向液压缸的重量保持侧油室供给该不足的流量。
2.如权利要求1所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统具有从油箱吸入油并输出的第二主泵，同时，在作业部上升时，使来自上述第二主泵的供给流量与来自混合泵及第一主泵的供给流量合流后向液压缸的重量保持侧油室供给。
3.如权利要求1或2所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统是这样的结构：具有用于检测储压器的储压状态的储压状态检测机构，同时，能够使得从混合泵向液压缸的供给流量与储压器的储压状态的增减变化对应地被进行增减控制，另一方面，能够将从第一主泵向液压缸的供给流量控制成随着从混合泵向液压缸的供给流量的减少而增加的结构。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统具有控制从第一主泵向液压缸的供给流量的第一控制阀和控制从混合泵向液压缸的供给流量的第三控制阀。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统是以如下的方式构成的：具有用于检测储压器的储压状态的储压状态检测机构，同时，能够使得混合泵的输出流量与储压器的储压状态的增减变化对应地被进行增减控制。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，液压控制系统是以如下的方式构成的：具有将作业部下降时从液压缸的重量保持侧油室排出的压力油向储压器及混合泵的吸入侧供给的回收油路，同时，混合泵在作业部下降时，能够吸入从上述回收油路供给的压力油并向液压缸的重量保持侧相反侧油室供给。
7.如权利要求6所述的作业机械中的液压控制系统，其特征在于，在回收油路上配置了控制从液压缸的重量保持侧油室排出的压力油的流量的回收用阀。
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