CN104067001A - 混合动力建筑机械 - Google Patents

Abstract

一种混合动力建筑机械，该械包括：第1主泵和第2主泵；第1供给通路和第2供给通路；第1回路系统和第2回路系统；液压马达；马达发电机；辅助泵；合流通路，其连接于辅助泵并分支；第1逻辑阀和第2逻辑阀；切换阀，其安装于另一个分支通路中，能够切换辅助泵连接于第2逻辑阀的上游侧的第2供给通路的状态以及第2主泵连接于液压马达的状态；以及单向阀。第1逻辑阀的阀芯直径小于第2逻辑阀的阀芯直径。

Description

混合动力建筑机械

技术领域

本发明涉及一种混合动力建筑机械。

背景技术

JP2011-241947A公开了一种混合动力建筑机械，该混合动力建筑机械能够在利用发动机驱动的主泵的排出压力中附加利用电动机驱动的辅助泵的排出压力。混合动力建筑机械包括可变容量式的第1主泵和第2主泵。

第1主泵经由第1供给通路而与第1回路系统连接，在第1回路系统连接有多个操作阀。在第1供给通路连接有第1逻辑阀的输出端口。第1逻辑阀的输入端口始终经由合流通路而与可变容量式的辅助泵连通。

第2主泵经由第2供给通路而与第2回路系统连接，在第2回路系统连接有多个操作阀。在第2供给通路中安装有第2逻辑阀。第2逻辑阀的输入端口借助第2逻辑阀的上游侧的第2供给通路而与第2主泵连接。第2逻辑阀的输出端口借助第2逻辑阀的下游侧的第2供给通路而与第2回路系统连接。

可变容量式的辅助泵与可变容量式的液压马达和马达发电机连接并一体地旋转。马达发电机借助变换器而与蓄电池连接。因而，若液压马达旋转，则马达发电机就旋转并发电，发电产生的电力借助变换器蓄存到蓄电池中。

在第2供给通路连接有切换阀。切换阀利用定心弹簧的作用通常保持在中立位置，使与辅助泵连通的合流通路经由分支通路而与第2供给通路连通。在分支通路设置有仅容许从切换阀向第2供给通路流通的单向阀。

因而，在切换阀位于中立位置的情况下，第1逻辑阀和第2逻辑阀并列地连接于合流通路。

在上述现有的技术中，辅助泵借助合流通路并列地连接于第1主泵和第2主泵。其中，辅助泵借助具有单向阀的分支通路而与第2主泵连接。由于单向阀的开度被限制，因此，从辅助泵到第2主泵的路径中的压力损失大于从辅助泵到第1主泵的路径中的压力损失，可能导致双方的压力平衡被破坏。

当压力平衡被破坏时，使辅助泵的排出油与第1主泵和第2主泵的排出油合流，在对操作阀进行操作的情况下，操作者的操作感可能会劣化。

发明内容

发明要解决的问题

该发明的目的在于提供一种混合动力建筑机械，该混合动力建筑机械在将使用不同于第1主泵和第2主泵的动力源进行驱动的辅助泵并列地连接于第1主泵和第2主泵的情况下，能够保持在第1主泵和第2主泵中合流的压力平衡。

用于解决问题的方案

根据本发明的某方案，混合动力建筑机械包括：第1主泵和第2主泵；第1回路系统，其借助第1供给通路而与第1主泵连接；第2回路系统，其借助第2供给通路而与第2主泵连接；液压马达，其与第2主泵连接；马达发电机，其利用液压马达的驱动进行旋转；辅助泵，其利用马达发电机的驱动力进行旋转；合流通路，其连接于辅助泵连接，并从中途分支为一个分支通路和另一个分支通路；第1逻辑阀，其安装于一个分支通路和第1供给通路之间；第2逻辑阀，其安装于第2供给通路；切换阀，其安装于另一个分支通路，能够切换成辅助泵连接于第2逻辑阀的上游侧的第2供给通路的状态以及第2主泵连接于液压马达的状态；以及单向阀，其设于另一个分支通路中的比切换阀靠下游侧的位置，仅容许从辅助泵向第2逻辑阀流通；第1逻辑阀的阀芯直径小于第2逻辑阀的阀芯直径。

以下参照附图详细地说明本发明的实施方式、本发明的优点。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的混合动力建筑机械的液压控制电路的电路图。

图2是表示阀主体的截面的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的混合动力建筑机械的液压控制电路的电路图。在液压控制电路上设有与发动机E连接的可变容量式的第1主泵MP1和第2主泵MP2以及随着发动机E的旋转而进行发电的发电机G。

第1主泵MP1借助第1供给通路1而直接与包括多个操作阀的第1回路系统S1连接。第1供给通路1连接有设于第1逻辑阀2的输入端口2a和输出端口2b中的输出端口2b。

第2主泵MP2经由第2供给通路3而连接于包括多个操作阀的第2回路系统S2。在第2供给通路3的通路过程中设有第2逻辑阀4。第2供给通路3包括配置于第2逻辑阀4的上游侧的上游侧供给通路3a和配置于第2逻辑阀的下游侧的下游侧供给通路3b。第2逻辑阀4的输入端口4a连接于上游侧供给通路3a，第2逻辑阀4的输出端口4b连接于下游侧供给通路3b。因而，第2主泵MP2的排出油经由第2逻辑阀4而供给至第2回路系统S2。

另外，在液压控制电路中，相对于第1主泵MP1和第2主泵MP2单独地设有辅助泵AP。辅助泵AP利用马达发电机MG的驱动力进行旋转。马达发电机MG利用液压马达M的驱动力进行旋转。液压马达M经由与切换阀5连接的连接通路6而连接于上游侧供给通路3a。

在辅助泵AP上连接有合流通路7。合流通路7分支为分支通路7a和分支通路7b。

一个分支通路7a直接连接于第1逻辑阀2的输入端口2a。因而，辅助泵AP供给到一个分支通路7a的排出油经由第1逻辑阀2而供给至第1回路系统S1。

另一个分支通路7b经由设于切换阀5和切换阀5的下游的单向阀8而与上游侧供给通路3a连接。单向阀8仅容许从辅助泵AP向上游侧供给通路3a流通。

切换阀5是用于切换三个位置的切换阀，在图示的中立位置的情况下，将分支通路7b保持为连通状态，并切断连接通路6。由此，辅助泵AP的排出油经由一个分支通路7a而供给到第1逻辑阀2的输入端口2a，并且，经由另一个分支通路7b供给到上游侧供给通路3a。

若切换阀5切换到附图左侧位置，则分支通路7b被切断，并且连接通路6连通。由此，第2主泵MP2借助上游侧供给通路3a和连接通路6而与液压马达M连通。

若切换阀5切换到附图右侧位置，则连接通路6和分支通路7b双方都被切断。

另外，在分支通路7b上设有从切换阀5和单向阀8之间分支的旁路通路9。旁路通路9直接连接于下游侧供给通路3b。在旁路通路9上设有仅容许从辅助泵AP向下游侧供给通路3b流通的单向阀10。

切换阀5具有先导室5a和先导室5b，在先导室5a中连接有电磁切换阀11，在先导室5b中连接有电磁切换阀12。切换阀5借助电磁切换阀11、12而引导来自先导阀PP的先导压力。切换阀5能够利用先导压力的作用切换到中立位置、左侧位置及右侧位置中的任一位置。

第1逻辑阀2的先导室2c借助开闭阀13而连接于第1供给通路1。第2逻辑阀4的先导室4借助开闭阀14而连接于下游侧供给通路3b。开闭阀13、14包括全开位置、关闭位置及节流控制位置，并能够根据开闭阀13、14的各先导室13a、14a的先导压力切换到全开位置、关闭位置或者节流控制位置。

在开闭阀13、14的各先导室13a、14a中连接有电磁切换阀11、15。开闭阀13、14利用借助电磁切换阀11、15引导的来自先导阀PP的先导压力进行切换。电磁切换阀11还连接于切换阀5的一个先导室5a。

在电磁切换阀11位于图1所示的中立位置的情况下，切换阀5的先导室5a和开闭阀14的先导室14a分别与排油通路16连通。另一方面，若电磁切换阀11的螺线管根据来自控制器C的控制信号而励磁，则电磁切换阀11切换到切换位置。由此，先导阀PP的先导压力被引导至两先导室5a、14a。

在电磁切换阀15位于图1所示的中立位置的情况下，开闭阀13的先导室13a与排油通路16连通。另一方面，若电磁切换阀15的螺线管根据来自控制器C的控制信号而励磁，则电磁切换阀15切换到切换位置。由此，先导阀PP的先导压力被引导至开闭阀13的先导室13a。

控制器C用于输出与操作者的操作相对应的控制信号。操作者能够同时将电磁切换阀11、12及15分别切换到切换位置，也能够单独地将它们分别切换到切换位置。

在使马达发电机MG发挥发电功能的情况下，控制器C输出控制信号，将电磁切换阀11切换到切换位置。若电磁切换阀11切换到切换位置，则先导阀PP的先导压力被分别引导至切换阀5的一个先导室5a和开闭阀14的先导室14a。此时，控制器C将电磁切换阀12的螺线管保持在非励磁状态，使切换阀5的另一个先导室5b与排油通路16连通。

若向开闭阀14的先导室14a引导先导压力，则开闭阀14利用先导室14a的压力作用切换到关闭位置。于是，由于第2逻辑阀4的先导室4c被封堵，因此，第2逻辑阀4保持为封堵状态。

因而，从第2主泵MP2排出的排出油不会被引导到第2回路系统S2，而是经由连接通路6和切换阀5而供给至液压马达M，从而使液压马达M旋转。只要液压马达M旋转，马达发电机MG就旋转并发电，发电产生的电力借助变换器I充电到蓄电池64中。另外，在蓄电池64中还蓄存有由直接与发动机E连结的发电机G发电而得到的电力。

另一方面，在使辅助泵AP的排出油与第1主泵MP1和第2主泵MP2的排出油合流的情况下，控制器C输出控制信号，使电磁切换阀11、12及15的螺线管全部成为非励磁状态。由此，电磁切换阀11、12及15被保持为图示的中立位置，切换阀5的先导室5a、5b及开闭阀13、14的先导室13a、14a与排油通路16连通。

由于开闭阀13的先导室13a与排油通路16连通，因此，开闭阀13被保持在图示的中立位置、即全开位置。在该状态下，若辅助泵AP的排出油从分支通路7a流入第1逻辑阀2，则第1逻辑阀2阀打开。

因而，供给到分支通路7a的辅助泵AP的排出油经由第1逻辑阀2而在第1供给通路1中合流，从而供给到第1回路系统S1。

另外，如上所述，由于切换阀5的先导室5a、5b与排油通路16连通，因此，切换阀5被保持在图示的中立位置，使得旁路通路9及合流通路7的分支通路7b与辅助泵AP连通。此时，由于开闭阀14的先导室14a也与排油通路16连通，因此，开闭阀14被保持在图示的中立位置、即全开位置。若开闭阀14被保持在全开位置，则第2逻辑阀4的先导室4c与第2供给通路3连通，因此，分支通路7b的压力作用于第2逻辑阀4而使第2逻辑阀4阀打开。

由此，辅助泵AP的排出油自分支通路7b经由第2逻辑阀4供给到第2回路系统S2，并且通过旁路通路9而直接供给到第2回路系统S2。

这样，由于辅助泵AP的排出油经由分支通路7b、旁路通路9这两个通路而供给到第2回路系统S2，因此，能够相对地减小压力损失。

另外，由于旁路通路9还设有单向阀10，因此，旁路通路9的压力损失的多少还取决于单向阀10开度的大小。但是，由于分支通路7b的单向阀8和旁路通路9的单向阀10的总开度成为流路面积，因此，压力损失小于只有分支通路7b的情况。

另外，控制器C根据操作者的操作输出操作信号控制电磁切换阀11或电磁切换阀15的开度，从而能够将开闭阀13和开闭阀14中的任一者保持在关闭位置和全开位置之间的节流控制位置。该情况下，能够根据节流开度控制第1逻辑阀2或第2逻辑阀4的开度。

图2是表示具有上述液压控制电路的阀主体17的截面的剖视图。

切换阀5的滑阀S以滑动自如的方式组装于阀主体17。滑阀S以两端面对先导室5a、5b的方式配置。先导室5b上设有定心弹簧18。

阀主体17上形成有组装于阀主体17的第1逻辑阀2的输入端口2a和输出端口2b，并且形成有组装于阀主体17的第2逻辑阀4的输入端口4a和输出端口4b。而且，在阀主体17上形成有连接通路6和连接于辅助泵AP的合流通路7。合流通路7的一个分支通路7a与滑阀S的切换位置无关地始终连接于第1逻辑阀2的输入端口2a。

第2供给通路3的上游侧供给通路3a在阀主体17内开口，上游侧供给通路3a与第2逻辑阀4的输入端口4a连通。阀主体17内的滑阀S的周围从附图右侧依次形成有第1环状槽19、第2环状槽20、第3环状槽21、第4环状槽22。

第1环状槽19位于在阀主体17内形成的分支通路7a与分支通路7b之间的分支点。因而，分支通路7a与滑阀S的切换位置无关而始终借助第1环状槽19与辅助泵AP连通。

第2环状槽20位于形成在阀主体17内的分支通路7b与旁路通路9之间的分支点。第3环状槽21位于用于使分支通路7b和上游侧供给通路3a连通的通路的中途。第4环状槽22形成于连接通路6的中途。

而且，在滑阀S上从附图右侧按顺序形成有第1环状凹部23和第2环状凹部24。在滑阀S位于图2所示的中立位置的情况下，第1环状凹部23自第1环状槽19配置至第2环状槽20，并保持为将第1环状槽19和第2环状槽20连通的状态。在该状态下，与辅助泵AP连通的合流通路7与分支通路7a连通并且借助第1环状槽19、第1环状凹部23及第2环状槽20而与分支通路7b和旁路通路9连通。另外，第4环状槽22与第2环状凹部24相对，并且该第4环状槽22与其他通路的连通被切断。

若先导压力作用于一个先导室5a，则滑阀S向附图右方移动。若滑阀S向附图右方移动，则第1环状凹部23自第2环状槽20偏移，因此，辅助泵AP与连通于第2环状槽20的分支通路7b和旁路通路9之间的连通被切断。

此时，由于第2环状凹部24自第3环状槽21配置至第4环状槽22，因此，第3环状槽21和第4环状槽22连通。因而，连接通路6借助第4环状槽22、第2环状凹部24及第3环状槽21而与上游侧供给通路3a连通。

在此，第1逻辑阀2的阀芯P1的阀芯直径设定为小于第2逻辑阀4的阀芯P2的阀芯直径。

如图1中所说明的那样，开闭阀13控制第1逻辑阀2的先导室2c的先导压力，能够根据电磁切换阀15的切换位置切换到关闭位置、节流控制位置或者打开位置。另外，在图2中省略了对电磁切换阀15的图示。

另外，在第1逻辑阀2的阀芯P1上形成有筒部25，在筒部25的周围形成有多个小径孔25a和多个大径孔25b。若阀芯P1向阀打开方向移动，则小径孔25a先向输出端口2b，之后大径孔25b开口。

由此，通过调整小径孔25a和大径孔25b的孔径，能够调整在第1供给通路1内流动的压油的压力损失，通过使第1供给通路1和第2供给通路3的压力损失相同，能够均匀地分配供给油。

如图1中所说明的那样，开闭阀14控制第2逻辑阀的先导室4c的先导压力，能够根据电磁切换阀11的切换位置切换到关闭位置、节流控制位置或者打开位置。另外，在图2中省略了对电磁切换阀11的图示。

接着，以将电磁切换阀11、12及15全部保持在图1所示的中立位置的状态，说明使工作油从辅助泵AP排出的情况。

只要将电磁切换阀11、12保持在中立位置，滑阀S就会保持在图2所示的中立位置，并且开闭阀13、14保持在中立位置、即打开位置。

在该状态下，若从辅助泵AP中排出的排出油供给至合流通路7，则排出油供给至分支通路7a、7b。

供给到分支通路7a中的排出油流入第1逻辑阀2的输入端口2a。此时，由于开闭阀13保持在打开位置，因此，利用输入端口2a侧的压力打开第1逻辑阀2，使大径孔25b向输出端口2b开口。由此，引导到分支通路7a中的辅助泵AP的排出油借助输出端口2b而引导到第1供给通路1中，与第1主泵MP1的排出油合流后供给至第1回路系统S1。

从第2环状槽20供给到分支通路7b中的辅助泵AP的排出油经由设置在分支通路7b中的单向阀8而引导到上游侧供给通路3a，与第2主泵MP2的排出油合流，然后被引导到第2逻辑阀4的输入端口4a。此时，由于开闭阀14保持在打开位置，因此，利用引导到输入端口4a的合流油的压力使第2逻辑阀4打开。由此，引导到输入端口4a的合流油被引导向输出端口4b，从而自输出端口4b流出到下游侧供给通路3b。

从第2环状槽20引导到旁路通路9的辅助泵AP的排出油经由单向阀10流出到下游侧供给通路3b。也就是说，引导到第2环状槽20的辅助泵AP的排出油从分支通路7b分别流向经由第2逻辑阀4被引导至下游侧供给通路3b的路线以及经由旁路通路9被引导至下游侧供给通路3b的路线。而且，这些路线在下游侧供给通路3b处合流。

因而，即使分别在分支通路7b和旁路通路9中设有单向阀8、10，压力损失也不会很大。

而且，由于第1逻辑阀2的阀芯P1的阀芯直径设定为小于第2逻辑阀4的阀芯P2的阀芯直径，因此，在两逻辑阀2、4同时打开的情况下，第1逻辑阀2的压力损失会变得较大。

这样，在未设置单向阀的分支通路7a侧，相对地减小第1逻辑阀2的阀芯P1的阀芯直径，相对地增大所通过的工作油的压力损失，另一方面，在分支通路7b侧，通过并列地设置旁路通路9来减小压力损失。也就是说，通过在一侧积极地增大压力损失，在另一侧减小压力损失，能够调整从辅助泵AP引导到两回路系统S1、S2的压油的压力损失，因此，能够抑制操作者的操作感劣化。

另外，只要将开闭阀13、14切换到节流控制位置，就能够根据开闭阀13、14的节流开度控制第1逻辑阀2和第2逻辑阀4的开度。特别是，通过将开闭阀13切换到节流控制位置，能够根据节流开度将第1逻辑阀2的开度控制在仅小径孔25a开口时的开度。

因而，在各种条件下，都能够控制导入到第1回路系统S1和第2回路系统S2的压油的压力损失。例如，在动力铲进行挖掘时，在使设置在第1回路系统S1中的特定的缸体的工作速度优先的情况下，通过相对地增大第1逻辑阀2的开度，能够优先向第1回路系统S1供给压油。

另一方面，在将电磁切换阀11保持在切换位置并将电磁切换阀12保持在图1所示的中立位置的情况下，开闭阀14保持在关闭位置。由此，由于第2逻辑阀4的先导室4c被封堵，因此，即使压力作用于输入端口4a，第2逻辑阀4也能够保持在封堵状态。

另外，向切换阀5一个先导室5a引导先导压力，另一个先导室5b与排油通路16连通。滑阀S利用一个先导室5a的压力向图2的右方移动，切换阀5切换到图1的左侧位置。由此，如图2所示，借助第2环状凹部24使上游侧供给通路3a和连接通路6连通。

因而，第2主泵MP2的排出油从上游侧供给通路3a经由第3环状槽21、第2环状凹部24及第4环状槽22引导到连接通路6，从连接通路6供给于液压马达M。若向液压马达M引导第2主泵MP2的排出油，则液压马达M旋转，马达发电机MG旋转从而发挥发电功能。

另外，在上述那样使液压马达M旋转从而使马达发电机MG发电的情况下，通过将辅助泵AP的偏转角设为零并将排出量设为零，能够提高发电效率。

另一方面，在将电磁切换阀11保持在图1所示的中立位置并将电磁切换阀12切换到切换位置的情况下，切换阀5的一个先导室5a与排油通路16连通，另一个先导室5b与先导阀PP连通。滑阀S利用先导室5b的压力向图2的左方移动，切换阀5切换到图1的右侧位置。由此，液压马达M和第2主泵MP2之间的连通被切断，并且辅助泵AP和分支通路7b、旁路通路9的连通也被切断。在该情况下，辅助泵AP的排出油经由分支通路7a而仅供给到第1逻辑阀2。

以上说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请基于2012年2月3日向日本国特许厅申请的日本特愿2012-022286主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims (4)

1.一种混合动力建筑机械，包括：

第1主泵和第2主泵；

第1回路系统，其借助第1供给通路而与上述第1主泵连接；

第2回路系统，其借助第2供给通路而与上述第2主泵连接；

液压马达，其连接于上述第2主泵；

马达发电机，其利用上述液压马达的驱动力进行旋转；

辅助泵，其利用上述马达发电机的驱动力进行旋转；

合流通路，其连接于上述辅助泵，并从中途分支为一个分支通路和另一个分支通路；

第1逻辑阀，其安装于上述一个分支通路和上述第1供给通路之间；

第2逻辑阀，其安装于上述第2供给通路；

切换阀，其安装于上述另一个分支通路，能够切换成上述辅助泵连接于上述第2逻辑阀的上游侧的上述第2供给通路的状态以及上述第2主泵连接于上述液压马达的状态；以及

单向阀，其设于上述另一个分支通路中的比上述切换阀靠下游侧的位置，仅容许从上述辅助泵向上述第2逻辑阀流通；

上述第1逻辑阀的阀芯直径小于上述第2逻辑阀的阀芯直径。

2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械，其中，

在上述第1逻辑阀的先导室中设有开闭阀；

上述开闭阀能够切换到全开位置、关闭位置以及节流控制位置中的任一者。

3.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械，其中，

在上述第2逻辑阀的先导室中设有开闭阀；

上述开闭阀能够切换到全开位置、关闭位置以及节流控制位置中的任一者。

4.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械，其中，

在上述第1逻辑阀的阀芯形成有筒部；

在上述筒部的周围，且是在上述阀芯的阀打开方向前方形成有多个小径孔，在阀打开方向后方形成有多个大径孔。