CN111344459B - 工程机械的驱动系统 - Google Patents
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Abstract
一种工程机械的驱动系统,具备以发动机的实际转速为设定转速的形式控制燃料喷射阀的控制装置;包括从由发动机驱动的泵供给有工作油的动臂缸、以在动臂下降时通过从动臂缸排出的压油驱动泵从而使能量再生为动力的形式构成的油压回路;以及包括动臂操作杆的动臂操作装置;控制装置在动臂下降时,在满足动臂下降时切断条件时切断向发动机的燃料供给,在不满足动臂下降时切断条件时,或发动机的实际转速低于第二阈值时,恢复向发动机的燃料供给,动臂下降时切断条件包括动臂操作杆的操作量为第一阈值以下。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械的驱动系统。
背景技术
如油压挖掘机(shovel)或油压起重机(crane)的工程机械中,搭载有包括油压回路及驱动其包含的泵(pump)的发动机的驱动系统。例如,油压回路包括使回转体回转的回转马达和使设于回转体的动臂(boom)摆动的动臂缸(boom cylinder)。
例如,专利文献1中,公开了包括以回转减速时及动臂下降时进行能量的再生的形式构成的油压回路的工程机械的驱动系统。能量的再生通过从回转马达或动臂缸排出的压油驱动泵从而进行,能量作为动力再生。更详细地,油压回路包括可传递转矩地连结于泵的再生马达,该再生马达通过在回转减速时或动臂下降时从回转马达或动臂缸排出的压油旋转。
又,专利文献2中,公开了包括动臂缸的多个油压执行器(actuator)各自以形成双倾转泵和闭回路的形式连接的驱动系统。该驱动系统也由在动臂下降时从动臂缸排出的压油驱动泵从而进行能量的再生。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2016-118221号公报
专利文献2:日本特开2016-17602号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
如专利文献1、2公开的驱动系统,若油压回路以回转减速时及/或动臂下降时进行能量的再生的形式构成,则能够改善发动机的燃料消耗率,但期望进一步改善发动机的燃料消耗率。
因此,本发明的目的在于提供能够进一步改善发动机的燃料消耗率的工程机械的驱动系统。
解决问题的手段:
为了解决上述问题,本发明的发明人们着眼于在进行能量的再生的期间,通常发动机中也为了使发动机的转速维持在设定转速而进行燃料喷射,想到在能量的再生中切断向发动机的燃料供给。但是,电子控制发动机,即,燃料喷射量由控制装置控制的发动机,根据与负荷的大小相应的微小的发动机转速的变化来推定负荷的大小,以使发动机转速为预先设定的一定转速的形式进行控制,因而难以从发动机转速的变化来判定负荷的大小。又,即使切断向发动机的燃料供给,关于恢复燃料供给的时机,只有发动机转速很大程度降低才重新恢复。这个情况下,燃料供给切断后工程机械的操纵者进行某些操作时,存在发动机转速大幅失速(stall),或发动机停止的可能。因此,必须在发动机的外部判定负荷状态是否是即使切断向发动机的燃料供给也能够持续地驱动发动机的状态。本发明是从这样的观点出发而完成的。
另外,专利文献2中,记载了动臂下降时在发动机负荷动力变为零的情况下切断发动机中的燃料喷射量,但这是为了防止发动机的转速上升超过容许转速。即,专利文献2中记载的切断燃料的目的与本发明“进一步改善发动机的燃料消耗率”的目的不同。
即,本发明的一方面的工程机械的驱动系统,其特征在于,具备:以发动机的实际转速成为设定转速的形式控制设于所述发动机的燃料喷射阀的控制装置;包括由所述发动机驱动的泵和从所述泵供给有工作油的动臂缸、以在动臂下降时通过从所述动臂缸排出的压油驱动所述泵从而使能量再生为动力的形式构成的油压回路;以及包括动臂操作杆的动臂操作装置;所述控制装置在动臂下降时,在满足动臂下降时切断条件时切断向所述发动机的燃料供给,在不满足所述动臂下降时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于第二阈值时,恢复向所述发动机的燃料供给,所述动臂下降时切断条件包括所述动臂操作杆的操作量为第一阈值以上。
根据上述的结构,满足动臂下降时切断条件,则在能量的再生中切断向发动机的燃料供给,从而能够比以往进一步地改善发动机的燃料消耗率。而且,在不满足动臂下降时切断条件时,或发动机的实际转速低于第二阈值时立刻恢复向发动机的燃料供给,从而能够使发动机的转速的降低限于最小限度。由此,使发动机的转速能够易于维持在立即返回至设定转速的范围内。而且,能够基于动臂操作杆的操作量,简单且正确地判断是否满足动臂下降时切断条件。
也可以是,所述泵通过设有单向阀的吸入管线与储罐连接;所述油压回路包括在动臂下降时将从所述动臂缸排出的压油导向所述吸入管线中比所述单向阀靠下游侧部分的再生管线。根据该结构,在动臂下降时通过再生管线将压油导向吸入管线,从而与使用再生马达的情况相比,用更为简单的结构使动臂下降时的能量的再生变得可能。即,与使用再生马达的情况相比,可以使额外占用的空间小、质量小、成本低。
或者也可以是,所述油压回路包括能传递转矩地与所述泵连结、在动臂下降时利用从所述动臂缸排出的压油旋转的再生马达。
也可以是,所述油压回路包括从所述泵供给有工作油的回转马达,以在回转减速时由从所述回转马达排出的压油驱动所述泵从而使能量再生为动力的形式构成;上述的驱动系统进一步地具备包括回转操作杆的回转操作装置;所述控制装置在回转减速时,在满足回转减速时切断条件时切断向所述发动机的燃料供给,在不满足所述回转减速时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于所述第二阈值时恢复向所述发动机的燃料供给,所述回转减速时切断条件包括所述回转操作杆的操作量为第三阈值以下。根据该结构,满足回转减速时切断条件,则在能量的再生中切断向发动机的燃料供给,从而能够比以往进一步地改善发动机的燃料消耗率。而且,在不满足回转减速时切断条件时,或发动机的实际转速低于第二阈值时立刻恢复向发动机的燃料供给,从而能够使发动机的转速的降低限于最小限度。由此,使发动机的转速能够易于维持在立即返回至设定转速的范围内。而且,能够基于回转操作杆的操作量,简单且正确地判断是否满足回转减速时切断条件。
又,本发明的另一方面的工程机械的驱动系统,其特征在于,具备:以发动机的实际转速成为设定转速的形式控制设于所述发动机的燃料喷射阀的控制装置;包括由所述发动机驱动的泵和从所述泵供给有工作油的回转马达、以在回转减速时通过从所述回转马达排出的压油驱动所述泵从而使能量再生为动力的形式构成的油压回路;以及包括回转操作杆的回转操作装置;所述控制装置在回转减速时,在满足回转减速时切断条件时切断向所述发动机的燃料供给,在不满足所述回转减速时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于第二阈值时,恢复向所述发动机的燃料供给,所述回转减速时切断条件包括所述回转操作杆的操作量为第一阈值以下。
根据上述的结构,满足回转减速时切断条件,则在能量的再生中切断向发动机的燃料供给,从而能够比以往进一步地改善发动机的燃料消耗率。而且,在不满足回转减速时切断条件时,或发动机的实际转速低于第二阈值时立刻恢复向发动机的燃料供给,从而能够使发动机的转速的降低限于最小限度。由此,使发动机的转速能够易于维持在立即返回至设定转速的范围内。而且,能够基于回转操作杆的操作量,简单且正确地判断是否满足回转减速时切断条件。
例如,也可以是,所述回转减速时切断条件还包括回转速度超过设定值。
所述控制装置包括控制所述燃料喷射阀的发动机控制单元和从所述发动机控制单元发送有所述发动机的实际转速信号的泵控制单元,所述泵控制单元控制所述油压回路所包括的至少一个设备;所述泵控制单元在满足所述回转减速时切断条件或所述动臂下降时切断条件时向所述发动机控制单元发送燃料供给可切断信号,在不满足所述回转减速时切断条件或所述动臂下降时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于所述第二阈值时,停止所述燃料供给可切断信号的发送。根据该结构,对于发动机控制单元,仅需要在现有的发动机控制单元中对软件的一部分进行变更的小改变。
发明效果:
根据本发明,能够相比于以往进一步地改善发动机的燃料消耗率。
附图说明
图1为本发明的第一实施形态的工程机械的驱动系统的概略结构图;
图2为作为工程机械一例的油压挖掘机的侧视图;
图3为本发明的第二实施例的工程机械的驱动系统的概略结构图。
具体实施方式
(第一实施形态)
图1示出了本发明第一实施形态的工程机械的驱动系统1A,图2示出了搭载有该驱动系统1A的工程机械10。图2所示的工程机械10为油压挖掘机,而本发明也可适用于油压起重机等其他工程机械。
图2所示的工程机械10为自走式,包括行驶体11和可回转地支持于行驶体11的回转体12。回转体12上可摆动地设有动臂。动臂的梢端上可摆动地连结有斗杆(arm),斗杆的梢端上可摆动地连结有挖斗(bucket)。但工程机械10也可不是自走式。
驱动系统1A包括油压回路2A和发动机13。油压回路2A中,作为油压执行器,包括图2所示的动臂缸31、斗杆缸32以及挖斗缸33,并且包括图1所示回转马达34及图略的左行驶马达及右行驶马达。回转马达34使回转体12回转,动臂缸31、斗杆缸32及挖斗缸33分别使动臂、斗杆及挖斗摆动。
又,如图1所示,油压回路2A包括向上述油压执行器供给工作油的第一泵21及第二泵23。另外,图1中,为了简化图面,省略了回转马达34及动臂缸31以外的油压执行器。
发动机13驱动第一泵21及第二泵23。尽管图示中省略,发动机13中设有多个燃料喷射阀,燃料喷射阀由发动机控制单元14控制。例如,发动机控制单元14为具有ROM或RAM等存储器和CPU的计算机,存储于ROM的程序由CPU执行。
发动机控制单元14与图略的转速选择装置及转速计电气连接。转速选择装置接收来自操纵者的多个设定转速中的一个选择。转速计检测发动机13的实际转速。而且,发动机控制单元14以使发动机13的实际转速为所选择的设定转速的形式控制燃料喷射阀。
第一泵21及第二泵23分别为倾转角可变的可变容量型的泵(斜板泵或斜轴泵)。第一泵21的倾转角由第一调节器(regulator)22调节,第二泵23的倾转角由第二调节器24调节。
本实施形态中,第一泵21及第二泵23的吐出流量用电气正控制(positivecontrol)方法控制。由此,第一调节器22及第二调节器24分别根据电信号进行工作。例如,在泵(21或23)为斜板泵的情况下,调节器(22或24)可以以电气方式变更作用于与泵的斜板连结的伺服活塞(servo piston)的油压,也可以为与泵的斜板连结的电动执行器。
第一泵21通过包括回转控制阀44的多个第一控制阀向包括回转马达34及斗杆缸32的多个第一油压执行器供给工作油(图1中省略回转控制阀44以外的第一控制阀)。第二泵23通过包括动臂控制阀74的多个第二控制阀向包括动臂缸31及挖斗缸33的多个第二油压执行器供给工作油(图1中省略动臂控制阀74以外的第二控制阀)。另外,第一油压控制器的至少一个与第二油压控制器的至少一个可以相同。例如,可以从第一泵21和第二泵23的两者向动臂缸31供给工作油。
具体地,第一泵21通过第一供给管线41连接于多个第一控制阀。本实施形态中,在全部第一控制阀的上游侧从第一供给管线41分叉出中心旁通管线(center bypass line)42,该中心旁通管线42通过全部的第一控制阀并连接于储罐(中心旁通管线42的下游侧部分省略)。
同样地,第二泵23通过第二供给管线71连接于多个第二控制阀。本实施形态中,在全部的第二控制阀的上游侧从第二供给管线71分叉出中心旁通管线72,该中心旁通管线72通过全部的第二控制阀并连接于储罐(中心旁通管线72的下游侧部分省略)。
回转控制阀44控制对回转马达34的工作油的供给及排出。具体地,回转控制阀44通过左回转供给管线51及右回转供给管线52与回转马达34连接。又,回转控制阀44与储罐管线43连接。
左回转供给管线51及右回转供给管线52由桥架路53互相连接。桥架路53中,互相逆向地设有一对安全阀54。桥架路53中安全阀54之间的部分通过补充管线57与储罐连接。左回转供给管线51及右回转供给管线52分别由旁通管线(bypass line)55与补充管线57连接。但,也可以对各安全阀54进行旁通的形式将一对旁通管线55设于桥架路53。各旁通管线55中设有单向阀56。
本实施形态中,回转控制阀44具有一对先导端口(pilot port)。但,回转控制阀44也可以是电磁先导式。通过回转操作装置45的回转操作杆向左回转方向或右回转方向倾倒,回转控制阀44从中立位置向左回转位置或右回转位置移动。
回转操作装置45输出与回转操作杆的倾倒角相应的回转操作信号(左回转操作信号或右回转操作信号)。本实施形态中,回转操作杆的倾倒角越大,从回转操作装置45输出的回转操作信号越大。
本实施形态中,回转操作装置45是输出电信号作为回转操作信号的电气操纵杆。因此,回转控制阀44的先导端口分别与电磁比例阀(未图示)连接。这些电磁比例阀由后述的泵控制单元15控制。但,回转操作装置45也可以是输出先导压作为回转操作信号的先导操作阀。该情况下,回转操作装置45通过一对先导管线46、47与回转控制阀44的先导端口连接。
动臂控制阀74控制对动臂缸31的工作油的供给及排出。具体地,动臂控制阀74通过动臂上升供给管线78及动臂下降供给管线79与动臂缸31连接。又,动臂控制阀74与储罐管线73连接。
本实施形态中,动臂控制阀74具有一对先导端口。但,动臂控制阀74也可以是电磁先导式。通过动臂操作装置75的动臂操作杆向动臂上升方向或动臂下降方向倾倒,动臂控制阀74从中立位置向动臂上升位置或动臂下降位置移动。
动臂操作装置75输出与动臂操作杆的倾倒角相应的动臂操作信号(动臂上升操作信号或动臂下降操作信号)。本实施形态中,动臂操作杆的倾倒角越大,从动臂操作装置75输出的动臂操作信号越大。
本实施形态中,动臂操作装置75为输出电信号作为动臂操作信号的电气操纵杆。由此,动臂控制阀74的先导端口分别与电磁比例阀(未图示)连接。这些电磁比例阀由后述的泵控制单元15控制。但,动臂操作装置75也可以是输出先导压作为动臂操作信号的先导操作阀。该情况下,动臂操作装置75通过一对先导管线76、77与动臂控制阀74的先导端口连接。
连接于上述的回转控制阀44及动臂控制阀74的储罐管线43、73的下游侧部分与补充管线57的储罐侧部分相互汇合构成一条合流路。该合流路设有开启压(crackingpressure)设定得稍高的单向阀67。
从回转操作装置45输出的回转操作信号及从动臂操作装置75输出的动臂操作信号输入至泵控制单元15。泵控制单元15与上述的发动机控制单元14一起构成控制装置16。例如,泵控制单元15为具有ROM或RAM等存储器和CPU的计算机,存储于ROM的程序由CPU执行。
泵控制单元15在从回转操作装置45输出回转操作信号(左回转操作信号或右回转操作信号)时,将与回转控制阀44的先导端口连接的对应的图略的电磁比例阀控制为随着回转操作信号变大而增大该电磁比例阀的二次压。又,泵控制单元15在从动臂操作装置75输出动臂操作信号(动臂上升操作信号或动臂下降操作信号)时,将与动臂控制阀74的先导端口连接的对应的图略的电磁比例阀控制为随着动臂操作信号变大而增大该电磁比例阀的二次压。
又,泵控制单元15还控制上述第一调节器22及第二调节器24。泵控制单元15以随着回转操作信号变大而增大第一泵21的吐出流量的形式控制第一调节器22,并且以随着动臂操作信号变大而增大第二泵23的吐出流量的形式控制第二调节器24。
进一步地,本实施形态中,油压回路2A以回转减速时及动臂下降时进行能量的再生的形式构成。能量的再生通过利用从回转马达34或动臂缸31排出的压油驱动第一泵21及第二泵23从而进行,能量再生为动力。
作为用于此的结构,油压回路2A包括再生马达25、回转用再生切换阀63及动臂用再生切换阀64。但,也可以是仅设置回转用再生切换阀63和动臂用再生切换阀64的其中一个,仅回转减速时或动臂下降时进行能量的再生。
回转减速时,控制装置16在满足回转减速时切断条件时切断向发动机13的燃料供给。之后,控制装置16在不满足回转减速时切断条件时,或在发动机13的实际转速低于阈值α时,恢复向发动机13的燃料供给。例如,阈值α设定在利用图略的转速选择装置选择的设定转速的50%~100%的范围内。
回转减速时切断条件包括回转操作杆的操作量为阈值β以下。例如,回转减速时切断条件可以不仅包括回转操作杆的操作量为阈值β以下,还包括回转体12的回转速度超过设定值。或者,回转减速时切断条件也可以仅包括回转操作杆的操作量为阈值β以下。
通过比较从回转操作装置45输出的回转操作信号和对应于阈值β的值来判定回转操作杆的操作量是否为阈值β以下。例如,阈值β为回转操作杆的操作量的最大值的3%~80%。
左回转供给管线51和右回转供给管线52之间设有用于选择其中之一的切换阀61。切换阀61在本实施形态中为电磁阀(solenoid valve),也可以是单纯的高压选择阀。切换阀61通过回转再生管线62与再生马达25连接。而且,回转再生管线62的中途设有回转用再生切换阀63。
回转用再生切换阀63能在阻断回转再生管线62的上游侧部分及下游侧部分的非再生位置与使回转再生管线62的上游侧部分连通于下游侧部分的再生位置之间切换。切换阀61及回转用再生切换阀63通过泵控制单元15控制。但,图1中为了图面的简化仅描绘了一部分信号线。
泵控制单元15在进行左回转操作时(即、从回转操作装置45输出左回转操作信号时),将切换阀61切换至使排出侧的右回转供给管线52与回转再生管线62连通的第一位置(图1的左侧位置),在进行右回转操作时(即、从回转操作装置45输出右回转操作信号时),将切换阀61切换至使排出侧的左回转供给管线51与回转再生管线62连通的第二位置(图1的右侧位置)。
又,泵控制单元15在左回转减速时及右回转减速时(本实施形态中,从回转操作装置45输出的回转操作信号减少时),将回转用再生切换阀63切换至再生位置,在左回转减速时及右回转减速时以外,则将回转用再生切换阀63维持于非再生位置。即,在左回转减速时及右回转减速时,从回转马达34排出的压油通过回转再生管线62导向再生马达25。
另外,在回转减速时,可以进行反向杆操作。例如,在左回转减速时,也可以不是将回转操作装置45的回转操作杆从左回转方向返回到中立状态,而是超过中立状态向右回转方向倾倒。
动臂下降时,控制装置16在满足动臂下降时切断条件时切断向发动机13的燃料供给。之后,控制装置16在不满足动臂下降时切断条件时,或在发动机13的实际转速低于阈值α时,恢复向发动机13的燃料供给。
动臂下降时切断条件包括动臂操作杆的操作量为阈值γ以上。动臂下降时切断条件可以仅包括动臂操作杆的操作量为阈值γ以上,也可以包括除此以外的条件。
通过比较从动臂操作装置75输出的动臂操作信号和对应于阈值γ的值来判定动臂操作杆的操作量是否为阈值γ以上。例如,阈值γ为动臂操作杆的操作量的最大值的3%~80%。
动臂用再生切换阀64设于动臂上升供给管线78的中途。动臂用再生切换阀64通过动臂再生管线65与再生马达25连接。本实施形态中,回转再生管线62与动臂再生管线65的下游侧部分相互汇合构成一条合流路。又,再生马达25通过储罐管线66与储罐连接。储罐管线66的下游侧部分与上述设有单向阀67的合流路汇合。
动臂用再生切换阀64能在使动臂上升供给管线78的缸侧部分连通于控制阀侧部分并阻断动臂再生管线65的非再生位置与使动臂上升供给管线78的缸侧部分连通于动臂再生管线65并阻断动臂上升供给管线78的控制阀侧部分的再生位置之间切换。动臂再生切换阀64通过泵控制单元15控制。
泵控制单元15在动臂下降时(即、从动臂操作装置75输出动臂下降操作信号时),将动臂用再生切换阀64切换至再生位置,在动臂下降时以外,则将动臂用再生切换阀64维持于非再生位置。即,在动臂下降时,从动臂缸31排出的压油通过动臂再生管线65导向再生马达25。
再生马达25可传递转矩地与第一泵21及第二泵23连结。本实施形态中,再生马达25通过单向离合器(one-way clutch)27与第一泵21及第二泵23连结。单向离合器27仅在再生马达25的旋转速度比第一泵21及第二泵23的旋转速度快时从再生马达25向第一泵21及第二泵23传递转矩,相反情况下不传递转矩。
如上所述,回转减速时从回转马达34排出的压油,以及动臂下降时从动臂缸31排出的压油导至再生马达25。换言之,再生马达25在回转减速时利用从回转马达34排出的压油而旋转,在动臂下降时利用从动臂缸31排出的压油而旋转。由此,第一泵21及第二泵23被驱动。
在本实施形态中,再生马达25是倾转角可变的可变容量型马达(斜板马达或斜轴马达)。但,再生马达25也可以是固定容量型马达。再生马达25的倾转角由第三调节器26调节。
本实施形态中,第三调节器26根据电信号进行工作。例如,在再生马达25为斜板马达的情况下,第三调节器26可以以电气方式变更作用于与马达的斜板连结的伺服活塞的油压,也可以为与马达的斜板连结的电动执行器。
第三调节器26由泵控制单元15控制。例如,在回转减速时,泵控制单元15以回转体12的回转速度越慢则再生马达25的倾转角越小的形式控制第三调节器26。又,在动臂下降时,泵控制单元15以从动臂操作装置75输出的动臂操作信号越大(换言之,操纵者越要加快动臂下降速度)则再生马达25的倾转角越大的形式控制第三调节器26。
构成控制装置16的泵控制单元15和发动机控制单元14之间进行信号的发送接收。具体地,从发动机控制单元14向泵控制单元15发送包括发送机13的实际转速的信息的实际转速信号。反过来,在满足回转减速时切断条件或动臂下降时切断条件时,从泵控制单元15向发动机控制单元14发送燃料供给可切断信号。如果发动机控制单元14接收燃料供给可切断信号,则以停止燃料喷射的方式控制燃料喷射阀。
泵控制单元15在向发动机控制单元14发送燃料供给可切断信号后,在不满足回转减速时切断条件或动臂下降时切断条件时,或发动机13的实际转速低于阈值α时,停止燃料供给可切断信号的发送。发动机控制单元14以如果停止燃料供给可切断信号的发送,则恢复燃料喷射的形式控制燃料喷射阀。
如以上说明,本实施形态的驱动系统1A中,若满足回转减速时切断条件或动臂下降时切断条件,则在能量的再生中切断向发动机13的燃料供给,从而能够比以往进一步地改善发动机13的燃料消耗率。而且,在不满足回转减速时切断条件或动臂下降时切断条件时,或发动机13的实际转速低于阈值α时立刻恢复向发动机13的燃料供给,从而能够使发动机13的转速的降低限于最小限度。由此,使发动机13的转速能够易于维持在立即返回至设定转速的范围内。而且,能够基于回转操作杆或动臂操作杆的操作量,简单且正确地判断是否满足回转减速时切断条件或动臂下降时切断条件。
又,本实施形态中,发动机控制单元14和泵控制单元15之间进行信号的发送接收,从而对于发动机控制单元14,只需在以往的发动机控制单元中对软件的一部分进行变更的小改变。
(第二实施形态)
图3示出了本发明第二实施例中工程机械的驱动系统1B。另外,本实施形态中,与第一实施形态相同的结构特征附上相同符号,省略重复的说明。
本实施形态的驱动系统1B包括以在动臂下降时通过从动臂缸31排出的压油驱动第一泵21及第二泵23从而使能量再生为动力的形式构成的油压回路2B。
具体地,本实施形态中,第一泵21通过设有单向阀82的第一吸入管线81与储罐连接,并且第二泵23通过设有单向阀84的第二吸入管线83与储罐连接。又,本实施形态中,作为储罐管线73(参照图1)的替代,再生管线85连接于动臂控制阀74。
再生管线85在动臂控制阀74位于动臂上升位置时与动臂下降供给管线79连通,在动臂控制阀74位于动臂下降位置时与动臂上升供给管线78连通。即,再生管线85中在动臂上升时和动臂下降时都流动有从动臂缸31排出的工作油(动臂下降时为压油)。
再生管线85连接于第一吸入管线81中较单向阀82下游侧部分及第二吸入管线83中较单向阀84下游侧部分。也就是说,再生管线85在动臂上升时及动臂下降时,将从动臂缸31排出的工作油导向第一吸入管线81中较单向阀82下游侧部分及第二吸入管线83中较单向阀下游侧部分。但,再生管线85也可以仅与第一吸入管线81中较单向阀82下游侧部分和第二吸入管线83中较单向阀84下游侧部分的其中一个连接。再生管线85通过设有安全阀87的安全管线86与储罐连接。
动臂下降时,从动臂缸31排出的工作油的流量比第一泵21及第二泵23的合计吐出流量多的情况下,第一泵21及第二泵23的吸入压保持在安全阀87的设定压。由此驱动第一泵21及第二泵23。
进一步地,本实施形态中,动臂操作装置75为输出先导压作为动臂操作信号的先导操作阀。为此,动臂操作装置75通过一对先导管线76、77与动臂控制阀74的先导端口连接。但,动臂操作装置75也可以是输出电信号作为动臂操作信号的电气操纵杆。该情况下,可以是动臂控制阀74的先导端口分别与电磁比例阀连接,也可以是动臂控制阀74为电磁先导式。
又,本实施形态中,泵控制单元15与检测作为动臂操作信号的先导压的压力传感器91、92电连接。但,图3中为了图面的简化仅描绘了一部分的信号线。泵控制单元15当压力传感器92检测的压力大于零时判定进行动臂上升,当压力传感器91检测的压力大于零时判定进行动臂下降。
本实施形态中,与第一实施形态相同,在动臂下降时,控制装置16在满足动臂下降时切断条件时切断向发动机13的燃料供给。之后,在不满足动臂下降时切断条件时,或发动机13的实际转速低于阈值α时,控制装置16恢复向发动机13的燃料供给。
本实施形态中,能够获得与第一实施形态相同的效果。进一步地,本实施形态中,动臂下降时通过再生管线85将压油导向第一吸入管线81及第二吸入管线83,从而与使用再生马达25(参照图1)的情况相比,用更为简单的结构使动臂下降时的能量的再生变得可能。即,与使用再生马达25的情况相比,可以使额外占用的空间小、质量小、成本低。
(其他实施形态)
本发明并不限定于上述实施形态,可在不脱离本发明主旨的范围内进行种种变形。
例如,第一实施形态中,第一泵21及第二泵23的吐出流量可以用油压负控制方法控制。该情况下,第一调节器22及第二调节器24分别根据油压进行工作,从而泵控制单元15可以仅控制阀61、63、64(回转操作装置45及动臂操作装置75为先导操作阀的情况)。即,泵控制单元15控制油压回路2A所包含的至少一个设备即可。或者,第一实施形态中,第一泵21及第二泵23的吐出流量可以用负载感应(load sensing)方法控制。
同样地,第二实施形态中,第一泵21及及第二泵23的吐出流量可以用油压负控制方法控制,也可以用负载感应方法控制。
又,第二实施形态中,可以与第一实施形态同样地使储罐管线连接于动臂控制阀74,再生管线85连接于设于动臂上升供给管线78的中途的再生切换阀64。也就是说,仅在动臂下降时,再生管线85将从动臂缸31排出的压油导向第一吸入管线81中较单向阀82下游侧部分及第二吸入管线83中较单向阀下游侧部分。
或者,第二实施形态中,可以使再生管线85中安全管线86的分叉点的上游侧设有再生切换阀,该再生切换阀连接有对安全阀87进行旁通的旁通管线。再生切换阀在动臂上升时使再生管线85的上游侧部分与旁通管线连通,在动臂下降时使再生管线85的上游侧部分与下游侧部分连通。由此,在动臂上升时,并非使从动臂缸31排出的工作油直接吸入至第一泵21及第二泵23,而是经由旁通管线返回至储罐。
又,第一实施形态或第二实施形态中,可以分别作为中心旁通管线42、72的替代,采用不通过控制阀的卸荷管线(unload line)及设于该卸荷管线的卸荷阀(unloadvalve)。
又,第一实施形态或第二实施形态中,可以省略第二泵23,从第一泵21向全部的油压执行器供给工作油。
或者,油压回路(2A或2B)可包括回转马达34专用的双倾转泵,以该双倾转泵与回转马达34形成闭回路的形式连接。
符号说明:
1A、1B 驱动系统
10 工程机械
13 发动机
14 发动机控制单元
15 泵控制单元
16 控制装置
2A、2B 油压回路
21、23 泵
25 再生马达
31 动臂缸
34 回转马达
62、65、85 再生管线
81、83 吸入管线
82、84 单向阀。
Claims (10)
1.一种工程机械的驱动系统,其特征在于,具备:
以发动机的实际转速成为设定转速的形式控制设于所述发动机的燃料喷射阀的控制装置;
包括由所述发动机驱动的泵和从所述泵供给有工作油的动臂缸、以在动臂下降时通过从所述动臂缸排出的压油驱动所述泵从而使能量再生为动力的形式构成的油压回路;以及
包括动臂操作杆的动臂操作装置;
所述控制装置在动臂下降时,在满足动臂下降时切断条件时切断向所述发动机的燃料供给,在不满足所述动臂下降时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于第二阈值时,恢复向所述发动机的燃料供给,所述动臂下降时切断条件包括所述动臂操作杆的操作量为第一阈值以上。
2.根据权利要求1所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述泵通过设有单向阀的吸入管线与储罐连接;
所述油压回路包括在动臂下降时将从所述动臂缸排出的压油导向所述吸入管线中比所述单向阀靠下游侧部分的再生管线。
3.根据权利要求1所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述油压回路包括能传递转矩地与所述泵连结、在动臂下降时利用从所述动臂缸排出的压油旋转的再生马达。
4.根据权利要求1至3任一项所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述油压回路包括从所述泵供给有工作油的回转马达,以在回转减速时由从所述回转马达排出的压油驱动所述泵从而使能量再生为动力的形式构成;
还具备包括回转操作杆的回转操作装置;
所述控制装置在回转减速时,在满足回转减速时切断条件时切断向所述发动机的燃料供给,在不满足所述回转减速时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于所述第二阈值时恢复向所述发动机的燃料供给,所述回转减速时切断条件包括所述回转操作杆的操作量为第三阈值以下。
5.根据权利要求4所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述回转减速时切断条件还包括回转速度超过设定值。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述控制装置包括控制所述燃料喷射阀的发动机控制单元和从所述发动机控制单元发送有所述发动机的实际转速信号的泵控制单元,所述泵控制单元控制所述油压回路所包括的至少一个设备;
所述泵控制单元在满足所述动臂下降时切断条件时向所述发动机控制单元发送燃料供给可切断信号,在不满足所述动臂下降时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于所述第二阈值时,停止所述燃料供给可切断信号的发送。
7.根据权利要求4所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述控制装置包括控制所述燃料喷射阀的发动机控制单元和从所述发动机控制单元发送有所述发动机的实际转速信号的泵控制单元,所述泵控制单元控制所述油压回路所包括的至少一个设备;
所述泵控制单元在满足所述回转减速时切断条件时向所述发动机控制单元发送燃料供给可切断信号,在不满足所述回转减速时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于所述第二阈值时,停止所述燃料供给可切断信号的发送。
8.一种工程机械的驱动系统,其特征在于,具备:
以发动机的实际转速成为设定转速的形式控制设于所述发动机的燃料喷射阀的控制装置;
包括由所述发动机驱动的泵和从所述泵供给有工作油的回转马达、以在回转减速时通过从所述回转马达排出的压油驱动所述泵从而使能量再生为动力的形式构成的油压回路;以及
包括回转操作杆的回转操作装置;
所述控制装置在回转减速时,在满足回转减速时切断条件时切断向所述发动机的燃料供给,在不满足所述回转减速时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于第二阈值时,恢复向所述发动机的燃料供给,所述回转减速时切断条件包括所述回转操作杆的操作量为第一阈值以下。
9.根据权利要求8所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述回转减速时切断条件还包括回转速度超过设定值。
10.根据权利要求8或9所述的工程机械的驱动系统,其特征在于,
所述控制装置包括控制所述燃料喷射阀的发动机控制单元和从所述发动机控制单元发送有所述发动机的实际转速信号的泵控制单元,所述泵控制单元控制所述油压回路所包括的至少一个设备;
所述泵控制单元在满足所述回转减速时切断条件时向所述发动机控制单元发送燃料供给可切断信号,在不满足所述回转减速时切断条件时,或所述发动机的实际转速低于所述第二阈值时,停止所述燃料供给可切断信号的发送。
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