CN111719632A - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够更有效地冷却多个设备的挖土机。本发明的一实施方式所涉及的挖土机具备使制冷剂在与电驱动系统有关的冷却对象的多个设备中循环的冷却回路(90),在冷却回路(90)中设置有制冷剂能够迂回多个设备中的回转驱动装置(40)的迂回路径(冷却水路(93A2))。例如,迂回路径(冷却水路(93A2))允许来自主路径(冷却水路(93A))的制冷剂的流入,并且调整压力以使回转驱动装置(40)的流量满足规定的必要流量。
Description
技术领域
本申请主张基于2019年3月19日申请的日本专利申请第2019-051407号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
以往,已知有一种冷却多个设备(例如,电动机、逆变器、转换器等)的冷却回路(参考专利文献1、2)。
专利文献1:日本特开2010-222815号公报
专利文献2:日本特开2012-154092号公报
然而,当利用一个冷却回路冷却多个设备时,例如,有可能配合要求最高冷却性能的设备来确定冷却回路的规格等。因此,例如,通过对要求的冷却性能相对低的设备供给必要以上的流量,使冷却系统的压力损耗增加,其结果,有可能需要高输出的水泵等而导致成本上升。
发明内容
因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种能够更有效地冷却多个设备的挖土机。
为了实现上述目的,在本发明的一实施方式中,提供一种挖土机,其具备:
冷却回路,使制冷剂在冷却对象的多个设备中循环,
在所述冷却回路中设置有制冷剂能够迂回所述多个设备中的至少一个的迂回路径。
发明效果
根据上述实施方式,能够提供一种能够更有效地冷却多个设备的挖土机。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的挖土机的侧视图。
图2是概略地表示一实施方式所涉及的挖土机的结构的一例的框图。
图3A是表示冷却回路的一例的图。
图3B是表示冷却回路的另一例的图。
图4A是对冷却回路的布局的具体例进行说明的图。
图4B是对冷却回路的布局的具体例进行说明的图。
图中:12-电动发电机(设备),13-减速器(设备),18-逆变器(设备),19-电容器(设备),21-回转用电动机,40-回转驱动装置(设备),90-冷却回路,91-散热器,92-水泵,93-冷却水路,93A-冷却水路(主路径),93A2-冷却水路(迂回路径),94-节流阀(压力调整机构),100-升降压转换器(设备)。
具体实施方式
以下,参考附图对用于实施发明的方式进行说明。
[挖土机的概要]
首先,参考图1,对作为施工机械的一例的挖土机的概要进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的挖土机的一例的侧视图。
本实施方式所涉及的挖土机具备:下部行走体1;经由回转机构2可回转地搭载于下部行走体1的上部回转体3;作为工作装置的动臂4、斗杆5及铲斗6;以及操作员搭乘的驾驶室10。
下部行走体1例如包括左右一对履带,各个履带通过行走液压马达1A、1B(参考图2)被液压驱动而自行。
上部回转体3通过由后述的回转用电动机21(参考图2)电驱动而相对于下部行走体1进行回转。
动臂4可俯仰地枢轴连接于上部回转体3的前部中央,在动臂4的前端可上下转动地枢轴连接有斗杆5,在斗杆5的前端可上下转动地枢轴连接有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别由作为液压致动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。
驾驶室10搭载于上部回转体3的前部左侧,在其内部设置有操作员就座的操作员座、后述的操作装置26等。
[挖土机的结构]
接着,在图1的基础上,参考图2对本实施方式所涉及的挖土机的结构进行说明。
图2是表示本实施方式所涉及的挖土机的以驱动系统为中心的结构的一例的框图。
另外,在图中,以双重线表示机械动力管路,以粗实线表示高压液压管路,以虚线表示先导管路,以细实线表示电驱动/控制管路。
<挖土机的液压驱动系统>
本实施方式所涉及的挖土机的液压驱动系统包括引擎11、电动发电机12、减速器13、主泵14及控制阀17。并且,如上所述,本实施方式所涉及的液压驱动系统包括分别对下部行走体1、动臂4、斗杆5及铲斗6进行液压驱动的行走液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8以及铲斗缸9等。
另外,关于电动发电机12,在挖土机的电驱动系统的说明部分进行详细叙述。
引擎11是液压驱动系统中的主动力源,并且搭载于上部回转体3的后部。引擎11在后述的引擎控制器(ECM:Engine Control Module)30C的控制下,以规定的目标转速进行恒定旋转。引擎11例如是以轻油为燃料的柴油引擎,经由减速器13驱动主泵14和先导泵15。并且,引擎11经由减速器13驱动电动发电机12,使电动发电机12发电。
减速器13例如搭载于上部回转体3的后部,并且具有连接引擎11及后述的电动发电机12的两个输入轴和串联地同轴连接主泵14及先导泵15的一个输出轴。减速器13能够将引擎11及电动发电机12的动力以规定的减速比传递至主泵14及先导泵15。并且,减速器13能够将引擎11的动力以规定的减速比分配传递至电动发电机12、主泵14及先导泵15。
主泵14搭载于上部回转体3的后部,通过高压液压管路16向控制阀17供给工作油。主泵14由引擎11或者引擎11及电动发电机12驱动。主泵14例如是可变容量式液压泵,在后述的挖土机控制器30A的控制下,调节器(未图示)控制斜板的角度(偏转角)。由此,主泵14能够调整活塞的行程长,并控制吐出流量(吐出压力)。
控制阀17搭载于上部回转体3的中央部,是根据操作员对操作装置26进行的操作而进行液压驱动系统的控制的液压控制装置。如上所述,控制阀17经由高压液压管路16与主泵14连接,构成为能够将从主泵14供给的工作油向作为液压致动器的行走液压马达1A(右用)、1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9供给。具体而言,控制阀17是包括多个液压控制阀(方向切换阀)的阀单元,所述多个液压控制阀控制从主泵14供给至各液压致动器的工作油的流量和流动方向。
<挖土机的电驱动系统>
本实施方式所涉及的挖土机的电驱动系统包括作为辅助液压驱动系统的构成要件的电动发电机12、电流传感器12s1、电压传感器12s2、减速器13及逆变器18A。并且,本实施方式所涉及的挖土机的电驱动系统包括作为与被驱动要件(具体而言,上部回转体3)的电驱动有关的构成要件的回转驱动装置40、电流传感器21s及逆变器18B。
电动发电机12是针对液压驱动系统的辅助动力源,并且搭载于上部回转体3的后部。电动发电机12例如是IPM(Interior Permanent Magnet,内置式永磁体)马达。电动发电机12经由逆变器18A与包括电容器19的蓄电系统120和回转用电动机21连接。电动发电机12通过经由逆变器18A从电容器19或回转用电动机21供给的三相交流电力进行动力运行,以辅助引擎11的方式,经由减速器13驱动主泵14及先导泵15。并且,电动发电机12通过由引擎11驱动而进行发电运行,能够将发电电力供给至电容器19和回转用电动机21。电动发电机12的动力运行与发电运行之间的切换控制可以在后述的混合控制器(以下,称为“HB控制器”)30B的控制下,通过逆变器18A来实现。
电流传感器12s1检测电动发电机12的三相(U相、V相、W相)各自的电流。电流传感器12s1例如设置于电动发电机12与逆变器18A之间的电力路径上。与由电流传感器12s1检测出的回转用电动机21的三相各自的电流对应的检测信号通过一对一的通信线、CAN(Controller Area Network,控制器局域网)等车载网络,直接被读取到逆变器18A中。并且,该检测信号也可以通过一对一的通信线、CAN等车载网络,被读取到HB控制器30B中,并经由HB控制器30B输入到逆变器18A。
电压传感器12s2检测电动发电机12的三相各自的施加电压。电压传感器12s2例如设置于电动发电机12与逆变器18A之间的电力路径上。与由电压传感器12s2检测出的回转用电动机21的三相各自的施加电压对应的检测信号通过一对一的通信线、CAN等车载网络,直接被读取到逆变器18A中。并且,该检测信号也可以通过一对一的通信线或车载网络,被读取到HB控制器30B中,并经由HB控制器30B输入到逆变器18A。
逆变器18A在HB控制器30B的控制下,驱动控制电动发电机12。逆变器18A例如包括:转换回路,将直流电力转换为三相交流电力,或将三相交流电力转换为直流电力;驱动回路,开关驱动转换回路;及控制回路,输出限定驱动回路的动作的控制信号(例如,PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号)。
逆变器18A的控制回路一边掌握电动发电机12的动作状态,一边进行电动发电机12的驱动控制。例如,逆变器18A的控制回路根据检测电动发电机12的旋转状态的传感器(例如,编码器、分解器等)的检测信号来掌握电动发电机12的动作状态。并且,逆变器18A的控制回路可以通过根据电流传感器12s1及电压传感器12s2的检测信号依次推算出电动发电机12的旋转轴的旋转角等,掌握电动发电机12的动作状态。例如,该控制回路根据例如已知的扩展电动势(EEFM:Extended Electromotive Force)模型,推算出电动发电机12的旋转轴的旋转角、旋转速度等。而且,该控制回路可以根据依次导出的旋转角和旋转速度的推算值,一边掌握电动发电机12的动作状态,一边进行电动发电机12的驱动控制(以下,称为“无传感器控制”)。由此,在电动发电机12中无需设置检测旋转角和旋转位置的规定的传感器(例如,旋转编码器等)。因此,能够削减机械传感器,能够抑制挖土机的成本,并且能够抑制因传感器的污浊等引起的检测不良。
另外,当应用无传感器控制时,逆变器18A的控制回路可以代替基于电压传感器12s2的电动发电机12的施加电压的检测值而使用从HB控制器30B输入的或者本身在控制的过程中生成的电动发电机12的电压指令值,推算出电动发电机12的旋转轴的旋转角等。此时,可以省略电压传感器12s2。并且,逆变器18A的驱动回路及控制回路中的至少一个可以设置于逆变器18A的外部(例如,HB控制器30B)。
回转驱动装置40包括回转用电动机21、分解器22、机械制动器23及回转减速器24。回转驱动装置40搭载于上部回转体3,并利用回转用电动机21的动力,经由回转机构2驱动上部回转体3。
回转用电动机21在HB控制器30B及逆变器18B的控制下,进行旋转驱动上部回转体3的动力运行及产生再生电力而对上部回转体3进行回转制动的再生运行。回转用电动机21经由逆变器18B与蓄电系统120连接,由经由逆变器18B从电容器19或电动发电机12供给的三相交流电力驱动。并且,回转用电动机21经由逆变器18B将再生电力供给至电容器19或电动发电机12。由此,能够利用再生电力对电容器19进行充电,或驱动电动发电机12。回转用电动机21的动力运行与再生运行之间的切换控制可以在HB控制器30B的控制下,通过逆变器18B实现。在回转用电动机21的旋转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23及回转减速器24。
分解器22检测回转用电动机21的旋转位置(旋转角)、旋转速度等。与由分解器22检测出的旋转角等对应的检测信号可以通过一对一的通信线、CAN等车载网络等,直接被读取到逆变器18B中。并且,该检测信号也可以通过一对一的通信线、CAN等车载网络,被读取到HB控制器30B中,并经由HB控制器30B输入到逆变器18B。
机械制动器23在HB控制器30B的控制下,对回转用电动机21的旋转轴21A机械地产生制动力。由此,机械制动器23能够进行上部回转体3的回转制动,或维持上部回转体3的停止状态。
回转减速器24与回转用电动机21的旋转轴21A连接,通过使回转用电动机21的输出(扭矩)以规定的减速比减速,使扭矩增大,回转驱动上部回转体3。即,在动力运行时,回转用电动机21经由回转减速器24回转驱动上部回转体3(回转机构2)。并且,回转减速器24使上部回转体3的惯性旋转力增速并传递至回转用电动机21,从而产生再生电力。即,在再生运行时,回转用电动机21通过经由回转减速器24传递的上部回转体3的惯性旋转力进行再生发电,对上部回转体3进行回转制动。
电流传感器21s检测回转用电动机21的三相(U相、V相、W相)各自的电流。电流传感器21s例如设置于回转用电动机21与逆变器18B之间的电力路径上。与由电流传感器21s检测出的回转用电动机21的三相各自的电流对应的检测信号可以通过一对一的通信线、CAN等车载网络,直接被读取到逆变器18B中。并且,该检测信号也可以通过一对一的通信线、CAN等车载网络,被读取到HB控制器30B中,并经由HB控制器30B输入到逆变器18B。
逆变器18B在HB控制器30B的控制下,驱动控制回转用电动机21。逆变器18B例如包括:转换回路,将直流电力转换为三相交流电力,或将三相交流电力转换为直流电力;驱动回路,开关驱动转换回路;及控制回路,输出限定驱动回路的动作的控制信号(例如,PWM信号)。
具体而言,逆变器18B的控制回路根据电流传感器21s及分解器22的检测信号,进行与回转用电动机21有关的速度反馈控制及扭矩反馈控制。
另外,逆变器18B的驱动回路及控制回路中的至少一个可以设置于逆变器18B的外部。
<挖土机的蓄电系统>
本实施方式所涉及的挖土机的蓄电系统120包括电容器19、升降压转换器100及DC总线110。蓄电系统120例如与电驱动系统的逆变器18A、18B等一起搭载于上部回转体3的右侧前部。
电容器19是向电动发电机12和回转用电动机21供给电力,并且对电动发电机12和回转用电动机21的发电电力进行充电的蓄电装置的一例。并且,设置有将电容器19与包括升降压转换器100的负载侧的主电路之间切断的继电器(以下,称为“切断继电器”)。由此,电容器19在挖土机的停止时或挖土机异常时(例如,发生倾翻等事故时),在HB控制器30B的控制下,与主电路断开。因此,能够抑制因操作员不在时的异常或操作员在座位时的异常而在电容器19中流过非常大的短路电流的情况。切断继电器例如设置于电容器19与升降压转换器100之间的正极侧及负极侧这两者的电力路径上。
升降压转换器100对电容器19的电力进行升压,并向DC总线110输出,或对供给至DC总线110的电力进行降压,并使电容器19蓄电。升降压转换器100根据电动发电机12及回转用电动机21的运行状态,切换升压动作和降压动作,以使DC总线110的电压值落入恒定的范围内。升降压转换器100的升压动作与降压动作的切换控制可以根据DC总线110的电压检测值、电容器19的电压检测值及电容器19的电流检测值,通过HB控制器30B实现。
DC总线110设置于逆变器18A、18B与升降压转换器100之间,并控制电容器19、电动发电机12及回转用电动机21之间的电力授受。
<挖土机的操作系统>
并且,本实施方式所涉及的挖土机的操作系统包括先导泵15、操作装置26、压力传感器29等。
先导泵15搭载于上部回转体3的后部,并经由先导管路25向操作装置26供给先导压。先导泵15例如是固定容量式液压泵,并由引擎11或者引擎11及电动发电机12驱动。
操作装置26例如包括杆26A、26B和踏板26C。操作装置26设置于驾驶室10的操作员座附近,是用于操作员进行各个被驱动要件(例如,下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等)的操作的操作输入构件。换言之,操作装置26是用于进行驱动各个被驱动要件的液压致动器(例如,行走液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等)或电动致动器(回转用电动机21等)的操作的操作输入构件。操作装置26(杆26A、26B及踏板26C)经由二次侧的液压管路27与控制阀17连接。由此,与操作装置26中的下部行走体1、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态相对应的先导信号(先导压)被输入到控制阀17。因此,控制阀17能够根据操作装置26中的操作状态,驱动各液压致动器。并且,操作装置26经由其二次侧的液压管路28与压力传感器29连接。
另外,操作装置26可以是电动式。此时,表示操作装置26的操作内容(例如,操作方向、操作量等)的电信号被输入到控制装置30(例如,挖土机控制器30A)。而且,控制装置30(挖土机控制器30A)根据电信号的内容,即操作装置26的操作内容,控制经由先导管路与控制阀17连接的比例阀。由此,从该比例阀输入与操作装置26的操作内容相对应的先导压,控制阀17能够根据操作装置26中的操作状态,驱动各液压致动器。
如上所述,压力传感器29经由液压管路28与操作装置26连接,并且检测操作装置26的二次侧的先导压,即检测与操作装置26中的各动作要件的操作状态对应的先导压。压力传感器29与挖土机控制器30A连接,与操作装置26中的下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态相对应的压力信号(压力检测值)被读取到挖土机控制器30A中。
另外,当操作装置26是电动式时,省略压力传感器29。这是因为操作装置26的操作状态从操作装置26作为电信号直接输入到控制装置30(挖土机控制器30A)。
<挖土机的控制系统>
本实施方式所涉及的挖土机的控制系统包括控制装置30。
控制装置30包括挖土机控制器30A、HB控制器30B及引擎控制器30C。
挖土机控制器30A、HB控制器30B及引擎控制器30C等各自的功能可以通过任意的硬件或者硬件及软件的组合来实现。例如,挖土机控制器30A、HB控制器30B及引擎控制器30C等可以以包括CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)等处理器、RAM(RandomAccess Memory,随机存取存储器)等存储器装置(主存储装置)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)等非易失性的辅助存储装置及接口装置等的微型计算机为中心而构成。
挖土机控制器30A与包括HB控制器30B及引擎控制器30C的各种控制器协作进行挖土机的驱动控制。例如,挖土机控制器30A可以根据与HB控制器30B及引擎控制器30C等各种控制器的双向通信,统一控制挖土机整体(具体而言,搭载于挖土机的各种设备)的动作。
HB控制器30B根据从挖土机控制器30A输入的各种信息(例如,包含与操作装置26的操作状态对应的压力传感器29的检测值的控制指令等),进行电驱动系统的驱动控制。例如,HB控制器30B根据由压力传感器29检测出的与操作装置26的操作状态对应的检测值,驱动逆变器18A,进行电动发电机12的运行状态(动力运行及发电运行)的切换控制。并且,例如,HB控制器30B根据由压力传感器29检测出的与操作装置26的操作状态对应的检测值,驱动逆变器18B,进行回转用电动机21的运行状态(动力运行及再生运行)的切换控制。并且,例如,HB控制器30B根据由压力传感器29检测出的与操作装置26的操作状态对应的检测值,驱动升降压转换器100,进行升降压转换器100的升压运行与降压运行,换言之,进行电容器19的放电状态与充电状态之间的切换控制。
引擎控制器30C根据从挖土机控制器30A输入的各种信息(例如,包含引擎11的设定转速、与引擎11的设定转速对应的挖土机的运行模式等的控制指令)进行引擎11的驱动控制。具体而言,引擎控制器30C通过向控制对象的引擎11的燃料喷射装置或用于使引擎11启动的启动马达等致动器输出控制指令来实现引擎11的驱动控制。
[与电驱动系统有关的设备的冷却回路]
接着,参考图3(图3A、图3B),对挖土机的与电驱动系统有关的设备的冷却回路90进行说明。
另外,在挖土机中,除了冷却回路90以外,还搭载有引擎11的冷却回路,但省略说明。
图3A、图3B分别是表示挖土机的与电驱动系统有关的冷却回路90的一例及另一例的图。
如图3A、图3B所示,冷却回路90将与电驱动系统有关的多个设备作为冷却对象,利用水泵92使被散热器91冷却的冷却水(制冷剂的一例)循环。具体而言,冷却回路90对回转驱动装置40、电容器19、逆变器18A、逆变器18B、升降压转换器100、电动发电机12及减速器13进行冷却。
另外,在本例中,逆变器18A、18B容纳于一个壳体中而构成逆变器18。
冷却回路90包括散热器91、水泵92、冷却水路93A、93A1、93A2、93B1、93B、93C、93C1、93C2、93D、93D1、93D2、93E、93F。以下,有时将冷却水路93A、93A1、93A2、93B1、93B、93C、93C1、93C2、93D、93D1、93D2、93E、93F统称为冷却水路93。
散热器91是冷却制冷剂的热交换器。散热器91例如搭载于上部回转体3的后部左侧(参考图4A)。
水泵92利用搭载于上部回转体3的电池(例如,铅电池)的电力进行工作,并使制冷剂在冷却回路90中循环。具体而言,水泵92通过冷却水路93与散热器91连接,吸入被散热器91冷却的制冷剂,并向下游侧的冷却水路93A吐出。水泵92例如以与散热器91相邻的方式搭载于上部回转体3的后部左侧(参考图4A)。
冷却水路93A分支成冷却水路93A1、93A2。
冷却水路93A1与包括回转用电动机21的回转驱动装置40(冷却对象设备的一例)连接。
通过冷却水路93A1供给至回转驱动装置40的冷却水在通过配设于回转驱动装置40中的冷却水路而冷却回转驱动装置40之后,向与回转驱动装置40的下游侧连接的冷却水路93B1流出。
冷却水路93A2(迂回路径的一例)从冷却水路93A分支,并以冷却水能够迂回回转驱动装置40的方式,与回转驱动装置40的下游侧的冷却水路93B连接。由此,冷却水的一部分能够通过冷却水路93A2,因此能够降低通过冷却回路90中的回转驱动装置40的部分(图中的虚线部分)的冷却水的压力损耗。并且,冷却水的一部分能够通过冷却水路93A2,因此能够抑制作为冷却水整体的温度上升。因此,能够实现水泵92的小型化(低输出化)和散热器91的小型化,从而能够抑制挖土机的成本。此时,所谓“迂回”是指冷却水不通过迂回对象设备(在本例中为回转驱动装置40)而向冷却回路90的下游侧流过的情况。并且,“迂回”是指冷却水流过从与迂回对象设备(回转驱动装置40)连接的主路径(在本例中为冷却水路93A)分支的路径,即不存在冷却对象的路径(在本例中为冷却水路93A2)的情况。并且,“迂回”并不指冷却水通过迂回对象设备(回转驱动装置40)时的通过距离的长短。
具体而言,冷却水路93A2允许来自冷却水路93A(主路径的一例)的冷却水的流入,并且调整压力以使通过回转驱动装置40的流量满足规定的必要流量。必要流量是指适当地对冷却对象设备进行冷却所需的最低限度的流量,对每个冷却对象设备预先限定。由此,能够满足回转驱动装置40的必要流量,并且能够降低通过冷却回路90中的回转驱动装置40的部分的冷却水的压力损耗。
例如,冷却水路93A2的流路截面积和长度被适当地设定,以使从冷却水路93A通过冷却水路93A1流入回转驱动装置40的冷却水的流量满足必要流量,并且一部分冷却水通过冷却水路93A2而迂回回转驱动装置40。具体而言,冷却水路93A2可以设定为流路截面积比冷却水路93A相对小。由此,冷却水难以流入冷却水路93A2,因此能够确保流入冷却水路93A1的冷却水的必要流量。
并且,如图3B所示,在冷却水路93A2中可以设置有节流阀94(压力调整机构的一例)。由此,利用节流阀94的作用,能够满足从冷却水路93A通过冷却水路93A1流入回转驱动装置40的冷却水的必要流量,并且能够使一部分冷却水通过冷却水路93A2而迂回回转驱动装置40。节流阀94的节流开度可以固定,也可以是节流开度可变的方式。在后者的情况下,控制装置30(例如,HB控制器30B)可以一边监视回转驱动装置40的冷却水的流量,一边控制节流阀94的节流开度。由此,能够满足流入回转驱动装置40的冷却水的必要流量,并且使更多的冷却水流入冷却水路93A2,能够进一步降低冷却回路90中的回转驱动装置40的部分的压力损耗。
冷却水路93A2及冷却水路93B1与冷却水路93B合流,冷却水路93B与电容器19(冷却对象设备的一例)连接。
通过冷却水路93B供给至电容器19的冷却水在通过配设于电容器19中的冷却水路而冷却电容器19之后,向与电容器19的下游侧连接的冷却水路93C流出。
冷却水路93C分支成冷却水路93C1、93C2。
冷却水路93C1与逆变器18(冷却对象设备的一例)连接,冷却水路93C2与升降压转换器100(冷却对象设备的一例)连接。即,逆变器18及升降压转换器100在冷却回路90中并联连接。
通过冷却水路93C1供给至逆变器18的冷却水在通过配设于逆变器18中的冷却水路而冷却逆变器18A、18B之后,向与逆变器18的下游侧连接的冷却水路93D1流出。
通过冷却水路93C2供给至升降压转换器100的冷却水在通过配设于降压转换器100中的冷却水路而冷却升降压转换器100之后,向与升降压转换器100的下游侧连接的冷却水路93D2流出。
冷却水路93D1、93D2与冷却水路93D合流,冷却水路93D与电动发电机12(冷却对象设备的一例)连接。
通过冷却水路93D供给至电动发电机12的冷却水在通过配设于电动发电机12中的冷却水路而冷却电动发电机12之后,向与电动发电机12的下游侧连接的冷却水路93E流出。
冷却水路93E与减速器13(冷却对象设备的一例)连接。
从冷却水路93E供给至减速器13的冷却水在通过配设于减速器13中的冷却水路而冷却减速器13之后,向与减速器13的下游侧连接的冷却水路93F流出。
冷却水路93F与散热器91连接。通过冷却多个冷却对象而温度上升的冷却水被散热器91冷却,并通过冷却水路93G供给至水泵92。由此,冷却回路90能够一边使冷却水循环,一边持续地冷却多个冷却对象。
并且,在本例中,还可以设置冷却水能够迂回冷却回路90的其他冷却对象设备的冷却水路(以下,与冷却水路93A2一起统称为“迂回路径”)来代替冷却水路93A2,或者还可以除了冷却水路93A2以外,设置冷却水能够迂回冷却回路90的其他冷却对象设备的冷却水路。
例如,迂回路径可以设置成能够迂回逆变器18。此时,迂回路径以冷却水从冷却水路93C1分支并与冷却水路93D1合流的方式设置。
设定有迂回路径的对象设备例如是冷却回路90的冷却对象的多个设备中压力损耗相对高的设备。由此,如上所述,一部分冷却水能够迂回压力损耗相对高的设备,因此能够有效地降低冷却回路90整体的压力损耗。因此,能够使水泵92进一步实现低输出化,因此能够进一步抑制挖土机的成本。换言之,即使在冷却回路90的冷却对象的多个设备之中存在可能成为瓶颈的压力损耗相对高的设备,通过适当地设置迂回路径,也能够使水泵92的输出和尺寸最佳化。
并且,设定有迂回路径的对象设备例如是冷却回路90的冷却对象的多个设备中必要流量相对小(少)的设备。由此,更多的冷却水能够不冷却该设备而迂回,因此能够更有效地抑制冷却水的温度上升。因此,能够使散热器91进一步小型化,能够进一步抑制挖土机的成本。换言之,即使在冷却回路90的冷却对象的多个设备各自的必要流量大不相同的情况下,通过适当地设置迂回路径,也能够使散热器91的尺寸最佳化。
即,设定有迂回路径的对象设备可以是冷却回路90的冷却对象的多个设备中的压力损耗相对高的设备及必要流量相对小(少)的设备中的至少一个。
并且,迂回路径可以以不仅能够迂回冷却回路90的冷却对象的一个设备还能够迂回两个以上的设备的方式设定。
例如,冷却水路93A2也可以被设置成不仅能够迂回回转驱动装置40,还能够迂回电容器19。此时,冷却水路93A2也可以以不与冷却水路93B合流而是与冷却水路93C合流的方式设定。
并且,迂回路径也可以被设置成能够迂回并联连接的逆变器18及升降压转换器这两者。此时,迂回路径可以以冷却水从冷却水路93C分支并与冷却水路93D合流的方式设定。
另外,在本例中,在冷却回路90中,冷却对象的一部分设备(逆变器18及升降压转换器100)并联连接,但可以是所有设备串联连接,也可以是所有设备并联连接。
[冷却回路的布局的具体例]
接着,参考图4(图4A、图4B)对冷却回路90的布局具体地进行说明。
图4A、图4B是对冷却回路90的布局的具体例进行说明的图。具体而言,图4A是表示上部回转体3中的冷却回路90的布局的一例的俯视图。图4B是表示用于冷却水迂回回转驱动装置40的冷却水路93A2(迂回路径)的布局的一例的立体图。
如图4A所示,散热器91、水泵92及冷却对象的多个设备直接或者经由规定的组件(例如,托架或其他设备等)安装于构成上部回转体3的底部的回转框架3F。
散热器91及水泵92搭载于上部回转体3的后部左侧。被散热器91冷却的冷却水通过冷却水路93G被吸入到水泵92,从水泵92向冷却水路93A吐出。
冷却水路93G例如是将设置于散热器91的冷却水的出口的管与设置于水泵92的冷却水的入口的管之间连接的软管。
冷却水路93A例如是将设置于水泵92的冷却水的出口的管与设置于回转驱动装置40的冷却水的入口的管之间连接的软管。冷却水路93A延伸设置于搭载有水泵92的上部回转体3的后部左侧的部分与搭载有回转驱动装置40的上部回转体3的回转轴附近、即上部回转体3的前后左右的中央部之间。
冷却水路93B例如是将设置于回转驱动装置40的冷却水的出口的管与设置于电容器19的冷却水的入口的管之间连接的软管。相当于冷却水路93B的软管延伸设置于搭载有回转驱动装置40的上部回转体3的前后左右的中央部与搭载有电容器19的上部回转体3的前部右侧的部分之间。
冷却水路93C例如是设置于电容器19的后端部的冷却水的出口的分支部。在分支部上连接有相当于冷却水路93C1、93C2的两个软管。
冷却水路93C1例如是将相当于冷却水路93C的分支部与设置于逆变器18的后端部的冷却水的入口的管之间连接的软管,所述逆变器18设置于电容器19上且设置于左端。
冷却水路93C2例如是将相当于冷却水路93C的分支部与设置于升降压转换器100的后端部的冷却水的入口的管之间连接的软管,所述升降压转换器100设置于电容器19上且设置于左右中央。
冷却水路93D1例如是设置于逆变器18的冷却水的出口的合流部。
冷却水路93D2例如是将升降压转换器100的冷却水的出口的管与位于与升降压转换器100的左侧相邻的逆变器18的后端部的相当于冷却水路93D1的合流部之间连接的软管。
冷却水路93D例如是将位于逆变器18的后端部的相当于冷却水路93D1的合流部与设置于电动发电机12的冷却水的入口的管之间连接的软管。相当于冷却水路93D的软管延伸设置于搭载有逆变器18及升降压转换器100的上部回转体3的前部右侧的部分与搭载有电动发电机12的上部回转体3的后部右侧的部分之间。
冷却水路93E例如是将设置于电动发电机12的冷却水的出口的管与设置于与电动发电机12相邻的减速器13的冷却水的入口的管之间连接的软管。
冷却水路93E例如是将设置于减速器13的冷却水的出口的管与设置于散热器91的冷却水的入口的管之间连接的软管。相当于冷却水路93E的软管延伸设置于搭载有减速器13的上部回转体3的后部右侧的部分与搭载有散热器91的上部回转体3的后部左侧的部分之间。
如图4B所示,在回转驱动装置40的冷却水的入口连接有相当于冷却水路93A1的金属制的L字管(分支部的一例),并连接有相当于冷却水路93A的软管。并且,L字管上设置有分支用的管,并连接有相当于冷却水路93A2(迂回路径)的软管的一端。
并且,在回转驱动装置40的冷却水的出口连接有相当于冷却水路93B1的L字管(合流部的一例),并连接有相当于冷却水路93B的软管。并且,L字管中设置有合流用的管,并连接有相当于冷却水路93A2的软管的另一端。
例如,在从将水泵92与回转驱动装置40之间连接的软管的中途分支出冷却水路93A2(迂回路径)的结构的情况下,需要在软管的中途设置分支部,其结果,需要相当于分支部的组件和连接于分支部的上游侧及下游侧这两者的2条软管。同样地,在连接回转驱动装置40与电容器19之间的软管的中途合流冷却水路93A2(迂回路径)的结构的情况下,需要在软管的中途设置合流部,其结果,需要相当于合流部的组件和连接于分支部的上游侧及下游侧这两者的2条软管。
相对于此,在本例中,在冷却水路93A2的迂回对象设备(回转驱动装置40)的入口及出口分别设定相当于分支部及合流部的组件。由此,能够将用于连接迂回对象设备与相当于冷却水路93的软管的组件兼作迂回路径的分支部及合流部。因此,进一步追加相当于分支部及合流部的组件或相当于冷却水路93的软管被分割而成2条的情况得到抑制。因此,能够抑制组件点数的增加,并且能够抑制挖土机的成本。
另外,在冷却回路90中,如上所述,迂回路径可以设置成能够迂回串联连接的两个以上的设备。此时,分支部可以设置于迂回对象的两个以上的设备中的最上游的设备的入口,合流部可以设置于迂回对象的两个以上的设备中的最下游的设备的出口。
以上,对用于实施本发明的方式进行了详细叙述,但本发明并不限定于该特定的实施方式,能够在技术方案中记载的本发明的宗旨的范围内进行各种变形、变更。
例如,在上述实施方式中,冷却回路90使作为制冷剂的冷却水(冷却剂)循环,但可以使其他液体(例如,油)循环。
并且,在上述实施方式及变形例中,冷却回路90使液体作为制冷剂循环,但也可以使气体循环。
并且,在上述实施方式及变形例中,对挖土机的冷却回路90进行了说明,但相同的结构(迂回路径)可以应用于具有对多个冷却对象设备进行冷却的冷却回路的其他施工机械(例如,混合式履带起重机、轮式装载机等)中。并且,相同的结构可以搭载于具有对多个冷却对象设备进行冷却的冷却回路的任意的对象(例如,混合动力汽车或电动汽车等)中。
Claims (8)
1.一种挖土机,其具备:
冷却回路,使制冷剂在冷却对象的多个设备中循环,
在所述冷却回路中设置有制冷剂能够迂回所述多个设备中的至少一个的迂回路径。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述迂回路径允许来自主路径的制冷剂的流入,并且调整压力以使通过所述多个设备中的迂回对象设备的流量满足规定的必要流量。
3.根据权利要求1或2所述的挖土机,其中,
所述迂回路径的流路截面积小于主路径的流路截面积。
4.根据权利要求1或2所述的挖土机,其中,
所述迂回路径具有压力调整机构。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的挖土机,其中,
所述迂回路径被设定为,使制冷剂迂回所述多个设备中的压力损耗相对高的设备及必要流量相对少的设备中的至少一个。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的挖土机,其中,
所述迂回路径迂回所述多个设备中的两个以上的设备。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的挖土机,其中,
所述多个设备包括回转驱动装置,所述回转驱动装置包括回转驱动上部回转体的回转用电动机,
所述迂回路径被设定为迂回所述回转驱动装置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的挖土机,其中,
所述迂回路径被设定为,将安装在迂回对象设备中的最上游的设备的入口处的分支部与安装在所述迂回对象设备中的最下游的设备的出口处的合流部之间连接。
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