JP2013083293A - Hydraulic device for working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業機械の油圧装置、さらに詳しくは、メインリリーフバルブからのリリーフした流量を再生するシステムを備えた油圧装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic device for a work machine, and more particularly, to a hydraulic device including a system for regenerating a flow rate that has been relieved from a main relief valve.
作業機械の油圧装置、例えば油圧ショベルの油圧装置は、油圧アクチュエータを操作したときにシステム圧力が定格圧力を超えないように規定するメインリリーフバルブを備えている。作業機械は作業負荷が大きいのでアクチュエータが過負荷状態になりやすくリリーフバルブが働いて作動油を逃がす(リリーフさせる)頻度が多い。 BACKGROUND ART A hydraulic device for a work machine, for example, a hydraulic device for a hydraulic excavator, includes a main relief valve that regulates the system pressure so as not to exceed a rated pressure when a hydraulic actuator is operated. Since the work machine has a heavy work load, the actuator is likely to be overloaded, and the relief valve operates frequently to release (relieve) the hydraulic oil.
リリーフした作動油は戻り油路を通してタンクに戻る。しかしながら高圧の作動油のリリーフは、エネルギーの損失となり油圧ポンプを駆動するエンジンの燃費を悪化させる原因になる。このエネルギー損失を抑制する方法の一つとして、負荷圧が所定の警告圧に達したときに一部の油圧アクチュエータを負荷逃がし方向に作動させ、メインリリーフバルブからの作動油のリリーフを減らす技術が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 The relief hydraulic oil returns to the tank through the return oil passage. However, the relief of the high-pressure hydraulic oil causes energy loss and deteriorates the fuel consumption of the engine that drives the hydraulic pump. One way to suppress this energy loss is to reduce the hydraulic oil relief from the main relief valve by operating some hydraulic actuators in the direction of load relief when the load pressure reaches a specified warning pressure. It has been developed (see, for example, Patent Document 1).
上述のようにメインリリーフバルブにより高圧の作動油を逃がす方法は、エネルギー損失が発生し油圧ポンプを駆動するエンジンの燃費を悪化させる。一方、作業負荷を逃がす方向に一部のアクチュエータを作動させる方法は、アクチュエータの作動が変動するために作業に支障を来すことがある。 As described above, the method of releasing the high-pressure hydraulic fluid by the main relief valve causes energy loss and deteriorates the fuel consumption of the engine that drives the hydraulic pump. On the other hand, the method of operating some actuators in the direction of releasing the work load may hinder the work because the operation of the actuator fluctuates.
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、メインリリーフバルブからの作動油のリリーフを減らすために油圧アクチュエータを負荷逃がし方向に作動させる手段を備えることなく、メインリリーフバルブのリリーフを許容し、リリーフした作動油を再生活用しエネルギー損失を抑制、低減できるようにした作業機械の油圧装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its technical problem is that the main relief valve is provided without means for operating the hydraulic actuator in the direction of releasing the load in order to reduce the relief of hydraulic oil from the main relief valve. It is an object of the present invention to provide a hydraulic device for a work machine that allows the relief of the above-mentioned relief and recycles and uses the relief hydraulic oil to suppress and reduce energy loss.
本発明によれば上記技術的課題を解決する作業機械の油圧装置として、原動機により駆動されタンクの作動油を吸引し吐出する油圧ポンプと、この吐出油を制御して複数の油圧アクチュエータに給排するコントロールバルブと、油圧ポンプとコントロールバルブを結ぶ吐出油路に設けられ油圧装置の圧力を規定するメインリリーフバルブと、原動機に連結されメインリリーフバルブの排出油路の作動油により駆動される油圧モータと、を備え、この油圧モータにより原動機による油圧ポンプの駆動を補助する、ことを特徴とする作業機械の油圧装置が提供される。 According to the present invention, as a hydraulic device for a work machine that solves the above technical problem, a hydraulic pump that is driven by a prime mover and sucks and discharges hydraulic oil in a tank, and controls the discharged oil to supply and discharge to a plurality of hydraulic actuators. Control valve, a main relief valve that is provided in the discharge oil passage connecting the hydraulic pump and the control valve and regulates the pressure of the hydraulic device, and a hydraulic motor that is connected to the prime mover and driven by hydraulic oil in the discharge oil passage of the main relief valve A hydraulic device for a working machine is provided, wherein the hydraulic motor assists the driving of a hydraulic pump by a prime mover.
好適には、油圧モータは、可変容量型であり、その容量制御器が油圧モータの容量を、排出油路を流れる作動油の少ないときには小さくし多いときには大きくする。 Preferably, the hydraulic motor is of a variable displacement type, and its capacity controller increases the capacity of the hydraulic motor when the amount of hydraulic oil flowing through the discharge oil passage is small and when it is large.
また、コントロールバルブからタンクへの戻り油路と前記排出油路との間に戻り油路から排出油路の側への流れを許容するチェックバルブを備えている。 Further, a check valve is provided between the return oil passage from the control valve to the tank and the discharge oil passage to allow a flow from the return oil passage to the discharge oil passage.
本発明に従って構成された作業機械の油圧装置は、原動機により駆動される油圧ポンプとその吐出油を油圧アクチュエータに給排するコントロールバルブとを結ぶ吐出油路に設けたメインリリーフバルブの排出油路の作動油により駆動され原動機に連結されて油圧ポンプの駆動を補助する油圧モータを備えている。 A hydraulic device for a work machine configured according to the present invention includes a discharge oil passage of a main relief valve provided in a discharge oil passage connecting a hydraulic pump driven by a prime mover and a control valve for supplying and discharging the discharge oil to and from a hydraulic actuator. A hydraulic motor is provided that is driven by hydraulic oil and connected to the prime mover to assist the drive of the hydraulic pump.
したがって、メインリリーフバルブからの作動油のリリーフを減らすために油圧アクチュエータを負荷逃がし方向に作動させる手段を備えることなく、メインリリーフバルブのリリーフを許容し、リリーフした作動油を再生活用しエネルギー損失を抑制、低減することができる。特に高負荷作業で稼動するリリーフ頻度の高い作業機械に有効である。 Therefore, without providing a means to operate the hydraulic actuator in the direction of load relief to reduce the relief of hydraulic oil from the main relief valve, the relief of the main relief valve is allowed, and the hydraulic oil that has been reclaimed is recycled to reduce energy loss. It can be suppressed and reduced. This is particularly effective for work machines with high relief frequency that operate at high load.
以下、本発明に従って構成された作業機械の油圧装置について、代表的な作業機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, a hydraulic device for a working machine configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of a hydraulic excavator that is a typical working machine.
図1を参照して説明する。全体を番号2で示す作業機械の油圧装置は、原動機であるエンジン4により駆動されタンク6の作動油を吸引し吐出する一対の油圧ポンプ8、8と、この吐出油を制御して複数の油圧アクチュエータ10、10それぞれに給排するコントロールバルブ12、12と、油圧ポンプ8、8とコントロールバルブ12、12をそれぞれ結ぶ吐出油路14、14設けられ油圧装置の圧力を規定するメインリリーフバルブ16、16と、エンジン4に連結されメインリリーフバルブ16、16の排出油路18の作動油により駆動される油圧モータ20を備えている。
A description will be given with reference to FIG. A hydraulic apparatus for a work machine, generally indicated by numeral 2, is driven by an engine 4 as a prime mover, and a pair of hydraulic pumps 8 and 8 for sucking and discharging hydraulic oil in a
コントロールバルブ12とタンク6は、戻り油路22によって結ばれている。油圧モータ20を通った作動油は、戻り油路22につながる油路を通してタンク6に流れる。
The
油圧ポンプ8は可変容量型のポンプである。なお、油圧ショベルのような操作する油圧アクチュエータが多い作業機械の油圧装置は、図1に示すように、実質的に同じ油圧ポンプ、コントロールバルブ、メインリリーフバルブ等を2系統備えている。 The hydraulic pump 8 is a variable displacement pump. In addition, as shown in FIG. 1, a hydraulic apparatus for a work machine having many hydraulic actuators to be operated such as a hydraulic excavator includes two systems of substantially the same hydraulic pump, control valve, main relief valve, and the like.
複数の油圧アクチュエータは、まとめて油圧アクチュエータ10、10の2グループで示されている。油圧ショベルには少なくとも、作業腕操作用のブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、機体走行用の走行モータ、機体旋回用の旋回モータが備えられている。
The plurality of hydraulic actuators are collectively shown as two groups of
これらの油圧ポンプ8、コントロールバルブ12、タンク6、吐出油路14、戻り油路22等は周知のものでよい。したがってその詳細な説明は省略する。
These hydraulic pump 8,
メインリリーフバルブ16には、排出側(排出油路18側)の圧力の影響を受けにくいパイロット作動型が用いられている。
The
油圧モータ20は、可変容量型の例えば斜板型ピストンモータである。油圧モータ20の容量制御器21はモータ容量を、排出油路18を流れる作動油量に基づいて斜板の傾転角を制御する。油圧モータ20の容量(斜板の傾転角)は、排出油路18を流れる作動油の少ないときには小さく、多いときには大きく制御される。すなわち、作動油量の少ないときは油圧モータ20が連結したエンジン4の回転抵抗とならないように容量を小さくし作動油量の多いときにはエンジン4の回転を補助するトルクを生成するように容量を大きくする。
The hydraulic motor 20 is a variable capacity type swash plate type piston motor, for example. The
この油圧モータ20はエンジン4に、歯車などの変速連結手段(図示していない)を介して、エンジン4の回転速度と油圧モータ20の回転速度が油圧ポンプ8の駆動を補助するようにマッチングさせて接続されている。 The hydraulic motor 20 causes the engine 4 to match the rotational speed of the engine 4 and the rotational speed of the hydraulic motor 20 via a speed change coupling means (not shown) such as gears so that the hydraulic pump 8 is driven. Connected.
コントロールバルブ12からタンク6への戻り油路22と排出油路18との間には、戻り油路22から排出油路18の側への流れを許容するチェックバルブ24を備えている。このチェックバルブ24は、エンジン4と油圧モータ20の回転速度の関係において、油圧モータ20がエンジン4によって回転されるような状態のときに、油圧モータ20がエンジン4の回転負荷とならないように作動油を補充する。このチェックバルブ24を通す作動油は、特にタンク6が密閉加圧タイプのような場合、加圧状態で有効に油圧モータ20に供給される。
Between the
図1を参照して上述したとおりの作業機械の油圧装置2の作用効果について説明する。 With reference to FIG. 1, the effect of the hydraulic device 2 of the working machine as described above will be described.
作業機械の油圧装置2は、原動機4により駆動される油圧ポンプ8とその吐出油を複数の油圧アクチュエータ10に給排するコントロールバルブ12とを結ぶ吐出油路14に設けたメインリリーフバルブ16の排出油路18の作動油により駆動され油圧ポンプ8の駆動を補助する油圧モータ20を備えている。
The hydraulic device 2 of the work machine is configured to discharge a
したがって、メインリリーフバルブ16からの作動油のリリーフを減らすために油圧アクチュエータ10を負荷逃がし方向に作動させる手段を備えることなく、メインリリーフバルブ16のリリーフを許容し、この排出油を、排出油路18を通してエンジン4に連結した油圧モータ20を駆動することにより、リリーフした作動油を再生活用しエネルギー損失を抑制、低減することができる。リリーフ時にエンジンアシスト量が大きくなることから、高負荷時の燃費を低減することができる。特にリリーフ時にエンジンアシスト量が大きくなることから、高負荷時の燃費を低減することができる。
Accordingly, the
そして、油圧モータ20は可変容量型であり、その容量制御器21は油圧モータ20の容量を、排出油路18を流れる作動油の少ない、あるいはないときには小さくし、多いときには大きくする。
The hydraulic motor 20 is a variable displacement type, and its
したがって、作動油量の少ないときには容量を小さくして、油圧モータ20が連結したエンジン4の回転抵抗とならないように油圧モータ20を空転に近い状態にし、作動油量の多いときには大きくしエンジン4の回転を補助するトルクを生成するようにする。 Therefore, when the amount of hydraulic oil is small, the capacity is reduced, and the hydraulic motor 20 is brought into a state close to idling so as not to cause the rotational resistance of the engine 4 to which the hydraulic motor 20 is connected. A torque that assists rotation is generated.
また、コントロールバルブ12からタンク6への戻り油路22と排出油路18との間に戻り油路22から排出油路18の側への流れを許容するチェックバルブ24を備えている。
A
したがって、排出油路18にメインリリーフバルブ16からのリリーフした作動油の流れのないときには、油圧モータ20がエンジン4の回転負荷とならないように作動油を補充することができる。またチェックバルブ24を通す作動油は、特にタンク6が密閉加圧タイプのような場合、加圧状態で有効に油圧モータ20に供給される。
Therefore, when there is no flow of the hydraulic fluid that has been relieved from the
以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。 The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made within the scope of the present invention, for example, as described below. Is.
本発明の実施の形態においては、原動機4はエンジンであるが、原動機4は電動機であってもよい。 In the embodiment of the present invention, the prime mover 4 is an engine, but the prime mover 4 may be an electric motor.
本発明の実施の形態においては、油圧装置2は、実質的に同じ油圧ポンプ8、コントロールバルブ12、メインリリーフバルブ16等を2系統備えているが、これらは1系統であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the hydraulic device 2 includes two systems of substantially the same hydraulic pump 8,
2:作業機械の油圧装置
4:エンジン(原動機)
6:タンク
8:油圧ポンプ
10:油圧アクチュエータ
12:コントロールバルブ
14:吐出油路
16:メインリリーフバルブ
18:排出油路
20:油圧モータ
21:容量制御器
22:戻り油路
24:チェックバルブ
2: Hydraulic device for work machine 4: Engine (motor)
6: Tank 8: Hydraulic pump 10: Hydraulic actuator 12: Control valve 14: Discharge oil passage 16: Main relief valve 18: Drain oil passage 20: Hydraulic motor 21: Capacity controller 22: Return oil passage 24: Check valve
Claims (3)
原動機により駆動されタンクの作動油を吸引し吐出する油圧ポンプと、
この吐出油を制御して油圧アクチュエータに給排するコントロールバルブと、
油圧ポンプとコントロールバルブを結ぶ吐出油路に設けられ油圧装置の圧力を規定するメインリリーフバルブと、
原動機に連結されメインリリーフバルブの排出油路の作動油により駆動される油圧モータと、を備え、
この油圧モータにより原動機による油圧ポンプの駆動を補助する、
ことを特徴とする作業機械の油圧装置。 A hydraulic device for a work machine including a plurality of hydraulic actuators,
A hydraulic pump driven by a prime mover to suck and discharge the hydraulic fluid in the tank;
A control valve that controls the discharged oil to supply and discharge the hydraulic actuator;
A main relief valve that is provided in the discharge oil passage connecting the hydraulic pump and the control valve and regulates the pressure of the hydraulic device;
A hydraulic motor connected to the prime mover and driven by hydraulic oil in the discharge oil passage of the main relief valve;
This hydraulic motor assists the drive of the hydraulic pump by the prime mover,
A hydraulic device for a working machine.
その容量制御器が油圧モータの容量を、排出油路を流れる作動油の少ないときには小さくし多いときには大きくする、
ことを特徴とする請求項1記載の作業機械の油圧装置。 The hydraulic motor is a variable displacement type,
The capacity controller increases the capacity of the hydraulic motor when the amount of hydraulic oil flowing through the discharge oil passage is small and when it is large.
The hydraulic device for a working machine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2記載の作業機械の油圧装置。 A check valve is provided between the return oil path from the control valve to the tank and the discharge oil path to allow a flow from the return oil path to the discharge oil path.
The hydraulic device for a working machine according to claim 1 or 2, characterized in that
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CN105805097A (en) * | 2016-05-06 | 2016-07-27 | 华侨大学 | Recycling and reusing system of overflow losses of overflow valves |
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- 2011-10-07 JP JP2011222890A patent/JP2013083293A/en active Pending
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