聯(lián)系人:吳經(jīng)理
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技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置
背景技術(shù)
[0002] 在作業(yè)機(jī)械中,具有如下的作業(yè)機(jī)械:其技術(shù)課題為提供一種能夠不占用配置空 間地配置在有限的空間中且能夠擴(kuò)大回收能量的利用用途的液壓油的能量回收裝置及液 壓油的能量回收/再生裝置
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2000-136806號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
[0006] 根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)
[0007] 但是,在現(xiàn)有技術(shù)的作業(yè)機(jī)械的情況下
[000引目P
[0009] 本發(fā)明是基于上述的情況而研發(fā)的
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,第1發(fā)明提供一種作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置
[0011] 另外,第2發(fā)明的特征在于
[0012] 而且
[0014] 而且
[0015] 另外
[0016] 而且
[0017]另外
[001引而且
[0019]發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明,能夠通過(guò)回收的能量來(lái)直接驅(qū)動(dòng)與再生用液壓馬達(dá)機(jī)械地連結(jié)的液 壓累
附圖說(shuō)明
[0021] 圖1是表示具有本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式的液壓 挖掘機(jī)的立體圖。
[0022] 圖2是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制 系統(tǒng)的概略圖
[0023] 圖3是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式的控制器的 框圖
[0024] 圖4是說(shuō)明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式的控制 器的第2函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)容的特性圖。
[0025] 圖5是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制 系統(tǒng)的概略圖
[0026] 圖6是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實(shí)施方式的控制器的 框圖
[0027] 圖7是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實(shí)施方式的控制器的 框圖。
[0028] 圖8是說(shuō)明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實(shí)施方式的控制 器的可變動(dòng)力限制運(yùn)算部的內(nèi)容的特性圖
[0029] 圖9是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)控制 系統(tǒng)的概略圖
[0030] 圖10是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實(shí)施方式的控制器的 框圖。
具體實(shí)施方式
[0031] W下使用附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的實(shí)施方式
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 圖1是表示具有本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式的液壓 挖掘機(jī)的立體圖
[0034] 在圖I中
[0035] 斗桿Ib能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在動(dòng)臂Ia上
[0036] 圖2所示的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具有:動(dòng)力再生裝置70
[0037] 作為液壓源裝置,具有作為第2液壓累的可變?nèi)萘啃偷囊簤豪?0
[0038] 在將來(lái)自液壓累10的液壓油向動(dòng)臂液壓缸3a~行駛馬達(dá)3d供給的油路30上
[0039] 控制閥5的各方向切換閥的滑閥位置通過(guò)操作裝置4
[0040] 操作裝置4在內(nèi)部設(shè)有先導(dǎo)閥4A,經(jīng)由先導(dǎo)配管與控制閥5的控制動(dòng)臂液壓缸3a的 驅(qū)動(dòng)的滑閥型方向切換閥的受壓部連接
[0041] 操作裝置24在內(nèi)部設(shè)有先導(dǎo)閥24A
[0042] 在將操作裝置24的先導(dǎo)閥24A和控制閥5的受壓部連接的兩個(gè)系統(tǒng)的先導(dǎo)配管上 設(shè)有檢測(cè)各自的先導(dǎo)壓力的壓力傳感器42
[0043] 接下來(lái),說(shuō)明作為再生裝置的動(dòng)力再生裝置70
[0044] 缸底側(cè)油路32是在動(dòng)臂液壓缸3a縮短時(shí)供向油箱12返回的油(返回油)流通的油 路,一端側(cè)與動(dòng)臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al連接,另一端側(cè)與控制閥5的連接端口連接
[0045] 切換閥7在一端側(cè)具有彈黃7b
[0046] 向電磁切換閥8的輸入端口輸入從先導(dǎo)液壓累11輸出的液壓油
[0047] 再生回路33將其一端連接在缸底側(cè)油路32的切換閥7與動(dòng)臂液壓缸3a的缸底側(cè)油 室3al之間,將其另一端與液壓馬達(dá)13的入口連接
[0048] 作為再生用液壓馬達(dá)的液壓馬達(dá)13與輔助液壓累15機(jī)械地連結(jié)
[0049] 在作為第1液壓累的輔助液壓累15的排出口上連接有輔助油路31的一端側(cè),輔助 油路31的另一端側(cè)與油路30連接
[0050] 輔助液壓累15具有作為第1調(diào)整器的調(diào)節(jié)器15A
[0051] 液壓馬達(dá)13還與電動(dòng)機(jī)14機(jī)械地連結(jié)
[0052] 對(duì)于控制器100,除了輸入來(lái)自上述的各壓力傳感器的信號(hào)W外還輸入由作為上 級(jí)控制器的車(chē)身控制用控制器200運(yùn)算出的液壓累10的推定累流量信號(hào)
[0053] 控制器100輸入由壓力傳感器40檢測(cè)出的液壓累10的排出壓力
[0054] 電磁切換閥8根據(jù)來(lái)自控制器100的指令信號(hào)進(jìn)行切換,向切換閥7輸送來(lái)自先導(dǎo) 液壓累11的液壓油
[0055] 接下來(lái)
[0056] 首先,當(dāng)將圖2所示的操作裝置4的操作桿向動(dòng)臂下降方向操作時(shí)
[0057] 此時(shí)
[0058] 在運(yùn)樣的狀態(tài)下,當(dāng)操作員W規(guī)定值W上將操作裝置4的操作桿向動(dòng)臂下降方向 操作時(shí)
[0059] 其結(jié)果為,切換閥7切換到切斷位置
[0060] 輔助液壓累15通過(guò)液壓馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)
[0061] 輸入到液壓馬達(dá)13的液壓能量中的沒(méi)有完全被輔助液壓累15消耗的剩余能量通 過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)14發(fā)電而被消耗
[0062] 在本實(shí)施方式中,從動(dòng)臂液壓缸3a排出的液壓油的能量通過(guò)液壓馬達(dá)13來(lái)回收
[0063] 接下來(lái)
[0064] 圖3所示的控制器100具有:第1函數(shù)發(fā)生器101
[0065] 如圖3所示,第1函數(shù)發(fā)生器101將由壓力傳感器41檢測(cè)出的操作裝置4的先導(dǎo)閥4A 的下降側(cè)先導(dǎo)壓Pd作為操作桿操作信號(hào)141輸入
[0066] 第I函數(shù)發(fā)生器101在操作桿操作信號(hào)141為切換開(kāi)始點(diǎn)W下的情況下將OFF信號(hào) 向第1輸出轉(zhuǎn)換部106輸出
[0067] 第2函數(shù)發(fā)生器102將下降側(cè)先導(dǎo)壓Pd作為操作桿操作信號(hào)141輸入到一個(gè)輸入 端,將由壓力傳感器44檢測(cè)出的動(dòng)臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的壓力作為壓力信號(hào)144輸 入到另一輸入端
[0068] 使用圖4來(lái)說(shuō)明第2函數(shù)發(fā)生器102的運(yùn)算詳情
[0069] 在圖4中,橫軸表示操作桿操作信號(hào)141的操作量
[0070] 具體地說(shuō),當(dāng)缸底側(cè)油室3al的壓力信號(hào)144增加時(shí)
[0071] 返回到圖3,第2函數(shù)發(fā)生器102將最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A向第2輸出轉(zhuǎn)換部 107和第1乘法運(yùn)算器104輸出。第2輸出轉(zhuǎn)換部107將輸入的最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A轉(zhuǎn) 換成目標(biāo)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并作為轉(zhuǎn)速指令信號(hào)209A向逆變器9A輸出
[0072] 第1減法運(yùn)算器103輸入從車(chē)身控制用控制器200輸入的推定累流量信號(hào)120和來(lái) 自最小流量信號(hào)指令部114的最小流量信號(hào),將其偏差作為要求累流量信號(hào)103A計(jì)算出
[0073] 第1乘法運(yùn)算器104輸入來(lái)自第2函數(shù)發(fā)生器102的最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A和 缸底側(cè)油室3al的壓力信號(hào)144,將其乘積值作為回收動(dòng)力信號(hào)104A計(jì)算出
[0074] 第2乘法運(yùn)算器105將由壓力傳感器40檢測(cè)出的液壓累10的排出壓作為壓力信號(hào) 140輸入到一個(gè)輸入端,將第1減法運(yùn)算器103計(jì)算出的要求累流量信號(hào)103A輸入到另一輸 入端
[0075] 最小值選擇運(yùn)算部108輸入來(lái)自第1乘法運(yùn)算器104的回收動(dòng)力信號(hào)104A
[0076] 在此
[0077] 第1除法運(yùn)算器109輸入來(lái)自最小值選擇運(yùn)算部108的目標(biāo)輔助動(dòng)力信號(hào)108A和液 壓累10的排出壓的壓力信號(hào)140,將使目標(biāo)輔助動(dòng)力信號(hào)108A除W壓力信號(hào)140所得的值作 為目標(biāo)輔助流量信號(hào)109A計(jì)算出
[0078] 第2除法運(yùn)算器110輸入來(lái)自第1除法運(yùn)算器109的目標(biāo)輔助流量信號(hào)109A和來(lái)自 第2輸出轉(zhuǎn)換部107的轉(zhuǎn)速指令信號(hào)209A,將使目標(biāo)輔助流量信號(hào)109A除W轉(zhuǎn)速指令信號(hào) 209A所得的值作為輔助液壓累15的目標(biāo)容量信號(hào)1IOA計(jì)算出
[0079] 第3輸出轉(zhuǎn)換部111將輸入的目標(biāo)容量信號(hào)IlOA轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容量指 令信號(hào)215A向調(diào)節(jié)器15A輸出。由此
[0080] 第2減法運(yùn)算器112輸入來(lái)自第1減法運(yùn)算器103的要求累流量信號(hào)103A、來(lái)自第1 除法運(yùn)算器109的目標(biāo)輔助流量信號(hào)109A
[0081] 第4輸出轉(zhuǎn)換部113將輸入的目標(biāo)累流量信號(hào)112A轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容量 指令信號(hào)210A向調(diào)節(jié)器IOA輸出
[0082] 接下來(lái)
[0083] 當(dāng)將操作裝置4的操作桿向動(dòng)臂下降方向操作時(shí)
[0084] 在控制器100中
[0085] 而且,操作桿操作信號(hào)141和缸底側(cè)油室3al的壓力信號(hào)144在控制器100中被輸入 到第2函數(shù)發(fā)生器102,第2函數(shù)發(fā)生器102計(jì)算出與操作桿操作信號(hào)141和缸底側(cè)油室3al的 壓力信號(hào)144相應(yīng)的最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A
[0086] 由此
[0087] 另一方面,將從車(chē)身控制用控制器200輸入到控制器100的推定累流量信號(hào)120與 來(lái)自最小流量信號(hào)指令部114的最小流量信號(hào)一起輸入到第I減法運(yùn)算器103,由第I減法運(yùn) 算器103計(jì)算出要求累流量信號(hào)103A
[008引將由第2函數(shù)發(fā)生器102計(jì)算出的最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A和缸底側(cè)油室3al的 壓力信號(hào)144輸入到第1乘法運(yùn)算器104,由第1乘法運(yùn)算器104計(jì)算出回收動(dòng)力信號(hào)104A
[0089] 最小值選擇運(yùn)算部108將兩個(gè)輸入中的較小一方作為目標(biāo)輔助動(dòng)力信號(hào)108A輸 出
[0090] 將由最小值選擇運(yùn)算部108計(jì)算出的目標(biāo)輔助動(dòng)力信號(hào)108A和液壓累10的排出壓 的壓力信號(hào)140輸入到第1除法運(yùn)算器109,由第1除法運(yùn)算器109計(jì)算出目標(biāo)輔助流量信號(hào) 109A
[0091] 將由第1除法運(yùn)算器109計(jì)算出的目標(biāo)輔助流量信號(hào)109A和由第2輸出轉(zhuǎn)換部107 計(jì)算出的轉(zhuǎn)速指令信號(hào)209A輸入到第2除法運(yùn)算器110,由第2除法運(yùn)算器110計(jì)算出目標(biāo)容 量信號(hào)110A
[0092] 由此
[0093] 將由第1減法運(yùn)算器103計(jì)算出的要求累流量信號(hào)103A
[0094] 由此,液壓累10能夠與從輔助液壓累15供給的流量相應(yīng)地減少容量
[0095] 根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式
[0096] 另外,根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實(shí)施方式
[0097] 實(shí)施例2
[0098] W下,使用附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實(shí)施方式
[0099] 圖5及圖6所示的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實(shí)施方式大致由 與第1實(shí)施方式相同的液壓源和作業(yè)機(jī)等構(gòu)成
[0100] 在本實(shí)施方式中
[0101] 在缸底側(cè)油路32上代替切換閥7而設(shè)有控制閥61
[0102] 控制閥61在一端側(cè)具有彈黃61b
[0103] 向本實(shí)施方式中的電磁比例減壓閥60的輸入端口輸入從先導(dǎo)液壓累11輸出的液 壓油
[0104] 控制器IOOW成為在控制器內(nèi)部運(yùn)算出的應(yīng)分流到控制閥61的目標(biāo)排出流量的方 式向電磁比例減壓閥60輸出控制指令
[0105] 接下來(lái),使用圖6來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的控制器100的控制概要
[0106] 在本實(shí)施方式中
[0107] 本實(shí)施方式中的控制器100省略了第1實(shí)施方式中的第1函數(shù)發(fā)生器101和第1輸出 轉(zhuǎn)換部106,除了剩余的運(yùn)算器還具有流量限制運(yùn)算部130
[0108] 如圖6所示
[0109] 第1乘法運(yùn)算器104輸入來(lái)自流量限制運(yùn)算部130的限制流量信號(hào)130A和缸底側(cè)油 室3曰1的壓力信號(hào)144,將其乘積值作為回收動(dòng)力信號(hào)104A計(jì)算出
[0110] 動(dòng)力限制運(yùn)算部131輸入由第1乘法運(yùn)算器104計(jì)算出的回收動(dòng)力信號(hào)104A
[0111] 第3除法運(yùn)算器132輸入來(lái)自動(dòng)力限制運(yùn)算部131的限制回收動(dòng)力信號(hào)131A和缸底 側(cè)油室3al的壓力信號(hào)144,將使限制回收動(dòng)力信號(hào)131A除W壓力信號(hào)144所得的值作為目 標(biāo)回收流量信號(hào)132A計(jì)算出,并向第3減法運(yùn)算器133和第4除法運(yùn)算器137輸出
[0112] 第3減法運(yùn)算器133輸入來(lái)自第2函數(shù)發(fā)生器102的最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A和 來(lái)自第3除法運(yùn)算器132的目標(biāo)回收流量信號(hào)132A
[0113] 第3函數(shù)發(fā)生器134將由壓力傳感器44檢測(cè)出的動(dòng)臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的 壓力作為壓力信號(hào)144輸入到一個(gè)輸入端
[0114] 在此
[011引由此,能夠根據(jù)算式(2)來(lái)計(jì)算出控制閥61的開(kāi)口面積
[0119] 第5輸出轉(zhuǎn)換部135將輸入的目標(biāo)開(kāi)口面積信號(hào)134A轉(zhuǎn)換成電磁比例減壓閥60的 控制指令并作為電磁閥指令信號(hào)260A向電磁比例減壓閥60輸出
[0120] 固定轉(zhuǎn)速指令部136為了使電動(dòng)機(jī)14W最大轉(zhuǎn)速的固定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)而將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速指令信號(hào)向第2輸出轉(zhuǎn)換部107輸出
[0121] 固定轉(zhuǎn)速指令部136也將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號(hào)向第2除法運(yùn)算器110的另一端和 第4除法運(yùn)算器137的另一端輸出。
[0122] 第2除法運(yùn)算器110輸入來(lái)自第1除法運(yùn)算器109的目標(biāo)輔助流量信號(hào)109A和來(lái)自 固定轉(zhuǎn)速指令部136的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號(hào)
[0123] 第4除法運(yùn)算器137輸入來(lái)自第3除法運(yùn)算器132的目標(biāo)回收流量信號(hào)132A和來(lái)自 固定轉(zhuǎn)速指令部136的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號(hào)
[0124] 第6輸出轉(zhuǎn)換部138將輸入的目標(biāo)容量信號(hào)137A轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容量指 令信號(hào)262A向調(diào)節(jié)器62A輸出
[0125] 接下來(lái)
[0126] 從圖6所示的第2函數(shù)發(fā)生器102輸出的最終目標(biāo)缸底流量信號(hào)102A通過(guò)流量限制 運(yùn)算部130而被限制成可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的最大流量的限制流量信號(hào)130A。由此
[0127] 另外
[01%]計(jì)算出的回收動(dòng)力信號(hào)104A通過(guò)動(dòng)力限制運(yùn)算部131被限制成W電動(dòng)機(jī)14的最大 動(dòng)力的上限進(jìn)行了限制的限制回收動(dòng)力信號(hào)131A。由此,能夠防止過(guò)大的能量輸入到電動(dòng) 機(jī)軸
[0129] 將從動(dòng)力限制運(yùn)算部131輸出的限制回收動(dòng)力信號(hào)131A與缸底側(cè)油室3al的壓力 信號(hào)144 一起輸入到第3除法運(yùn)算器132,計(jì)算出目標(biāo)回收流量信號(hào)132A。
[0130] 而且
[0131] 將目標(biāo)排出流量信號(hào)133A與缸底側(cè)油室3al的壓力信號(hào)144 一起輸入到第3函數(shù)發(fā) 生器134,計(jì)算出控制閥61的目標(biāo)開(kāi)口面積。該目標(biāo)開(kāi)口面積的信號(hào)經(jīng)由第5輸出轉(zhuǎn)換部135 作為電磁閥指令信號(hào)260A輸出到電磁閥60
[0132] 由此
[0133] 返回到圖6,將從第3除法運(yùn)算器132輸出的目標(biāo)回收流量信號(hào)132A與來(lái)自固定轉(zhuǎn) 速指令部136的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號(hào)一起輸入到第4除法運(yùn)算器137,計(jì)算出可變?nèi)萘啃?液壓馬達(dá)62的目標(biāo)容量。該目標(biāo)容量的信號(hào)經(jīng)由第6輸出轉(zhuǎn)換部138作為容量指令信號(hào)262A 向調(diào)節(jié)器62A輸出
[0134] 由此