[发明专利]液压机构以及包括该液压机构的施工设备

说明书

技术领域

本发明，涉及一种具有可变容积泵(variable delivery pump)和驱动该 可变容积泵且转速可控的电动机的液压机构以及包括该液压机构的施工 设备。

背景技术

在像液压挖掘机那样的施工设备中，将可变容积液压泵同轴地直接 连结在所搭载的柴油发动机上并不改变发动机转速而靠改变泵容积(每旋 转一次的喷出量)使需要的流量得以增减的液压机构已为众所周知。

在此，对具有发动机和由发动机驱动的可变容积泵的液压机构进行 说明。假设在该液压机构中，发动机的额定转速为2400rpm，泵的容积可 变范围为0～54cc/rev，泵的允许压力为25MPa，且使泵成为恒定马力的 机构被设定为20kW，则如图7所示，通过让发动机转速保持额定的 2400rpm，并使泵的容积从54cc/rev开始减少，从而泵的喷出量(流量)就 会从130L/min开始逐渐减少。液压油缸、液压马达等执行机构的速度变 化直接关系到泵的流量变化，所以泵的流量就随着执行机构的运转随时 发生变化。

例如，在专利文献1中，公开了一种包括发动机、由发动机驱动的 可变容积泵以及泵输出控制器的施工设备的控制装置。并且，该泵输出 控制器进行控制使作用在可变容积泵上的负荷压力与容积的乘积基本为 一定。

专利文献1：日本公开特许公报特开平11-293710号公报

-发明所要解决的技术问题-

在现有的液压机构中，若为了改变执行机构的速度而欲使泵的流量 变化时，因为发动机的转速无法瞬时变化，所以有必要不改变泵的转速 而靠改变泵的容积来使泵的流量变化。

一般在液压挖掘机等施工设备中使用的可变容积泵是斜盘式活塞液 压泵。如图10所示，在斜盘式活塞液压泵中，若不改变转速而使泵的容 积减半来实现流量减半的话，泵的效率就会下降10％左右，因此就出现 了小流量时效率差的问题。与此相比，如图8所示，在不改变泵的容积 而使转速减半即从2400rpm减至1200rpm来实现泵流量减半时，泵的效 率只不过下降了大约2％而已。还有，如图9所示，从电动机的特性来看， 在不改变轴扭矩而使转速减半即从2400rpm减至1200rpm来实现泵流量 减半的时候，电动机的效率只不过下降了大约2％而已。

发明内容

本发明是鉴于所述技术问题而研究开发出来的，其目的在于：通过 适当选择泵的转速和容积的组合，来使泵的效率提高。

-用以解决技术问题的技术方案-

针对下述串联式混合挖掘机提出了一种控制方式，该控制方式能够 改善液压泵为小流量时的效率。在该串联式混合挖掘机中，除了发动机 外，还具有发电机和转速可控的电动机，发动机的动力全部用于驱动发 电机，用该发电机产生的电力驱动电动机使直接连结在电动机上的液压 泵转动。

一般来说，在可变容积型液压泵中，泵容积越大则效率越高(图10)。 因而，基于下述方针对可变容积泵38的运转区域进行划分。该方针是使 泵的容积保持尽可能大的容积，并且优先改变转速能瞬时变化的电动机 37的转速来使流量产生变化。

具体来说，第一方面的发明以下述液压机构50为对象。该液压机构 50包括可变容积泵38和驱动该可变容积泵38的转速可控的电动机37。

所述液压机构50包括流量调节器51。该流量调节器51在第一区域 A、第二区域B和第三区域C之间切换。在该第一区域A，使所述可变 容积泵38的容积保持最大，控制所述电动机37的转速来对流量进行调 节；在该第二区域B，使所述电动机37的转速保持能够让液压泵的效率 维持某一水平(比所述第一区域A的转速低)的最低转速，改变所述可变 容积泵38的容积来对流量进行调节；在该第三区域C，在可变容积泵38 的喷出压力比所述第一区域A的喷出压力大的范围内，一边使泵的容积 保持从该喷出压力和所述电动机37的最大轴扭矩推导出的可变容积泵38 的最大允许容积，一边使所述电动机37的转速在比所述最低转速大的范 围内变化，由此来对流量进行调节。