工程机械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如液压挖掘机、轮式装载机等的工程机械，尤其涉及利用液压闭回路驱动液压缸的工程机械。
【背景技术】
[0002]近年来，在液压挖掘机、轮式装载机等的工程机械中，要求节能化的进一步的提高。这里，工程机械的节能化中液压系统本身的节能化很重要。因此，对在工程机械中使用将液压栗和液压驱动器闭回路连接，通过液压栗直接控制液压驱动器的液压闭回路系统进行了研究(专利文献I)。
[0003]液压闭回路系统与将液压栗和液压驱动器开回路连接的液压开回路系统相比较，能够抑制由控制阀(控制阀)所带来的压力损失。与此同时，因为液压栗仅排出必要的流量，所以也能够抑制流量损失。并且，也能够再生驱动器的位置能量、减速时的动能。由此，能够进行高水平的节能化。
[0004]这里，作为使用了液压闭回路的工程机械，专利文献I记载有在液压缸停止时，使供给栗的排出压比通常低，从而能够减少供给栗中的消耗动力的损耗的液压驱动系统力。
[0005]现有专利文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2013—174325号公报
【发明内容】
[0008]然而，在使液压缸伸长的情况下，液压缸的缸底侧油室的受压面积与活塞杆侧油室的受压面积存在差，所以需要向缸底侧油室供给比从活塞杆侧油室排出的工作油更大量的工作油。因此，在专利文献I的液压驱动系统中，为了补偿来自活塞杆侧油室的工作油的排出量与向缸底侧油室的工作油的供给量的差，而成为除了闭回路栗以外还设置开回路栗的构成。即，专利文献I的构成除了与液压缸的缸底侧油室以及活塞杆侧油室闭回路连接的闭回路栗(第一液压栗)以外，还设置仅与缸底侧油室连接的开回路栗(第二液压栗)。
[0009]在该情况下，开回路栗和闭回路栗以它们的排出流量的比率为能够补偿缸底侧油室与活塞杆侧油室的受压面积的差的比率的方式运转。更具体而言，若将液压缸的缸底侧油室的受压面积设为“Ah”，将活塞杆侧油室的受压面积设为“Ar”，将闭回路栗的排出流量设为“I”，则开回路栗的排出流量成为“Ah/Ar — I”。并且，在专利文献I的构成中，为了补充液压闭回路的漏油，而设置有与液压闭回路连接的供给栗、以及用于规定供给栗所带来的供给压力的溢流阀(设定压固定式的溢流阀)。
[0010]在这样的构成的情况下，例如在空中降下液压挖掘机的斗杆(在空中使斗杆缸伸长)时，g卩，在使斗杆挖掘时，在从伸长斗杆的姿势迀移至抱住斗杆的姿势的中途，斗杆缸的缸体速度(伸长速度)变动，操作性有可能下降。以下对于该点进行说明。
[0011]斗杆挖掘前半成为闭回路栗保持着负载进行使斗杆因自重落下的动作的负负载(负值负载)的状态，斗杆挖掘后半成为反抗重力而利用闭回路栗举起斗杆的正负载(正值负载)的状态。这里，斗杆挖掘前半，斗杆缸的活塞杆侧油室的压力(活塞杆压力)由于自重而成为高压，因为负载不起作用，所以缸底侧油室的压力(缸底压力)成为供给压力。此时，闭回路栗吸入从活塞杆侧油室排出的高压油，并向缸底侧油室排出。但是，因为在液压栗有内部泄漏，所以闭回路栗排出比吸入的流量少的流量。因此，在缸底侧油室中，有工作油不足的倾向，但是不足的量的工作油从供给栗经由供给阀供给至缸底侧油室。由此，缸底侧油室的压力被保持在供给压力。
[0012]但是，若为了使斗杆缸高速动作，而提高闭回路栗的流量，则从闭回路栗的泄漏流量也增加相应的量，应该从供给线路补充到闭回路的工作油的流量也增加。此时，伴随单向阀的阻力、管路阻力(压损的增大)，存在无法将供给线路的压力维持在溢流阀规定的供给压力的可能性。其结果，存在缸底侧油室的压力过度降低的可能性。
[0013]另一方面，斗杆挖掘后半需要利用闭回路栗使缸底侧油室的压力上升，来举起斗杆。此时，若在缸底侧油室的压力过度降低的状态下移至斗杆挖掘后半，则存在缸底侧油室的压力的上升需要时间，在该期间无法给予斗杆缸驱动力的可能性。其结果，斗杆缸的缸体速度(伸长速度)有可能在伸长中途降低。
[0014]这里，若压力降低，则工作油的体积弹性系数降低。在例如空气混入率I%的工作油的情况下，压力1Mpa下的体积弹性系数为1.2X 13MPa几乎呈刚体的样子。与此相对，压力0.1Mpa下的体积弹性系数为SMpa大幅降低为150分之1(1/150)。因此，即使利用闭回路栗将工作油送入压力已降低的缸底侧油室，缸底侧油室的压力也不会迅速地上升。其结果，有可能在斗杆挖掘中引起斗杆的速度变动。因为操作员未意识到这样的速度变动，即，在斗杆挖掘的中途斗杆的速度(斗杆缸的伸长速度)降低，所以有可能给予操作员不适感，操作性降低。
[0015]本发明鉴于上述的现有技术的问题而完成，本发明的目的在于，提供能够抑制液压缸的速度变动，得到良好的操作性的工程机械。
[0016]本发明的工程机械具备:至少一个液压缸，其被活塞杆的一端被固定的活塞划分成缸底侧油室和活塞杆侧油室，基于工作油的供给、排出而伸长、缩小;至少一个闭回路栗，其经由构成闭回路的闭回路管路连接于该液压缸的缸底侧油室以及活塞杆侧油室;至少一个开回路栗，其经由构成开回路的开回路管路连接于上述液压缸的缸底侧油室;供给栗，其经由供给管路和单向阀连接于上述闭回路管路，对上述闭回路管路补充工作油;操作装置，其操作上述液压缸；以及控制装置，其根据该操作装置的操作量来控制上述闭回路栗、开回路栗。
[0017]为了解决上述的课题，本发明所采用的构成的特征在于，在上述供给管路设置被上述控制装置控制且可变地调整上述供给管路的压力的供给压力调整装置，上述控制装置构成为，控制上述闭回路栗、开回路栗、以及供给压力调整装置中的至少任意一个，以便在使上述液压缸伸长时，根据上述操作装置的操作量来使上述液压缸的缸底侧的压力上升。
[0018]根据该构成，控制装置在使液压缸伸长时，根据操作装置的操作量，S卩，操作员所要求的缸体速度(伸长速度)，来控制闭回路栗、开回路栗、以及供给压力调整装置中的至少任意一个，以使液压缸的缸底侧的压力(缸底压)上升。因此，在需要进行液压缸的高速动作时等的大流量的工作油的供给、排出时(压损增大时)，也能够抑制液压缸的缸底侧油室的压力过度降低，抑制工作油的体积弹性系数的降低。由此，能够抑制液压缸的速度变动，即，液压缸的伸长速度在伸长中途降低，得到良好的操作性。
【附图说明】
[0019]图1是表示实施方式的液压挖掘机的主视图。
[0020]图2是图1中的液压挖掘机的液压回路图。
[0021]图3是放大了图2中的动臂缸和其周边的液压回路图。
[0022 ]图4是放大了图2中的斗杆缸和其周边的液压回路图。
[0023 ]图5是放大了图2中的铲斗缸和其周边的液压回路图。
[0024]图6是放大了图2中的旋转液压马达以及左、右的行驶液压马达和它们的周边的液压回路图。
[0025]图7是简化表不与图2中的液压缸相关的回路的液压回路图。
[0026]图8是表示使工程机械动作时的时间变化的一个例子的特性线图。
[0027]图9是表示第一实施方式的操作装置的操作量、斗杆缸的压力、供给回路的设定压力、斗杆速度等的时间变化的一个例子的特性线图。
[0028]图10是表示第二实施方式的操作装置的操作量、液压栗的流量、斗杆缸的压力、斗杆速度等的时间变化的一个例子的特性线图。
[0029]图11是表示比较例的操作装置的操作量、液压栗的流量、斗杆缸的压力、斗杆速度等的时间变化的一个例子的特性线图。
[0030]符号说明
[0031]I—液压挖掘机(工程机械)，12—操作装置，17 —动臂缸(液压缸)，18 —斗杆缸(液压缸)，19一铲斗缸(液压缸)，178、188、198 —活塞，17(:、18(:、19(:一缸底侧油室，170、180、19D—活塞杆侧油室，17E、18E、19E—活塞杆，31、41、51、61 —闭回路栗，32、42、52、62 —开回路栗，33、43、53、63 —缸侧闭回路管路(闭回路管路)，36、46、56、66 —缸侧开回路管路(开回路管路)，71 —供给栗，7 2 —供给管路，7 3 —栗侧单向阀(单向阀)，7 4 —缸侧单向阀(单向阀)，75 —供给压力调整装置，81—控制装置。
【具体实施方式】
[0032]以下，对于本发明的实施方式的工程机械，列举应用于超大型的液压挖掘机的情况为例，参照附图详细地进行说明。
[0033]图1至图9示出本发明的第一实施方式的工程机械。
[0034]在图1中，作为工程机械的代表例的液压挖掘机I使用于沙土的挖掘工作等。液压挖掘机I包括可自行的履带式的下部行驶体2、可旋转地设置在该下部行驶体2上且与该下部行驶体2—起构成车体(主体)的上部旋转体5、以及以可转动(可俯仰)的方式安装在该上部旋转体5的前、后方向的前侧的后述的工作装置13而构成。液压挖掘机I使用工作装置13来进行沙土的挖掘工作等。
[0035]这里，下部行驶体2由车体框架2A、设置于该车体框架2A的左、右两侧的驱动轮2B、在车体框架2A的左、右两侧设置于与驱动轮2B前、后方向的相反一侧的惰轮2C、以及卷绕于驱动轮2B和惰轮2C的履带20(均仅在左侧图示)构成。左、右的驱动轮2B由左、右的行驶液压马达3、4 (参照图2、6参照)旋转驱动。
[0036]另一方面，上部旋转体5经由包括旋转液压马达6(参照图2、6)、减速机构、旋转轴承而构成的旋转装置7安装于下部行驶体2。上部旋转体5通过旋转装置7(旋转液压马达6)相对于下部行驶体2旋转驱动。上部旋转体5包括没有支承构造体作为在前、后方向的前侧安装有工作装置13的基体的旋转框架8、搭载在该旋转框架8的左前侧且形成运转室的驾驶室9、位于该驾驶室9的后侧且搭载于旋转框架8的后述的发动机21、收纳液压栗31、32、41、42、51、52、61、62、71等(参照图2?7)的舱盖10、以及安装于旋转框架8的后部且取得与工作装置13的重量平衡的配重11而构成。
[0037]这里，在驾驶室9的内部操作员所坐的驾驶座(未图示)，在该驾驶座的前方和左、右方向的两侧设置有操作液压挖掘机I的操作装置12(参照图2、3、7)。操作装置12例如由用于操作旋转液压马达6和后述的斗杆缸18的工作用左操作杆装置(以下，称为左操作杆12A)、用于操作后述的动臂缸17和铲斗缸19的工作用右操作杆装置(以下，称为右操作杆12B)、操作左、右的行驶液压马达3、4的左、右的行驶用杆装置(以下，称为左、右的行驶杆踏板12C、12D)等构成。
[0038]操作装置12经由信号线连接于后述的控制装置81。通过操作员对操作装置12进行操作，能够进行上部旋转体5的旋转操作、工作装置13的转动操作(俯仰运动操作)、下部行驶体2的行驶操作。例如，通过操作员对左操作杆12A进行操作，能够使斗杆缸18伸长、缩小，转动后述的斗杆15。另外，通过操作员对右操作杆12B进行操作，能够使动臂缸17伸长、缩小，转动后述的动臂14。
[0039]另一方面，如图1所示，工作装置13具备以可转动(俯仰运动)的方式通过销结合安装于旋转框架8的前部的动臂14、以可转动(俯仰运动)的方式通过销结合安装于该动臂14的前端侧的斗杆15、以及作为以可转动的方式通过销结合安装于该斗杆15的前端侧的工作工具的铲斗16。在这些动臂14、斗杆15、铲斗16分别安装有作为液压缸的左、右的动臂缸17、斗杆缸18、铲斗缸19。动臂缸17使动臂14相对于旋转框架8转动。斗杆缸18使斗杆15相对于动臂14转动。作为工作工具缸的铲斗缸19使铲斗16相对于臂15转动。
[0040]这些动臂缸17、斗杆缸18、铲斗缸19基于来自后述的液压栗31、32、41、42、51、52、61、62、71的压力油而伸长、缩小，来使工作装置13的姿势变化。即，在沙土等的挖掘工作时，例如基于左、右的操作