新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置的製作方法

2023-12-10 05:50:26

專利名稱：新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，降低了液壓挖掘機冒黑煙的現象，節省了發動機的油耗，從而達到了節能環保的目的，屬於液壓挖掘機電液控制系統技術領域。
背景技術：
隨著國內成品油價格的上調，挖掘機的使用成本進一步的被提高，目前國內挖掘機主機廠商都在積極的開發新的技術·來滿足市場對於節能性的需求。液壓挖掘機節能性研究主要是從液壓系統的改進入手，正流量系統就是一個對傳統負流量系統的改進而產生的一個節能的液壓系統，但是正流量系統由於成本較高，在國內市場上還未能全面普及，目前市場主流多為負流量控制系統，但隨著挖掘機電液控制技術的不斷發展，又引入了電控正流量系統，以及混合動力系統，這進一步提高了挖掘機的節能效果，但是挖掘機的成本也被節節提升。如何能夠開發適應市場的且價格便宜的節能機型成為各家主機廠爭相研發的重點工作。如圖2所示，傳統的ESS轉速感應控制是在發動機掉速以後檢測掉速情況，根據掉速量來對比例閥電流進行PID調節，這種控制方式具有一定的滯後性。發動機工作在設定的某一轉速工作時，由於發動機本身的調速特性，在工作扭矩突變時，往往伴隨著轉速下降及噴油量增加的情況。液壓系統在壓力突變時會造成發動機負載扭矩突變，這樣就造成發動機掉速冒黑煙現象的發生。基於上述原因，我們對於目前的負流量電控系統進行了深入的研究，並對因挖掘機壓力突變所造成發動機掉速冒黑煙現象進行了針對性的研究，提出了合理有效的解決方案。
發明內容針對上述現存的技術問題，本實用新型提供一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，避免由於控制滯後帶來的油耗增加的問題，同時降低因挖掘機壓力突變所造成發動機掉速冒黑煙的現象，以達到節能環保的效果。本實用新型為實現上述目的，通過以下技術方案實現一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，包括主控制器、液壓變量柱塞泵、發動機、電磁比例閥和多路閥，還包括傳感器，液壓變量柱塞泵和發動機機械連接，液壓變量柱塞泵的Al、A2、Pn、Pi2 口分別於多路閥的Plg、P2g、NI、N2 口相連，電磁比例閥和主控制器電連接，主控制器通過總線和發動機電連接，傳感器電連接於主控制器；進一步地，傳感器包括上車先導壓力傳感器、下車先導壓力傳感器、Pl泵出口壓力傳感器、P2泵出口壓力傳感器，且分別與主控制器電連接；進一步地，主控制器和發動機採用CAN總線通訊；進一步地，上車先導壓力傳感器和下車先導壓力傳感器分別安裝在多路閥的Px和 Py 口；進一步地，上車先導壓力傳感器和下車先導壓力傳感器選擇電壓型，測試壓力量程為O 50Bar ；進一步地，Pl泵出口壓力傳感器和P2泵出口壓力傳感器分別安裝在液壓變量柱塞泵的al和a2 口；進一步地，Pl泵出口壓力傳感器和P2泵出口壓力傳感器選擇電壓型，測試壓力量程為O 500Bar ；進一步地，電磁比例閥為反比例電磁減壓閥。
本實用新型的工作原理系統壓力突變有兩種情況，一種是當挖掘機負載壓力突然增加時，主控制器根據實時檢測到的主泵壓力信號進行分析。當控制器認為壓力有突變，且突變超出設定值時，提前進入比例閥電流的調節，降低泵的吸收功率，從而使發動機的吸收扭矩不至於突變超出預先設定的控制值，當壓力突變範圍在控制值以下時，系統的液壓功率控制只執行ESS轉速傳感控制，從而保證了挖掘機發動機與液壓變量柱塞泵功率的實時匹配。另一種是由於操作人員在挖掘機使用時的快動作造成的壓力突變情況，此時由於液壓系統先導壓力突變，液壓系統工作油路壓力迅速建立，儘管外界負載沒有劇變，此時也會造成系統壓力突變，當遇到這種情況後控制方式同上述要求。由於控制系統對壓力劇變信號的檢測，並進行適當的控制，提前消除了液壓挖掘機的瞬間掉速冒黑煙現象。本實用新型的有益效果是降低了液壓挖掘機掉速冒黑煙的現象，節省了發動機的油耗，從而達到了節能環保的目的。

圖I為本實用新型傳感控制系統工作原理示意圖；圖2為傳統傳感控制系統工作原理不意圖。圖中1、主控制器，2、上車先導傳感器，3、下車先導傳感器，4、P2泵出口傳感器，5、PI泵出口傳感器，6、液壓變量柱塞泵，7、發動機，8、電磁比例閥，9、多路閥。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖I所示，本實用新型由主控制器I、液壓變量柱塞泵6、發動機7、電磁比例閥
8、多路閥9和傳感器組成，液壓變量柱塞泵6和發動機7機械連接，液壓變量柱塞泵6的Al、A2、Pn、Pi2 口分別於多路閥9的Plg、P2g、NI、N2 口相連，電磁比例閥8和主控制器I電連接，主控制器I通過總線和發動機7電連接，傳感器電連接於主控制器I。其中，所述傳感器包括上車先導壓力傳感器2、下車先導壓力傳感器3、Pl泵出口壓力傳感器4、P2泵出口壓力傳感器5，且分別與主控制器I電連接。作為本實用新型的改進，所述主控制器I和發動機7採用CAN總線通訊。作為本實用新型的改進，所述上車先導壓力傳感器2和下車先導壓力傳感器3分別安裝在多路閥9的Px和Py 口，選擇電壓型，測試壓力量程為O 50Bar ;所述？1泵出口壓力傳感器4和P2泵出口壓力傳感器5分別安裝在液壓變量柱塞泵6的al和a2 口，且選擇電壓型，測試壓力量程為O 500Bar。[0025]作為本實用新型的進一步改進，所述電磁比例閥8為反比例電磁減壓閥。本實用新型的控制方法如下首先，Pl泵油路通過多路閥9供給左行走、動臂一、鏟鬥、鬥杆二，P2泵油路通過多路閥9供給右行走、迴轉、動臂二、鬥杆一，當挖掘機液壓系統負載壓力突變時，Pl泵出口壓力傳感器5、P2泵出口壓力傳感器6將採集的壓力信號轉變為電信號反饋給主控制器1，主控制器I對壓力信號壓力值變化情況以及變化時間進行分析，通於預先設定的變化值進行比較，如果壓力突變超出設定值，主控制器I將降低電磁比例閥8的驅動電流，從而提前消除發動機負載扭矩的劇變，當負載扭矩劇變恢復到控制範圍之內，主控制器I進入轉速傳感控制，主控制器I通過CAN總線根據從發動機7傳輸回來的實際發動機7轉速與設定目標轉速的對比，進行電磁比例閥8電流的PID調節，從而實現液壓系統和動力系統的實時性匹配，並且消除了由於發動機7負載扭矩劇變所造成的掉速冒黑煙現象。其次，當挖掘機進行快操作時，液壓系統工作油路由於壓力迅速建立也會造成發動機負載扭矩的突變。此時液壓先導系統迴路的壓力由於快操作壓力也會突變，根據安裝 在多路閥9Px 口的上車先導壓力傳感器2可以檢測到上車動作的快操作壓力信號，同理根據安裝在多路閥9Py 口的下車先導壓力傳感器3也可以檢測到下車動作的快操作壓力信號，當檢測的壓力信號被主控制器I分析後，如果快操作造成的壓力突變超出預設值的話。主控制器I同樣也會進入電磁比例閥8電流的調節狀態，降低泵的吸收功率，避免發動機7吸收扭矩的突變，當壓力突變被控制在設定值以內後主控制器I進入ESS轉速感應控制。通過對傳統負流量系統電控系統的改進，本實用新型降低了液壓挖掘機掉速冒黑煙的現象，節省了發動機的油耗，從而達到了節能環保的目的。
權利要求1.一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，包括主控制器(I)、液壓變量柱塞泵(6)、發動機(7)、電磁比例閥(8)和多路閥(9)，其特徵在於，還包括傳感器，液壓變量柱塞泵(6)和發動機(7)機械連接，液壓變量柱塞泵(6)的Al、A2、Pil、Pi2 口分別於多路閥(9)的Plg、P2g、Nl、N2 口相連，電磁比例閥(8)和主控制器(I)電連接，主控制器(I)通過總線和發動機(7)電連接，傳感器電連接於主控制器(I)。
2.根據權利要求I所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵在於，所述傳感器包括上車先導壓力傳感器(2)、下車先導壓力傳感器(3)、Pl泵出口壓力傳感器(4)、P2泵出口壓力傳感器(5)，且分別與主控制器(I)電連接。
3.根據權利要求I所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵在於，所述主控制器(I)和發動機(7)採用CAN總線通訊。
4.根據權利要求2所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵 在於，所述上車先導壓力傳感器(2)和下車先導壓力傳感器(3)分別安裝在多路閥的Px和Py 口。
5.根據權利要求4所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵在於，所述上車先導壓力傳感器(2)和下車先導壓力傳感器(3)選擇電壓型，測試壓力量程為 O 50Bar。
6.根據權利要求2所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵在於，所述Pl泵出口壓力傳感器(4)和P2泵出口壓力傳感器(5)分別安裝在液壓變量柱塞泵(6)的al和a2 口。
7.根據權利要求6所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵在於，所述Pl泵出口壓力傳感器(4)和P2泵出口壓力傳感器(5)選擇電壓型，測試壓力量程為O 500Bar。
8.根據權利要求I所述的一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，其特徵在於，所述電磁比例閥(8 )為反比例電磁減壓閥。
專利摘要本實用新型公開了一種新型防止液壓挖掘機發動機瞬間掉速的裝置，屬於液壓挖掘機電液控制技術領域，包括主控制器、液壓變量柱塞泵、發動機、電磁比例閥和多路閥，還包括傳感器，液壓變量柱塞泵和發動機機械連接，液壓變量柱塞泵的A1、A2、Pi1、Pi2口分別於多路閥的P1g、P2g、N1、N2口相連，電磁比例閥和主控制器電連接，主控制器通過總線和發動機電連接，傳感器電連接於主控制器。有益效果是降低了液壓挖掘機掉速冒黑煙的現象，節省了發動機的油耗，從而達到了節能環保的目的。
文檔編號E02F9/20GK202627059SQ20122020724
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者李亞東, 孟凡建, 劉立詳, 秦家升, 楊裕豐, 鄭磊, 高建廠, 李志鵬 申請人:徐州徐工挖掘機械有限公司