一種用於挖掘機的尾氣監控處理方法及裝置的製作方法

2023-04-22 16:45:26

專利名稱：一種用於挖掘機的尾氣監控處理方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於挖掘機的監控方法及裝置，具體涉及一種用於挖掘機的尾氣 監控處理方法及裝置。
背景技術：
目前，在建築、水利等工程領域，各類施工機械開始被廣泛的使用，諸如挖掘機、起 重機、推土機等等，這類用於工程建設的施工機械統稱為工程機械，其中尤其以挖掘機的使 用更為普遍。挖掘機主要由行走裝置、迴轉裝置、駕駛室、工作裝置及動力裝置組成，其動力 裝置普遍是採用柴油發動機機作為動力裝置，柴油發動機是採用柴油作為燃料的內燃機， 通過燃燒燃油後推動氣缸內活塞作往返運動來將燃油中的化學能量轉換成為驅動車輛動 作的機械能量，其具有熱效率高，功率比較大並且節省柴油的優點，因而被廣泛的應用在挖 掘機的動力裝置中。挖掘機在實際的使用中，其柴油發動機不可避免的會排放出大量的尾氣，尾氣中 含有微粒物質(PM)對環境的汙染較大，隨著人們對環境保護意識的逐漸增加，控制挖掘機 柴油發動機尾氣中微粒物質的排放是一個需要克服的重要問題，所以通過尾氣後處理方式 消減柴油發動機微粒物質排放是必不可少的。採用微粒過濾器(DPF)是控制柴油發動機尾 氣微粒物質較為有效的手段之一，微粒過濾器主要是先對柴油發動機排放的尾氣中攜帶的 微粒實行物理捕集，一段時間後再實行再生處理，將捕集到的微粒物質進行清理，以減小其 對柴油發動機性能的影響。由於微粒過濾器在使用中需定期進行再生處理以清除捕集到的微粒，因而需要對 微粒過濾器的工況進行檢測控制，因為微粒過濾器的正常工作與否直接影響到柴油發動機 尾氣的排放質量，目前較常見的做法僅僅是安裝報警燈，然而報警燈並不能有效反映微粒 過濾器的具體工作狀況，操作者無法及時準確掌握微粒過濾器的工作情況進行相應操作， 容易導致微粒過濾器產生積碳和排氣堵塞，隨排氣排出的微粒也有可能形成二次汙染。

發明內容
本發明目的是提供一種用於挖掘機的尾氣監控處理方法及裝置，使用該方法，能 有效的對微粒過濾器進行監控處理，避免了因微粒過濾器損壞而影響整機工作。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種用於挖掘機的尾氣監控處理方 法，微粒過濾器中的傳感器收集信息經發動機控制器傳送到主控制器，主控制器接收信息 並傳輸至顯示裝置，其特徵在於先進行預設定步驟，通過對挖掘機的檢測設定再生控制的 起始壓力和結束壓力；當發動機控制器檢測到微粒過濾器的進出口壓力差大於設定的起始 壓力，且微粒過濾器的溫度不低於250°C時進行自動再生，發動機控制器提高發動機溫度使 得微粒過濾器保持在自動再生狀態，當微粒過濾器的進出口壓力差小於設定的結束壓力， 或者溫度低於250°C時，停止自動再生；當微粒過濾器進出口壓力差大於設定的起始壓力， 而溫度低於250°C時，發出手動再生報警信號；在手動再生開關打開時，主控制器提高主泵的吸收功率，增加發動機的輸出負荷，以提高發動機的排氣溫度，進行手動再生，當微粒過 濾器的進出口壓力差小於設定的結束壓力時，停止手動再生一種用於挖掘機的尾氣監控處理裝置，包括一微粒過濾器，所述微粒過濾器的信 號輸出端與發動機控制器連接，所述發動機控制器的信號輸出端與挖掘機的主控制器連 接，還包括一顯示裝置，所述主控制的信號輸出端與所述顯示裝置連接，所述發動機控制器 還連接設有微粒過濾器控制開關，所述微粒過濾器控制開關包括一個手動再生開關及一個 阻止再生開關。上述技術方案中，所述挖掘機為目前普遍使用的，採用柴油發動機，所述微粒過濾 器(DPF)安裝在發動機的排氣端，用於過濾掉發動機排放出的微粒，微粒過濾器的控制軟 件安裝於發動機控制器的電控模塊中。在微粒過濾器的前、後和內部設置有五個傳感器， 設置在催化氧化模塊(DOC)前的入口溫度傳感器，催化氧化模塊(DOC)後的出口溫度傳感 器，DPF濾芯後的出口溫度傳感器，DPF濾芯前的入口壓力傳感器以及DPF濾芯後的出口壓 力傳感器，這五個傳感器將微粒過濾器的溫度、壓力狀態信息反饋傳送到發動機控制器，發 動機控制器檢測微粒過濾器進、出口溫度及壓力差，來判斷微粒過濾器的工作狀態，同時檢 測微粒過濾器控制開關，發動機控制器將微粒過濾器及控制開關信息通過CAN總線傳送到 主控制器，主控制器根據微粒過濾器狀態需要對挖掘機進行相應調節，當發動機控制器檢 測到微粒過濾器的壓力差(此值需在現場調試時，根據挖掘機的工況和環境確定)和溫度 (^ 2500C )達到自動再生條件時，主控制器提高發動機溫度方便自動再生，當自動再生轉 速下降時，需要減少主泵排量，當自動再生不徹底需要手動再生時，主控制器提高主泵吸收 功率，進而給發動機增加負荷提高其排氣溫度，方便再生，主控制器同時將此信息通過CAN 總線發送到顯示裝置進行顯示，通過連接發動機控制器的微粒過濾器控制開關，來實現對 微粒過濾器的手動再生及阻止再生操控。在微粒過濾器發生堵塞時，其進出口壓力差會升 高，因而可以通過調試確定開始自動再生的壓力差起始壓力；由於排氣溫度的提高，微粒過 濾器的堵塞的微粒會發生燃燒，實現再生，再生時的溫度通常會達到500°C 600°C ；在再生 完成時，微粒過濾器的進出口壓力差下降，直至小於設定的結束壓力，表明再生完成。進一步的技術方案，所述微粒過濾器控制開關包括一個手動再生開關及一個阻止 再生開關。微粒過濾器使用一段時間後容易被捕集到的微粒堵塞，因此需要定期清理微粒 過濾器內的微粒，即微粒過濾器的再生。實現再生的方法主要有自動再生、手動再生。主 動再生是發動機控制器自動控制微粒過濾器進行再生的，操作無須人工幹預，自動再生時， 顯示裝置上的微粒過濾器指示燈會點亮，同時微粒過濾器溫度指示燈也會點亮，當自動再 生失敗或再生不徹底時，微粒過濾器的壓力會升高，此時微粒過濾器指示燈會快速閃爍，這 時需要手動再生。當挖掘機在施工場地處於在森林或易燃環境下時，由於再生溫度很高，為 了防止發生火災，需要按下阻止再生開關，此時顯示器上顯示阻止再生指示燈。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點1.本發明通過將微粒過濾器中的傳感器收集信息經發動機控制器傳送到主控制 器，主控制器接收信息並傳輸至顯示裝置，通過對挖掘機的檢測設定再生控制的起始壓力 和結束壓力，經過發動機控制器檢測微粒過濾器的進出口壓力差及溫度判斷微粒過濾器的 工況，控制微粒過濾器進行自動再生或手動再生，從而可有效的對微粒過濾器進行監控處 理，避免了因微粒過濾器損壞而影響整機工作；
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2.本發明採用顯示裝置對信息進行顯示，較之以往採用報警燈，顯示更為直觀；3.本發明結構簡單，操作方便，且易於實現，適合推廣使用。


圖1為本發明實施例一的原理框圖；圖2為本發明實施例一的電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例一參見圖1、2所示，一種用於挖掘機的尾氣監控處理方法，微粒過濾器 中的傳感器收集信息經發動機控制器傳送到主控制器，主控制器接收信息並傳輸至顯示裝 置，先進行預設定步驟，通過對挖掘機的檢測設定再生控制的起始壓力和結束壓力；當發動 機控制器檢測到微粒過濾器的進出口壓力差大於設定的起始壓力，且微粒過濾器的溫度不 低於250°C時進行自動再生，發動機控制器提高發動機溫度使得微粒過濾器保持在自動再 生狀態，當微粒過濾器的進出口壓力差小於設定的結束壓力，或者溫度低於250°C時，停止 自動再生；當微粒過濾器進出口壓力差大於設定的起始壓力，而溫度低於250°C時，發出手 動再生報警信號；在手動再生開關打開時，主控制器提高主泵的吸收功率，增加發動機的輸 出負荷，以提高發動機的排氣溫度，進行手動再生，當微粒過濾器的進出口壓力差小於設定 的結束壓力時，停止手動再生。一種用於挖掘機的尾氣監控處理裝置，包括一微粒過濾器，所述微粒過濾器的信 號輸出端與發動機控制器連接，所述發動機控制器的信號輸出端與挖掘機的主控制器連 接，還包括一顯示裝置，所述主控制的信號輸出端與所述顯示裝置連接，所述發動機控制器 還連接設有微粒過濾器控制開關，所述微粒過濾器控制開關包括一個手動再生開關及一個 阻止再生開關。當挖掘機在工作時，發動機的微粒過濾器中的微粒會越積越多，此時顯示裝置上 的微粒過濾器指示燈會點亮，同時微粒過濾器溫度指示燈也會點亮，表明微粒過濾器溫度 達到再生要求，現進行自動再生狀態；當微粒過濾器指示燈閃爍時，表明自動再生不徹底， 微粒堆積上升，需要手動再生。此時需要按下手動再生開關進行手動再生，如果沒有及時按 下手動再生開關，發動機檢測指示燈會點亮，表明現在必須手動再生否則發動機會保護停 機，如果此時還沒有進行手動再生，微粒堆積會很嚴重，此時發動機停機，同時發動機停機 指示燈會點亮。在自動或手動再生時，在顯示器上發動機降速指示燈會點亮，表明此時發動機需 要降低轉速，主控制器進行相應控制，降低發動機轉速。當微粒過濾器再生失效時，在顯示器上微粒過濾器失效指示燈會點亮。當挖掘在施工場地處於在森林或易燃環境下時，為了防止發生火災，需要按下阻 止再生開關，此時顯示器上顯示阻止再生指示燈。
權利要求
一種用於挖掘機的尾氣監控處理方法，微粒過濾器中的傳感器收集信息經發動機控制器傳送到主控制器，主控制器接收信息並傳輸至顯示裝置，其特徵在於先進行預設定步驟，通過對挖掘機的檢測設定再生控制的起始壓力和結束壓力；當發動機控制器檢測到微粒過濾器的進出口壓力差大於設定的起始壓力，且微粒過濾器的溫度不低於250℃時進行自動再生，發動機控制器提高發動機溫度使得微粒過濾器保持在自動再生狀態，當微粒過濾器的進出口壓力差小於設定的結束壓力，或者溫度低於250℃時，停止自動再生；當微粒過濾器進出口壓力差大於設定的起始壓力，而溫度低於250℃時，發出手動再生報警信號；在手動再生開關打開時，主控制器提高主泵的吸收功率，增加發動機的輸出負荷，以提高發動機的排氣溫度，進行手動再生，當微粒過濾器的進出口壓力差小於設定的結束壓力時，停止手動再生。
2.一種用於挖掘機的尾氣監控處理裝置，包括一微粒過濾器，所述微粒過濾器的信號 輸出端與發動機控制器連接，所述發動機控制器的信號輸出端與挖掘機的主控制器連接， 其特徵在於還包括一顯示裝置，所述主控制的信號輸出端與所述顯示裝置連接，所述發動 機控制器還連接設有微粒過濾器控制開關。
3.根據權利要求2所述的一種用於挖掘機的尾氣監控處理裝置，其特徵在於所述微 粒過濾器控制開關包括一個手動再生開關及一個阻止再生開關。
全文摘要
本發明公開了一種用於挖掘機的尾氣監控處理方法，微粒過濾器中傳感器收集信息經發動機控制器傳送到主控制器，主控制器接收信息並傳輸至顯示裝置，其特徵在於先進行預設定步驟，通過對挖掘機的檢測設定再生控制的起始壓力和結束壓力；當發動機控制器檢測到微粒過濾器的進出口壓力差大於設定的起始壓力，且微粒過濾器的溫度不低於250℃時進行自動再生；當微粒過濾器進出口壓力差大於設定的起始壓力，而溫度低於250℃時，手動再生開關打開，主控制器提高主泵的吸收功率，增加發動機的輸出負荷，以提高發動機的排氣溫度，進行手動再生。本發明可有效的對微粒過濾器進行監控處理，避免了因微粒過濾器損壞而影響整機工作。
文檔編號F01N3/023GK101922341SQ201010214258
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者張怡, 曹東輝, 石向星 申請人:三一重機有限公司