工程機械及其節能控制系統的製作方法

2023-10-18 09:08:59 2

專利名稱：工程機械及其節能控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，具體涉及一種工程機械及其節能控制系統。
背景技術：
目前，工程機械的能量利用率都較低，因此節能一直是工程機械的重點研究課題。工程機械能量利用低的主要原因之一是負載工況的變化，泵與發動機不能保持良好的匹配，從而使發動機不能在最佳工作點或最佳工作區運行。現主要有以下幾種方式用於匹配泵與發動機，如
( I)通過手油門及腳油門手動控制的方式，泵排量隨油門值成正比例增減，是一種比較簡單的隨動功率調節手段，不是節能方式；(2)通過電控手柄來調節、馬達、泵及發動機之間的功率匹配，主要根據壓力與排量的關係，調節馬達、泵的排量和發動機轉速，主要使用於帶電控馬達的設備上；(3) E控制方式(按恆定比降低發動機轉速)和HP控制方式，手柄在空檔位時，怠速,主要針對挖機的動作特點,主要用於挖機節能；(4)多種控制模式，各種模式下排量和轉速設定初始值，根據初始值，調節排量和發動機轉速，需要測出各模式下的排量與發動機轉速的關係，操作複雜。故，亟待提供一種有效的節能控制系統以實現泵與發動機的匹配，進而提高工程 機械能量利用率。

發明內容
為了克服現有技術的上述缺陷和不足，本發明的第一目的在於提供一種有效的工程機械的節能控制系統，包括第一壓力感測裝置，用於感測所述工程機械的液控手柄開度對應的壓力信息；第二壓力感測裝置，用於感測所述工程機械的主泵輸出口的實時壓力信息；控制器，用於根據預存的所述液控手柄各開度對應的壓力信息與所述主泵的流量的對應關係，確定所述第一壓力感測裝置感測到的壓力信息對應的所述主泵的實時流量，並根據所述主泵的實時流量及所述主泵輸出口的實時壓力信息確定所述主泵的需求功率，以及根據所述主泵的需求功率控制所述工程機械的發動機轉速。進一步地，所述控制器包括空載控制單元，用於在所述第一壓力感測裝置未感測到壓力信息時，輸出怠速控制信號至所述發動機，所述怠速控制信號用於控制所述發動機進入怠速工作狀態。進一步地，所述控制器還包括轉速確定單元，用於根據所述主泵的需求功率及所述發動機的萬有曲線確定最佳油耗點對應的轉速值；轉速控制單元，用於根據所述最佳油耗點對應的轉速值控制所述工程機械的發動機轉速。
進一步地，所述控制器還包括功率確定單元，用於將所述主泵的實時流量與所述主泵輸出口的實時壓力值的乘積確定為所述主泵的需求功率。進一步地，所述的節能控制系統還包括顯示裝置，用於接收及顯示所述轉速確定單元發送的所述發動機的轉速值。進一步地，所述顯示裝置還用於接收及顯示所述發動機的油耗值。進一步地，所述第一壓力感測裝置與所述控制器通過有線方式或無線方式傳輸。進一步地，所述第二壓力感測裝置與所述控制器通過有線方式或無線方式傳輸。為了克服現有技術的上述缺陷 和不足，本發明的第二目的在於提供一種工程機械，設置有上述任一種節能控制系統。進一步地，所述工程機械為強夯車。本發明工程機械的節能控制系統通過在液壓手柄及主泵處安裝壓力傳感器，預先測出液壓手柄壓力與主泵流量的關係，以便於根據液壓手柄實時壓力值確定主泵的實時流量，進而結合主泵的實時壓力值計算出主泵的需求功率，再通過功率需求來控制發動機的最佳油耗點轉速和主泵排量的最佳匹配，達到節能目的，在現有的硬體配置條件下，成本低。


圖I為本發明工程機械的節能控制系統的實施例結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。如圖I所示，本發明工程機械的節能控制系統實施例包括第一壓力感測裝置1，用於感測工程機械的液控手柄7開度對應的壓力信息；第二壓力感測裝置3，用於感測工程機械的主泵9輸出口的實時壓力信息；控制器5，用於根據預存的液控手柄7各開度對應的壓力信息與主泵9的流量的對應關係，確定第一壓力感測裝置I感測到的壓力信息對應的主泵9的實時流量，並根據主泵9的實時流量及主泵9輸出口的實時壓力信息確定主泵9的需求功率，以及根據主泵9的需求功率控制工程機械的發動機10轉速。具體操作時，第一壓力感測裝置I及第二壓力感測裝置3可以採用現有的壓力傳感器，優選地，第一壓力感測裝置I及第二壓力感測裝置3可以分別安裝在液控手柄7及主泵9上；可以在主泵9處設置流量計，預先通過第一壓力感測裝置I感測液控手柄7各開度對應的壓力信息及通過流量計測得各開度對應的主泵9流量以獲得上述液控手柄7各開度對應的壓力信息與主泵9的流量的對應關係，如壓力值Pl對應流量LI、壓力值P2對應流量L2等；這樣，通過預先在上述控制器5中預存上述對應關係，在節能控制系統工作時，即可根據第一壓力感測裝置I感測到的壓力值確定主泵9的實時流量，進而結合第二壓力感測裝置3感測到的壓力值確定主泵9的需求功率，以實現根據主泵9的需求功率對發動機10轉速的調節，實現主泵9與發動機10的匹配，以提高工程機械能量利用率。具體操作時，控制器5可以包括功率確定單元(圖未示)，用於將主泵9的實時流量與主泵9輸出口的實時壓力值的乘積確定為主泵9的需求功率；轉速確定單元(圖未示)，用於根據主泵9的需求功率及發動機10的萬有曲線確定最佳油耗點對應的轉速值；轉速控制單元(圖未示)，用於根據最佳油耗點對應的轉速值控制工程機械的發動機10轉速。優選地，為了實現工程機械空載怠速，達到更好的節能效果，控制器5還可以包括 空載控制單元，用於在第一壓力感測裝置I未感測到壓力信息時，輸出怠速控制信號至發動機10，該怠速控制信號用於控制發動機10進入怠速工作狀態，以實現及時地控制發送機10的轉速，更好地節能。優選地，上述節能控制系統還包括顯示裝置2，用於接收及顯示轉速確定單元發送的發動機10的轉速值。更優選地，顯示裝置2還用於接收及顯示發動機10的油耗值。可以理解的是，第一壓力感測裝置I與控制器5通過有線方式或無線方式傳輸；同樣，第二壓力感測裝置3與控制器5通過有線方式或無線方式傳輸。上述節能控制系統可以應用於各種工程機械，如強夯車。本發明各實施例通過在液壓手柄及主泵上安裝壓力傳感器，預先測出液壓手柄壓力與主泵流量的關係，以便於液壓手柄實時壓力值確定主泵的實時流量，進而結合主泵的實時壓力值計算出主泵的需求功率，再通過功率需求，根據發動機萬有曲線來控制發動機的最佳油耗點轉速和主泵排量的最佳匹配，達到節能目的，在現有的硬體配置條件下，成本低。以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種工程機械的節能控制系統，其特徵在於，包括第一壓力感測裝置(1)，用於感測所述工程機械的液控手柄(7)開度對應的壓力信息；第二壓力感測裝置(3)，用於感測所述工程機械的主泵(9)輸出口的實時壓力信息；控制器(5)，用於根據預存的所述液控手柄(7)各開度對應的壓力信息與所述主泵(9)的流量的對應關係，確定所述第一壓力感測裝置(I)感測到的壓力信息對應的所述主泵(9)的實時流量，並根據所述主泵(9)的實時流量及所述主泵(9)輸出口的實時壓力信息確定所述主泵(9)的需求功率，以及根據所述主泵(9)的需求功率控制所述工程機械的發動機(10)轉速。
2.根據權利要求I所述的節能控制系統，其特徵在於，所述控制器(5)包括 空載控制單元，用於在所述第一壓力感測裝置(I)未感測到壓力信息時，輸出怠速控制信號至所述發動機(10)，所述怠速控制信號用於控制所述發動機(10)進入怠速工作狀態。
3.根據權利要求2所述的節能控制系統，其特徵在於，所述控制器(5)還包括 轉速確定單元，用於根據所述主泵(9)的需求功率及所述發動機(10)的萬有曲線確定最佳油耗點對應的轉速值； 轉速控制單元，用於根據所述最佳油耗點對應的轉速值控制所述工程機械的發動機(10)轉速。
4.根據權利要求3所述的節能控制系統，其特徵在於，所述控制器(5)還包括 功率確定單元，用於將所述主泵(9)的實時流量與所述主泵(9)輸出口的實時壓力值的乘積確定為所述主泵(9)的需求功率。
5.根據權利要求3或4所述的節能控制系統，其特徵在於，還包括顯示裝置(2)，用於接收及顯示所述轉速確定單元發送的所述發動機(10)的轉速值。
6.根據權利要求所述5的節能控制系統，其特徵在於，所述顯示裝置(2)還用於接收及顯示所述發動機(10)的油耗值。
7.根據上述權利要求1-4中任一項所述的節能控制系統，其特徵在於，所述第一壓力感測裝置(I)與所述控制器(5)通過有線方式或無線方式傳輸。
8.根據上述權利要求1-4中任一項所述的節能控制系統，其特徵在於，所述第二壓力感測裝置(3 )與所述控制器(5 )通過有線方式或無線方式傳輸。
9.一種工程機械，其特徵在於，設置有如權利要求1-8中任一項所述的工程機械的節能控制系統。
10.根據權利要求9所述的工程機械，其特徵在於，所述工程機械為強夯車。
全文摘要
本發明提出了一種工程機械及其節能控制系統，其中，該節能控制系統包括第一壓力感測裝置，用於感測工程機械的液控手柄開度對應的壓力信息；第二壓力感測裝置，用於感測工程機械的主泵輸出口的實時壓力信息；控制器，用於根據預存的液控手柄各開度對應的壓力信息與主泵的流量的對應關係，確定第一壓力感測裝置感測到的壓力信息對應的主泵的實時流量，並根據主泵的實時流量及主泵輸出口的實時壓力信息確定主泵的需求功率，以及根據主泵的需求功率控制工程機械的發動機轉速。本發明能有效節能，成本低。
文檔編號F02D29/04GK102748149SQ20121020768
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者彭繼文, 段龍文, 羅順國 申請人:三一重工股份有限公司