主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械的液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)是一種集挖土、運(yùn)土、卸土、推土等多功能于一體的工程機(jī)械，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。
[0003]主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)通過設(shè)備自身與地面的粘著力來提供鏟掘力。通過調(diào)節(jié)升降油缸的伸出縮回可以控制鏟斗的切入角，鏟斗切入角大則切削深度大，所需的鏟掘力也大，鏟斗切入角小則切削深度小，所需的鏟掘力小。對(duì)鏟斗鏟掘力進(jìn)行控制能使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到充分利用，輸出功率相對(duì)穩(wěn)定，不但具有較高的作業(yè)效率，而且還能使相關(guān)部件工作在理想狀態(tài)，進(jìn)而提高其可靠性和使用壽命。目前的作業(yè)方式是通過計(jì)算不同切入角(即不同的切削層厚度)對(duì)應(yīng)的鏟掘力來控制升降油缸行程，從而控制鏟斗的鏟掘力。然而在實(shí)際情況中，土壤的切削阻力是不均勻的，等厚度切削并不是恒定的切削阻力，如在土壤中含有較大孤石時(shí)會(huì)引起切削力的巨大變化，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也發(fā)生很大的變化，突然的過載不但對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)不利也會(huì)惡化排放，而突然的卸載不但降低了作業(yè)效率，也可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)飛車等事故發(fā)生。因此，穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載使其獲得恒功率輸出是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)及控制方法，從而提高主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的作業(yè)效率，提高主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的可靠性和使用壽命。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)，它包括控制器，分別檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)工作壓力的第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，液壓栗，三位四通比例換向閥或伺服閥，用于調(diào)節(jié)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗切入角的第一升降油缸和第二升降油缸;所述控制器的輸入端與第一壓力傳感器和第二壓力傳感器連接;控制器的輸出端與所述三位四通比例換向閥或伺服閥的控制端連接;所述液壓栗的壓力油出口通過油管與所述三位四通比例換向閥或伺服閥的進(jìn)油口連接;所述三位四通比例換向閥或伺服閥的第一工作油口通過油管分別與第一升降油缸和第二升降油缸的無桿腔連接;所述三位四通比例換向閥或伺服閥的第二工作油口通過油管分別與第一升降油缸和第二升降油缸的有桿腔連接。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，另一方面，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制方法，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別實(shí)時(shí)檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力，并將實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)輸入控制器;所述控制器將第一壓力傳感器和第二壓力傳感器輸入的實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定工作壓力進(jìn)行比較；當(dāng)檢測的實(shí)時(shí)工作壓力低于設(shè)定工作壓力時(shí)，控制器向控制主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗升降的第一升降油缸和第二升降油缸的液壓回路發(fā)出控制指令，通過調(diào)節(jié)第一升降油缸和第二升降油缸使鏟斗的切削深度增大；當(dāng)檢測的實(shí)時(shí)工作壓力高于設(shè)定工作壓力時(shí)，控制器向控制主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗升降的第一升降油缸和第二升降油缸的液壓回路發(fā)出控制指令，通過調(diào)節(jié)第一升降油缸和第二升降油缸使鏟斗的切削深度減小。
[0007]作為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案，本發(fā)明提供的主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制方法，所述設(shè)定工作壓力低于主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)履帶打滑時(shí)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力，即主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)任何時(shí)刻兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力都低于提供極限粘著力情況下的工作壓力。這樣能保證主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)一直處于恒功率作業(yè)狀態(tài)，從而具有最高的作業(yè)效率。
[0008]本發(fā)明提供的主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)及控制方法，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別實(shí)時(shí)檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力并將實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)輸入控制器;控制器將輸入的實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定工作壓力進(jìn)行比較；當(dāng)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的鏟掘負(fù)載力減小，鏟運(yùn)機(jī)行走阻力減小時(shí)，檢測的實(shí)時(shí)工作壓力低于設(shè)定工作壓力，此時(shí)，控制器發(fā)出指令，使鏟斗的切削深度增大，使鏟掘力增加；當(dāng)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的鏟掘負(fù)載力增大，鏟運(yùn)機(jī)行走阻力增大時(shí)，檢測的實(shí)時(shí)工作壓力高于設(shè)定工作壓力時(shí)，此時(shí)，控制器發(fā)出指令，使鏟斗的切削深度減小，使鏟掘力減小。整過控制過程采用閉環(huán)控制，使兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力恒定，這樣能使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到充分利用，不但具有最高的作業(yè)效率，而且還能使相關(guān)部件工作在理想狀態(tài)，進(jìn)而提高其可靠性和使用壽命;發(fā)動(dòng)機(jī)處于恒定負(fù)荷工況，還可降低能耗，減少排放量。
【附圖說明】
[0009]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是實(shí)施例主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0011]如圖1所示的主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)，包括控制器I，分別檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)工作壓力的第一壓力傳感器2和第二壓力傳感器3，液壓栗4，三位四通比例換向閥5，用于調(diào)節(jié)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗切入角的第一升降油缸6和第二升降油缸7;控制器I的輸入端與第一壓力傳感器2和第二壓力傳感器3相連;控制器I的輸出端與所述三位四通比例換向閥5的控制端相連;液壓栗4的壓力油出口通過油管與三位四通比例換向閥5的P 口連接;三位四通比例換向閥5的A 口通過油管分別與第一升降油缸6和第二升降油缸7的無桿腔連接;三位四通比例換向閥5的B 口通過油管分別與第一升降油缸6和第二升降油缸7的有桿腔連接。
[0012]工作原理:第一壓力傳感器2和第二壓力傳感器3分別實(shí)時(shí)檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力并將實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)輸入控制器I;控制器I將第一壓力傳感器2和第二壓力傳感器3輸入的實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定工作壓力進(jìn)行比較；當(dāng)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的鏟掘負(fù)載力減小，鏟運(yùn)機(jī)行走阻力減小時(shí)，檢測的實(shí)時(shí)工作壓力低于設(shè)定工作壓力，此時(shí)，控制器I向三位四通比例換向閥5發(fā)出指令，三位四通比例換向閥5右位導(dǎo)通，第一升降油缸6和第二升降油缸7的有桿腔進(jìn)油，無桿腔回油，第一升降油缸6和第二升降油缸7縮回，使鏟斗的切削深度增大，使鏟掘力增加；當(dāng)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)的鏟掘負(fù)載力增大，鏟運(yùn)機(jī)行走阻力增大時(shí)，檢測的實(shí)時(shí)工作壓力高于設(shè)定工作壓力時(shí)，此時(shí)，控制器I向三位四通比例換向閥5發(fā)出指令，三位四通比例換向閥5左位導(dǎo)通，第一升降油缸6和第二升降油缸7的無桿腔進(jìn)油，有桿腔回油，第一升降油缸6和第二升降油缸7伸出，使鏟斗的切削深度減小，使鏟掘力減小。整過控制過程采用閉環(huán)控制。對(duì)鏟斗鏟掘力進(jìn)行控制能使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到充分利用，不但具有最高的作業(yè)效率，而且還能使相關(guān)部件工作在理想狀態(tài)，進(jìn)而提高其可靠性和使用壽命;發(fā)動(dòng)機(jī)處于恒定負(fù)荷工況，可降低能耗和減少排放。
[0013]驅(qū)動(dòng)功率的較佳值應(yīng)略低于履帶處于臨界打滑狀態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)功率，通常設(shè)定工作壓力略低于主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)履帶提供最大靜摩擦力時(shí)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力，即略低于主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)提供與地面的極限粘著力時(shí)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力，這樣主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)在任何鏟掘作業(yè)條件下，都能按設(shè)定的恒功率輸出特性工作，從而具有較高的輸出功率和最高的作業(yè)效率。
[0014]顯然，本發(fā)明不限于以上優(yōu)選實(shí)施方式，還可在本發(fā)明權(quán)利要求和說明書限定的精神內(nèi)，進(jìn)行多種形式的變換和改進(jìn)，能解決同樣的技術(shù)問題，并取得預(yù)期的技術(shù)效果，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接或聯(lián)想到的所有方案，只要在權(quán)利要求限定的精神之內(nèi)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)，包括控制器(I)，分別檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力的第一壓力傳感器(2)和第二壓力傳感器(3)，液壓栗(4)，三位四通比例換向閥或伺服閥(5)，用于調(diào)節(jié)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗切入角的第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)，其特征在于:所述控制器(I)的輸入端與第一壓力傳感器(2)和第二壓力傳感器(3)連接;控制器(I)的輸出端與所述三位四通比例換向閥或伺服閥(5)的控制端連接；所述液壓栗(4)的壓力油出口通過油管與所述三位四通比例換向閥或伺服閥(5)的進(jìn)油口(P)連接;所述三位四通比例換向閥或伺服閥(5)的第一工作油口(A)通過油管分別與第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的無桿腔連接;所述三位四通比例換向閥或伺服閥(5)的第二工作油口(B)通過油管分別與第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的有桿腔連接。2.一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制方法，其特征在于:第一壓力傳感器(2)和第二壓力傳感器(3)分別實(shí)時(shí)檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力，并將實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)輸入控制器(I);所述控制器(I)將第一壓力傳感器(2)和第二壓力傳感器(3)輸入的實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定工作壓力進(jìn)行比較；當(dāng)檢測的實(shí)時(shí)工作壓力低于設(shè)定工作壓力時(shí)，控制器(I)向控制主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗升降的第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的液壓回路發(fā)出控制指令，通過調(diào)節(jié)第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)使鏟斗的切削深度增大；當(dāng)檢測的實(shí)時(shí)工作壓力高于設(shè)定工作壓力時(shí)，控制器(I)向控制主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗升降的第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的液壓回路發(fā)出控制指令，通過調(diào)節(jié)第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)使鏟斗的切削深度減小。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制方法，其特征在于:所述設(shè)定工作壓力低于主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)履帶打滑時(shí)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力，即主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)任何時(shí)刻兩側(cè)行走液壓馬達(dá)的工作壓力都低于提供極限粘著力情況下的工作壓力。
【專利摘要】一種主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)恒功率作業(yè)控制系統(tǒng)及控制方法，包括控制器（1），檢測主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)兩側(cè)行走液壓馬達(dá)工作壓力的第一壓力傳感器（2）和第二壓力傳感器（3），液壓泵（4），比例換向閥或伺服閥（5），用于調(diào)節(jié)主動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)鏟斗切入角的第一升降油缸（6）和第二升降油缸（7）；壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力并將實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)輸入控制器（1）；控制器（1）將輸入的實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定工作壓力進(jìn)行比較；當(dāng)實(shí)時(shí)工作壓力低于設(shè)定值時(shí)，控制器（1）發(fā)出控制指令，通過調(diào)節(jié)兩升降油缸使鏟斗的切削深度增大；當(dāng)檢測的實(shí)時(shí)工作壓力高于設(shè)定值時(shí)，控制器（1）發(fā)出控制指令，通過調(diào)節(jié)兩升降油缸使鏟斗的切削深度減小。
【IPC分類】E02F9/22
【公開號(hào)】CN105544644
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511013554
【發(fā)明人】常斌, 胡軍科, 王威明
【申請(qǐng)人】湖南瑞龍重工科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日