一種挖掘機(jī)液壓泵控制回路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種挖掘機(jī)液壓泵控制回路。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)是工程機(jī)械的排頭兵，被廣泛使用在土石方、農(nóng)田水利、港口等很多場(chǎng)所，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)因其功率密度高而被廣泛使用，絕大多數(shù)挖掘機(jī)選用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。挖掘機(jī)所用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速絕大多數(shù)處于高怠速和低怠速之間，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性，最大扭矩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速以上的數(shù)值有效性高，且?guī)лd能力強(qiáng)，最大扭矩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速以下的工作區(qū)間帶載能力弱些。隨著目前國(guó)內(nèi)外對(duì)挖掘機(jī)排放限制越來(lái)越嚴(yán)格，幾乎所有品牌廠家的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用了渦輪增壓器來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、提高燃油的利用率降低排放。渦輪增壓器的低速區(qū)間響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)，而挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的響應(yīng)比較快，這樣就會(huì)導(dǎo)致液壓泵的選型及控制中受到發(fā)動(dòng)機(jī)低速特性的限制，往往會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重掉速和熄火現(xiàn)象。另外，挖掘機(jī)不斷朝著高效和低耗方向發(fā)展，變量泵的使用已經(jīng)比較普遍，目前變量泵的高效區(qū)集中在中壓和全排量區(qū)間，小排量和溢流狀態(tài)下的效率很低，長(zhǎng)期工作在這些區(qū)間不但不能提高有用功，而且會(huì)導(dǎo)致能量嚴(yán)重浪費(fèi)。挖掘機(jī)是通過(guò)工作裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)基本功能，一般配置有動(dòng)臂、動(dòng)臂油缸、斗桿、斗桿油缸、鏟斗和鏟斗油缸，在實(shí)際作業(yè)中很容易使油缸處于極限位置而產(chǎn)生溢流損失。常規(guī)的方法通過(guò)壓力切斷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，又會(huì)導(dǎo)致實(shí)際挖掘中效率降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中低速的適應(yīng)能力，降低工作裝置溢流時(shí)的能量損失的挖掘機(jī)液壓泵控制回路。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的挖掘機(jī)液壓泵控制回路，包括第一變量泵、第二變量泵、先導(dǎo)泵、第一溢流閥、第二溢流閥、第一變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、斗桿油缸、動(dòng)臂油缸、鏟斗油缸和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，第一比例減壓閥連接于所述的第一變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和先導(dǎo)泵之間，第二比例減壓閥的一端與先導(dǎo)泵連接，所述的第二比例減壓閥的另一端連接第一電磁開(kāi)關(guān)閥的一個(gè)油口，所述的第一電磁開(kāi)關(guān)閥的另4個(gè)油口分別與所述的第一變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第一溢流閥和第二溢流閥連接；所述的第一變量泵上設(shè)有泵一出口壓力傳感器，所述的第二變量泵上設(shè)有泵二出口壓力傳感器，所述的先導(dǎo)泵的先導(dǎo)液壓油路上設(shè)有操縱桿壓力傳感器，包括斗桿位移傳感器、動(dòng)臂位移傳感器和鏟斗位移傳感器，所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，還包括一個(gè)控制器，所述的第一比例減壓閥、第二比例減壓閥和第一電磁開(kāi)關(guān)閥的控制端與所述的控制器的輸出端相連，所述的泵一出口壓力傳感器、泵二出口壓力傳感器、操縱桿壓力傳感器、動(dòng)臂位移傳感器、斗桿位移傳感器、鏟斗位移傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器與所述的控制器的輸入端相連。
[0005]所述的斗桿位移傳感器為設(shè)在所述的斗桿油缸上的斗桿油缸位移傳感器，所述的動(dòng)臂位移傳感器為設(shè)在所述的動(dòng)臂油缸上的動(dòng)臂油缸位移傳感器，所述的鏟斗位移傳感器為設(shè)有所述的鏟斗油缸上設(shè)有鏟斗油缸位移傳感器。
[0006]所述的斗桿位移傳感器、動(dòng)臂位移傳感器和鏟斗位移傳感器為角度傳感器，所述的角度傳感器安裝在動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的鉸點(diǎn)位置。
[0007]采用上述技術(shù)方案的挖掘機(jī)液壓泵控制回路，包括第一變量泵、第二變量泵、第一和第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、第一比例減壓閥、第二比例減壓閥、第一電磁開(kāi)關(guān)閥、泵一出口壓力傳感器、泵二出口壓力傳感器、操縱桿壓力傳感器、動(dòng)臂油缸位移傳感器、斗桿油缸位移傳感器、鏟斗油缸位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器及控制器；所述的比例減壓閥和電磁開(kāi)關(guān)閥與控制器的輸出端相連；傳感器與控制器的輸入端相連。操縱桿壓力傳感器與挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)先導(dǎo)液壓油路相連，用于檢測(cè)操縱桿控制信號(hào)的大?。挥透孜灰苽鞲衅饔糜诜謩e檢測(cè)動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的行程；第一變量泵、第二變量泵通過(guò)變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)出口壓力與排量對(duì)應(yīng)關(guān)系的變化。每一個(gè)變量泵的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包含四路控制信號(hào)，第一變量泵出口壓力、第二變量泵出口壓力、功率控制信號(hào)，該三路信號(hào)控制變量泵的功率曲線，第四路控制信號(hào)控制變量泵的排量。
[0008]本實(shí)用新型通過(guò)操縱桿壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工況類別，通過(guò)第二比例減壓閥和第一電磁開(kāi)關(guān)閥控制第一變量泵和第二變量泵的排量，使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在低怠速附近工作平穩(wěn)；通過(guò)動(dòng)臂油缸位移傳感器、斗桿油缸位移傳感器、鏟斗油缸位移傳感器和第一變量泵、第二變量泵出口壓力判斷動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸的位移，控制第一變量泵和第二變量泵排量和功率，降低液壓系統(tǒng)能量損失，最終達(dá)到降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗的目的。該控制回路及控制方法不但可以有效解決柴油發(fā)動(dòng)機(jī)大慣性、大時(shí)延、大滯后等特性與液壓系統(tǒng)快速響應(yīng)之間匹配的矛盾問(wèn)題，同時(shí)可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)也液壓系統(tǒng)在各自高效區(qū)的工作頻率，提升挖掘機(jī)整機(jī)的效率和能量利用率。該系統(tǒng)同樣可以適用于其它如電動(dòng)機(jī)和油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的匹配與控制系統(tǒng)中。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是液壓泵控制回路原理圖。
[0010]圖2是控制器輸入/輸出邏輯框圖。
[0011]圖3是負(fù)流量控制原理圖。
[0012]圖4是正流量控制原理圖。
[0013]圖5是液壓泵功率控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]如圖1和圖2所示，挖掘機(jī)液壓泵控制回路，包括第一變量泵1、第二變量泵2、先導(dǎo)泵16、第一溢流閥21、第二溢流閥22、第一變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、斗桿油缸17、動(dòng)臂油缸18、鏟斗油缸19和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20，第一比例減壓閥5連接于第一變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4和先導(dǎo)泵16之間，第二比例減壓閥6的一端與先導(dǎo)泵16連接，第二比例減壓閥6的另一端連接第一電磁開(kāi)關(guān)閥7的一個(gè)油口，第一電磁開(kāi)關(guān)閥7的另4個(gè)油口分別與第一變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、第二變量泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、第一溢流閥21和第二溢流閥22連接，第一變量泵I上設(shè)有泵一出口壓力傳感器8，第二變量泵2上設(shè)有泵二出口壓力傳感器9，先導(dǎo)泵16的先導(dǎo)液壓油路上設(shè)有操縱桿壓力傳感器10，斗桿油缸17上設(shè)有斗桿油缸位移傳感器12，動(dòng)臂油缸18上設(shè)有動(dòng)臂油缸位移傳感器11，鏟斗油缸19上設(shè)有鏟斗油缸位移傳感器13，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)20上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器14，還包括一個(gè)控制器15，第一比例減壓閥5、第二比例減壓閥6和第一電磁開(kāi)關(guān)閥7的控制端與控制器15的輸出端相連，泵一出口壓力傳感器8、泵二出口壓力傳感器9、操縱桿壓力傳感器10、動(dòng)臂油缸位移傳感器11、斗桿油缸位移傳感器12、鏟斗油缸位移傳感器13和轉(zhuǎn)速傳感器14與所述的控制器15的輸入端相連。
[0016]操縱桿壓力傳感器10與挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的先導(dǎo)泵16的先導(dǎo)液壓油路相連，用于檢測(cè)操縱桿控制信號(hào)的大??；各油缸位移傳感器用于分別檢測(cè)動(dòng)臂油缸18、斗桿油缸17和鏟斗油缸19的行程。
[0017]如圖1和圖2所示，挖掘機(jī)液