[发明专利]挖掘机升速控制节能系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种挖掘机升速控制节能系统及方法。

背景技术

大型液压挖掘机是重要的工程机械，具有挖掘力大、生产效率高、环境适应强、适应范围广等优点。

但是，由于大型液压挖掘机作业工况复杂、作业过程中负荷变化频繁、变化范围大而存在着不少环节的能量损失。例如，在现有技术中，挖掘机挂挡后，发动机转速将直接升至该档位的目标转速，当连接负载后，才在该目标转速的基础上自由掉速。这样操作产生的问题是，若挖掘机挂挡后有一段时间没用工作负载，将因发动机的高速转动耗费过多燃油，进而引起液压系统发热，工作性能恶化等问题。

节能控制已经成为大型液压挖掘机的重点发展方向之一；并且，该需求也成为提高市场竞争力的迫切要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种挖掘机升速控制节能系统及方法，以实现挖掘机在升速过程中的节能控制。

第一方面，本发明挖掘机升速控制节能系统包括先导压力传感器、控制器和油门操纵机构。先导压力传感器用于检测挖掘机各个动作的先导压力信号；控制器与挖掘机的油门旋钮和所述先导压力传感器相连接；油门操纵机构与所述控制器相连接；其中，所述控制器用于根据油门旋钮传递的工作档位和所述先导压力传感器检测的负载情况，按不同级别通过油门操纵机构控制油门的开合度。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能系统中，所述控制器进一步包括：档位检测端口、先导压力检测端口和处理器。档位检测端口用于接收所述油门旋钮获取的挖掘机工作档位；先导压力检测端口用于接收所述先导压力传感器检测的先导压力信号；处理器用于在获取挖掘机工作档位时发出空载转速控制信号，并在进一步检测到先导压力信号时发出目标转速控制信号；其中，所述空载转速控制信号、目标转速控制信号用于驱动所述油门操纵机构控制发动机的转速处于空载转速和目标转速之间。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能系统还包括：油门开度传感器，其信号输入端与所述油门操纵机构相连接，信号输出端与所述控制器的输入端相连接，用于将油门开合度反馈至所述控制器。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能系统还包括：比例电磁阀和转速传感器；其中，所述转速传感器连接于所述发动机和控制器之间，用于测量发动机的转速并将转速信息传递至所述控制器；所述比例电磁阀的输入端与所述控制器相连接，输出端通过发动机的主液压泵与发动机相连接；用于在所述控制器根据转速传感器传递的转速信息所确定的电流信号输出压力信号，该压力信号用于控制主液压泵的实时功率不超过发动机的实时功率。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能系统中，所述空载转速和所述目标转速根据所述发动机的功率曲线、主液压泵的功率曲线、以及实际工作中的测试结果确定。

本发明通过将控制器与挖掘机的油门旋钮和先导压力传感器相连接，可以测得油门旋钮给出的档位信号或先导压力传感器传递的压力信号；并且，控制器根据油门旋钮传递的工作档位和先导压力传感器检测的负载情况，按不同级别通过油门操纵机构控制油门的开合度，进而使发动机在有先导压力和没有先导压力的情况下，按照不同的转速进行运转。通过这种方式，本发明的节能系统实现了挖掘机在升速过程中的节能控制，避免了发动机功率损失，使发动机和主泵运行在最经济状态。并且，不用增加辅助设备，即可实现大型挖掘机效率提升和油耗降低。

第二方面，本发明还公开了一种挖掘机升速控制节能方法，该方法根据油门旋钮传递的工作档位和先导压力传感器检测的负载情况，发出不同级别的转速控制信号，所述转速控制信号用于驱动油门操纵机构控制油门的开合度，以使发动机在不同级别的转速下运转。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能方法中，所述方法进一步为：在采集到挖掘机的工作档位后，发出空载转速控制信号，以控制发动机的转速升至空载转速；在发动机处于空载转速的状态下，若进一步检测到先导压力信号，则发出目标转速控制信号，控制发动机的转速升至目标转速，使发动机在负载的作用下，发动机自所述目标转速掉速。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能方法中，在没有采集到挖机的工作档位时，发动机处于自动怠速控制状态。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能方法中，在发动机处于空载转速的状态下，若没有检测到先导压力信号，则使发动机保持空载转速。

进一步地，上述挖掘机升速控制节能方法中，所述空载转速和所述目标转速根据挖掘机发动机功率曲线、主液压泵的功率曲线、以及实际工作中的测试结果确定。