[发明专利]一种降低挖掘机振动的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种降低挖掘机振动的方法及装置。

背景技术

挖掘机是一种按照一定顺序，连续或者间歇地进行挖掘、装载和平整作业的工程机械，广泛用于道路桥梁建设、工业和民用建筑施工及市政工程等土石方施工中，在工程机械中占据着重要的位置。

振动和噪声是影响工程挖掘机工作的两个重要因素，发动机是挖掘机的主要振动源和噪声源，其振动直接影响挖掘机整机可靠性，同时也影响司机的乘坐的舒适性，从而降低了司机的工作效率。因此，需要采取相关措施有效地减小挖掘机的振动和噪声。

有研究表明，工程机械约40%的故障来自液压系统，15%的故障来自发动机，而发动机的故障绝大部分情况下是由其自身振动和外界冲击产生的振动直接或间接造成的。因此，有必要改善挖掘机作业过程中的NVH（Noise，Vibration&Harshness）噪声、振动与舒适性，以提高整机的可靠性和舒适性。

现有技术一般是通过动力总成悬置系统来降低挖掘机的振动，动力总成悬置系统是挖掘机上的一个重要的子系统，其隔振性能的优劣直接影响挖掘机整机的NVH性能。合理地设计动力总成悬置系统，可减小动力总成振动向驾驶室的传递，并降低由此激发的整机振动噪声，提升挖掘机的性能。悬置是用于减少振动的传递并起到支承作用的汽车动力总成部件，通过悬置元件来降低挖掘机的振动仅是一种被动隔振方法。然而，悬置等被动隔振元件在产品出厂时已经定型，无法随着动力总成系统的使用工况自适应地调整，器隔振效果较差。同时，隔振系统的主动控制需要外部能量地不断输出，能量耗费较大。并且，随着挖掘机工作时限的增加，悬置元件的减振性能可能会随之减弱，不利于动力总成的减振降噪。

发明内容

本发明提供了一种降低挖掘机振动的方法及装置，用以解决现有技术中降低挖掘机振动的方式不能够根据挖掘机实际情况进行控制，减振效果较差的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种降低挖掘机振动的方法，包括：确定能够使挖掘机产生共振的发动机的多个共振转速；获取挖掘机座椅的三向振动加速度以及发动机转速；计算三向振动加速度的均方根值；判断均方根值是否大于第一预设值；如果是，则调整发动机的输出转矩，以使发动机的转速与最接近的共振转速的差值不小于第二预设值。

进一步地，上述方法还包括：在判断均方根值是否大于第一预设值之后，根据挖掘机当前工况计算发动机需求转矩；根据需求转矩确定该转矩对应的发动机转速；如果需求转矩对应的发动机转速等于多个共振转速中的转速，则调整发动机的输出转矩，以使发动机的转速与最接近的共振转速的差值不小于第二预设值。

其中，上述确定能够使挖掘机产生共振的发动机的多个共振转速包括：控制发动机执行升速和降速操作；采集发动机升速以及降速时挖掘机座椅的三向振动加速度、发动机的转速；根据座椅的三向振动加速度、发动机的转速绘制三维频谱图；根据三维频谱图确定能够使挖掘机产生共振的多个发动机转速。

进一步地，上述方法还包括：在提高或降低发动机输出转矩后，确定当前处理结果，处理结果中包括挖掘机座机的三向振动加速度的均方根值、发动机的转速、发动机输出转矩、控制输出转矩的发动机节气门开度；判断资源库中是否存在当前处理结果；如果不存在，则将当前处理结果保存在资源库。

进一步地，上述方法还包括：在根据发动机需求转矩确定该转矩对应的发动机转速之后，比较发动机需求转矩与发动机实际输出转矩；如果发动机需求转矩小于实际输出转矩，则提高发动机节气门开度；如果发动机需求转矩小于实际输出转矩，则降低发动机节气门开度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种降低挖掘机振动的装置，包括：第一确定模块，用于确定能够使挖掘机产生共振的发动机的多个共振转速；获取模块，用于获取挖掘机座椅的三向振动加速度以及发动机转速；第一计算模块，用于计算三向振动加速度的均方根值；第一判断模块，用于判断均方根值是否大于第一预设值；调整模块，用于则调整发动机的输出转矩，以使发动机的转速与最接近的共振转速的差值不小于第二预设值。

进一步地，上述装置还包括：第二计算模块，用于在判断均方根值是否大于第一预设值之后，根据挖掘机当前工况计算发动机需求转矩；第二确定模块，用于根据需求转矩确定该转矩对应的发动机转速；调整模块，用于当需求转矩对应的发动机转速等于多个共振转速中的转速时，则调整发动机的输出转矩，以使发动机的转速与最接近的共振转速的差值不小于第二预设值。