[发明专利]一种发动机档位控制系统和旋挖钻机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种发动机档位控制系统和旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种适合在建筑基础工程中成孔作业的施工机械，配合不同钻具，适应于短螺旋、回转斗及岩层的成孔作业。对干硬性黏土可不用稳定液护壁的干式旋挖工法，一般的覆盖层采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法，它广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基础钻孔灌注桩工程。

旋挖钻机动力系统由发动机与液压泵直接连接，为发动机和液压传动相结合的统一体。由于旋挖钻机工作环境恶劣，负载变化很大，经常碰到负载短时突然变大的情况，因此需要采用大功率发动机驱动。旋挖钻机在旋工时，如果发动机全功率输出必然造成整机节能性能下降，因此发动机的控制也对整机节能性有很大影响。发动机控制是旋挖钻机控制系统的一项核心内容，发动机控制的好坏直接影响施工效率和发动机寿命。

目前，旋挖钻机发动机控制一般采用多档旋钮开关控制发动机转速，合适的档位能够使施工高效节能，但是如何选择档位对机手是个挑战，需要具有丰富知识和经验。在施工工程中，经常碰到负载短时突然变大的情况，调节档位不能满足实时性需求。由于没有发动机启动保护功能，部分机手经常连续启动发动机或在高档位启动发动机，这样对发动机危害很大。发动机档位或转速不符合要求时，复杂的标定过程需要由专业人员进行。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种发动机档位控制系统和旋挖钻机，以解决旋挖钻机负载短时突然变大的情况，调节档位不能满足实时性需求的问题。

一方面，本发明提供了一种发动机档位控制系统，包括控制器、油门旋钮、操作手柄，油门旋钮上设置有至少两个发动机档位，每一个发动机档位对应不同的发动机转速和功率输出，操作手柄上设置有用于控制发动机全功率输出的全功率输出按钮；当按下全功率输出按钮时，控制器控制发动动机全功率输出，否则根据油门旋钮的发动机档位控制发动机对应的发动机转速输出。

为了使发动机与旋挖钻机负载功率相匹配，适用不同工况，油门旋钮上设置有启动档、低耗档、经济档、重载档、强力档五个发动机档位。

为了保护发动机，延长发动机使用寿命，控制器包括发动机启动保护模块，当启动发动机时，发动机启动保护模块自动将发动机档位降为启动档；当发动机启动成功后，发动机启动保护模块将发动机档位切换至油门旋钮的发动机档位状态；当发动机启动失败后，发动机启动保护模块延时后再一次启动发动机。

进一步地，包括第一时间继电器和第二时间继电器；当发动机启动失败后，且如果启动次数小于预设启动次数值时，发动机启动保护模块在启动第一时间继电器延时后再一次启动发动机，并使启动次数加1，如果发动机再一次启动失败，发动机启动保护模块启动第二时间继电器延时后再一次启动发动机，并使启动次数加1。

进一步地，包括第三时间继电器，当发动机启动失败后，且如果启动次数大于预设启动次数值时，发动机启动保护模块在启动第三时间继电器延时后最一次启动发动机，如果发动机仍然启动失败，发动机启动保护模块结束发动机启动。

进一步地，第一时间继电器的延时时间为15秒，第二时间继电器的延时时间为30秒，第三时间继电器的延时时间为120秒。

进一步地，当发动机转速大于或等于600转/分钟时，发动机启动保护模块判断发动机启动成功；否则，判断发动机启动失败。

当发动机档位或转速不符合工况要求时，简化发动机档位和速度标定过程，方便机手标定，包括显示器，控制器包括用于标定发动机档位和转速的标定模块，标定模块的标定步骤如下：将油门旋钮放在最低档上，通过显示器选择发动机转速标定，则发动机从最低档开始进行转速标定，标定模块调节发动机的油门电压，当发动机实际转速与目标转速满足转速偏差，且保持在预设保持时间内时，则将此发动机实际转速对应的油门电压保存为目标油门电压，然后自动进入下一个档位标定。

另外，本发明还提供了一种旋挖钻机，包括上述的发动机档位控制系统。

本发明的一种发动机档位控制系统和旋挖钻机有益效果在于：

1)、操作手柄是用于控制旋挖钻机施工作业的，旋挖钻机在旋工过程中，当碰到恶劣工况时，机手操作手柄上的全功率输出按钮，使发动机马上输出全功率，快速适应恶劣工况。解决了旋挖钻机负载短时突然变大的情况，调节档位不能满足实时性需求的问题。

2)、发动机启动保护模块可以有效防止机手不规范启动发动机，延长发动机使用寿命。

3)、标定模块实现了一键标定功能，使标定操作简单，方便机手操作。