[发明专利]一种液压挖掘机负载自适应智能控制装置及控制系统

说明书

本发明一种液压挖掘机负载自适应智能控制装置及控制系统，包括电比例液压主泵、液压主控阀、液压先导控制阀和液压执行器，电比例液压主泵上设置比例电磁阀和斜盘倾角传感器，液压主控阀上设置压力反馈传感器，液压先导控制阀与液压主控阀相连再控制液压执行器，斜盘倾角传感器、压力反馈传感器和液压主控阀与主控制器相连。本发明提供的液压挖掘机负载自适应智能控制装置及控制系统，主控制器根据当前发动机转速、斜盘倾角信号、操作控制模式输出控制信号，调节电比例液压主泵消耗功率，使其始终工作在最佳经济区，提高燃油经济性，防止负载突然增大时发动机掉转及憋车，实现压力、流量的精确控制，挖掘机能够完成各精细化动作，节能效果好。

技术领域

本发明属于挖掘机控制技术领域，具体涉及一种液压挖掘机负载自适应智能控制装置及控制系统。

背景技术

目前在液压挖掘机中，液压系统必须满足正常工作需要并具备高效、节能、操控性好的性能。在发动机速度特性中，对挖掘机匹配柴油机来说，又以扭矩特性和功率特性最重要。现在液压系统与发动机功率匹配主要通过变量恒功率液压泵，实现简单的液压系统与发动机功率匹配，再就是通过比例电磁阀控制泵功率，但是发动机的扭矩与功率特性都是一个比较复杂的曲线，简单的一个比例函数或曲线并不能够清楚描述其特性，只有将液压泵功率做到根据操作者的需求实时地跟随发动机扭矩与功率曲线并始终工作在万有能耗曲线经济能耗区，才能做到优化发动机与液压系统间的功率匹配性能，优化发动机掉速性能，有效优化发动机不稳定问题，提升整机工作效率。设计能实现压力、流量的精确控制、动作协调流畅、挖掘机能够完成各种精细化动作的节能系统具有重要的现实意义。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种液压挖掘机负载自适应智能控制装置及控制系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液压挖掘机负载自适应智能控制装置，包括发动机、主控制器、模式控制开关、显示器、电比例液压主泵、液压主控阀、液压先导控制阀和若干个液压执行器，发动机上设置油门开度开关，用于调节发动机的转速，电比例液压主泵上设置比例电磁阀和斜盘倾角传感器，液压主控阀上设置压力反馈传感器，液压先导控制阀与液压主控阀相连并通过液压主控阀控制若干个液压执行器；

斜盘倾角传感器、压力反馈传感器和液压主控阀与主控制器输入端相连，主控制器输出端与显示器相连并通过显示器进行实时数据显示主控制器接收发动机转速信号、电比例液压主泵的斜盘倾角信号、液压主控阀的电压力信号和操作控制模式信号并进行处理，主控制器根据处理结果输出控制信号，用于调节电比例液压主泵的消耗功率并使其与预先设定的发动机的功率曲线相匹配，使电比例液压主泵的消耗功率始终工作在最佳经济区，在显示器上可实时显示当前发动机转速和发动机的转速波动。

进一步的，所述主控制器通过CAN总线与显示器相连，液压主控阀的主进油口设置压力反馈传感器。

进一步的，所述包括以下步骤：

操作者发动发动机，通过调整油门开度开关设定发动机转速，通过操纵模式控制开关选择操作模式，选择不同控制模式，让主控制器根据操作者的意图来控制电比例液压主泵，发动机的转速信号和操作控制模式信号传递至主控制器，通过液压先导控制阀控制液压主控阀进而驱动液压执行器做出响应，液压主控阀采用阀后补偿，各液压执行器同比降速，不会有液压执行器停止运动，控制起点与负载压力和转速无关，流量饱和时，各液压执行器流量按比例同时减小，主控制器输出PWM电流信号至电比例液压主泵，用于实时调整电比例液压主泵的消耗功率。

进一步的，当液压先导控制阀没有动作时，液压主控阀没有动作，压力反馈传感器反馈至主控制器的液压电压信号很小，此时主控制器输出PWM电流信号至电比例液压主泵，使电比例液压主泵处于最小的泵流量，电比例液压主泵的功率调整到最小，发动机处在最小负载，此时电比例液压主泵的斜盘倾角信号反馈给主控制器形成闭环控制。