專利名稱：一種節(jié)能控制系統(tǒng)、挖掘機(jī)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域，涉及一種節(jié)能控制系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種適用于挖掘機(jī)的節(jié)能控制系統(tǒng)、挖掘機(jī)及方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外挖掘機(jī)使用的主閥有兩種:開中心式和閉中心式。國內(nèi)挖掘機(jī)廠家基本使用開中心式系統(tǒng)，國外一些先進(jìn)的挖掘機(jī)廠家已經(jīng)開始使用閉中心式系統(tǒng)?！伴_中心”系統(tǒng)價格低，但操縱性差；“閉中心”系統(tǒng)的操縱性好，效率高，但價格較貴。國內(nèi)挖掘機(jī)廠家使用的開中心式系統(tǒng)，當(dāng)挖掘機(jī)微動作時，在主閥閥芯沒有完全打開的情況下，主泵供給的液壓油一部分進(jìn)入工作裝置，一部分通過主閥的中心油道流回油箱，造這部分通過中心油道回流的液壓油成了能量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明通過控制電磁比例閥調(diào)節(jié)中心油道的回油量，能夠有效的控制挖掘機(jī)在微操作時中位回油的損失，使挖掘機(jī)在微動作時，主泵所提供的液壓油幾乎全部進(jìn)入工作裝置，直接方便，提高了機(jī)器的工作效率，降低了油耗，且響應(yīng)性較高。為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下:一方面，一種節(jié)能控制系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)器、主泵和主閥，所述主閥中設(shè)有中心油道，所述中心油道設(shè)有進(jìn)口和出口，所述調(diào)節(jié)器、主泵和中心油道的進(jìn)口依次相通，所述主閥上設(shè)有測量開度的先導(dǎo)壓力傳感器，還包括電磁比例閥和控制器，所述電磁比例閥設(shè)于所述中心油道的出口處，所述先導(dǎo)壓力傳感器和電磁比例閥與控制器相連，所述控制器控制所述電磁比例閥的開度大小。優(yōu)選的，所述主閥的中心油道的出口處還設(shè)有測量回油量的流量傳感器，所述控制器與所述流量傳感器相連。優(yōu)選的，所述主泵的出口處還設(shè)有壓力傳感器，所述控制器與所述壓力傳感器相連。優(yōu)選的，所述步驟3中所述調(diào)節(jié)器上設(shè)有比例閥，所述控制器通過控制所述比例閥減小所述主泵的供油量。優(yōu)選的，所述挖掘機(jī)還設(shè)有與所述主泵連動的發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)與所述控制器相連。優(yōu)選的，所述比例閥包括前泵比例閥和后泵比例閥，所述主泵包括前泵和后泵，所述主閥包括前閥芯和后閥芯，所述前泵比例閥、前泵、前閥芯依次相通，所述后泵比例閥、后栗、后閥芯依次相通。另一方面,一種節(jié)能控制方法,所述挖掘機(jī)包括如上述的節(jié)能控制系統(tǒng)，所述節(jié)能控制方法包括:步驟1，所述控制器設(shè)定所述主閥的中心油道的預(yù)估回油量Qtl ；
步驟2，所述先導(dǎo)壓力傳感器測量所述主閥的先導(dǎo)壓力，并傳輸至所述控制器，所述控制器計算得出所述主閥的中心油道的實(shí)際回油量Q ;步驟3，所述控制器比較所述預(yù)估回油量Qtl和實(shí)際回油量Q，如Q > Q0,則所述控制器控制所述電磁比例閥的開度減小，減小所述中心油道的回油量。優(yōu)選的，所述方法還包括:步驟I，所述控制器設(shè)定所述主泵液壓油出口處預(yù)估壓力P。；步驟2，所述流量傳感器測量所述前閥芯的中心油道、所述后閥芯的中心油道的實(shí)際回油量％、Q2 ;所述壓力傳感器測量所述前泵液壓油出口處和后泵液壓油出口處實(shí)際壓力 Ρι>Ρ2;步驟3，如Q1 > Qtl或Q2 > Q0,則所述控制器控制所述電磁比例閥的開度減?。蝗鏠1 < Qtl或Q2 < Qo，P1 > Ptl或P2 > P0,則所述控制器控制調(diào)節(jié)器減小所述前泵或所述后泵的供油量，當(dāng)所述主泵的供油量最小時，且仍存在Q1 < Qtl或Q2 < QojP1 > Pci或P2 > Pci時，所述控制器控制所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速減小。另一方面，一種挖掘機(jī)，包括如上述的節(jié)能控制系統(tǒng)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)有:1、在主閥中心油道出口處安裝電磁比例閥、流量傳感器，直接檢測在機(jī)器微動作時回油量，直接方便，且響應(yīng)性較高。

2、通過控制器的控制能夠有效的控制挖掘機(jī)在微操作時中位回油的損失，使挖掘機(jī)在微動作時，主泵所提供的液壓油全部進(jìn)入工作裝置，提高機(jī)器的工作效率，降低油耗。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有節(jié)能控制系統(tǒng)的挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)能控制方法的控制流程示意圖。其中，I為調(diào)節(jié)器、2為主泵、22為前泵、21為后泵、3為主閥、32為前閥芯、31為后閥芯、4為中心油道、5為先導(dǎo)壓力傳感器、6為電磁比例閥、62為前電磁比例閥、61為后電磁比例閥、7為控制器、8為流量傳感器、82為前流量傳感器、81為后流量傳感器、9為壓力傳感器、92為前壓力傳感器、91為后壓力傳感器、10為比例閥、12為前泵比例閥、11為后泵比例閥。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相
互組合。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做具體闡釋。
本發(fā)明的實(shí)施例的一種挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)及方法，如圖1中所示，節(jié)能控制系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)器1、主泵2和主閥3，主閥3中設(shè)有中心油道4，中心油道4設(shè)有進(jìn)口和出口，調(diào)節(jié)器1、主泵2和中心油道4的進(jìn)口依次相通，主閥3上設(shè)有測量開度的先導(dǎo)壓力傳感器5，中心油道4的出口處還設(shè)有電磁比例閥6。先導(dǎo)壓力傳感器51和電磁比例閥6與控制器7相連。本發(fā)明節(jié)能控制方法包括:步驟1，控制器7設(shè)定主閥3中心油道4的預(yù)估回油量Qtl ；步驟2，先導(dǎo)壓力傳感器5測量主閥3的開度，并傳輸至控制器7，控制器7計算得出主閥3中心油道4的實(shí)際回油量Q ；步驟3，控制器7比較預(yù)估回油量Qtl和實(shí)際回油量Q，如Q > Q0,則控制器7控制電磁比例閥6的開度減小，減小中心油道4的回油量。本發(fā)明通過控制電磁比例閥調(diào)節(jié)中心油道的回油量，能夠有效的控制挖掘機(jī)在微操作時中位回油的損失，使挖掘機(jī)在微動作時，主泵所提供的液壓油幾乎全部進(jìn)入工作裝置，直接方便，提高了機(jī)器的工作效率，降低了油耗，且響應(yīng)性較高。

如圖1中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選節(jié)能控制系統(tǒng)中還設(shè)有與主泵2連動的發(fā)動機(jī)；主閥3中心油道4的出口處還設(shè)有流量傳感器8，控制器7與流量傳感器8相連；主泵2液壓油出口處還設(shè)有壓力傳感器9 ;調(diào)節(jié)器I中設(shè)有比例閥10，控制器7通過控制比例閥10減小主泵2的供油量。此外，如圖1中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例的節(jié)能控制體系中，比例閥10包括前泵比例閥12和后泵比例閥11，主泵2包括前泵22和后泵21，壓力傳感器9包括前壓力傳感器92和后壓力傳感器91，主閥3包括前閥芯32和后閥芯31，電磁比例閥6包括前電磁比例閥62和后電磁比例閥61，流量傳感器8包括前流量傳感器82和后流量傳感器81。前泵比例閥12、前泵22、前壓力傳感器92、前閥芯32的前中心油道4、前電磁比例閥62、前流量傳感器82依次相通；后泵比例閥11、后泵21、后壓力傳感器91、后閥芯31的后中心油道4、后電磁比例閥61、后流量傳感器81依次相通，并結(jié)合如圖2中所示，本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)能控制方法包括:步驟1，控制器7設(shè)定前閥芯32的中心油道4和后閥芯31的中心油道4的預(yù)估回油量Qtl ;控制器7設(shè)定前閥芯32的中心油道4和后閥芯31的中心油道4的預(yù)估壓力Ptl ；步驟2，信號采集:流量傳感器8，即流量傳感器81、流量傳感器82分別測量前閥芯32的中心油道4、后閥芯32的中心油道4的實(shí)際回油量Qp Q2 ;壓力傳感器9，及前壓力傳感器92、后壓力傳感器91分別測量前閥芯32的中心油道4、后閥芯31的中心油道4的實(shí)際壓力PpP2 ;步驟3，流量數(shù)值是否大于預(yù)設(shè)值:如Q1 > Qtl或Q2 > Q0,則控制器7控制電磁比例閥6，即前電磁比例閥62或后電磁比例閥61的開度減小，優(yōu)選通過輸出比正常情況下小的電流值控制開度減小，防止中心油道的液壓油流回油箱，使之基本全部進(jìn)入工作裝置；判斷是否溢流:如Q1 < Qtl或Q2 < Q0, P1 > P?；騊2 > P。，則溢流風(fēng)險增大，控制器7控制調(diào)節(jié)器1，即控制前泵比例閥12或后泵比例閥11減小主泵2，即前泵22或后泵21的供油量，優(yōu)選通過輸出較小的電流值來控制開度，防止主泵溢流造成能量浪費(fèi)，當(dāng)主泵2，即前泵22或后泵21的供油量最小時，控制器7控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速減小。
本發(fā)明的實(shí)施例中還包括一種挖掘機(jī)，其中，設(shè)置有上述節(jié)能控制系統(tǒng)，由于上述節(jié)能控制系統(tǒng)具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該節(jié)能控制系統(tǒng)的挖掘機(jī)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其具體實(shí)施過程與上述實(shí)施例類似，茲不贅述以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明·的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能控制系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)器(I)、主泵(2)和主閥(3)，所述主閥(3)中設(shè)有中心油道(4)，所述中心油道(4)設(shè)有進(jìn)口和出口，所述調(diào)節(jié)器(I)、主泵(2)和中心油道(4)的進(jìn)口依次相通，所述主閥(3)上設(shè)有先導(dǎo)壓力傳感器(5)，其特征在于，還包括電磁比例閥(6)和控制器(7)，所述電磁比例閥(6)設(shè)于所述中心油道(4)的出口處，所述先導(dǎo)壓力傳感器(5)和電磁比例閥(6)與控制器(7)相連，所述控制器(7)控制所述電磁比例閥(6)的開度大小。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主閥(3)的中心油道(4)的出口處還設(shè)有測量回油量的流量傳感器(8)，所述控制器(7)與所述流量傳感器(8)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主泵(2)的出口處還設(shè)有壓力傳感器(9 )，所述控制器(7 )與所述壓力傳感器(9 )相連。
4.如權(quán)利要求3所述 的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟3中所述調(diào)節(jié)器(I)上設(shè)有比例閥(10)，所述控制器(7)通過控制所述比例閥(10)減小所述主泵(2)的供油量。
5.如權(quán)利要求4所述的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述挖掘機(jī)還設(shè)有與所述主泵(2)連動的發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)與所述控制器(7)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述比例閥(10)包括前泵比例閥(12)和后泵比例閥(11),所述主泵(2)包括前泵(22)和后泵(21),所述主閥(3)包括前閥芯(32)和后閥芯(31)，所述前泵比例閥(12)、前泵(22)、前閥芯(32)依次相通，所述后泵比例閥(11)、后泵(21)、后閥芯(31)依次相通。
7.一種節(jié)能控制方法，其特征在于，所述挖掘機(jī)包括如權(quán)利要求6所述的節(jié)能控制系統(tǒng)，所述節(jié)能控制方法包括: 步驟1，所述控制器(7)設(shè)定所述主閥(3)的中心油道(4)的預(yù)估回油量Qtl ； 步驟2，所述先導(dǎo)壓力傳感器(5)測量所述主閥(3)的先導(dǎo)壓力，并傳輸至所述控制器(7)，所述控制器(7)計算得出所述主閥(3)的中心油道(4)的實(shí)際回油量Q ; 步驟3，所述控制器(7)比較所述預(yù)估回油量Qtl和實(shí)際回油量Q，如Q > Q0,則所述控制器(7)控制所述電磁比例閥(6)的開度減小，減小所述中心油道(4)的回油量。
8.如權(quán)利要求7所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述方法還包括: 步驟I，所述控制器(7)設(shè)定所述主泵(2)液壓油出口處的預(yù)估壓力Ptl ； 步驟2，所述流量傳感器(8)測量所述前閥芯(32)的中心油道(4)、所述后閥芯(31)的中心油道(4)的實(shí)際回油量％、Q2 ;所述壓力傳感器(9)測量所述前泵液壓油出口處、后泵液壓油出口處的實(shí)際壓力PpP2 ； 步驟3，如Q1 > Qtl或Q2 > Qtl，則所述控制器(7)控制所述電磁比例閥(6)的開度減?。蝗鏠1 < Q0或Q2 < Q0，P1 > P?；騊2 > Ptl，則所述控制器(7)控制調(diào)節(jié)器(I)減小所述前泵(22)或所述后泵(21)的供油量，當(dāng)所述主泵(2)的供油量最小時，且仍存在Q1 < Qtl或Q2< Qo，P1 > Ptl或己> Ptl，所述控制器(7)控制所述發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速減小。
9.一種挖掘機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的節(jié)能控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能控制系統(tǒng)、挖掘機(jī)及方法，屬于機(jī)械控制領(lǐng)域，節(jié)能控制系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)器1、主泵2和主閥3，主閥3中設(shè)有中心油道4，中心油道4設(shè)有進(jìn)口和出口，調(diào)節(jié)器1、主泵2和中心油道4的進(jìn)口依次相通，主閥3上設(shè)有先導(dǎo)壓力傳感器5，中心油道4的出口處還設(shè)有電磁比例閥6，先導(dǎo)壓力傳感器5和電磁比例閥6與控制器7相連。節(jié)能控制方法包括設(shè)定中心油道4的預(yù)估回油量Q0；計算得出主閥3中心油道4的實(shí)際回油量Q；如Q＞Q0，則控制器7控制電磁比例閥6的開度減小，減小中心油道4的回油量。本發(fā)明的技術(shù)方案通過控制電磁比例閥調(diào)節(jié)中心油道的回油量，提高了機(jī)器的工作效率，降低了油耗，且響應(yīng)性較高。
文檔編號E02F9/22GK103233494SQ20131017056
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月9日
發(fā)明者喬玉偉, 鄧園, 梁亞 申請人:上海三一重機(jī)有限公司