[发明专利]一种挖掘机液压泵控制回路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种挖掘机液压泵控制回路，本发明还涉及该挖掘机液压泵控制回路的控制方法。

背景技术

挖掘机是工程机械的排头兵，被广泛使用在土石方、农田水利、港口等很多场所，柴油发动机因其功率密度高而被广泛使用，绝大多数挖掘机选用柴油发动机作为动力源。挖掘机所用柴油发动机最大扭矩所对应的转速绝大多数处于高怠速和低怠速之间，根据发动机外特性，最大扭矩对应转速以上的数值有效性高，且带载能力强，最大扭矩对应转速以下的工作区间带载能力弱些。随着目前国内外对挖掘机排放限制越来越严格，几乎所有品牌厂家的柴油发动机采用了涡轮增压器来提高发动机的功率、提高燃油的利用率降低排放。涡轮增压器的低速区间响应时间比较长，而挖掘机液压系统的响应比较快，这样就会导致液压泵的选型及控制中受到发动机低速特性的限制，往往会出现严重掉速和熄火现象。另外，挖掘机不断朝着高效和低耗方向发展，变量泵的使用已经比较普遍，目前变量泵的高效区集中在中压和全排量区间，小排量和溢流状态下的效率很低，长期工作在这些区间不但不能提高有用功，而且会导致能量严重浪费。挖掘机是通过工作装置来实现基本功能，一般配置有动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、铲斗和铲斗油缸，在实际作业中很容易使油缸处于极限位置而产生溢流损失。常规的方法通过压力切断的方式来实现，又会导致实际挖掘中效率降低。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种提高柴油发动机中低速的适应能力，降低工作装置溢流时的能量损失的挖掘机液压泵控制回路。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该该挖掘机液压泵控制回路的控制方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的挖掘机液压泵控制回路，包括第一变量泵、第二变量泵、先导泵、第一溢流阀、第二溢流阀、第一变量泵调节机构、第二变量泵调节机构、斗杆油缸、动臂油缸、铲斗油缸和柴油发动机，第一比例减压阀连接于所述的第一变量泵调节机构、第二变量泵调节机构和先导泵之间，第二比例减压阀的一端与先导泵连接，所述的第二比例减压阀的另一端连接第一电磁开关阀的一个油口，所述的第一电磁开关阀的另4个油口分别与所述的第一变量泵调节机构、第二变量泵调节机构、第一溢流阀和第二溢流阀连接；所述的第一变量泵上设有泵一出口压力传感器，所述的第二变量泵上设有泵二出口压力传感器，所述的先导泵的先导液压油路上设有操纵杆压力传感器，包括斗杆位移传感器、动臂位移传感器和铲斗位移传感器，所述的柴油发动机上设有转速传感器，还包括一个控制器，所述的第一比例减压阀、第二比例减压阀和第一电磁开关阀的控制端与所述的控制器的输出端相连，所述的泵一出口压力传感器、泵二出口压力传感器、操纵杆压力传感器、动臂位移传感器、斗杆位移传感器、铲斗位移传感器和转速传感器与所述的控制器的输入端相连。

所述的斗杆位移传感器为设在所述的斗杆油缸上的斗杆油缸位移传感器，所述的动臂位移传感器为设在所述的动臂油缸上的动臂油缸位移传感器，所述的铲斗位移传感器为设有所述的铲斗油缸上设有铲斗油缸位移传感器。

所述的斗杆位移传感器、动臂位移传感器和铲斗位移传感器为角度传感器，所述的角度传感器安装在动臂、斗杆和铲斗的铰点位置。

为了解决上述第二个技术问题，本提供的挖掘机液压泵控制回路的控制方法，通过操纵杆压力传感器和转速传感器检测柴油发动机的工况类别，通过第二比例减压阀和第一电磁开关阀控制第一变量泵和第二变量泵的排量，使得柴油发动机在低怠速附近工作平稳。

所述的第一变量泵、第二变量泵分别通过第一变量泵调节机构、第二变量泵调节机构实现出口压力与排量对应关系的变化，所述的第一变量泵调节机构和所述的第二变量泵调节机构均包含四路控制信号，其中第一变量泵出口压力、第二变量泵出口压力和功率控制信号三路信号控制变量泵的功率曲线，第四路控制信号控制变量泵的排量；通过动臂油缸位移传感器、斗杆油缸位移传感器、铲斗油缸位移传感器和第一变量泵、第二变量泵的出口压力判断动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸所处的位置，并基于此对第一变量泵和第二变量泵进行控制。

挖掘机液压泵控制回路的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：控制器通过转速传感器检测柴油发动机的转速、操纵杆出口压力以及动臂油缸、铲斗油缸和斗杆油缸的位移；

步骤2：根据柴油发动机转速对柴油发动机运行工况进行判断，当柴油发动机转速介于低怠速和低怠速*60％+高怠速*40％时，则进入步骤3，否则，进入步骤4；