液压挖掘机液压及电子控制集成系统.pdf

本实用新型公开了一种液压挖掘机液压及电子控制集成系统，属于液压挖掘机；旨在提供一种用于液压挖掘机的电控液压系统。它包括由发动机带动的主泵、与该泵连通的液压主阀、并联后连接在该泵出油口处的油泵调节器；两油泵调节器(4)的另一端并联后通过电磁比例阀(5)与控制器(7)电连接，压力传感器(3)与控制器(7)电连接；在发动机(8)上设有与控制器(7)电连接的转速传感器(6)和两个油门杆角度传感器(9)；控制器(7)通过直流电动机(10)与各油门杆角度传感器(9)电连接。本实用新型能够自动实现发动机液压与主泵之间的合理匹配，具有发动机功率利用率高、油耗低等优点；可用于各种液压挖掘机。

1.  一种液压挖掘机液压及电子控制集成系统，包括发动机、由该发动机带动的主泵、与该主泵连通的液压主阀、以及并联后分别连接在主泵两个出油口处的两个油泵调节器；其特征在于：两个油泵调节器(4)的另一端并联后通过电磁比例阀(5)与控制器(7)电连接，两个各自与主泵(2)连通的压力传感器(3)与控制器(7)电连接；在发动机(8)的油门拉杆最大位置和最小位置处各设有一个与控制器(7)电连接的油门杆角度传感器(9)，在发动机(8)的飞轮处设有与控制器(7)电连接的转速传感器(6)；控制器(7)通过直流电动机(10)与各油门杆角度传感器(9)电连接。

液压挖掘机液压及电子控制集成系统
技术领域：
本实用新型涉及一种液压挖掘机，尤其涉及一种液压挖掘机的电控液压系统。
背景技术：
目前，大多数国产液压挖掘机的液压主泵排量与发动机转速之间的匹配普遍是通过手动调节液压油的压力、流量等参数来实现的；不但操作麻烦，而且由于液压主泵排量与发动机转速之间的匹配效果不理想而导致发动机功率利用率不高、作业效率低、油耗大，发动机、液压元件和挖掘构件所受到的冲击载荷大等缺陷。具体分析如下：
1)当液压挖掘机在施工作业中遇到硬物时，由于铲挖阻力增大而使液压挖掘机处于超负荷运行状态。此时，执行元件的动作变缓而导致回油也随之变慢，但主泵仍继续向系统供油，于是油缸内的油压急剧上升而导致系统压力过大；由于发动机的输出扭矩已小于这时的工作阻力，因此发动机开始出现超负荷运转，转速迅速下降，甚至“熄火”。这时若依靠拉大油门来硬性地提高发动机的转速，溢流损失会很大，甚至会使油路因压力过大而漏油；另外，当负荷特别大时，由于油门已处在最大位置，无法再通过调节油门来提高转速。
2)当发动机在高怠速下运转时若突然加载，发动机会因供油量不能及时跟上而带不动负载，于是转速会迅速下降；当转速下降后供油量开始增加时，由于飞轮的滞后作用转速上升到额定转速的时间会比较长，从而导致耗油量增加。
发明内容：
针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型旨在提供一种液压挖掘机液压及电子控制集成系统，它能够实现发动机转速与主泵之间的合理匹配，从而达到提高发动机功率利用率、降低油耗，以及减小所受冲击载荷的目的。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：它包括发动机、由该发动机带动的主泵、与该主泵连通的液压主阀、以及并联后分别连接在主泵两个出油口处的两个油泵调节器；两个油泵调节器的另一端并联后通过电磁比例阀与控制器电连接，两个各自与主泵连通的压力传感器与控制器电连接；在发动机的油门拉杆最大位置和最小位置处各设有一个与控制器电连接的油门杆角度传感器，在发动机的飞轮处设有与控制器电连接的转速传感器；控制器通过直流电动机与各油门杆角度传感器电连接。
在上述技术方案中，压力传感器的作用是采集主泵的油压，并将该压力信号转变为电信号后传递给控制器；油泵调节器的作用是根据电磁比例阀输出的压力信号调节主泵的供油量；电磁比例阀的作用是将控制器发出的电信号转变为压力信号，并根据该压力信号对油泵调节器进行控制；转速传感器用于采集发动机飞轮的转速，并将该转速信号转变为电信号送给控制器；油门杆角度传感器用于采集发动机油门拉杆的角度位置，并将该位置信号转变为电信号送给控制器；控制器的作用是将压力传感器、转速传感器以及油门杆角度传感器采集的信号进行比较并作出判断，然后向直流电动机和(或)电磁比例阀发出控制指令，通过直流电动机对发动机的油门拉杆进行调节控制，以及通过电磁比例阀对油泵调节器进行调节控制，从而实现发动机转速与主泵泵油量的合理匹配，达到提高机功率利用率、降低油耗的目的。
与现有技术比较，本实用新型由于采用了上述技术方案，因此能够自动实现发动机转速与主泵泵油量之间的合理匹配，具有操作简单，发动机功率利用率高、油耗低等优点；具体分析如下：
1)当油门处于最大位置时，控制器向电磁比例阀发出控制指令，电磁比例阀通过油泵调节器自动调节液压油的流量来降低系统的压力，减少主油泵对发动机功率的吸收，从而降低油泵的输出扭矩；此时即便回油变慢，主泵的泵油量也会同时减小，油缸内的油压就不会太大，系统的压力也将减轻，从而降低了发动机的负载；不仅彻底克服了发动机“熄火”的缺陷，而且发动机仍然可以保持额定的定转速，使有效功率得以最大限度的发挥。
2)当转速传感器检测到发动机转速低于额定转速时，电磁比例阀开始控制主泵的排量，减小发动机负载，缩短发动机转速上升到额定转速的时间；从而减小了发动机调整时间内的耗油量，提高了作业效率。另外，压力传感器可以实时检测主泵的油压，当突然加载后发动机转速因惯性滞后而还未下降到低于额定转速时，压力信号便已经产生，根据压力信号电磁比例阀通过油泵调节器对主泵的排量进行控制；由于压力信号的传递速度很快，因此可以提前减小负载，进一步降低耗油量以及提高作业效率。通过上述对发动机转速以及对主泵排量的自动调节控制，能够实现发动机转速与主泵排油量之间的合理匹配，提高发动机的功率利用率。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：液压主阀1  主泵2  压力传感器3  油泵调节器4  电磁比例阀5  转速传感器6  控制器7  发动机8  油门杆角度传感器9直流电动机10
具体实施方式：
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示：主泵2由发动机8带动，主泵2的两个出油口通过油管与液压主阀1连通；两个油泵调节器4的调节端口并联后分别连接在主泵2的两个出油口处，两个油泵调节器4的控制端口并联后通过油道与电磁比例阀5连通，该电磁比例阀通过导线与控制器7电连接；两个压力传感器3各自通过油管与主泵2连通，各压力传感器3通过导线与控制器7电连接；在发动机8油门拉杆的最大位置和最小位置处各设有一个油门杆角度传感器9，各油门杆角度传感器9通过导线与控制器7电连接；在发动机8的飞轮处设有转速传感器6，该转速传感器通过导线与控制7电连接；控制器7通过直流电动机10与两个油门杆角度传感器9连接。在本实施例中，直流电动机10为永磁式直流伺服电动机，转速传感器6为磁电式转速传感器，油门杆角度传感器9为电感式位置传感器，主泵2为双联泵，压力传感器3具有可以直接给出液压压力信号的功能。