CN101828064B - 用于控制作业车辆处的润滑油的供给的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于润滑作业车辆的装置，该装置包括：油箱(1)、多个输送点(8a-g)、分配块(5)、泵(2)以及控制系统(3)，油箱(1)用于存储润滑油；润滑油在多个输送点(8a-g)处供给至需要被润滑的作业车辆的工具或其它部件；分配块(5)包括全部连接于输送点(8a-g)的多个分支点(6a-g)；泵(2)用于将润滑油从油箱(1)输送至分配块(5)并且输送至输送点(8a-g)上；控制系统(3)用于调节润滑油的供给。该装置进一步包括：检测器(4)以及计时器(11)，检测器(4)检测何时已从泵输送对应于泵送循环的大量润滑油，并将带有该信息的信号发送至控制系统(3)；计时器(11)测量对应于一定持续时间的时间间隔，并且对于每个时间间隔，计时器(11)被调整为将指示时间间隔已经过去的信号发送至控制系统(3)，其中，借助于来自检测器(4)以及计时器(11)的信号，控制系统调节泵以便在每个时间间隔将一定数目的泵送循环输送至输送点(8a-g)。本发明也涉及一种方法。

Description

用于控制作业车辆处的润滑油的供给的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制机器中、特别是诸如装载机或翻斗车的作业车辆中的润滑油的供给的装置及方法。

背景技术

在诸如装载机或翻斗车的作业车辆上，使作业车辆的可移动部件保持良好润滑是重要的。在操作中或不时地润滑车辆是不够的。因此，大多数的作业车辆装备有或多或少的自动润滑装置，这确保当作业车辆在运转时以预定时间间隔来润滑作业车辆的不同功能元件。

为了避免在任何位置用完润滑油，这种润滑装置通常被编程为在机器的整个运转时间内以均匀的时间间隔连续润滑。然而，润滑油的这种持续供给的问题在于，当机器在空转时供给过量的润滑油，在机器长时间保持静止的情况下，这会导致大量溢出。该溢出可能对于环境产生严重的影响，但是因为润滑油的这种溢出不意味着任何特别的经济损失，因此直到现在也不存在任何动力以研发适用于作业车辆的实际利用的润滑系统。

现有技术

在用于供给润滑油的常规装置上，设有计时器以及泵，本发明就基于此而产生。泵通常设为只要它处于使用中，就给出恒定的流量，其中，计时器用于通过泵的致动及停用来控制在工作时间内的流量。这种装置的问题是由于实际情况导致泵很少能够输送均匀的流量，其中供给了过多或过少的润滑油。为了避免工具获得过少润滑油的风险，这可能导致它们过早地磨损，通常对计时器进行充裕地编程，从而供给了过多的润滑油。如上所提到的那样，这导致润滑油溢出，在作业车辆长时间保持静止在空档的情况下，这是特别严重的，就像即使不使用工具也将润滑油保持在连续供给的模式下一样。

在专利公开US 5823295中，描述了一种用于作业车辆的润滑的设备。该设备装备有相对高级的控制系统，该系统考虑到多个不同的参数，以实现作业车辆的适当润滑。该设备包括用于例如，取决于当时的条件，在故障情况下断开润滑系统的装置。然而，尽管该设备很复杂，但该设备并不包括可以不顾诸如温度和相对湿度的当时条件而输送一定量的润滑油的系统，并且该系统显示出在早期阶段，系统中的某些部分并未如所预期的那样起作用。通过控制润滑油的压力来调节润滑油的供给量，其中，所供给的实际量可根据流体的粘度或根据在流体系统中的某处是否已经发生阻塞而变化很大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于作业车辆的润滑系统，该系统解决了上述问题，是可靠的而忽略主要条件，并且该系统同时是相对具有成本效率以及容易实施的。

根据第一方面，本发明涉及一种用于控制作业车辆的润滑的装置，该装置包括：油箱，其用于存储润滑油；多个输送点，润滑油在这多个输送点处供给至需要被润滑的作业车辆的工具或其它部件；分配块，其包括全部连接于输送点的多个分支点；泵，其用于将润滑油从油箱输送至分配块并且输送至输送点上；控制系统，其用于控制润滑油的供给。该装置还包括：检测器，其检测何时从泵输送对应于泵送循环的大量润滑油，并将带有该信息的信号发送至控制系统；计时器，其测量对应于一定持续时间的时间间隔，并且对于每个时间间隔，计时器被调整为将指示时间间隔已经过去的信号发送至控制系统，其中，基于来自检测器以及计时器的信号，控制系统调节泵以便在每个时间间隔将一定数目的泵送循环输送至输送点。

根据第二方面，本发明涉及一种作业车辆上用于控制润滑油至需要被润滑的作业车辆的工具或其它部件的供给的方法，该方法包括下述步骤：a)将润滑油从油箱泵送至带有多个分支点的分配块，润滑油从分支点处被传送至需要被润滑的作业车辆的工具或其它部件处的多个输送点；b)在分配块处，检测指示已将一定量的润滑油传送至所有分支点的脉冲；c)将指示已将润滑油传送至所有分支点的信号发送至控制系统；d)测量构成时间间隔的持续时间；e)当时间间隔已经过去并且下一个时间间隔开始时，将信号发送至控制系统；f)限定在时间间隔内应当被检测到的所期望的脉冲数，以及g1)如果在时间间隔内检测到所期望的脉冲数则停止泵，或者直到操作者中止该润滑，g2)如果在时间间隔内未检测到所期望的脉冲数，则发送错误指示至用户界面，以及h)当下一个时间间隔开始时，重复该方法，其中，只要作业车辆在运转中就重复该方法或重复该方法直到润滑经由控制系统被中止为止。

根据上面指出的方面的本发明解决了在现有技术的润滑装置以及方法中出现的问题。由于供给一定量的润滑油是受控的这一事实，因此，以受控的方式来管理该润滑是更加切实可行的。另外，润滑的结果几乎与外部条件无关，以致操作者可以不考虑温度地确信润滑起作用。本发明的这些以及其它特征及优点将通过详细说明及附图而变得显而易见。

附图说明

在本发明的详细说明中，参考附图进行说明，其中：

图1示出了根据本发明的装置的结构图；

图2示出了根据本发明的方法的算法。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的装置的结构示意图。该装置包括用于存储润滑油12的油箱1以及泵2，例如，该泵2可以是在各个冲程脉动出一定容量的柱塞泵。用于泵送润滑油的泵对于所述领域技术人员是已知的，因此在本申请中将不详细描述泵本身。然而，在根据本发明的方法中，以在一定程度上是新的方式来使用该泵。在常规润滑系统中，润滑油的供给或者通过使泵连续工作来加以控制，其中调节压力以便随着时间的流逝提供所需量的润滑油，或者通过控制泵处于使用中的持续时间，以便当泵处于使用模式中时，泵输送恒定的压力。

常规解决方案中的问题是未考虑润滑油的变化的粘度。该粘度在不同类型的润滑油或润滑脂之间是不同，但是最重要的是它随温度而变化。它在高温下比在低至0摄氏度或更低的温度下明显更稀。因此，在较高的温度下，泵在较小的阻力下工作，其中当机器已经变热时，易于供给过多的润滑油，以致形成润滑油的淤积，这除了对环境具有负面作用之外，也会导致空转事故等。而且，当机器已冷却后，并未供给足够的润滑油，这导致机器的工具可能卡住的风险。

根据本发明的装置，包括控制系统3，其在检测器4的帮助下检测泵2何时已完成一个循环，即，泵何时已将一定量的润滑油供给至分配块5。另外，计时器11设置为将时间分解成时间间隔。泵2以及计时器11相对于彼此布置成，该泵在给定时间间隔内应当输送一定量的润滑油。在最简单的实施方式中，在每个时间间隔期间，泵适于完成一个泵送循环，即，在每个分支点6a-g处输送一定的量。因此借助于控制系统3能够为泵决定输送的所需流量，即，每个时间间隔所需的量。在常规润滑系统中，已经仅对在一定时间段期间泵应当输送多少进行了调节，而没有任何控制由泵输送的实际流量的可能性。

分配块5包括多个分支点6a-g，所有的分支点6a-g全部经由管线7a-g连接至单独的输送点8a-g。输送点8a-g构成了润滑系统的端点，在这些端点处，将润滑油供给至需要被润滑的作业车辆的部件。分支点6a-g可包括在分配块中沿闭合的主管线分布的小型柱塞，其中，在不同的分支点处相继供给润滑油。然而，同时输送分支点6a-g处的供给是很常见的，并且本发明也包括这种系统。

优选地，柱塞由通过管线上游的泵2获得的润滑油的压力进行管理，由此在用于供应润滑油的单独的分支点6a-g处无需电子设备。分配块5在本质上是所述领域技术人员已知的类型，并且因此在本申请中不予详细说明。然而，根据本发明的装置的新颖之处在于，在分配块5上设置有检测器4，该检测器4检测何时已在所有分支点处分配润滑油，即，何时已经结束了泵送循环。同样能够在每个分支点处安装检测器，以便探知是否在某个输送点存在问题。然而，这样的错误信息在大所数情况下是多余的，这是因为一旦注意到分配块处的错误，操作者就可相对容易地定位该错误的实际位置。

因此，根据本发明的装置的所示实施方式在分配块5处仅包括一个检测器4，该检测器4检测何时已在分支点6a-g中的一个处分配了润滑油，并且何时将润滑油相继供给至分支点，前提是，在再次供给同一分支点之前，必须将润滑油供给至所有的分支点。如此一来，易于以简单的方式检测出已经结束了泵送循环。到目前为止，检测在系统的下游完成的事实意味着，出现在分配块5处或其上游的所有的断流均产生错误信息。如果分配块5中的任一柱塞被阻塞住，则一旦借助于来自计时器11以及检测器4的信号已经告知控制系统3已经未按照所预想的那样供给润滑油，控制系统3就打开泵2处的压力控制阀(未示出)并将错误信息发送至用户界面9。另一方面，在分配块5的下游，即，在分支点6a-g与输送点8a-g之间不存在对于流量的控制。换句话说，在每个输送点8a-g处设置检测器被认为是多余的，并且有可能操作者接收到程度不同的重要的错误信息，其中一些很可能是虚假的。此外，如果在分配块的下游发生泄漏，它可能仅导致最少的泄漏，这是因为流量遍布多条管线7a-g。

根据本发明的另一方面，可调节该装置以便在一定类型的运行条件下使用一定的流量。在运行条件的最简化的划分中，可定义三种类型：

1.点火装置开启，但是发动机没有运转。

2.发动机在运转中，但是处于空档。

3.发动机在运转中，且处于挂档状态，即，车辆在运行中。

4.车辆在运行中并且频繁地使用连杆/工具。

这四运行条件对润滑存在不同的需要。在第一运行条件下，其中仅开启了机器的电子器件，根本不必对工具进行润滑。在第二运行条件下，其中发动机在空转并且机器并未移动，对于润滑车辆的工具可能存在一定程度的有限需求。然而一般在这个运行条件下也不期望提供润滑。因此，可将这两个运行条件限定为同一个运行条件。在第三运行条件下，车辆处于挂档状态并且在移动，其中其诸如翻斗或车桥(wagon-bridge)的工具处于使用中，以致对于润滑的需求是很大的。另外，可定义第四运行条件。在第四运行条件下，车辆处于挂档状态，但是另外，检测器设为识别车辆的工具是否以超过被视为正常的使用情况的方式加以使用。

本发明的优点是，尽管它相对复杂，但是它在现代作业车辆上相对易于实施。在当今的作业车辆上，有效的运行条件是已知的，这是因为经由控制系统3来控制车辆，在该控制系统3中记录有实际上相当于车辆的所有功能。操作者使用控制系统3，以控制实际的作业车辆及其工具。通常，设置一个或几个操纵杆或控制单元10，借助于该操纵杆或控制单元10，操作者可操纵车辆及其功能元件。控制单元10连接于控制系统3，并且控制系统与车辆的不同功能元件之间的连接优选地包括电线，该电线传输管理车辆的功能的电信号。由于这些现今常见的控制系统，连续地提示车辆是否处于挂档状态以及作业车辆的工具位于哪个位置中。例如，设置检测车辆是否处于挂档状态以及车桥是否处于倾斜位置中的检测器。设置这些检测器以便检测可能出现的问题以及当车桥倾斜时在操作者例如试图移动车辆的情况下警告操作者。根据本发明，这些可用信息现在被用于以成本效率的方式以及方便操作者的方式控制润滑。

在用于作业车辆上的润滑的常规控制系统中，不可能当机器在运转中时确定将要使用的润滑程度。相反，一旦已经开启车辆的点火装置，就已经分配了一定流量的润滑油。因此，无论车辆是否处于使用中，润滑都是相同的。在某些应用中，例如，用于狭窄的矿井通道中的翻斗车，该作业车辆在等待清除通道以使其前进时通常是不运转的。在这种情况下，开启该点火装置并且通常发动机在运转中，但是变速箱处于空档(或停车)位置，其中，尽管已经限制了对润滑的需求，但已经照惯例供给润滑油。然而，在使用根据本发明的润滑系统的情况下，由于在提示空档的情况下，可减少或完全停止供给润滑油，因此能够使不运转情况下的溢出最小化。

在图2中示出了根据本发明的方法的算法。不管作业车辆处于上面定义的哪个运行条件下，该算法可看来是相同的。在另一方面，能够经由控制系统来调节泵，以致当提示空档时，即，当发动机或者不运转或者它空转时，不供给润滑油或供给少量的润滑油。然而，最重要的是，该算法反映了当马达处于挂档状态时，即，处于运行条件3及4下时的事件的进程。根据本发明的方法的主要目的是分配在特定运行条件下所需要的润滑油的流量，即，每单位时间内的量。简言之，这通过使泵在预定时间间隔，即，预定的时间段内输送出预定的量来实现。如果泵泵送得比所需的流量快，即，如果将预定量分配得比预定的时间段快，则泵将不得不停止直到整个时段已经过去。这个过程的优点是它是全自动的，其中操作者不需要做任何事除非他注意到有某些事物未按所需要的情况运行。

在该方法的第一步[100]中，控制系统检测车辆处于哪个运行条件下。如果车辆处于运行条件1或2中的一个下，通常无需润滑，这就是该算法可在该点中断的理由。另一方面，如果它处于运行条件3或4中的一个下，润滑是必须的，这就是该算法按照计划继续进行的原因。在第二步[101]中，重置计时器11以便控制持续时间。在已经重置计时器的同时或不久后就开启泵[102]。在第三运行条件下，当发动机处于挂档运行中时，并且对润滑的需求是相对重要的时，每个时间间隔可以是例如3分钟并且在每个时间间隔内应当是所执行的例如一个泵送循环，其相应于预定量的供给。在正常条件下，执行一个泵送循环可能花费接近1分钟。因此，在每个时间间隔中，该泵可在执行了一个泵送循环之后停止2分钟。然而，泵工作以及停止多长时间取决于几个不同的参数，诸如泵的容量、润滑油的需求以及车辆处于哪个运行条件下。使用在其内应当执行少数几个泵送循环的尽可能短的时间间隔、而不是在其内应当执行大量泵送循环的长的时间间隔可能是有利的，因为这产生了更好的控制的可能性并且随着时间的流逝更加均匀地供给润滑油。

如上所述，在分配块处设有检测器，以便当它已经检测到已经执行了泵送循环时，将信号输送至控制系统[103]。随后，控制系统根据在当前时间间隔内是否存在剩余时间而给出不同的指令[104]。如果在时间间隔结束前检测到脉冲，可得出结论：在该时间间隔内已经分配了预定量的润滑油，这就是停用泵直到下一个时间间隔开始的原因[105a]。因此，润滑油的供给量通过使泵处于使用中一定持续的时间、并且不像常规方法中通过调节泵以输送一定的压力予以供给。如上所述，其优点是，无论润滑油的类型如何并且无论其当前的粘度如何，都分配一定量的润滑油。

另一方面，如果在时间间隔已经过去前没有检测到脉冲，则控制系统将指示发送至用户界面9，即，操作者显示器[105b]。当发送指示时，首先它试图引起操作者注意润滑比期望的要慢的事实。在这种情况下，仍然很少要求动动。也就是，润滑油有时有点迟缓并不是罕见的，尤其在发动机足够热并且润滑油已经变暖之前，其中润滑油的惯性迫使泵工作得比期望的要慢。可调节时间间隔的持续时间以包括与正常的泵容量有关的富余量，以使得甚至当发动机是冷的时，泵也将能够在时间间隔内输送所期望的量。由于做出了这样的调整，因此出现任何错误信息是罕见的。在给定的时间间隔内未检测到脉冲的情况下，使泵保持持续不断地工作到下一个时间间隔[106]，并且如果在一定预定数量n的时间间隔内未检测到脉冲[107]，则将发送更加严重的警告[108b]，因为在这种情况下，显而易见，泵或分配块发生了某些严重的问题。在典型的情况下，在发送严重警告前，可通过总共6个没有脉冲的时间间隔。之后，将要求操作者将作业车辆返回维修。另一方面，如果在n个时间间隔过去前检测到脉冲，则该算法就像按时检测到脉冲一样继续，即，将再一次从开始[100]实施该算法。

在上文中，已经描述了本发明的实施方式。然而，本发明可以多种方式进行设计并且并不仅由所附权利要求的范围所限定。

Claims (10)

1.一种用于控制作业车辆的润滑的装置，所述装置包括：

油箱(1)，所述油箱(1)用于存储润滑油(12)；

多个输送点(8a-g)，润滑油在所述输送点(8a-g)处被供给至需要被润滑的所述作业车辆的工具或其它部件；

分配块(5)，所述分配块(5)包括全部连接于所述输送点(8a-g)的多个分支点(6a-g)；

泵(2)，所述泵(2)用于将润滑油从所述油箱(1)泵送至所述分配块(5)并且泵送至所述输送点(8a-g)上；

控制系统(3)，所述控制系统(3)用于控制润滑油的供给；

其特征在于，所述装置还包括：

检测器(4)，所述检测器(4)检测何时从所述泵输送对应于泵送循环的大量润滑油，并将带有该信息的信号发送至所述控制系统(3)；

计时器(11)，所述计时器(11)测量对应于一定持续时间的时间间隔，并且对于每个时间间隔，所述计时器(11)被调整为将指示时间间隔已经过去的信号发送至所述控制系统(3)，其中，基于来自所述检测器(4)以及所述计时器(11)的信号，所述控制系统调节所述泵以便在每个时间间隔将一定数目的泵送循环输送至所述输送点(8a-g)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配块(5)被设置成，在不同的所述分支点(6a-g)处，部分地相继或同时供给所述润滑油，其中，泵送循环涉及时间间隔，在所述时间间隔期间，在每个分支点(6a-g)处分配一部分润滑油，并且所述检测器被设置为检测何时已经在每个分支点处分配了润滑油。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个分支点均包括柱塞，所述柱塞相继移动以在每个泵送循环期间分配一定量的润滑油，并且所述检测器被设为，检测这些柱塞中的一个所完成的运动，其中，所述控制系统调节所述泵，以使得当在时间间隔内已经输送了预定数目的泵送循环时停用所述泵，并且当所述控制系统(3)已经从所述计时器(11)接收到新的时间间隔已经开始的信号时致动所述泵。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括连接于所述控制系统(3)的用户界面(9)，其中，在所述检测器(4)在时间间隔内没有发送所述泵(2)已经输送了预定量的润滑油的信号的情况下，从所述控制系统(3)发送错误指示至所述用户界面(9)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，如果在任一所述分支点处或其上游处发生阻塞，则在所述泵处的压力控制阀被打开，其中，在这些情况下所述检测器将不检测任何用于所完成的泵送循环的信号，并且当时间间隔已经过去时，从所述控制系统(3)发送错误指示至所述用户界面(9)。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其特征在于，在所述作业车辆的变速箱处设置有第二检测器，所述第二检测器设为检测所述变速箱处于挂档状态并将该情况用信号通知所述控制系统，其中当所述变速箱处于空档时，所述控制系统或者通过减少每个时间间隔的泵送循环的数目，或者通过延长所述时间间隔的持续时间，将所述泵(2)调节成每单位时间泵送少量的润滑油，直到所述第二检测器检测到发动机在运转中并且处于挂档状态。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其特征在于，在所述作业车辆的工具处设置有第三检测器，所述第三检测器设为检测所述工具位置的改变并将该情况用信号通知所述控制系统，其中，当以比额定利用系数更加频繁的方式改变所述工具位置时，所述控制系统或者通过增加每个时间间隔的泵送循环的数目，或者通过缩短所述时间间隔的长度，调节所述泵(2)以在每单位时间输送更多的润滑油。

8.作业车辆上用于控制润滑油至需要被润滑的作业车辆的工具或其它部件的供给的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

a)将润滑油从油箱泵送至带有多个分支点的分配块，润滑油从所述分支点被传送至需要润滑的所述作业车辆的工具或其它部件处的多个输送点；

b)在所述分配块处，检测指示已将一定量的润滑油传送至所有分支点的脉冲；

c)将指示已将所述润滑油传送至所有分支点的信号发送至所述控制系统；

d)测量构成时间间隔的持续时间；

e)将何时时间间隔已经过去并且下一个时间间隔开始的信号发送至所述控制系统；

f)限定在时间间隔内应当被检测到的所期望的脉冲数，以及

g1)如果在时间间隔内检测到所期望的脉冲数则停止所述泵，或者直到操作者中止所述润滑，

g2)如果在时间间隔内未检测到所期望的脉冲数，则发送错误指示至用户界面，以及

h)当下一个时间间隔开始时，重复所述方法，其中，只要所述作业车辆在运转中就重复所述方法或重复所述方法直到所述润滑经由所述控制系统被中止为止。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括控制所述作业车辆处于多个预定的运行条件中的哪个运行条件下的步骤，所述运行条件包括：

第一运行条件，在所述第一运行条件下，点火装置打开，但是发动机没有运转，

第二运行条件，在所述第二运行条件下，所述发动机在运转中，但是处于空档，

第三运行条件，在所述第三运行条件下，所述发动机在运转中，并且处于挂档状态，

其中，当所述作业车辆处于所述前两个运行条件中的任一个时，不供给润滑油或仅供给少量润滑油，并且当所述作业车辆处于所述第三运行条件下时，每单位时间供给更多的润滑油。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述作业车辆的工具上设置有检测器，以限定第四运行条件，在所述第四运行条件下，所述发动机在运转中并且处于挂档状态，并且在所述第四运行条件下，以比一定的指引值更加频繁的方式使用所述工具，其中，当所述作业车辆处于所述第四运行条件下时，与所述作业车辆处于所述第三运行条件下相比，借助于在一定时间间隔内所期望的循环数目更多的方式，或借助于在缩短时间间隔的持续时间的同时使得在时间间隔内所期望的循环数目保持恒定的方式，每单位时间供给更多的润滑油。

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