CN101929169A - 具有可停缸工作的液压挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有可停缸工作的液压挖掘机，它属于一种根据液压挖掘机功率选择、工作循环中不同阶段确定发动机工作气缸是否停缸的液压挖掘设备。本发明主要是解决现有的液压挖掘机存在的燃料的利用率低和排放质量较差的技术问题。本发明的技术方案是：具有可停缸工作的液压挖掘机，包括电子控制单元和具有停缸性能的电控发动机，其中它还包括：模式开关，用于检测发动机转速的传感器，用于检测液压挖掘机动臂、斗杆、铲斗位置及负载状态量的检测装置，用于控制发动机停缸的发动机停缸控制机构和液压控制装置。本发明具有既保证大负荷时整机对发动机功率需求又能在小负载是提高发动机负荷率、减小发动机转速波动、提高整机经济性等优点。

Description

具有可停缸工作的液压挖掘机

技术领域

本发明涉及一种具有可停缸工作的液压挖掘机，它属于一种根据液压挖掘机功率选择、工作循环中不同阶段确定发动机工作气缸是否停缸的液压挖掘设备。

背景技术

液压挖掘机多采用柴油机-液压系统-多执行驱动方案，其耗油高、排放差的问题已受到广泛关注。目前在液压挖掘机节能的研究主要体现在如下三方面：提高工作元件(柴油机和液压元件)性能、改进液压元件和改善柴油机-液压系统-执行器的功率匹配。其中对于液压挖掘机中柴油机，由于负荷变化比较频繁，波动比较大，柴油机大多数时间工作在非高效区内，燃料的利用率低下，排放质量较差，因此改善柴油机的工作状况是提高整体系统效率和改善排放质量的一个关键问题。在CN1208814A所公开的技术中，其根据加速信号、泵输出压力、操作信号来计算最大吸收功率和泵所需功率，通过其最小值求出所需发动机功率，同时由加速信号、操纵信号、发动机转速信号来计算泵所需转速并求出所需发动机转速，根据所需发动机功率求出使燃料消耗率最小的所需功率的发动机转速，把所需发动机转速和目标发动机转速较大的一方作为发动机目标转速，控制燃料喷射量和燃料喷射时间，达到在满足动力性的前提下，节省整机能耗。但此技术存在以下问题：即在挖掘机一个完整的工作循环中，外负载变化巨大，发动机工作点变化范围大，即使通过控制发动机转速的方法，依然会存在发动机在挖掘机一个工作循环的不同阶段转速波动范围较大，常远离最佳工作点，造成发动机燃料消耗率较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有的液压挖掘机存在的上述技术问题，并提供一种既保证大负荷时整机对发动机功率需求又能在小负载是提高发动机负荷率、减小发动机转速波动、提高整机经济性的具有可停缸工作的液压挖掘机。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：具有可停缸工作的液压挖掘机，包括用于根据液压挖掘机不同的工作状态控制发动机部分工作气缸停缸的电子控制单元和具有停缸性能的电控发动机，其中它还包括：

模式开关，该模式开关与电子控制单元连接，给电子控制单元发出控制指令；

用于检测发动机转速的传感器，该传感器装在发动机的输出轴上并与电子控制单元连接；

用于检测液压挖掘机动臂、斗杆、铲斗位置及负载状态量的检测装置，该检测装置设置在动臂、斗杆、铲斗油缸上并与电子控制单元连接；

用于控制发动机停缸的发动机停缸控制机构，该发动机停缸控制机构与电子控制单元和发动机连接，根据电子控制单元的指令控制发动机断油或气门停止工作；

用于为液压挖掘机提供液压驱动动力的可变量液压泵，该可变量液压泵与发动机的输出轴联接，其出油口与液压控制装置联接；

液压控制装置，该液压控制装置与动臂、斗杆、铲斗的油缸和旋转机构、行走机构联接。

所述电控发动机具有曲轴及多个气缸，其电控单元根据液压挖掘机工作时的功率档位选择及工作循环的阶段，即在选择轻载模式、经济模式、重载模式时和挖掘机处于放铲、回位过程时，发出部分工作气缸停止工作的指令，而在全功率模式及怠速时，发出发动机工作气缸全部工作的指令。

本发明在电控发动机拟停缸的工作气缸进气歧管处安装有电加热装置，防止工作气缸与非工作气缸间温差过大所带来的能量损失。

本发明在电控发动机的底部设有液压式支座，以保证液压挖掘机工作时的稳定性。

由于本发明采用了上述技术方案，能根据液压挖掘机不同的工作状态控制发动机部分工作气缸停缸工作，节约了燃料，减少了排放物。因此，与背景技术相比，本发明具有既保证大负荷时整机对发动机功率需求又能在小负载是提高发动机负荷率、减小发动机转速波动、提高整机经济性等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例中的具有可停缸工作的液压挖掘机，包括用于根据液压挖掘机不同的工作状态控制发动机部分工作气缸停缸的电子控制单元7和具有停缸性能的电控发动机4，其中它还包括：

模式开关8，该模式开关8与电子控制单元7连接，给电子控制单元7发出工作模式控制指令。

用于检测发动机转速的转速传感器5，该转速传感器5装在发动机4的输出轴上，其信号输出与电子控制单元7的信号输入端连接。

用于检测液压挖掘机动臂、斗杆、铲斗位置及负载状态量的检测装置，该检测装置设置在动臂、斗杆、铲斗油缸上，其信号输出与电子控制单元7连接；该检测装置包括设在挖掘机动臂油缸A1腔上的压力传感器12、设在动臂油缸A2腔上的压力传感器22、设在铲斗油缸B1腔上的压力传感器18、设在铲斗油缸B2腔上的压力传感器20、设在斗杆油缸C1腔上的压力传感器15、设在斗杆油缸C2腔上的压力传感器17和设置在动臂油缸23活塞杆处的位移传感器11、设置在铲斗油缸21活塞杆处的位移传感器13、设置在斗杆油缸16活塞杆处的位移传感器19，上述压力传感器和位移传感器的信号输出与电子控制单元7的信号输入端连接。

用于控制发动机停缸的发动机停缸控制机构6，该发动机停缸控制机构6与电子控制单元7和发动机4连接，根据电子控制单元7的指令控制发动机4断油或气门停止工作.

用于为液压挖掘机提供液压驱动动力的可变量液压泵9，该可变量液压泵9与发动机4的输出轴联接，其出油口与液压控制装置(多路阀)10的进油口联接；

液压控制装置(多路阀)10，该多路阀10的出油口与动臂油缸23、铲斗油缸21、斗杆油缸16、左行走马达27、右行走马达26和回转马达25联接。(多路阀)10通过先导阀28、右先导阀29、推土先导阀30、行走先导阀31、左先导阀32来操纵多路阀10并控制挖掘机作业。图1中1为油箱，2为油冷器，3为背压阀，14为推土油缸，24为油源阀。

所述电控发动机4具有曲轴及多个气缸，其会根据电控单元在选择轻载模式、经济模式、重载模式时和挖掘机处于放铲、回位过程时发出的部分工作气缸停止工作的指令或在全功率模式及怠速时发出的发动机全部气缸工作的指令进行部分停缸工作或全部气缸工作。

本发明在电控发动机4拟停缸的工作气缸进气歧管处安装有电加热装置，防止工作气缸与非工作气缸间温差过大所带来的能量损失。

本发明在电控发动机4的底部设有液压式支座，以保证液压挖掘机工作时的稳定性。

如图2所示，本发明的控制流程为：

首先进行工作模式检测与确定，若工作模式为全功率模式时(即只考虑工作效率、大负荷作业时)，控制发动机油门开度100％，全部气缸工作。

若工作模式为轻载模式、经济模式、重载模式时，即当控制单元检测挖掘机工作状态处于放铲、回位过程中时，控制发动机部分动力缸停缸，即控制发动机供油系统实现相应气缸断油或在断油同时停止气门运动，实现节约能耗的目的。

Claims (4)

1.一种具有可停缸工作的液压挖掘机，包括用于根据液压挖掘机不同的工作状态控制发动机部分工作气缸停缸的电子控制单元和具有停缸性能的电控发动机，其特征是它还包括：

模式开关，该模式开关与电子控制单元连接，给电子控制单元发出控制指令；

用于检测发动机转速的传感器，该传感器装在发动机的输出轴上并与电子控制单元连接；

用于检测液压挖掘机动臂、斗杆、铲斗位置及负载状态量的检测装置，该检测装置设置在动臂、斗杆、铲斗油缸上并与电子控制单元连接；

用于控制发动机停缸的发动机停缸控制机构，该发动机停缸控制机构与电子控制单元和发动机连接，根据电子控制单元的指令控制发动机断油或气门停止工作；

用于为液压挖掘机提供液压驱动动力的可变量液压泵，该可变量液压泵与发动机的输出轴联接，其出油口与液压控制装置联接；

液压控制装置，该液压控制装置与动臂、斗杆、铲斗的油缸和旋转机构、行走机构联接。

2.根据权利要求1所述的具有可停缸工作的液压挖掘机，其特征是：所述电控发动机具有曲轴及多个气缸，其电控单元根据液压挖掘机工作时的功率档位选择及工作循环的阶段，即在选择轻载模式、经济模式、重载模式时和挖掘机处于放铲、回位过程时，发出部分工作气缸停止工作的指令，而在全功率模式及怠速时，发出发动机工作气缸全部工作的指令。

3.根据权利要求1或2所述的具有可停缸工作的液压挖掘机，其特征是：在电控发动机拟停缸的工作气缸进气歧管处安装有电加热装置，防止工作气缸与非工作气缸间温差过大所带来的能量损失。

4.根据权利要求1所述的具有可停缸工作的液压挖掘机，其特征是：在电控发动机的底部设有液压式支座，以保证液压挖掘机工作时的稳定性。

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