CN102146832A - 一种工程机械后处理再生控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工程机械后处理再生控制方法，其特征在于：当工程机械处于轻负荷或怠速状态时，此时发动机的排气温度低于自动再生温度，发动机控制器向主控制器发送信号，提高电磁比例溢流阀的溢流压力，增加发动机PTO口负荷，提高发动机的排气温度，实现再生；其装置包括加载泵及与加载泵输出口连接的电磁比例溢流阀，所述加载泵输入口与发动机的PTO连接，所述电磁比例溢流阀控制端与主控制器连接，所述加载泵及电磁比例溢流阀的回油口分别与油箱连接。本发明使得加载负荷与液压系统相互独立，进行再生无须工程机械停止作业，提高了工作效率。

Description

一种工程机械后处理再生控制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种动力控制方法，具体涉及一种工程机械后处理再生控制方法及装置。
背景技术
目前，在建筑、水利等工程领域，各类施工机械开始被广泛的使用，诸如挖掘机、起重机、推土机等等，这类用于工程建设的施工机械统称为工程机械。工程机械主要由行走装置、回转装置、驾驶室、工作装置及动力装置组成，其动力装置普遍是采用柴油发动机机，柴油发动机是采用柴油作为燃料的内燃机，通过燃烧燃油后推动气缸内活塞作往返运动来将燃油中的化学能量转换成为驱动车辆动作的机械能量，其具有热效率高，功率比较大并且节省柴油的优点，因而被广泛的应用在工程机械的动力装置中。
工程机械在实际的使用中，其柴油发动机不可避免的会排放出大量的尾气，尾气中含有微粒物质（PM）对环境的污染较大，随着人们对环境保护意识的逐渐增加，控制挖掘机柴油发动机尾气中微粒物质的排放是一个需要克服的重要问题，所以通过尾气后处理方式消减柴油发动机微粒物质排放是必不可少的。通过在发动机的排气端设置微粒过滤器（DPF）是控制柴油发动机尾气微粒物质较为有效的手段之一，微粒过滤器主要是先对柴油发动机排放的尾气中携带的微粒实行物理捕集，一段时间后再实行再生处理，将捕集到的微粒物质进行清理，以减小其对柴油发动机性能的影响。
采用DPF虽然能有效的对尾气中的微粒进行控制，但也存在一定的不足，就是在工程机械怠速和低负荷工作时，载荷不是很大，发动机尾气温度低，DPF不能自我清理再生，需要强制进行清理，这样就需要额外增加负荷，目前增加负荷是通过在液压系统回路中增加电磁切换阀或节流阀来实现，同时工程机械必须停止作业，因为再生负荷与正常工作液压负荷相互干扰，影响机械的正常作业，同时增加上述阀门后，会提高整个液压系统的能耗。还有一种方式是从主泵PTO口外接一个齿轮泵，再连接一个比例溢流阀，构成独立的液压辅助加载系统，但该方式也存在弊端，当机器在轻负荷再生过程中，驾驶员又进行重负荷作业，这是主泵的吸收功率会大于发动机的输出功率，会引起主泵与发动机联接的联轴器磨损，降低其使用寿命。
发明内容
本发明目的是提供一种工程机械后处理再生控制方法及装置，使用该方法，使得加载负荷与液压系统相互独立，进行再生无须工程机械停止作业，提高了工作效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种工程机械后处理再生控制方法，当工程机械处于轻负荷或怠速状态时，此时发动机的排气温度低于自动再生温度，发动机控制器向主控制器发送信号，提高电磁比例溢流阀的溢流压力，增加发动机PTO口负荷，提高发动机的排气温度，实现再生。
一种工程机械后处理再生控制装置，包括一加载泵及与加载泵输出口连接的电磁比例溢流阀，所述加载泵的输入口与工程机械发动机的PTO连接，所述电磁比例溢流阀的控制端与工程机械主控制器连接，所述加载泵及电磁比例溢流阀的回油口分别与油箱连接。
上述技术方案中，所述工程机械为目前普遍使用的，均采用柴油发动机，微粒过滤器（DPF）安装在发动机的排气端，用于过滤掉发动机排放出的微粒，微粒过滤器的控制软件安装于发动机控制器的电控模块中。在微粒过滤器的内部设置有传感器，设置在氧化催化型转化器（DOC）前的入口温度传感器，氧化催化型转化器（DOC）后的出口温度传感器，DPF滤芯前后的压力传感器，这些传感器将DPF的温度、压力状态信息反馈传送到发动机控制器，发动机控制器检测微粒过滤器进、出口温度及压力差，来判断微粒过滤器的工作状态，同时检测微粒过滤器控制开关，发动机控制器将微粒过滤器及控制开关信息通过CAN总线传送到主控制器，主控制器根据微粒过滤器状态需要对工程机械进行相应调节。当发动机处于轻负荷或怠速状态下时，其排气温度低于再生温度，在发动机的PTO口安装加载泵，在加载泵的输出口上增加电磁比例溢流阀，形成独立的液压负荷加载系统，通过主控制器调节电磁比例溢流阀的溢流压力来控制负荷大小，从而提高发动机排气温度，实现再生，轻负荷状态下，需要加载负荷较小，怠速状态下，需要加载负荷较大，具体加载负荷根据工程机械现场调试来确定。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明通过在发动机的PTO连接加载泵，与加载泵输出口连接电磁比例溢流阀，当工程机械处于怠速或轻负荷状态时，通过主控制器调节电磁比例溢流阀的溢流压力，增加发动机负荷，从而提高发动机排气温度实现再生，使得工程机械进行再生时无须停止作业，提高了工作效率；
2．本发明通过在发动机的PTO口外接加载负荷，加载负荷体统与工程机械液压负荷系统相互独立，相互之间不会影响，同时无须对现有液压系统进行大规模改变；
3．本发明结构简单，操作方便，且易于实现，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例一中DPF结构示意图；
图2为本发明实施例一的原理框图；
图3为本发明实施例一中液压系统的结构示意图；
图4为本发明实施例一的流程示意图；
图5为本发明实施例一中再生控制装置结构示意图。
其中：1、发动机；2、液压主泵；3、先导泵；4、主泵PTO口；5、加载泵；6、电磁比例溢流阀；7、安全阀；8、9、10、遥控阀；12、14、15、流量控制阀；13、液压马达；16、17、液压油缸。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图1至5所示，一种工程机械后处理再生控制方法，当工程机械处于轻负荷或怠速状态时，此时发动机的排气温度低于自动再生温度，发动机控制器向主控制器发送信号，提高电磁比例溢流阀的溢流压力，增加发动机PTO口负荷，提高发动机的排气温度，实现再生。
一种工程机械后处理再生控制装置，包括一加载泵及与加载泵输出口连接的电磁比例溢流阀，所述加载泵的输入口与工程机械发动机的PTO连接，所述电磁比例溢流阀的控制端与工程机械主控制器连接，所述加载泵及电磁比例溢流阀的回油口分别与油箱连接。
参见图1所示，当发动机尾气从DPF的进口进入后，先利用氧化催化型转化器（DOC）中的催化剂将排气中的NO氧化为NO2，然后在DPF中利用NO2氧化捕集到的PM（PM是指颗粒，Particulate Matter），要使上述过程正常进行，在DOC前的温度必须达到250℃以上，通过发动机控制器来检测T1中的温度，DPF前的温度必须达到500℃以上，才能完全再生，通过发动机控制器来检测T2中的温度，DPF前后端的装有差压传感器P1，发动机控制器通过检测P1的值来判断DPF的堵塞程度，发出再生要求。
参见图2所示，发动机控制器检测DPF装置中的温度压力信号，当机器在轻负荷作业或怠速状态时，T1温度低于250℃，DOC中的催化剂不能正常反应，不能实现DPF的再生，因此需要额外增加负荷，这时发动机控制器发送“再生辅助信号”给主控制器，要求主控制器增加负荷，同时向显示器发送再生图标进行显示，并使驾驶员对DPF再生开关进行相应操作。主控制器收到此信号后，输出PWM（脉宽调制Pulse-Width Modulation）信号，调节电磁比例溢流阀的溢流压力到一目标值，使发动机PTO口增加所需要的负荷，提高排气温度，实现DPF再生，当再生结束后，发动机控制器发送结束信号给主控制器，主控制器将溢流阀的溢流压力降为0，停止加载。
如图3所示，表示搭载在本实施方式的工程机械上的液压主回路系统和液压辅助加载回路系统，工程机械的液压主回路装置包括：由发动机1驱动的可变容量的液压主泵2和定容量的先导泵3，先导泵3与安全阀7连接，8、9、10遥控阀根据手柄位移大小来控制12、14、15流量控制阀的开度，而液压主泵2排出的压力油驱动液压马达13、液压油缸16、17等多个执行元件进行工作。加载负荷回路由发动机1、主泵PTO口4组成，在发动机的PTO口4上安装加载泵5，在加载泵5的管路上安装电磁比例溢流阀6，当主控制器接受到“加载信号”后，输出PWM信号，调节电磁比例溢流阀阀6的溢流压力来实现液压加载。
具体加载流程参见图4，主控制器检测加载信号有否，如有，则调节PTO加载泵的溢流压力到一目标值，增加所需要的液压负荷；如没有，则调节PTO加载泵的溢流压力为0，不进行加载。为了使发动机在轻负荷作业模式进入重负荷作业模式避免动力不足，主控制器检测此时发动机输出功率，如果发动机输出功率小于总功率的70%，再继续检测加载信号，如没有则断开PTO口电磁比例溢流阀，结束加载，如有则继续加载；如果发动机输出功率高于70%，则直接断开加载电磁比例溢流阀电流结束加载。

Claims (2)

1.一种工程机械后处理再生控制方法，其特征在于：当工程机械处于轻负荷或怠速状态时，此时发动机的排气温度低于自动再生温度，发动机控制器向主控制器发送信号，提高电磁比例溢流阀的溢流压力，增加发动机PTO口负荷，提高发动机的排气温度，实现再生。
2.一种工程机械后处理再生控制装置，其特征在于：包括一加载泵(5)及与加载泵输出口连接的电磁比例溢流阀(6)，所述加载泵的输入口与工程机械发动机的PTO连接，所述电磁比例溢流阀的控制端与工程机械主控制器连接，所述加载泵及电磁比例溢流阀的回油口分别与油箱连接。
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