CN103890281A - 用于节省施工机械燃料的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于节省施工机械燃料的控制装置，其中，当安装节省燃料模式开关并使用节省燃料模式开关选择节省燃料模式时，发动机和泵输入扭矩设定到有助于在与泵的最终输出马力水平相同处的良好效率的范围，以对于通常不用节省燃料模式进行的工作的相同工作量获得节省燃料的效果。

Description

用于节省施工机械燃料的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于节省施工机械燃料的控制设备。更具体地，本发明涉及一种用于节省施工机械燃料的控制设备，如果通过所安装的节省燃料模式开关选择节省燃料模式，则所述设备可将发动机和泵输入扭矩设定为处于在泵的最终输出马力同等水平处的高效率部分，从而对于同等工作量可获得节省燃料的效果。
背景技术
通常，在设定发动机速度和液压泵最大输入扭矩的过程中，甚至在低负荷工作过程中，通过基于工作量优先的工作过程中的同等输出马力，提高发动机速度并降低泵输入扭矩，也可足以获得按发动机速度的泵排放流量。
但是，在高负荷工作过程中，工作量被限制到相应的设定马力。在此情况下，如果驱动发动机，以使发动机速度设定为处于相对高的部分，并且泵输入扭矩设定为处于相对低的部分，则对于同等输出马力，发动机的燃料消耗相对增加。
发明内容
技术问题
因此，本发明旨在解决现有技术中出现的上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种用于节省施工机械燃料的控制设备，当操作者需要节省燃料的驱动时，其可使发动机操作处于发动机高燃料效率部分，从而可基于同等工作量，通过基于同等泵输出马力降低驱动速度、并提高泵的最大输入扭矩设定值来降低燃料消耗。
技术方案
根据本发明的方面，用于节省具有发动机和连接到发动机并由发动机驱动的可变排量液压泵的施工机械的燃料的控制设备包括：
模式选择开关，其根据使用者的键操作，在用于发动机速度和液压泵最大输入扭矩的多个设定步骤中选择任一设定步骤；节省燃料模式选择开关，其根据使用者的键操作，选择节省燃料模式；第一数据存储装置，其用于存储第一数据，所述第一数据由当不选择节省燃料模式时成为标准的发动机速度和用于多个设定步骤中的每个设定步骤的液压泵最大输入扭矩值组成；第二数据存储装置，其用于存储第二数据，所述第二数据由小于第一数据发动机速度的发动机速度设定值和大于第一数据液压泵最大输入扭矩值的液压泵最大输入扭矩值组成；以及用于节省燃料的控制器，其当通过节省燃料模式选择开关选择节省燃料模式时，基于由模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵，并且当通过节省燃料模式选择开关不选择节省燃料模式时，基于由模式选择开关选择的设定步骤中的第一数据，控制发动机和液压泵。
用于节省燃料的控制器可包括第一控制装置和第二控制装置，其中，如果从节省燃料模式选择开关输入节省燃料模式选择信号，则第一控制装置基于由模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵，并且如果从节省燃料模式选择开关输入节省燃料模式未选择信号，则第二控制装置基于由模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第一数据，控制发动机和液压泵。
有益效果
根据本发明，当选择节省燃料模式时，发动机和泵输入扭矩可设定为处于在泵的最终输出马力同等水平处的高效率部分，从而对于同等工作量可获得节省燃料的效果。
即，当操作者需要节省燃料的驱动时，发动机可以发动机的高燃料效率部分操作，从而基于同等工作量，通过基于同等的泵输出马力降低驱动速度、并提高泵的最大输入扭矩设定来降低燃料消耗。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的用于节省施工机械燃料的控制设备的配置的框图；
图2是示出根据本发明实施例的可变排量液压泵的最大扭矩极限的图；以及
图3是示出根据本发明实施例的发动机操作点和燃料效率的对比图。
附图参考符号说明
101:模式选择开关102:节省燃料模式选择开关
103:用于节省燃料的控制器
具体实施方式
下文中将结合附图详细描述本发明的优选实施例。
在说明书中所限定的物质，例如具体的结构和元件，仅仅是为帮助本领域普通技术人员全面理解本发明而提供的具体细节，而本发明并不限于下文中所公开的实施例。
为了准确解释本发明，将省略与解释不相关的部分，并且在本发明的完整描述中，相同的参考符号用于相同的元件。
在本发明的整个说明书和权利要求书中，术语“包含”和/或“包括”意味着除了所描述的组成元件之外，不排除一个或多个其他组成元件。
图1是示出根据本发明实施例的用于节省施工机械燃料的控制设备的配置的框图。
如图1所示，根据本发明的用于节省施工机械燃料的控制设备主要包括模式选择开关101、节省燃料选择开关102、第一数据存储装置（未示出）、第二数据存储装置（未示出）以及用于节省燃料的控制器103。
即，用于节省具有发动机和连接到发动机并由发动机驱动的可变排量液压泵的施工机械的燃料的控制设备包括：模式选择开关101，其根据使用者的键操作，在用于发动机速度和液压泵最大输入扭矩的多个设定步骤中选择任一设定步骤；节省燃料模式选择开关102，其根据使用者的键操作，选择节省燃料模式；第一数据存储装置（未示出），其用于存储第一数据，所述第一数据由当不选择节省燃料模式时成为标准的发动机速度和用于多个设定步骤中的每个设定步骤的液压泵最大输入扭矩值组成；第二数据存储装置（未示出），其用于存储第二数据，所述第二数据由小于第一数据发动机速度的发动机速度设定值和大于第一数据液压泵最大输入扭矩值的液压泵最大输入扭矩值组成；以及用于节省燃料的控制器103，其当通过节省燃料模式选择开关选择节省燃料模式时，基于由模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵，并且当通过节省燃料模式选择开关不选择节省燃料模式时，基于由模式选择开关选择的设定步骤中的第一数据，控制发动机和液压泵。
在此，模式选择开关101根据使用者的键操作，在用于发动机速度和液压泵最大输入扭矩的多个设定步骤中选择任一设定步骤，并且为用于节省燃料的控制器103提供选定的设定步骤，以使操作者可根据工作性质选择适当的工作模式。对于多个设定步骤中的每个设定步骤，设定和提供第一数据和第二数据，其中，第一数据由当选择节省燃料模式时成为标准的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成，第二数据由当选择节省燃料模式时与第一数据一起成为标准的发动机速度设定值和液压泵最大输入扭矩值组成。例如，作为第一步骤中的第一数据，发动机RPM设定为1800，并且扭矩值设定为100，作为第一步骤中的第二数据，发动机RPM设定为1700，并且扭矩值设定为105。另外，作为第二步骤中的第一数据，发动机RPM设定为1700，并且扭矩值设定为95，作为第二步骤中的第二数据，发动机RPM设定为1600，并且扭矩值设定为100。
节省燃料模式选择开关102根据使用者的键操作选择节省燃料模式。如果根据使用者的键操作选择了节省燃料模式，则节省燃料模式选择开关102将节省燃料模式选择信号输入到用于节省燃料的控制器，而如果不选择节省燃料模式，则节省燃料模式选择开关102将节省燃料模式未选择信号输入到用于节省燃料的控制器。通过这样，节省燃料模式选择开关102将使用者关于节省燃料模式的选择告知用于节省燃料的控制器。
第一数据存储装置（未示出）存储第一数据，所述第一数据由当不选择节省燃料模式时成为标准的发动机速度和用于多个设定步骤中的每个设定步骤的液压泵最大输入扭矩值组成。
为了节省燃料，第二数据存储装置（未示出）存储第二数据，所述第二数据由小于第一数据发动机速度的发动机速度设定值和大于第一数据液压泵最大输入扭矩值的液压泵最大输入扭矩值组成。例如，作为第一步骤中的第一数据，发动机RPM设定为1800，并且扭矩值设定为100，作为第一步骤中的第二数据，发动机RPM设定为1700，并且扭矩值设定为105。另外，作为第二步骤中的第一数据，发动机RPM设定为1700，并且扭矩值设定为95，作为第二步骤中的第二数据，发动机RPM设定为1600，并且扭矩值设定为100。
用于节省燃料的控制器103当通过节省燃料模式选择开关102选择节省燃料模式时，基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵，并且当通过节省燃料模式选择开关102不选择节省燃料模式时，基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的第一数据，控制发动机和液压泵。用于节省燃料的控制器103可包括第一控制装置和第二控制装置，其中，如果从节省燃料模式选择开关102输入节省燃料模式选择信号，则第一控制装置基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵，并且如果从节省燃料模式选择开关102输入节省燃料模式未选择信号，则第二控制装置基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第一数据，控制发动机和液压泵。
实现发明的方式
在下文将描述根据图1所示的本发明实施例的用于节省施工机械燃料的控制设备的操作。
首先，模式选择开关101根据使用者的键操作，在用于发动机速度和液压泵最大输入扭矩的多个设定步骤中选择任一设定步骤，并且为用于节省燃料的控制器103提供选定的设定步骤，以使操作者可根据工作性质选择适当的工作模式。
接下来，当通过节省燃料模式选择开关102选择节省燃料模式时，用于节省燃料的控制器103基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵。
然后，当通过节省燃料模式选择开关102不选择节省燃料模式时，用于节省燃料的控制器103基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的第一数据，控制发动机和液压泵。
即，如果从节省燃料模式选择开关102输入节省燃料模式选择信号，则用于节省燃料的控制器103基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制发动机和液压泵。
如果从节省燃料模式选择开关102输入节省燃料模式未选择信号，则用于节省燃料的控制器103基于由模式选择开关101选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第一数据，控制发动机和液压泵。
节省燃料模式选择开关102根据使用者的键操作选择节省燃料模式。如果根据使用者的键操作选择了节省燃料模式，则节省燃料模式选择开关102将节省燃料模式选择信号输入到用于节省燃料的控制器103，而如果不选择节省燃料模式，则节省燃料模式选择开关102将节省燃料模式未选择信号输入到用于节省燃料的控制器103。
通过这样，节省燃料模式选择开关102将使用者关于节省燃料模式的选择告知用于节省燃料的控制器103。
第一数据包括当选择节省燃料模式时成为标准的发动机速度和用于多个设定步骤中的每个设定步骤的液压泵最大输入扭矩值。
第二数据包括小于第一数据发动机速度的发动机速度设定值和大于由于节省燃料的第一数据液压泵最大输入扭矩值的液压泵最大输入扭矩值。
例如，作为第一步骤中的第一数据，发动机RPM设定为1800，并且扭矩值设定为100，作为第一步骤中的第二数据，发动机RPM设定为1700，并且扭矩值设定为105。另外，作为第二步骤中的第一数据，发动机RPM设定为1700，并且扭矩值设定为95，作为第二步骤中的第二数据，发动机RPM设定为1600，并且扭矩值设定为100。
如上所述，如果通过节省燃料模式选择开关不选择节省燃料模式，则用于节省燃料的控制器基于由模式选择开关选择的设定步骤中的第一数据，控制发动机和液压泵；而如果通过节省燃料模式选择开关选择节省燃料模式，则用于节省燃料的控制器基于由模式选择开关选择的设定步骤中的第二数据（即，包括小于第一数据发动机速度的发动机速度设定值和大于第一数据液压泵最大输入扭矩值的液压泵最大输入扭矩值），控制发动机和液压泵。因此，如果操作者需要节省燃料的驱动，则发动机可以发动机的高燃料效率部分操作，从而基于同等工作量，通过基于同等泵输出马力降低驱动速度、并提高泵的最大输入扭矩设定来降低燃料消耗。
图2是示出根据本发明实施例的可变排量液压泵的最大扭矩极限的图。
根据主控制阀的打开或关闭将液压流体提供给工作装置的可变排量泵的排放能力被控制为，与主控制阀的操作量成比例地增加。如果驱动安装在工作装置上的液压缸的泵的压力小于根据工作装置负荷的预定值，则当控制阀最大限度地操作时，工作装置具有最大速度，并且最大速度与泵的驱动速度成比例。
因为驱动施工机械的泵的发动机的最大输出规格是有限制的，所以泵的最大驱动扭矩被限制为小于发动机的最大扭矩。另外，设置发动机控制模式选择装置，以调整工作速度并获得相应的节省燃料的效果，其中，发动机控制模式选择装置可设定发动机速度和泵输入扭矩，以根据操作者的工作条件调整工作速度。在低负荷工作过程中，当发动机RPM根据每个模式变高时，泵的最大流量提高，因此工作速度变得相对高。在高负荷工作过程中，当发动机RPM与泵最大输入扭矩的乘积变大时，工作速度变得相对高。在此，为了通过根据模式的预定量区别典型工作量和燃料消耗，成比例地限制输出，并按阶段有差别地设定发动机速度和泵输入扭矩。
泵由控制装置来控制，控制装置将输入扭矩限制在预定值以下，并且特性的示例如图2所示。如果在低负荷工作过程中最大限度地操作控制阀（压力值低于A），则液压流体以与发动机速度和泵最大排放能力成比例的流量排放。但是，在高负荷工作过程中，如图2所示，因为作用在工作装置上的压力增加，所以泵的最大排放流量逐渐减小，以降低工作装置的速度。
图3是示出根据本发明实施例的发动机操作点和燃料效率的对比图。
如果在图3中泵的最大驱动扭矩设定为点1，以将输出限制到预定值，则在高负荷工作过程中发动机的燃料效率变成41%。如果泵的最大输入扭矩提高到点2，以将发动机速度降低到基于相同输出设定的预定值，并输出同等马力，则发动机的燃料效率变成43%，从而与基于相同工作量的点1的燃料效率相比，可预期燃料效率提高约4.7%。即，虽然在低负荷工作过程中当发动机速度降低时预期工作速度降低，但在高负荷工作过程中相对于同等工作量的燃料消耗减少，从而可提高燃料效率。
工业应用性
如从以上描述清楚的是，本发明可用在用于节省施工机械燃料的控制设备中。更具体地，如果通过所安装的节省燃料模式开关选择节省燃料模式，则对于同等工作量可获得节省燃料的效果，其可将发动机和泵输入扭矩设定为处于在泵的最终输出马力同等水平处的高效率部分。

Claims (2)

1.一种用于节省施工机械燃料的控制设备，所述施工机械具有发动机和连接到所述发动机并由所述发动机驱动的可变排量液压泵，所述控制设备包括：
模式选择开关，所述模式选择开关根据使用者的键操作，在用于所述发动机的速度和所述液压泵的最大输入扭矩的多个设定步骤中选择任一设定步骤；
节省燃料模式选择开关，所述节省燃料模式选择开关根据所述使用者的键操作选择节省燃料模式；
第一数据存储装置，所述第一数据存储装置用于存储第一数据，所述第一数据由当不选择所述节省燃料模式时成为标准的所述发动机的速度和用于所述多个设定步骤中的每个设定步骤的所述液压泵的最大输入扭矩值组成；
第二数据存储装置，所述第二数据存储装置用于存储第二数据，所述第二数据由小于所述第一数据的发动机速度的发动机速度设定值和大于所述第一数据的液压泵最大输入扭矩值的液压泵最大输入扭矩值组成；以及
用于节省燃料的控制器，当通过所述节省燃料模式选择开关选择所述节省燃料模式时，基于由所述模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，所述用于节省燃料的控制器控制所述发动机和所述液压泵，并且当通过所述节省燃料模式选择开关不选择所述节省燃料模式时，基于由所述模式选择开关选择的设定步骤中的第一数据，所述用于节省燃料的控制器控制所述发动机和所述液压泵。
2.如权利要求1所述的用于节省燃料的控制设备，其中，所述用于节省燃料的控制器包括：
第一控制装置，如果从所述节省燃料模式选择开关输入节省燃料模式选择信号，则所述第一控制装置基于由所述模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第二数据，控制所述发动机和所述液压泵；以及
第二控制装置，如果从所述节省燃料模式选择开关输入节省燃料模式未选择信号，则所述第二控制装置基于由所述模式选择开关选择的设定步骤中的发动机速度和液压泵最大输入扭矩值组成的第一数据，控制所述发动机和所述液压泵。
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