CN104695501B - 降低挖掘机动作冲击的方法、装置以及挖掘机 - Google Patents
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Abstract
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法、装置以及挖掘机，其中，方法包括：计算先导控制回路的油压的变化的加速度；比较加速度是否大于设定值，如果大于则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量。本发明的装置包括：油压传感器；计算器，用于计算先导控制回路的油压的变化的加速度；比较器，用于比较加速度是否大于设定值；控制器，如果加速度大于设定值，则减小液压主泵的输出流量。本发明的挖掘机，包括液压主泵、电磁比例减压阀、主阀以及先导系统，还包括降低挖掘机动作冲击的装置。本发明的降低挖掘机动作冲击的方法、装置，有效避免挖掘机在作业时，执行机构出现冲击现象。本发明的挖掘机，在作业时不会发生冲击，工作更为稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程机械，特别是涉及一种降低挖掘机动作冲击的方法、装置以及挖掘机。
背景技术
挖掘机是工程机械的一种，广泛用于建筑、道路、矿山、港口等工程领域。挖掘机的主要作用是进行挖掘作业。现今的挖掘机中占绝大部分的是液压挖掘机。
目前，国内一些比较先进的装载机的工作液压系统已开始普遍采用包括先导系统的工作液压系统。这种先导系统多采用先导泵直接供油给先导阀，由先导阀利用较小的压力来控制和操作系统中高压部分的执行原件。
在使用中发现，当作业中的挖掘机的操作装置（脚踏阀或手柄）突然移动到最大动作时，对应的执行机构（油缸、马达）会出现明显的冲击现象，此冲击会直接减小液压元件的使用寿命，同时上述冲击对挖掘机上的其他部品的使用寿命也有不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低挖掘机动作冲击的方法、装置以及挖掘机。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法，包括：
步骤一，采集并计算先导控制回路的油压的变化的加速度；
步骤二，比较所述加速度是否大于设定值，如果大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法，其中，所述步骤三还包括：减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法，其中，所述步骤一包括：
步骤一A，采集一时间段内先导控制回路的油压的变化值；
步骤一B，利用所述变化值计算先导控制回路的油压的变化的加速度。
本发明的降低挖掘机动作冲击的装置，包括：
设置于先导控制回路上的油压传感器，用于测量先导控制回路上的油压值；
计算器，与所述油压传感器连接，用于接收所述油压传感器的测量值并利用所述测量值计算先导控制回路的油压的变化的加速度；
比较器，与所述计算器连接，用于接收所述先导控制回路的油压的变化的加速度的数值，并比较所述加速度是否大于设定值；
控制器，与所述比较器、电磁比例减压阀分别连接，如果所述加速度大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量，减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
本发明的挖掘机，包括液压主泵、用于控制液压主泵的电磁比例减压阀、主阀以及用于控制主阀的先导系统，所述先导系统包括：
液压油箱；
液压油管路，所述液压油管路从所述液压油箱引出并形成先导系统的流体路径；
液压油泵，在液压油管路中设置在所述液压油箱的下游，并且从所述液压油箱中抽出流体并在液压油管路中形成流体流；
用于控制主阀的先导阀，设置于所述液压油泵的下游，所述先导阀与主阀连接；
所述挖掘机还包括降低挖掘机动作冲击的装置，所述降低挖掘机动作冲击的装置包括：
设置于所述液压油管路上的油压传感器，用于测量所述液压油管路上的油压值；
计算器，与所述油压传感器连接，用于接收所述油压传感器的测量值并利用所述测量值计算所述液压油管路的油压的变化的加速度；
比较器，与所述计算器连接，用于接收所述液压油管路的油压的变化的加速度的数值，并比较所述加速度是否大于设定值；
控制器，与所述比较器、电磁比例减压阀分别连接，如果所述加速度大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量，减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
本发明的挖掘机，其中，所述先导系统还包括两位三通换向阀，所述两位三通换向阀在所述液压油管路中设置在所述液压油泵的下游且位于所述先导阀的上游，所述油压传感器设置于所述液压油泵与所述两位三通换向阀之间。
本发明的挖掘机，其中，所述两位三通换向阀是电磁阀。
本发明的挖掘机，其中，所述先导系统还包括单向阀，所述单向阀在所述液压油管路中设置在所述液压油泵的下游且位于所述油压传感器的上游。
本发明的挖掘机，其中，所述先导系统还包括蓄能器，所述蓄能器与所述液压油泵以及所述单向阀并联。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法、装置，有效避免挖掘机在作业时，执行机构（油缸、马达）出现冲击现象，有效延长液压元件的使用寿命。
本发明的挖掘机，因为安装了本发明的降低挖掘机动作冲击的装置，在作业时不会发生冲击，工作更为稳定，其液压元件的寿命得到延长。
附图说明
图1为本发明的降低挖掘机动作冲击的方法的流程示意图；
图2为本发明的降低挖掘机动作冲击的装置的连接结构示意图；
图3为本发明的挖掘机的先导系统的油路示意图。
具体实施方式
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法，包括：
步骤一，采集并计算先导控制回路的油压的变化的加速度；
步骤二，比较加速度是否大于设定值，如果大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法，其中，步骤三还包括：减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法，其中，步骤一包括：
步骤一A，采集一时间段内先导控制回路的油压的变化值；
步骤一B，利用变化值计算先导控制回路的油压的变化的加速度。
本发明通过采集先导控制回路的油压的变化的加速度来判断操作装置（脚踏阀或手柄）的动作快慢，在操作装置（脚踏阀或手柄）突然快速动作时通过EPOS（直流伺服控制器）主动降低主泵的流量，从而避免冲击的产生。
经过研究人员的实践以及测算，当操作装置动作时，先导控制回路的油压有个明显的压降；操作装置动作速度不一样时，先导压力下降的幅度也不一样。
如图1所示，本发明的降低挖掘机动作冲击的方法的实施例包括：当进行先导动作时，油压传感器收集信号值，即采集一段时间内先导控制回路的油压的变化值；然后通过计算器计算油压变化的加速度，即上述变化值与上述一段时间的比值（dp/dt）；然后将加速度的值与设定值相比较，设定值是根据经验或测算确定的一个标准值，例如一般不产生冲击条件下，先导控制回路的油压的下降速度为8bar/s；如果上述加速度的值小于或等于设定值（8bar/s），则说明不会产生冲击，可以维持液压主泵的输出流量不变；如果上述加速度的值大于设定值（8bar/s），则说明冲击会产生，则立即减小液压主泵的输出流量，通常操作减小液压主泵的输出流量为最小值，然后逐渐增大液压主泵的输出流量，由此可比避免冲击的产生。
其中，挖掘机的液压主泵的功能是用发动机的动力驱动，从液压油箱吸进油，作为压力油输送出去，从而把发动机的机械能转化为液压能。
本发明的降低挖掘机动作冲击的方法的实施例中，挖掘机的液压主泵的输出流量通过电磁比例减压阀（EPPR）控制，电磁比例减压阀的电流值越大，则挖掘机的液压主泵的输出流量越小。
如图2所示，本发明的降低挖掘机动作冲击的装置，包括：
设置于先导控制回路上的油压传感器10，用于测量先导控制回路上的油压值；
计算器20，与油压传感器10连接，用于接收油压传感器的测量值并利用测量值计算先导控制回路的油压的变化的加速度；
比较器30，与计算器20连接，用于接收先导控制回路的油压的变化的加速度的数值，并比较加速度是否大于设定值；
控制器40，与比较器30、电磁比例减压阀50分别连接，如果加速度大于设定值，则通过电磁比例减压阀50减小液压主泵的输出流量，减小液压主泵的输出流量后，通过电磁比例减压阀50逐渐增大液压主泵的输出流量。
如图3所示，本发明的挖掘机，包括液压主泵、用于控制液压主泵的电磁比例减压阀50、主阀1以及用于控制主阀1的先导系统。
先导系统包括：
液压油箱12；
液压油管路3，液压油管路3从液压油箱12引出并形成先导系统的流体路径；
液压油泵4，在液压油管路3中设置在液压油箱12的下游，并且从液压油箱12中抽出流体并在液压油管路3中形成流体流；
用于控制主阀1的先导阀5，设置于液压油泵4的下游，先导阀5与主阀1连接；
挖掘机还包括上述降低挖掘机动作冲击的装置，降低挖掘机动作冲击的装置包括：
设置于液压油管路3上的油压传感器10，用于测量液压油管路3上的油压值；
计算器20，与油压传感器10连接，用于接收油压传感器的测量值并利用测量值计算液压油管路3的油压的变化的加速度；
比较器30，与计算器20连接，用于接收液压油管路3的油压的变化的加速度的数值，并比较加速度是否大于设定值；
控制器40，与比较器30、电磁比例减压阀50分别连接，如果加速度大于设定值，则通过电磁比例减压阀50减小液压主泵（图中未示出）的输出流量，减小液压主泵的输出流量后，通过电磁比例减压阀50逐渐增大液压主泵的输出流量。
本发明的挖掘机，其中，液压油管路3即是先导控制回路。
本发明的挖掘机，其中，先导系统还包括两位三通换向阀6，两位三通换向阀6在液压油管路3中设置在液压油泵4的下游且位于先导阀5的上游，油压传感器10设置于液压油泵4与两位三通换向阀6之间。
本发明的挖掘机，其中，两位三通换向阀6是电磁阀。两位三通换向阀6作为安全阀用来保证先导阀5内的液压油可以及时回油，防止发生危险。其中两位三通换向阀6的进油口通过管路与液压油泵4的出油口相连通，两位三通换向阀6的出油口与先导阀5通过管路相连通。
本发明的挖掘机，其中，先导系统还包括单向阀7，单向阀7在液压油管路3中设置在液压油泵4的下游且位于油压传感器10的上游。
本发明的挖掘机，其中，先导系统还包括蓄能器8，蓄能器8与液压油泵4以及单向阀7并联。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种降低挖掘机动作冲击的方法，其特征在于，包括：
步骤一，采集并计算先导控制回路的油压的变化的加速度；
步骤二，比较所述加速度是否大于设定值，如果大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量；
所述步骤二还包括：减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
2.根据权利要求1所述的降低挖掘机动作冲击的方法，其特征在于，所述步骤一包括：
步骤一A，采集一时间段内先导控制回路的油压的变化值；
步骤一B，利用所述变化值计算先导控制回路的油压的变化的加速度。
3.一种降低挖掘机动作冲击的装置，其特征在于，包括：
设置于先导控制回路上的油压传感器，用于测量先导控制回路上的油压值；
计算器，与所述油压传感器连接，用于接收所述油压传感器的测量值并利用所述测量值计算先导控制回路的油压的变化的加速度；
比较器，与所述计算器连接，用于接收所述先导控制回路的油压的变化的加速度的数值，并比较所述加速度是否大于设定值；
控制器，与比较器、电磁比例减压阀分别连接，如果所述加速度大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量，减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
4.一种挖掘机，包括液压主泵、用于控制液压主泵的电磁比例减压阀、主阀以及用于控制主阀的先导系统，其特征在于，所述先导系统包括：
液压油箱；
液压油管路，所述液压油管路从所述液压油箱引出并形成先导系统的流体路径；
液压油泵，在液压油管路中设置在所述液压油箱的下游，并且从所述液压油箱中抽出流体并在液压油管路中形成流体流；
用于控制主阀的先导阀，设置于所述液压油泵的下游，所述先导阀与主阀连接；
所述挖掘机还包括降低挖掘机动作冲击的装置，所述降低挖掘机动作冲击的装置包括：
设置于所述液压油管路上的油压传感器，用于测量所述液压油管路上的油压值；
计算器，与所述油压传感器连接，用于接收所述油压传感器的测量值并利用所述测量值计算所述液压油管路的油压的变化的加速度；
比较器，与所述计算器连接，用于接收所述液压油管路的油压的变化的加速度的数值，并比较所述加速度是否大于设定值；
控制器，与所述比较器、电磁比例减压阀分别连接，如果所述加速度大于设定值，则通过电磁比例减压阀减小液压主泵的输出流量，减小液压主泵的输出流量后，逐渐增大液压主泵的输出流量。
5.根据权利要求4所述的挖掘机，其特征在于，所述先导系统还包括两位三通换向阀，所述两位三通换向阀在所述液压油管路中设置在所述液压油泵的下游且位于所述先导阀的上游，所述油压传感器设置于所述液压油泵与所述两位三通换向阀之间。
6.根据权利要求5所述的挖掘机，其特征在于，所述两位三通换向阀是电磁阀。
7.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，所述先导系统还包括单向阀，所述单向阀在所述液压油管路中设置在所述液压油泵的下游且位于所述油压传感器的上游。
8.根据权利要求7所述的挖掘机，其特征在于，所述先导系统还包括蓄能器，所述蓄能器与所述液压油泵以及所述单向阀并联。
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