CN114962966A - 具有工况识别功能的集中润滑装置、装载机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有工况识别功能的集中润滑装置、装载机及其控制方法，包括：控制反馈线路，所述控制反馈线路包括控制器、压力传感器及若干控制线束，控制反馈线路用于根据工作压力大小及周期判断工况并自动调节润滑模式；润滑管路，所述润滑管路包括电动柱塞泵、车架分配器、动臂分配器及若干润滑油管，润滑管路用于连接各润滑铰点；所述控制器通过控制线束分别与电动柱塞泵、车架分配器、压力传感器相连接，所述电动柱塞泵分别与车架分配器、动臂分配器连接，电动柱塞泵的加油口安装有油脂过滤器，所述车架分配器、动臂分配器分别通过润滑油管与润滑铰点相连接。本发明能够自动识别装载机工况并能够根据装载机实际工况自动选择润滑模式。

Description

具有工况识别功能的集中润滑装置、装载机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种具有工况识别功能的集中润滑装置、装载机及其控制方法，属于工程机械润滑技术领域。

背景技术

目前有装载机集中润滑系统(CN108488600A)，公开了该系统包括电动柱塞泵、主分配器、后车架分配器、前车架分配器、工作装置分配器，所述电动柱塞泵和主分配器分别与整机ECU电连接，主分配器分别与后车架分配器、前车架分配器、工作装置分配器通过带连接接头的润滑管连接，所述后车架分配器通过带连接接头的润滑管与后车架中各润滑点连接；所述前车架分配器通过带连接接头的润滑管与前车架中各润滑点连接；所述工作装置分配器通过带连接接头的润滑管与工作装置中各润滑点连接。

这种集中润滑系统虽然能够实现自动润滑，但是该系统独立运行，没有与装载机其他系统关联，无法识别装载机运行工况；润滑泵仅按照单一循环、休止模式进行，需手动进行调节，无法根据装载机工况实现自动调节；此外，采用多块分配器，设计复杂，管线路布置冗杂，若管线不能全部进行有效防护，管线路出现故障(堵塞、断裂等)的概率大大增加，进而影响工作效率，为客户造成不必要的经济损失。

另有一种适用于挖掘机的集中润滑系统、控制方法、装置以及存储介质(CN113917909A)，公开了该集中润滑系统虽然能够自动调整和优化润滑间隔时间，但是当挖掘物料不同时，频率f一致，关节点磨损程度不同，所需润滑油脂量也不同，因此无法准确识别挖掘机工况。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有工况识别功能的集中润滑装置，能够自动识别装载机工况并能够根据装载机实际工况自动选择润滑模式。

本发明还提供了安装有所述具有工况识别功能的集中润滑装置的装载机。

本发明还提供了所述具有工况识别功能的集中润滑装置的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的一种具有工况识别功能的集中润滑装置，包括：

控制反馈线路，所述控制反馈线路包括控制器、压力传感器及若干控制线束，控制反馈线路用于根据工作压力大小及周期判断工况并自动调节润滑模式；

润滑管路，所述润滑管路包括电动柱塞泵、车架分配器、动臂分配器及若干润滑油管，润滑管路用于连接各润滑铰点；

所述控制器通过控制线束分别与电动柱塞泵、车架分配器、压力传感器相连接，所述电动柱塞泵分别与车架分配器、动臂分配器连接，电动柱塞泵的加油口安装有油脂过滤器，所述车架分配器、动臂分配器分别通过润滑油管与润滑铰点相连接。

作为改进，所述控制器安装在驾驶室右侧立柱中间位置。

作为改进，所述压力传感器安装在动臂油缸的进油口，压力传感器上带有信号采集模块，用于采集工作压力信号。

作为改进，所述控制器包括信号接收模块、信号放大模块、滤波模块、A/D转化模块、MCU控制模块和存储模块，所述存储模块包括压力幅值初值和压力周期初值设定存储，及轻载、中载和重载三种工况润滑模式存储；

所述压力传感器将采集到的工作压力信号通过控制线束传递给控制器的信号接收模块、信号放大模块、滤波模块、A/D转化模块，将工作压力模拟信号通过放大、滤波转化成MCU控制模块能够分析计算的工作压力数字信号，所述MCU控制模块将计算的工作压力数字信号与存储模块中设定的压力幅值初值、压力周期初值进行比较，判断装载机处于轻载、中载、重载工况情况，MCU控制模块发送控制指令，控制电动柱塞泵按照不同工况润滑模式执行循环、休止时间。

作为改进，所述轻载、中载和重载三种工况润滑模式通过大数据经验分析积累获得。

另外，本发明还提供了一种装载机，所述装载机上安装有所述的具有工况识别功能的集中润滑装置。

最后，本发明还提供了一种所述具有工况识别功能的集中润滑装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤A、初值设定：包括动臂油缸工作压力幅值最大初值、动臂油缸工作压力幅值最小初值、动臂油缸工作压力周期初值；

步骤B、润滑模式设定：包括装载机轻载工况时润滑模式、装载机中载工况时润滑模式、装载机重载工况时润滑模式；

步骤C、信号采集：装载机工作时所述压力传感器采集动臂油缸进油口压力信号；

步骤D、信号处理：所述控制器对动臂油缸进油口压力信号进行处理，获得装载机工作时动臂油缸进油口压力幅值及压力周期；

步骤E、工况识别：根据判断装载机工作时动臂油缸进油口压力幅值及压力周期与所述动臂油缸工作压力幅值最大初值、所述动臂油缸工作压力幅值最小初值、所述动臂油缸工作压力周期初值的大小，主动识别装载机工况；

步骤F、润滑模式选择：若通过工况识别后装载机处于轻载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行轻载工况润滑模式；若通过工况识别后装载机处于中载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行中载工况润滑模式；若通过工况识别后装载机处于重载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行重载工况润滑模式。

作为改进，所述步骤E具体包括：

步骤E1、判断装载机工作时动臂油缸进油口压力周期是否小于所述动臂油缸工作压力周期初值，若装载机工作时动臂油缸进油口压力周期小于所述动臂油缸工作压力周期初值，则装载机为重载工况；

步骤E2、若装载机工作时动臂油缸进油口压力周期大于或等于所述动臂油缸工作压力周期初值，则继续判断装载机工作时进油口压力幅值是否大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值；

步骤E3、若装载机工作时进油口压力幅值大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值，则装载机为重载工况；

步骤E4、若装载机工作时进油口压力幅值小于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值，则继续判断装载机工作时进油口压力幅值是否大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值；

步骤E5、装载机工作时进油口压力幅值大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值，则装载机为中载工况；

步骤E6、若装载机工作时进油口压力幅值小于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值，则装载机为轻载工况。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明通过收集多台装载机润滑装置在不同工况下的循环、休止模式及操作人员的控制经验进行大数据分析，提前设定装载机在轻载、中载、重载三种工况下电动柱塞泵的循环、休止模式，数据真实可信，润滑更加真实可靠。

2)本发明将集中润滑装置与液压系统关联，通过判断动臂油缸进油口工作压力幅值、工作压力周期主动识别装载机轻载、中载、重载工况，自动对润滑泵循环、休止时间模式进行调整，保证装载机在轻载、中载、重载工况各铰点润滑充分且尽可能地节约润滑油脂，解决了传统润滑装置无法准确识别轻载、中载、重载工况，并通过识别装载机工况自动调节润滑模式，需手动调节的弊端。

3)本发明的润滑管路取消母分配器，电动柱塞泵直接与车架分配器、动臂分配器相连接，润滑管路取消滤油器，将油脂过滤器置于电动柱塞泵的加油口，在加注润滑油脂时直接将油脂过滤，解决了传统润滑装置管线路冗杂、润滑效率低等不足。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一种具有工况识别功能的集中润滑装置，包括根据装载机工作压力大小及周期判断工况并自动调节润滑模式的控制反馈线路及用于连接各润滑铰点的润滑管路；

所述控制反馈线路包括控制器、压力传感器、控制线束，所述润滑管路包括电动柱塞泵、车架分配器、动臂分配器、润滑油管；

所述电动柱塞泵的加油口安装油脂过滤器，通过油脂加油器补充油脂且对油脂进行过滤，取消母分配器，使润滑装置结构更加简洁，油压损失小，输送距离远，输送同等油量时间短，延长系统寿命，两路分配器独立运行，故障率降低；所述车架分配器安装在装载机前车架内侧靠近电动柱塞泵，减小润滑管长度，降低故障率；所述控制器通过控制线束分别与电动柱塞泵、车架分配器、压力传感器相连接，所述电动柱塞泵分别与车架分配器、动臂分配器连接，所述车架分配器、动臂分配器分别通过润滑油管与润滑铰点相连接。所述润滑铰点包括转向油缸车架销、翻斗缸车架销等处。本发明的润滑管路取消主分配器及油脂过滤器，仅采用两块分配器即可实现全车各关键铰点润滑，润滑管线布置更加简洁、清晰，且管线路较短，能够有效提升自动润滑效率，降低故障率。

作为实施例的一种改进，所述控制器安装在装载机驾驶室右侧立柱中间位置，便于驾驶员实时监测润滑装置运行状态；所述压力传感器安装在动臂油缸进油口，压力传感器带有信号采集模块，用于采集装载机工作时的工作压力信号。

作为实施例的一种改进，所述控制器包括信号接收模块、信号放大模块、滤波模块、A/D转化模块、MCU控制模块和存储模块，所述存储模块包括压力幅值初值和压力周期初值设定存储，及轻载、中载和重载三种工况润滑模式存储；

其中，轻载、中载和重载三种工况润滑模式通过大数据经验分析积累获得，电动柱塞泵循环、休止时间数据精准可靠，确保装载机在不同工况下润滑充分，避免过润滑造成油脂浪费或油脂滴落污染物料，使润滑油脂得到充分利用；

所述压力传感器将采集到的工作压力信号通过控制线束传递给控制器的信号接收模块、信号放大模块、滤波模块、A/D转化模块，将工作压力模拟信号通过放大、滤波转化成MCU控制模块能够分析计算的工作压力数字信号，所述MCU控制模块将计算的工作压力数字信号与存储模块中设定的压力幅值初值、压力周期初值进行比较，判断装载机处于轻载、中载、重载工况情况，MCU控制模块发送控制指令，控制电动柱塞泵按照不同工况润滑模式执行循环、休止时间。

另外，本发明还提供了一种装载机，所述装载机上安装有所述的具有工况识别功能的集中润滑装置，将润滑装置与装载机液压系统相连接，能够通过MCU控制模块分析计算动臂油缸进油口工作压力幅值、周期，主动判断装载机轻载、中载、重载工况。

最后，本发明还提供了一种所述具有工况识别功能的集中润滑装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤A、初值设定：包括动臂油缸工作压力幅值最大初值、动臂油缸工作压力幅值最小初值、动臂油缸工作压力周期初值；

步骤B、润滑模式设定：包括装载机轻载工况时润滑模式、装载机中载工况时润滑模式、装载机重载工况时润滑模式；

步骤C、信号采集：装载机工作时所述压力传感器采集动臂油缸进油口压力信号；

步骤D、信号处理：所述控制器对动臂油缸进油口压力信号进行处理，获得装载机工作时动臂油缸进油口压力幅值及压力周期；

步骤E、工况识别：根据判断装载机工作时动臂油缸进油口压力幅值及压力周期与所述动臂油缸工作压力幅值最大初值、所述动臂油缸工作压力幅值最小初值、所述动臂油缸工作压力周期初值的大小，主动识别装载机工况；

步骤F、润滑模式选择：若通过工况识别后装载机处于轻载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行轻载工况润滑模式；若通过工况识别后装载机处于中载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行中载工况润滑模式；若通过工况识别后装载机处于重载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行重载工况润滑模式。

作为实施例的进一步改进，所述步骤E具体包括：

步骤E1、判断装载机工作时动臂油缸进油口压力周期是否小于所述动臂油缸工作压力周期初值，若装载机工作时动臂油缸进油口压力周期小于所述动臂油缸工作压力周期初值，则装载机为重载工况；

步骤E2、若装载机工作时动臂油缸进油口压力周期大于或等于所述动臂油缸工作压力周期初值，则继续判断装载机工作时进油口压力幅值是否大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值；

步骤E3、若装载机工作时进油口压力幅值大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值，则装载机为重载工况；

步骤E4、若装载机工作时进油口压力幅值小于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值，则继续判断装载机工作时进油口压力幅值是否大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值；

步骤E5、装载机工作时进油口压力幅值大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值，则装载机为中载工况；

步骤E6、若装载机工作时进油口压力幅值小于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值，则装载机为轻载工况。

结合图2所示，进一步具体地说明：

通过收集多台装载机润滑装置在不同工况下的循环、休止模式及操作人员的控制经验进行大数据分析；

假如，装载机重载时电动柱塞泵润滑循环2次，休止时间30分钟，即m1；装载机中载时电动柱塞泵润滑循环3次，休止时间50分钟，即m2；装载机轻载时电动柱塞泵润滑循环2次，休止时间为60分钟，即m3；

假如，工作压力幅值最小初值设定为Pmin＝15MPa，工作压力幅值最大初值设定为Pmax＝25MPa，工作压力周期初值设定为Ta＝30s；

假如，所述控制器对动臂油缸进油口压力信号进行分析计算，压力信号的计算幅值为P＝17MPa，工作压力的计算周期为T＝35S；

那么，Pmin<p<Pmax，T>Ta，此时集中润滑装置识别装载机处于中载工况，电动柱塞泵执行m2。

本发明通过收集多台装载机润滑装置在不同工况下的循环、休止模式及操作人员的控制经验进行大数据分析，提前设定装载机在轻载、中载、重载三种工况下电动柱塞泵的循环、休止模式，数据真实可信，润滑更加真实可靠。

本发明将集中润滑装置与液压系统关联，通过判断动臂油缸进油口工作压力幅值、工作压力周期主动识别装载机轻载、中载、重载工况，自动对润滑泵循环、休止时间模式进行调整，保证装载机在轻载、中载、重载工况各铰点润滑充分且尽可能地节约润滑油脂，解决了传统润滑装置无法准确识别轻载、中载、重载工况，并通过识别装载机工况自动调节润滑模式，需手动调节的弊端。

本发明的润滑管路取消母分配器，电动柱塞泵直接与车架分配器、动臂分配器相连接，润滑管路取消滤油器，将油脂过滤器置于电动柱塞泵的加油口，在加注润滑油脂时直接将油脂过滤，解决了传统润滑装置管线路冗杂、润滑效率低等不足。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有工况识别功能的集中润滑装置，其特征在于，包括：

控制反馈线路，所述控制反馈线路包括控制器、压力传感器及若干控制线束，控制反馈线路用于根据工作压力大小及周期判断工况并自动调节润滑模式；

润滑管路，所述润滑管路包括电动柱塞泵、车架分配器、动臂分配器及若干润滑油管，润滑管路用于连接各润滑铰点；

所述控制器通过控制线束分别与电动柱塞泵、车架分配器、压力传感器相连接，所述电动柱塞泵分别与车架分配器、动臂分配器连接，电动柱塞泵的加油口安装有油脂过滤器，所述车架分配器、动臂分配器分别通过润滑油管与润滑铰点相连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有工况识别功能的集中润滑装置，其特征在于，所述控制器安装在驾驶室右侧立柱中间位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有工况识别功能的集中润滑装置，其特征在于，所述压力传感器安装在动臂油缸的进油口，压力传感器上带有信号采集模块，用于采集工作压力信号。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有工况识别功能的集中润滑装置，其特征在于，所述控制器包括信号接收模块、信号放大模块、滤波模块、A/D转化模块、MCU控制模块和存储模块，所述存储模块包括压力幅值初值和压力周期初值设定存储，及轻载、中载和重载三种工况润滑模式存储；

所述压力传感器将采集到的工作压力信号通过控制线束传递给控制器的信号接收模块、信号放大模块、滤波模块、A/D转化模块，将工作压力模拟信号通过放大、滤波转化成MCU控制模块能够分析计算的工作压力数字信号，所述MCU控制模块将计算的工作压力数字信号与存储模块中设定的压力幅值初值、压力周期初值进行比较，判断装载机处于轻载、中载、重载工况情况，MCU控制模块发送控制指令，控制电动柱塞泵按照不同工况润滑模式执行循环、休止时间。

5.根据权利要求4所述的一种具有工况识别功能的集中润滑装置，其特征在于，所述轻载、中载和重载三种工况润滑模式通过大数据经验分析积累获得。

6.一种装载机，其特征在于，所述装载机上安装有权利要求1-5任一项所述的具有工况识别功能的集中润滑装置。

7.一种权利要求1-5任一项所述具有工况识别功能的集中润滑装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、初值设定：包括动臂油缸工作压力幅值最大初值、动臂油缸工作压力幅值最小初值、动臂油缸工作压力周期初值；

步骤B、润滑模式设定：包括装载机轻载工况时润滑模式、装载机中载工况时润滑模式、装载机重载工况时润滑模式；

步骤C、信号采集：装载机工作时所述压力传感器采集动臂油缸进油口压力信号；

步骤D、信号处理：所述控制器对动臂油缸进油口压力信号进行处理，获得装载机工作时动臂油缸进油口压力幅值及压力周期；

步骤E、工况识别：根据判断装载机工作时动臂油缸进油口压力幅值及压力周期与所述动臂油缸工作压力幅值最大初值、所述动臂油缸工作压力幅值最小初值、所述动臂油缸工作压力周期初值的大小，主动识别装载机工况；

步骤F、润滑模式选择：若通过工况识别后装载机处于轻载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行轻载工况润滑模式；若通过工况识别后装载机处于中载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行中载工况润滑模式；若通过工况识别后装载机处于重载工况，则控制器控制所述电动柱塞泵执行重载工况润滑模式。

8.根据权利要求7所述具有工况识别功能的集中润滑装置的控制方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：

步骤E1、判断装载机工作时动臂油缸进油口压力周期是否小于所述动臂油缸工作压力周期初值，若装载机工作时动臂油缸进油口压力周期小于所述动臂油缸工作压力周期初值，则装载机为重载工况；

步骤E2、若装载机工作时动臂油缸进油口压力周期大于或等于所述动臂油缸工作压力周期初值，则继续判断装载机工作时进油口压力幅值是否大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值；

步骤E3、若装载机工作时进油口压力幅值大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值，则装载机为重载工况；

步骤E4、若装载机工作时进油口压力幅值小于所述动臂油缸工作压力幅值最大初值，则继续判断装载机工作时进油口压力幅值是否大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值；

步骤E5、装载机工作时进油口压力幅值大于或等于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值，则装载机为中载工况；

步骤E6、若装载机工作时进油口压力幅值小于所述动臂油缸工作压力幅值最小初值，则装载机为轻载工况。

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