CN117738275A - 一种电动装载机运行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种电动装载机运行系统;本申请针对电动装载机运行系统,相应设置前进/后退档开关、附加装置油缸伸出压力开关、附加装置油缸缩回压力开关、动臂举升压力开关、动臂下降压力开关、铲斗收斗压力开关、铲斗翻斗压力开关、液压系统压力开关、变速控制开关及对应的监测传感装置,并基于对应的监测传感装置获取对应的监测信号;根据预设的控制方法,液压泵电机控制器、变速泵电机控制器、电控信号继电器以及对应于变速控制开关的监测传感装置通过接收预设的监测信号,对液压泵电机的转速、变速泵的输出压力及车速进行调节,以实现:在满足电动装载机使用工况的情况下,通过减小行走变速系统及工作液压系统的能耗,提高了整机运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及电动装载机技术领域,尤其涉及一种电动装载机运行系统。
背景技术
现有技术中,电动装载机的行走变速系统、先导控制系统及工作液压系统,分别采用了三泵或四泵的定量液压系统,与传统内燃式装载机相同;如系统中,变速泵仅给动力换档变速箱的变速系统供油,先导泵只给先导控制系统供油,工作液压系统与转向系统有的采用双泵合流系统,有的采用单泵分流系统;开机时,仅通过电源通断来控制各自油泵电机的运转,无法根据整机工况来自动启动油泵电机并调整其转速及工作压力;
例如:整机启动行走时,变速控制系统仅需提供变速控制所需的压力油,保证正常换档即可;先导控制系统不工作时,不需要控制压力油;整机行驶转向时需要很少的流量;铲作业工况中铲斗收斗与动臂举升时需要的流量也不相同;液压系统高压时应减少流量,降低能量损失;
目前,电动装载机开机时为了保证各工况下能够正常工作,各油泵电机只能在开机时就启动且转速只能设置为最大需求流量工况时的转速,使得油泵的启停、转速及工作压力与整机实际作业工况脱离,进而会致使液压系统工作中存在着大量的旁通节流和压力损失,导致系统运行效率低,发热量大,能量损失大,续航能力差。
综上所述,亟需提供一种电动装载机运行系统,以解决前述技术问题。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种电动装载机运行系统,其解决了现有电动装载机所存在的“如何通过减小液压系统能耗浪费,以提高液压系统效率”这一技术问题。
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
本发明提供一种电动装载机运行系统,所述运行系统包括行走变速系统、先导控制系统及工作液压系统;所述运行系统中,电动装载机的前进、后退档操作装置上安装有前进/后退档开关S1;附加装置油缸伸出先导阀到液控多路分配阀附加装置联上对应的控制管路上安装有附加装置油缸伸出压力开关S2;附加装置油缸缩回先导阀到液控多路分配阀附加装置联上对应的控制管路上安装有附加装置油缸缩回压力开关S3;动臂油缸举升先导阀到液控多路分配阀动臂联上对应的控制管路上安装有动臂举升压力开关S4;动臂油缸下降先导阀到液控多路分配阀动臂联上对应的控制管路上安装有动臂下降压力开关S5;铲斗油缸收斗先导阀到液控多路分配阀铲斗联上对应的控制管路上安装有铲斗收斗压力开关S6;铲斗油缸翻斗先导阀到液控多路分配阀铲斗联上对应的控制管路上安装有铲斗翻斗压力开关S7;液控多路分配阀与优先阀二者的连接管路上安装有液压系统压力开关S8;变速控制开关S9电连接于变速控制电磁阀;
前述开关S1至S9分别设有对应的监测传感装置,基于对应的监测传感装置获取对应的监测信号;
根据预设的控制方法,液压泵电机控制器、变速泵电机控制器、电控信号继电器以及对应于变速控制开关S9的监测传感装置通过接收预设的监测信号,对液压泵电机的转速、变速泵的输出压力及车速进行调节。
可选的,前进/后退档开关S1对应的监测传感装置,用于监测对应功能选项;
附加装置油缸伸出压力开关S2、附加装置油缸缩回压力开关S3、动臂举升压力开关S4、动臂下降压力开关S5、铲斗收斗压力开关S6、铲斗翻斗压力开关S7所对应的监测传感装置,用于基于先导控制压力开关预设值,对先导控制压力开关的开/合进行监测;
液压系统压力开关S8对应的监测传感装置,用于基于液压系统压力开关预设值,对液压系统压力开关的开/合进行监测;
变速控制开关S9对应的监测传感装置,用于监测对应功能选项。
可选的,液压泵电机控制器通过接收S1至S8八个开关对应的监测信号,控制液压泵电机的运转启/停及运转速度;
变速泵电机控制器通过接收S1至S7七个开关对应的监测信号,控制变速泵电机运转启/停;
电控信号继电器通过接收S2至S7六个开关对应的监测信号,控制背压控制电磁阀工作启/停,以调节变速泵的输出压力;
对应于变速控制开关S9的监测传感装置基于开关S9对应的监测信号,控制变速控制电磁阀工作启/停,以对动力换档变速箱进行高低速切换。
可选的,若未监测到触发开关S1,液压泵电机控制器不驱动液压泵电机工作,变速泵电机控制器不驱动变速泵电机工作;
当监测到触发开关S1时,液压泵电机控制器驱动液压泵电机启动并以速度n1运转,同时变速泵电机控制器驱动变速泵电机启动并以预设速度nb运转。
可选的,当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S2或开关S3,则液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n2运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2);
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S6或开关S7,则液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n3运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2);
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S5,液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n4运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2)。
可选的,当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S4,液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n5运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2)。
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S8,则液压泵电机控制器将驱动液压泵电机以速度n6运转;
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S9,则启动变速控制电磁阀工作,致使动力换档变速箱由低速档位切换至高速档位。
可选的,液压泵电机的运转速度n1处于第一区间[A,B);运转速度n2、n3、n4、n6处于第二区间[B,C);运转速度n5处于第三区间[C,D];其中,A<B<C<D;
其中,第一至第三区间为预设的液压泵电机运转速度区间;n1、n2、n3、n4、n5、n6为:针对对应的运转速度区间,进行预设的运转速度。
可选的,当液压泵电机控制器同时接收到多个监测信号时,液压泵电机控制器驱动液压泵电机,以优先级最高的运转速度进行运转;
其中,优先级最高的为n6,其次为:n1、n2、n3、n4、n5在运行的速度段中的最高运行速度。
可选的,P1为动力换档变速箱的换档工作压力,P2为背压阀的设定压力,P3为先导控制系统的先导工作压力;其中,P3=P1+P2;
以及,开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6及开关S7的开启压力,均小于液控多路分配阀换向工作时的最小启动控制压力;开关S8的开启压力,不大于液压系统溢流阀开启压力P。
本发明的有益效果为:
本申请中,针对电动装载机运行系统中的行走变速系统、先导控制系统及工作液压系统,相应设置前进/后退档开关S1、附加装置油缸伸出压力开关S2、附加装置油缸缩回压力开关S3、动臂举升压力开关S4、动臂下降压力开关S5、铲斗收斗压力开关S6、铲斗翻斗压力开关S7、液压系统压力开关S8、变速控制开关S9及对应的监测传感装置,并基于对应的监测传感装置获取对应的监测信号;根据预设的控制方法,液压泵电机控制器、变速泵电机控制器、电控信号继电器以及对应于变速控制开关S9的监测传感装置通过接收预设的监测信号,对液压泵电机的转速、变速泵的输出压力及车速进行调节,以实现:在满足电动装载机使用工况的情况下,通过减小行走变速系统及工作液压系统的能耗,进而提高了整机运行效率,延长了整机续航能力。
图1为本发明一个实施例提供的电动装载机运行系统的结构示意图;
前述图1中所包含的部件具体为:
1-液压泵、2-液压泵电机、3-液压泵电机控制器、4-电控信号隔离模块D1、5-电控信号隔离模块D2、6-电控信号隔离模块D3、7-前进/后退档开关S1、8-附加装置油缸伸出压力开关S2、9-附加装置油缸缩回压力开关S3、10-动臂举升压力开关S4、11-动臂下降压力开关S5、12-铲斗收斗压力开关S6、13-铲斗翻斗压力开关S7、14-液压系统压力开关S8、15-多路先导阀、16-附加装置油缸、17-动臂油缸、18-铲斗油缸、19-液控多路分配阀、20-转向油缸、21-负荷传感转向器、22-优先阀、23-回油滤清器、24-液压油箱、25-变速泵电机控制器、26-变速泵电机、27-变速泵、28-变速系统滤油器、29-背压阀、30-背压控制电磁阀、31-背压阀总成、32-电控信号继电器、33-变速压力溢流阀、34-变速控制电磁阀、35-变速控制开关S9、36-变速阀总成、37-动力换档变速箱。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
为了更好的理解上述技术方案,下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
本实施例提出一种电动装载机运行系统,所述运行系统包括行走变速系统、先导控制系统及工作液压系统。
本实施例中,对于电动装载机行走变速系统及工作液压系统的连接结构,具体通过以下1)至5)进行详细说明;
1)所述连接结构如图1所示,在行走变速系统及工作液压系统中,转向油缸20通过负荷传感转向器21、优先阀22连接于液压泵1;如图1所示,附加装置油缸16、动臂油缸17和铲斗油缸18三者分别依次通过液控多路分配阀19、优先阀22连接于液压泵1;液控多路分配阀19与优先阀22二者的连接管路上安装有液压系统压力开关(S8)14;如图1所示,多路先导阀15上各控制油路分别连接于液控多路分配阀19上对应的控制油口;如图1所示,液压系统回油管路通过回油滤清器23连接于液压油箱24;如图1所示,液压泵电机控制器3电连接于液压泵电机2,液压泵电机2连接于液压泵1。
本实施例中,需要说明的是:液控多路分配阀19包括附加装置联分配阀、动臂联分配阀和铲斗联分配阀;多路先导阀15包括附加装置油缸伸出先导阀、附加装置油缸缩回先导阀、动臂油缸举升先导阀、动臂油缸下降先导阀、铲斗油缸收斗先导阀和铲斗油缸翻斗先导阀。
2)所述连接结构如图1所示,变速阀总成36连接于动力换档变速箱37,并通过管路连接于背压阀总成31;如图1所示,背压阀总成31通过变速系统滤油器28连接于变速泵27,同时通过管路连接于多路先导阀15;如图1所示,多路先导阀15回油通过管路连接于动力换档变速箱37的油底壳;如图1所示,电控信号继电器32电连接于背压控制电磁阀30;如图1所示,变速控制开关(S9)35电连接于变速控制电磁阀34;如图1所示,变速泵电机控制器25电连接于变速泵电机26,变速泵电机26连接于变速泵27。
3)所述连接结构如图1所示,多路先导阀15中,附加装置油缸伸出先导阀到液控多路分配阀19附加装置联上对应的控制管路上安装有附加装置油缸伸出压力开关(S2)8;附加装置油缸缩回先导阀到液控多路分配阀19附加装置联上对应的控制管路上安装有附加装置油缸缩回压力开关(S3)9;动臂油缸举升先导阀到液控多路分配阀19动臂联上对应的控制管路上安装有动臂举升压力开关(S4)10;动臂油缸下降先导阀到液控多路分配阀19动臂联上对应的控制管路上安装有动臂下降压力开关(S5)11;铲斗油缸收斗先导阀到液控多路分配阀19铲斗联上对应的控制管路上安装有铲斗收斗压力开关(S6)12;铲斗油缸翻斗先导阀到液控多路分配阀19铲斗联上对应的控制管路上安装有铲斗翻斗压力开关(S7)13。
4)所述连接结构如图1所示,附加装置油缸伸出压力开关(S2)8输出的电控信号与附加装置油缸缩回压力开关(S3)9输出的电控信号合并一起接入到液压泵电机控制器3的k2;如图1所示,铲斗收斗压力开关(S6)12输出的电控信号与铲斗翻斗压力开关(S7)13输出的电控信号合并一起接入到液压泵电机控制器3的k3;如图1所示,动臂下降压力开关(S5)11输出的电控信号接入到液压泵电机控制器3的k4;如图1所示,动臂举升压力开关(S4)10输出的电控信号接入到液压泵电机控制器3的k5;如图1所示,液压系统压力开关(S8)14输出的电控信号接入到液压泵电机控制器3的k6。
5)所述连接结构如图1所示,连接到液压泵电机控制器3上的k2、k3、k4、k5四个电控信号,通过电控信号隔离模块(D1)4输出的电控信号连接于电控信号继电器32的k7,同时又通过电控信号隔离模块(D3)6连接于液压泵电机控制器3的k1及变速泵电机控制器25的k1;电动装载机的前进、后退档操作装置上安装有前进/后退档开关(S1)7;如图1所示,前进/后退档开关(S1)7上的二个电控信号通过电控信号隔离模块(D2)5合并输出的电控信号分别连接于液压泵电机控制器3的k1及变速泵电机控制器25的k1。
本实施例中,需要说明的是:如图1所示,前进/后退档开关(S1)7、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13、附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、液压系统压力开关(S8)14和变速控制开关(S9)35共九个开关分别设有一一对应的监测传感装置,以便实现:基于对应的监测传感装置获取对应的监测信号;
以及,根据预设的控制方法,液压泵电机控制器、变速泵电机控制器、电控信号继电器以及对应于变速控制开关S9的监测传感装置通过接收预设的监测信号,对液压泵电机的转速、变速泵的输出压力及车速进行调节。
对于前述监测传感装置的设置,具体通过以下第一点至第五点进行说明:
第一点、前进/后退档开关(S1)7对应的监测传感装置,用于监测对应的功能选项;
对于前述第一点,需要说明的是,本申请不对监测传感装置的型号做具体限定;前进/后退档开关(S1)7对应的监测传感装置,用于监测电动装载机前进功能的启用/停止,以及监测电动装载机后退功能的启动/停止。
第二点、附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13共六个各自对应的监测传感装置,用于基于各自压力开关的预设值,对各自压力开关的开/合进行监测;
对于前述第二点,需要说明的是,本申请不对监测传感装置的型号做具体限定;当先导控制压力的实际数值升高至预先设定的数值时,其压力开关进行由开至合的转换;
对于前述第二点,还需要说明的是,动臂举升压力开关(S4)10对应的监测传感装置,用于监测动臂举升功能的启用/停止;动臂下降压力开关(S5)11对应的监测传感装置,用于监测动臂下降功能的启动/停止;铲斗收斗压力开关(S6)12对应的监测传感装置,用于监测铲斗收斗功能的启用/停止;铲斗翻斗压力开关(S7)13对应的监测传感装置,用于监测铲斗翻斗功能的启用/停止;附加装置油缸伸出压力开关(S2)8对应的监测传感装置,用于监测附件装置油缸伸出功能的启用/停止;附加装置油缸缩回压力开关(S3)9对应的监测传感装置,用于监测附件装置油缸缩回功能的启用/停止。
第三点、液压系统压力开关(S8)14对应的监测传感装置,用于基于液压系统压力开关的预设值,对液压系统压力开关(S8)14的开/合进行监测;
对于前述第三点,需要说明的是,本申请不对监测传感装置的型号做具体限定;当液压系统压力的实际数值升高至预先设定的数值时,液压系统压力开关(S8)14进行由开至合的转换;液压系统压力开关(S8)14对应的监测传感装置,用于监测:液压系统压力开关(S8)14的开合转换。
第四点、电控信号继电器32,基于接收到的监测信号,启动背压控制电磁阀30工作,对变速泵27的输出压力进行调节;
对于前述第四点,需要说明的是,电控信号继电器32为高电压控制信号转换继电器,本申请不对其型号做具体限定;电控信号继电器32其监测信号为:附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13共六个对应的开/合信号;当电控信号继电器32没有接收到控制信号时,背压控制电磁阀30不工作,背压阀29两端处于短路状态,这时变速泵27输出压力P3=P1;当电控信号继电器32接收到的控制信号k7时,启动背压控制电磁阀30工作,断开油路,背压阀29接入系统中,这时变速泵27输出压力P3=P1+P2。
第五点、变速控制开关(S9)35对应的监测传感装置,用于动力换档变速箱37的高/低速档位切换功能;
对于前述第五点,需要说明的是,本申请不对变速控制开关(S9)35监测传感装置的控制方式及型号做具体限定;当变速控制开关(S9)35断开时,动力换档变速箱37处于低速档工况,当变速控制开关(S9)35接通时,动力换档变速箱37处于高速档工况。
本实施例中,如图1所示,变速泵电机控制器25电连接于变速泵电机26和前述的监测传感装置,变速泵电机26连接于变速泵27;基于前述结构,能够实现:根据预设的控制方法,变速泵电机控制器25会同电控信号继电器32基于监测信号的接收情况,控制变速泵电机26运转启/停并对变速泵27的输出压力进行调节,从而调节变速泵27的输入功率;
需要说明的是,监测信号由各个监测传感装置传输至变速泵电机控制器25及电控信号继电器32,前述监测信号为:前进/后退档开关(S1)7对应的功能选项输出信号;以及附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13共六个对应的开/合信号。
本实施例中,如图1所示,液压泵电机控制器3电连接于液压泵电机2和前述的监测传感装置,液压泵电机2连接于液压泵1;基于前述结构,能够实现:根据预设的控制方法,液压泵电机控制器3基于接收到的监测信号,控制液压泵电机2的运转启/停及运转速度;
需要说明的是,监测信号由各个监测传感装置传输至液压泵电机控制器3,前述监测信号为:前进/后退档开关(S1)7对应的功能选项输出信号;以及附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13及液压系统压力开关(S8)14共七个对应的开/合信号。
本实施例中,对于前述“液压泵电机控制器3基于接收到的监测信号,控制液压泵电机2的运转启/停及运转速度”,需要说明的是:
对应的监测传感装置,针对前进/后退档开关(S1)7、附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13及液压系统压力开关(S8)14,进行实时监测;液压泵电机控制器3实时获取各个监测传感装置的监测信号;
对于当监测传感装置监测到前进/后退档开关(S1)7、附加装置油缸伸出压力开关(S2)8、附加装置油缸缩回压力开关(S3)9、动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13出现相应功能启动的情况时,液压泵电机控制器3启动液压泵电机2并对其运转速度进行调节;
对于液压系统压力开关(S8)14,当监测传感装置监测到液压系统压力开关(S8)14出现开合转换的情况时,液压泵电机控制器3对液压泵电机2的运转速度进行调节。
对于前述实施例一中所述的电动装载机运行系统,针对电动装载机运行系统中的行走变速系统、先导控制系统及工作液压系统,相应设置前进/后退档开关S1、附加装置油缸伸出压力开关S2、附加装置油缸缩回压力开关S3、动臂举升压力开关S4、动臂下降压力开关S5、铲斗收斗压力开关S6、铲斗翻斗压力开关S7、液压系统压力开关S8、变速控制开关S9及对应的监测传感装置,并基于对应的监测传感装置获取对应的监测信号;根据预设的控制方法,液压泵电机控制器、变速泵电机控制器、电控信号继电器以及对应于变速控制开关S9的监测传感装置通过接收预设的监测信号,对液压泵电机的转速、变速泵的输出压力及车速进行调节,以实现:在满足电动装载机使用工况的情况下,通过减小行走变速系统及工作液压系统的能耗,进而提高了整机运行效率,延长了整机续航能力。
实施例二
本实施例提出一种装载有前述电动装载机运行系统的电动装载机的控制方法,所述控制方法包括:
根据预设的液压泵电机控制方法,液压泵电机控制器3基于监测信号的接收情况,控制液压泵电机2的运转启/停及运转速度,以调节液压泵1的输入功率;
根据预设的变速泵电机控制方法,变速泵电机控制器25会同电控信号继电器32基于监测信号的接收情况,控制变速泵电机26运转启/停,并对变速泵27的输出压力进行调节,从而调节变速泵27的输入功率。
本实施例中,对于前述“控制液压泵电机2的运转启/停及运转速度,以调节液压泵1的输入功率”以及“控制变速泵电机26运转启/停,并对变速泵27的输出压力进行调节,从而调节变速泵27的输入功率”,需要说明的是:
在液压系统中,油泵对应的输入功率与油泵出口压力、油泵输出流量三者的关系如公式(1)至(5)所示:
N = P·Q / (ηt·61.2) (1)
Q = n·V·ηV /1000 (2)
将公式(2)代入公式(1):
N = P·n·V·ηV / (ηt·61200) (3)
设:
k=ηV / (ηt·61200) (4)
得到:
N = P·n·V·k (5)
其中:N为油泵输入功率,单位:kW;P为油泵出口压力,单位:MPa;Q为油泵输出流量,单位:l/min;n为油泵转速,单位:r/min;V为油泵排量,单位:ml/r;ηV为油泵容积效率;ηt为油泵系统总效率;k为油泵系统系数。
结合前述公式(1)至(5),可以得知,油泵输入功率N与油泵出口压力P及油泵输出流量Q成正比;而油泵输出流量Q又与油泵转速n及油泵排量V成正比;所以,油泵输入功率N与油泵出口压力P、油泵转速n、油泵排量V及油泵系统系数k成正比,见公式(5)。
例如:如果在油泵排量V一定的情况下(如:定量泵),油泵输入功率N与油泵出口压力P及油泵转速n成正比;
如果在同一作业工况下,例如:油泵出口压力P相同,油泵输入功率N只与油泵转速n成正比;即:图1中,在同一作业工况下,液压泵1的转速越高,液压泵1的输入功率就越大;因此,在满足正常工作的情况下,通过有效控制液压泵1的转速,来控制液压泵1的输出流量,从而有效控制液压泵1的输入功率,可以减少不必要的液压功率损失,降低能耗,提高工作液压系统运行效率;
例如:如果在油泵排量V一定的情况下(如:定量泵),油泵输入功率N与油泵出口压力P及油泵转速n成正比;
如果在油泵转速n不变的工况下,油泵输入功率N只与油泵出口压力P成正比;即:图1中,在变速泵27转速不变的工况下,变速泵27的出口压力越高,其输入功率就越大;因此,图1中,在先导控制系统不工作时,降低变速泵27的输出压力(P3=P1),仅满足行走变速系统的工作压力即可,而在先导控制系统工作时,提高变速泵27的输出压力(P3=P1+P2),保证先导控制系统的正常工作,从而可有效地控制变速泵27的输入功率,以减少行走变速系统不必要的功率损失,降低能耗,提高系统的运行效率。
本实施例中,对于前述“根据预设的变速泵电机控制方法,变速泵电机控制器25会同电控信号继电器32基于监测信号的接收情况,控制变速泵电机26运转启/停,并对变速泵27的输出压力进行调节”,需要说明的是:
X1)当相应的监测传感装置监测到:未触发前进/后退档开关(S1)7时,变速泵电机控制器25不驱动变速泵电机26工作,变速泵27处于静止状态;
X2)当相应的监测传感装置监测到:触发图1中前进/后退档开关(S1)7时,变速泵电机控制器25接收到k1控制信号,驱动变速泵电机26启动并以速度nb运转;因电控信号继电器32没有接收到控制信号,背压控制电磁阀30不工作,背压阀29两端处于短路状态,这时变速泵27的输出压力P3=P1;变速泵电机26驱动变速泵27为行走变速系统提供满足动力换档变速箱37正常换档需求的压力油;
X3)在前进/后退档开关(S1)7已经触发的情况下(已接收到k1控制信号),当相应的监测传感装置监测到:触发图1中动臂举升压力开关(S4)10、动臂下降压力开关(S5)11、铲斗收斗压力开关(S6)12、铲斗翻斗压力开关(S7)13、附加装置油缸伸出压力开关(S2)8及附加装置油缸缩回压力开关(S3)9中任何一个或几个压力开关时,电控信号继电器32接收到k7控制信号,启动背压控制电磁阀30工作,断开油路,背压阀29接入系统中,这时变速泵27的输出压力P3=P1+P2;使先导控制压力由P1升高到P3(P1+P2),变速泵27为先导控制系统提供能够满足正常工作需求的先导压力油。
对于前述X1)至X3),需要说明的是,变速泵27的运转速度nb的具体数值,根据具体工况进行预先调整,不做具体限定;图1中P1为动力换档变速箱37的换档工作压力,由变速压力溢流阀33设定,P2为背压阀29的设定压力(背压阀进出油口压差),P3为先导控制系统的先导工作压力,其中,P3=P1+P2;以上压力值可根据具体系统进行设置,不做具体限定。
本实施例中,对于“根据预设的液压泵电机控制方法,液压泵电机控制器3基于监测信号的接收情况,控制液压泵电机2的运转启/停及运转速度”,需要说明的是:
Y1)当相应的监测传感装置监测到:未触发前进/后退档开关(S1)7时,液压泵电机控制器3不驱动液压泵电机2工作,液压泵1处于静止状态;
Y2)当相应的监测传感装置监测到:触发前进/后退档开关(S1)7时,液压泵电机控制器3接收到k1控制信号,驱动液压泵电机2启动并以速度n1运转,液压泵电机2驱动液压泵1为液压系统提供能够保证正常行驶转向需求的流量;电动装载机操作人员通过踏下行走加速踏板,驱动电动装载机开始前进/后退以低速档工况行走;当电动装载机操作人员转动方向盘时,负荷传感转向器21通过传感控制油路向优先阀27发出油量需求信号,液压系统油量流向转向油缸20实现整机转向;另外,当操作人员操作变速控制开关(S9)35工作时,启动变速控制电磁阀34工作,动力换档变速箱37的高速档离合器结合,车辆变为高速档工况行走;
Y3)在前进/后退档开关(S1)7已经触发的情况下(已接收到k1控制信号),当相应的监测传感装置监测到:触发图1中附加装置油缸伸出压力开关(S2)8或附加装置油缸缩回压力开关(S3)9时,液压泵电机控制器3接收到k2控制信号,驱动液压泵电机2由速度n1转为速度n2运转,为附加装置油缸伸出或缩回提供需要的流量,致使整机实现附加装置正常工作;
Y4)在前进/后退档开关(S1)7已经触发的情况下(已接收到k1控制信号),当相应的监测传感装置监测到:触发图1中铲斗收斗压力开关(S6)12或铲斗翻斗压力开关(S7)13时,液压泵电机控制器3接收到k3控制信号,驱动液压泵电机2由速度n1转为速度n3运转,为铲斗的收斗或翻斗提供适中的流量,致使整机实现铲斗的收斗或翻斗;
Y5)在前进/后退档开关(S1)7已经触发的情况下(已接收到k1控制信号),当相应的监测传感装置监测到:触发图1中动臂下降压力开关(S5)11时,液压泵电机控制器3接收到k4控制信号,驱动液压泵电机2由速度n1转为速度n4运转,以便为动臂的快速下降提供适量流量,致使整机实现动臂的快速下降;
Y6)在前进/后退档开关(S1)7已经触发的情况下(已接收到k1控制信号),当相应的监测传感装置监测到:触发图1中动臂举升压力开关(S4)10时,液压泵电机控制器3接收到k5控制信号,驱动液压泵电机2由速度n1转为速度n5运转,以便为动臂的快速举升提供最大流量,致使整机实现动臂的快速举升;
Y7)在前进/后退档开关(S1)已经触发的情况下(已接收到k1控制信号),当相应的监测传感装置监测到:由于液压系统压力升高,例如溢流阀开启,进而触发图1中液压系统压力开关(S8)14时,液压泵电机控制器3接收到k6控制信号,此时不管液压泵电机2在哪个工况下运转,将强制驱动其以速度n6运转,以减小液压系统流量,降低液压系统能耗,减少系统发热。
针对前述Y1)至Y7),需要说明的是,液压泵电机2的运转速度n1处于第一区间[A,B);运转速度n2、n3、n4、n6处于第二区间[B,C);运转速度n5处于第三区间[C,D];其中,A<B<C<D;第一至第三区间为预设的液压泵电机2运转速度区间;
针对前述Y1)至Y7),还需要说明的是,液压泵电机2的运转速度n1、n2、n3、n4、n5、n6为:针对对应的运转速度区间,进行预设的运转速度。
本实施例中,对于前述A、B、C、D的具体数值,根据具体工况进行预先调整,不做具体限定;
对于前述n1、n2、n3、n4、n5、n6的具体数值,根据具体工况进行预先调整,不做具体限定。
本实施例中,需要说明的是,当液压泵电机控制器3同时接收到多个监测信号时,液压泵电机控制器3驱动液压泵电机2,以优先级最高的运转速度进行运转;其中,优先级最高的为n6,其次为:n1、n2、n3、n4、n5在运行的速度段中的最高运行速度。
本实施例中,需要说明的是,为了保证前进/后退换档瞬间行走变速系统、工作液压系统能够正常工作,需要满足以下两点:
第一点、变速泵电机控制器25在控制信号k1断开后,应使变速泵电机26继续按nb转速延时运转t秒后再停止工作;
第二点、液压泵电机控制器3在控制信号k1断开后,如果没有其他控制信号输入,应使液压泵电机2继续按n1转速延时运转t秒后再停止工作。
本实施例中,需要说明的是,图1中,P为工作液压系统溢流阀开启压力;其压力值可根据具体系统进行设置,不做具体限定。
本实施例中,需要说明的是,图1中,先导控制系统的压力开关S2、S3、S4、S5、S6及S7的开启压力,均应小于液控多路分配阀换向工作时的最小启动控制压力;以及,图1中,液压系统压力开关(S8)14的开启压力应不大于液压系统溢流阀开启压力P。
对于前述电动装载机运行系统的电动装载机的控制方法,还需要说明的是:
系统中,电动装载机开机通电,未挂前进/后退档(空档位置)时,变速泵电机26、液压泵电机2不工作,车辆处于静止状态;
系统中,当开机通电后,车辆挂上前进/后退档,未操作任何先导控制手柄(工作装置不工作)时,车辆静止,变速泵电机26启动运转,变速泵27的出口压力P3=P1,为动力换档变速箱37提供换档工作压力油,动力换档变速箱37的低速档离合器结合,车辆处于低速档工况;同时,液压泵电机2启动,并以n1速度运转,为工作液压系统提供保证正常行驶转向需求的流量;操作人员通过踏下行走加速踏板,驱动电动装载机开始前进/后退以低速档工况行走;当操作人员转动方向盘时,液压系统油量流向转向油缸20实现整机转向;另外,当操作人员操作变速控制开关(S9)35工作时,动力换档变速箱37的高速档离合器结合,车辆变为高速档工况行走;
系统中,开机通电,当车辆挂上前进/后退档后,如果操作先导控制手柄进行铲装作业工作时,如动臂举升:首先,动臂举升压力开关(S4)10接通,电控信号继电器32接收到控制信号k7,启动背压控制电磁阀30工作,这时变速泵27的输出压力P3=P1+P2,为先导控制系统提供能够满足正常工作需求的先导控制压力油;同时,液压泵电机控制器3接收到控制信号k5,驱动液压泵电机2由速度n1转为速度n5运转,为动臂的快速举升提供最大流量,致使整机实现动臂的快速举升;
系统中,行走变速系统与工作液压系统中的先导控制系统,共用一个变速泵26供油,通过系统中的背压阀总成31控制其输出工作压力,工作液压系统不工作时,只提供满足动力换档变速箱37工作需要的压力油,在工作液压系统工作时,提供满足先导控制系统工作时所需的压力油;
系统中,转向液压系统与工作液压系统,共用一个液压泵1供油,整机不转向时,液压泵1油液几乎全部通过优先阀22流向工作液压系统;整机转向时,优先阀22获得负荷传感转向器21的动态反馈信号,优先供给转向液压系统所需流量,其余的流量到工作液压系统中。
系统中,根据预设的液压泵电机控制方法,液压泵电机控制器3基于监测信号的接收情况,启动液压泵电机2并对其运转速度进行调节,以调节液压泵1的输入功率;
系统中,根据预设的变速泵电机控制方法,变速泵电机控制器25会同电控信号继电器32基于监测信号的接收情况,启动变速泵电机26运转并对变速泵27的输出压力进行调节,从而调节变速泵27的输入功率。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。词语第一、第二、第三等的使用,仅是为了表述方便,而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外,需要说明的是,在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述,是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也应该包含这些修改和变型在内。
Claims (9)
1.一种电动装载机运行系统,所述运行系统包括行走变速系统、先导控制系统及工作液压系统,其特征在于:
所述运行系统中,电动装载机的前进、后退档操作装置上安装有前进/后退档开关S1;附加装置油缸伸出先导阀到液控多路分配阀附加装置联上对应的控制管路上安装有附加装置油缸伸出压力开关S2;附加装置油缸缩回先导阀到液控多路分配阀附加装置联上对应的控制管路上安装有附加装置油缸缩回压力开关S3;动臂油缸举升先导阀到液控多路分配阀动臂联上对应的控制管路上安装有动臂举升压力开关S4;动臂油缸下降先导阀到液控多路分配阀动臂联上对应的控制管路上安装有动臂下降压力开关S5;铲斗油缸收斗先导阀到液控多路分配阀铲斗联上对应的控制管路上安装有铲斗收斗压力开关S6;铲斗油缸翻斗先导阀到液控多路分配阀铲斗联上对应的控制管路上安装有铲斗翻斗压力开关S7;液控多路分配阀与优先阀二者的连接管路上安装有液压系统压力开关S8;变速控制开关S9电连接于变速控制电磁阀;
前述开关S1至S9分别设有对应的监测传感装置,基于对应的监测传感装置获取对应的监测信号;
根据预设的控制方法,液压泵电机控制器、变速泵电机控制器、电控信号继电器以及对应于变速控制开关S9的监测传感装置通过接收预设的监测信号,对液压泵电机的转速、变速泵的输出压力及车速进行调节。
2.根据权利要求1所述的运行系统,其特征在于,
前进/后退档开关S1对应的监测传感装置,用于监测对应功能选项;
附加装置油缸伸出压力开关S2、附加装置油缸缩回压力开关S3、动臂举升压力开关S4、动臂下降压力开关S5、铲斗收斗压力开关S6、铲斗翻斗压力开关S7所对应的监测传感装置,用于基于先导控制压力开关预设值,对先导控制压力开关的开/合进行监测;
液压系统压力开关S8对应的监测传感装置,用于基于液压系统压力开关预设值,对液压系统压力开关的开/合进行监测;
变速控制开关S9对应的监测传感装置,用于监测对应功能选项。
3.根据权利要求1所述的运行系统,其特征在于,
液压泵电机控制器通过接收S1至S8八个开关对应的监测信号,控制液压泵电机的运转启/停及运转速度;
变速泵电机控制器通过接收S1至S7七个开关对应的监测信号,控制变速泵电机运转启/停;
电控信号继电器通过接收S2至S7六个开关对应的监测信号,控制背压控制电磁阀工作启/停,以调节变速泵的输出压力;
对应于变速控制开关S9的监测传感装置基于开关S9对应的监测信号,控制变速控制电磁阀工作启/停,以对动力换档变速箱进行高低速切换。
4.根据权利要求3所述的运行系统,其特征在于,控制方法包括:
若未监测到触发开关S1,液压泵电机控制器不驱动液压泵电机工作,变速泵电机控制器不驱动变速泵电机工作;
当监测到触发开关S1时,液压泵电机控制器驱动液压泵电机启动并以速度n1运转,同时变速泵电机控制器驱动变速泵电机启动并以预设速度nb运转。
5.根据权利要求4所述的运行系统,其特征在于,控制方法包括:
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S2或开关S3,则液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n2运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2);
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S6或开关S7,则液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n3运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2);
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S5,液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n4运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2);
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S4,液压泵电机控制器驱动液压泵电机由速度n1转为速度n5运转,同时电控信号继电器驱动背压控制电磁阀工作,致使变速泵输出压力由P1升高至P3(P1+P2)。
6.根据权利要求4所述的运行系统,其特征在于,控制方法还包括:
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S8,则液压泵电机控制器将驱动液压泵电机以速度n6运转;
当监测到已触发开关S1的同时,监测到触发开关S9,则启动变速控制电磁阀工作,致使动力换档变速箱由低速档位切换至高速档位。
7.根据权利要求4至6中任一所述的运行系统,其特征在于,
液压泵电机的运转速度n1处于第一区间[A,B);运转速度n2、n3、n4、n6处于第二区间[B,C);运转速度n5处于第三区间[C,D];其中,A<B<C<D;
其中,第一至第三区间为预设的液压泵电机运转速度区间;n1、n2、n3、n4、n5、n6为:针对对应的运转速度区间,进行预设的运转速度。
8.根据权利要求4至6中任一所述的运行系统,其特征在于,
当液压泵电机控制器同时接收到多个监测信号时,液压泵电机控制器驱动液压泵电机,以优先级最高的运转速度进行运转;
其中,优先级最高的为n6,其次为:n1、n2、n3、n4、n5在运行的速度段中的最高运行速度。
9.根据权利要求4至6中任一所述的运行系统,其特征在于,
P1为动力换档变速箱的换档工作压力,P2为背压阀的设定压力,P3为先导控制系统的先导工作压力;其中,P3=P1+P2;
以及,开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6及开关S7的开启压力,均小于液控多路分配阀换向工作时的最小启动控制压力;开关S8的开启压力,不大于液压系统溢流阀开启压力P。
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