CN202359604U - 挖掘机散热系统的节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种挖掘机散热系统的节能控制系统，属于工程机械散热系统的节能控制技术领域，包括冷却水散热马达、液压油散热马达、液压主泵一、二电比例阀、散热泵电比例阀、散热泵、主泵一、主泵二、分动箱、发动机、多功能电子监控器、液压油温传感器、主泵一压力传感器、主泵二压力传感器、油门旋钮、主控制器、动臂起压力传感器、斗杆收压力传感器、铲斗收压力传感器、液压油散热器、液压油散风扇、冷却水散热器和冷却水散风扇。有益效果是在有效降低油耗的同时，使挖掘机的发动机输出功率与主泵功率和独立散热泵功率匹配达到最佳，实现自适应控制，降低噪音，提高系统操作的平稳性和工作效率。

Description

挖掘机散热系统的节能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种工程机械领域散热系统的节能控制系统，具体是一种挖掘机散热系统的节能控制系统，属于工程机械散热系统的节能控制技术领域。

背景技术

目前国内履带挖掘机散热系统包括冷却水散热系统和液压油散热系统两部分，通常都采用发动机直接驱动散热风扇进行散热，而散热风扇的转速、功率、驱动力矩与发动机的转速大小直接相关，安装位置也受到限制，从而造成低速大负载作业时散热能力不够使整机工作温度过高、油耗高、振动大、噪音高等主要问题。

现有国内挖掘机功率自适应节能控制技术中，国内工程机械产品特别是挖掘机，其散热系统少有采用完全独立散热。考虑挖掘机不同的作业工况，在高温环境下挖掘机作业时需要最大散热能力，散热功率较大；而在低温环境下作业只需要较小功率散热，甚至不需要散热，此时的散热泵功率需要较小。因此，对配置独立散热系统的挖掘机，除考虑整机发动机输出功率满足液压系统正常作业需要的功率外，依据在各种环境温度不同的情况下、独立散热系统功率大小不同需要、作业负载的不同变化，时时调整发动机的输出功率与液压主泵功率和独立散热泵功率匹配，使其达到最佳，从而大大提高挖掘机作业效率及性能、散热性能最佳；降低整机油耗、噪音及振动，优化整机的各种性能指标。针对挖掘机独立散热系统的功率自适应节能控制技术国内还是空白状态，所以，需求一种挖掘机独立散热系统的功率自适应节能控制方法，结合电子控制系统对液压主泵和发动机功率匹配节能控制技术，使挖掘机的节能效果及工作效率达到最佳，智能化程度高，满足市场需要。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种挖掘机散热系统的节能控制系统，在有效降低油耗的同时，使挖掘机的发动机输出功率与主泵功率和独立散热泵的功率匹配达到最佳，实现自适应控制，降低噪音，提高系统操作的平稳性和工作效率的目的。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种挖掘机散热系统的节能控制系统，包括冷却水散热马达、液压油散热马达、液压主泵一、二电比例阀、散热泵电比例阀、散热泵、主泵一、主泵二、分动箱、发动机、多功能电子监控器、液压油温传感器、主泵一压力传感器、主泵二压力传感器、油门旋钮、主控制器、动臂起压力传感器、斗杆收压力传感器、铲斗收压力传感器、液压油散热器、液压油散风扇、冷却水散热器和冷却水散风扇，主控制器与多功能电子监控器和发动机内部的发动机ECU控制器之间通过CAN总线连接，其中主控制器的CANH端口与发动机ECU控制器的CANH端口和多功能电子监控器的 CANH端口相连，主控制器的CANL端口与发动机ECU控制器的CANL端口、多功能电子监控器的CANL端口相连。

主控制器的模拟量输入口1、输入口2、输入口3、输入口4、输入口5、输入口6和输入口7与电源及地线GND，分别对应连接油门旋钮、液压油温传感器、主泵二压力传感器、主泵一压力传感器、动臂起压力传感器、斗杆收压力传感器和铲斗收压力传感器，由主控制器提供电源+5V和地线GND。 

主控制器的控制输出端口2和输出端口1分别与主泵一、二电比例减压阀和散热泵电比例减压阀连接。

散热泵、主泵一和主泵二通过分动箱与发动机连接。

散热泵通过油路与冷却水散热马达和液压油散热马达连接。

冷却水散热马达和液压油散热马达分别与冷却水散风扇和液压油散风扇连接。

冷却水散风扇和液压油散风扇分别与冷却水散热器和液压油散热器连接。

本实用新型的有益效果是：在有效降低油耗的同时，使挖掘机的发动机输出功率与主泵功率和独立散热泵功率匹配达到最佳，实现自适应控制，降低噪音，提高系统操作的平稳性和工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的控制系统结构示意图。

图中：1、冷却水散热马达，2、液压油散热马达，3、液压主泵一、二电比例阀，4、散热泵电比例阀，5、散热泵，6、主泵一，7、主泵二，8、分动箱，9、发动机，10、发动机EUC控制器，11、多功能电子监控器，12、液压油温传感器，13、主泵一压力传感器，14、主泵二压力传感器，15、油门旋钮，16、主控制器，17、动臂起压力传感器，18、斗杆收压力传感器，19、铲斗收压力传感器，20、液压油散热器，21、液压油散风扇，22、冷却水散热器，23、冷却水散风扇。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种挖掘机散热系统的节能控制系统，包括冷却水散热马达1、液压油散热马达2、液压主泵一、二电比例阀3、散热泵电比例阀4、散热泵5、主泵一6、主泵二7、分动箱8、发动机9、多功能电子监控器11、液压油温传感器12、主泵一压力传感器13、主泵二压力传感器14、油门旋钮15、主控制器16、动臂起压力传感器17、斗杆收压力传感器18、铲斗收压力传感器19、液压油散热器20、液压油散风扇21、冷却水散热器22和冷却水散风扇23，主控制器16与多功能电子监控器11和发动机9内部的发动机ECU控制器10之间通过CAN总线连接，其中主控制器16的CANH端口与发动机ECU控制器10的CANH端口和多功能电子监控器11的 CANH端口相连，主控制器16的CANL端口与发动机ECU控制器10的CANL端口、多功能电子监控器11的CANL端口相连。

主控制器16的模拟量输入口1、输入口2、输入口3、输入口4、输入口5、输入口6和输入口7与电源及地线GND，分别对应连接油门旋钮15、液压油温传感器12、主泵二压力传感器14、主泵一压力传感器13、动臂起压力传感器17、斗杆收压力传感器18和铲斗收压力传感器19，由主控制器16提供电源+5V和地线GND。 

主控制器16的控制输出端口2和输出端口1分别与主泵一、二电比例减压阀3和散热泵电比例减压阀4连接。

散热泵5、主泵一6和主泵二7通过分动箱8与发动机9连接。

散热泵5通过油路与冷却水散热马达1和液压油散热马达2连接。

冷却水散热马达1和液压油散热马达2分别与冷却水散风扇23和液压油散风扇21连接。

冷却水散风扇23和液压油散风扇21分别与冷却水散热器22和液压油散热器20连接。

本实用新型的工作过程是：发动机9启动后，通过多功能电子监控器11选择功率模式，主控制器16通过CAN总线读入此信号；设定各功率模式下发动机9空载时设定的最高转速值；操作油门旋钮15，设定发动机9的转速工作位置，主控制器16输入端口1采集到此输入信号；经过运算，主控制器16通过与发动机ECU控制器10之间的CAN总线接口，按照J1939通讯协议，发送油门旋钮15对应的油门开度百分比数值，从而控制发动机9的转速；同时主控制器16通过输出端口2，对应油门旋钮15的最低空载怠速到最高空载怠速位置，预先设定主泵一6和主泵二7电流值，调整主泵一6和主泵二7的斜盘角，改变主泵一6和主泵二7的排量；通过主控制器16的输出端口1，输出占空比的脉宽调制PWM信号电流值为0mA，调整散热泵5的斜盘角，使其排量达到最大，即散热泵5的功率最大，此目的在于起到安全保护作用；通过发动机9驱动各泵工作，主泵一6和主泵二7通过各油路实现液压系统各种作业功能，散热泵5通过油路驱动冷却水散热马达1和液压油散热马达2分别带动冷却水散风扇23、液压油散风扇21，实现液压油散热器20和冷却水散热器22的散热功能，从而实现独立散热。

    挖掘机开始作业，主控制器16通过CAN总线读入发动机9的冷却水温、进气温度，通过输入口2读入液压油温，液压油温通过液压油温传感器12采集；进行逻辑判断后，主控制器16根据各种散热条件下所需的散热功率比较多少判断，即散热泵5实际需要的功率与散热泵5的最大功率相比的剩余功率，继而在预先设置的主泵一6和主泵二7的功率基础上，调整主泵一6和主泵二7的功率大小，提高整机作业效率；

综上所述，通过主控制器16控制各泵的流量分配，并有效利用发动机9的动力，使分配到主泵一6、主泵二7和散热泵5的泵功率总和不超过发动机9的输出功率。

充分利用发动机9的输出功率，将独立散热系统与挖掘机作业系统的功率控制融合在一起统筹考虑，首先热平衡系统冷却效率高可使发动机9工作在恒温状态，有效减少发动机9的磨损；其次噪音低、环保效果及环境适应性好，可提高挖掘机的可靠性，延长使用寿命；而且同时提高了整机的作业效率，使得油耗显著降低、节能效果更佳。

Claims (7)

1.一种挖掘机散热系统的节能控制系统，包括冷却水散热马达（1）、液压油散热马达（2）、液压主泵一、二电比例阀（3）、散热泵电比例阀（4）、散热泵（5）、主泵一（6）、主泵二（7）、分动箱（8）、发动机（9）、多功能电子监控器（11）、液压油温传感器（12）、主泵一压力传感器（13）、主泵二压力传感器（14）、油门旋钮（15）、主控制器（16）、动臂起压力传感器（17）、斗杆收压力传感器（18）、铲斗收压力传感器（19）、液压油散热器（20）、液压油散风扇（21）、冷却水散热器（22）和冷却水散风扇（23），其特征在于，主控制器（16）与多功能电子监控器（11）和发动机ECU控制器（10）之间通过CAN总线连接，其中主控制器（16）的CANH端口与发动机ECU控制器（10）的CANH端口和多功能电子监控器（11）的 CANH端口相连，主控制器（16）的CANL端口与发动机ECU控制器（10）的CANL端口、多功能电子监控器（11）的CANL端口相连。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机散热系统的节能控制系统，其特征在于，主控制器（16）的模拟量输入口1、输入口2、输入口3、输入口4、输入口5、输入口6和输入口7与电源及地线GND，分别对应连接油门旋钮（15）、液压油温传感器（12）、主泵二压力传感器（14）、主泵一压力传感器（13）、动臂起压力传感器（17）、斗杆收压力传感器（18）和铲斗收压力传感器（19），由主控制器（16）提供电源+5V和地线GND。

3.根据权利要求1或2所述的一种挖掘机散热系统的节能控制系统，其特征在于，主控制器（16）的控制输出端口2和输出端口1分别与主泵一、二电比例减压阀（3）和散热泵电比例减压阀（4）连接。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机散热系统的节能控制系统，其特征在于，散热泵（5）、主泵一（6）和主泵二（7）通过分动箱（8）与发动机（9）连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种挖掘机散热系统的节能控制系统，其特征在于，散热泵（5）通过油路与冷却水散热马达（1）和液压油散热马达（2）连接。

6.根据权利要求5所述的一种挖掘机散热系统的节能控制系统，其特征在于，冷却水散热马达（1）和液压油散热马达（2）分别与冷却水散风扇（23）和液压油散风扇（21）连接。

7.根据权利要求6所述的一种挖掘机散热系统的节能控制系统，其特征在于，冷却水散风扇（23）和液压油散风扇（21）分别与冷却水散热器（22）和液压油散热器（20）连接。

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