主动式铲运机恒功率作业控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械的液压控制技术领域，尤其是涉及一种主动式铲运机恒功率作业控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]主动式铲运机是一种集挖土、运土、卸土、推土等多功能于一体的工程机械，在基础设施建设领域应用较为广泛。
[0003]主动式铲运机通过设备自身与地面的粘着力来提供铲掘力。通过调节升降油缸的伸出缩回可以控制铲斗的切入角，铲斗切入角大则切削深度大，所需的铲掘力也大，铲斗切入角小则切削深度小，所需的铲掘力小。对铲斗铲掘力进行控制能使发动机的功率得到充分利用，输出功率相对稳定，不但具有较高的作业效率，而且还能使相关部件工作在理想状态，进而提高其可靠性和使用寿命。目前的作业方式是通过计算不同切入角(即不同的切削层厚度)对应的铲掘力来控制升降油缸行程，从而控制铲斗的铲掘力。然而在实际情况中，土壤的切削阻力是不均匀的，等厚度切削并不是恒定的切削阻力，如在土壤中含有较大孤石时会引起切削力的巨大变化，从而使发动机输出功率也发生很大的变化，突然的过载不但对机械结构不利也会恶化排放，而突然的卸载不但降低了作业效率，也可能导致发动机飞车等事故发生。因此，稳定发动机的负载使其获得恒功率输出是本领域技术人员需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种主动式铲运机恒功率作业控制系统及控制方法，从而提高主动式铲运机的作业效率，提高主动式铲运机的可靠性和使用寿命。
[0005]为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种主动式铲运机恒功率作业控制系统，它包括控制器，分别检测主动式铲运机两侧行走液压马达工作压力的第一压力传感器和第二压力传感器，液压栗，三位四通比例换向阀或伺服阀，用于调节主动式铲运机铲斗切入角的第一升降油缸和第二升降油缸;所述控制器的输入端与第一压力传感器和第二压力传感器连接;控制器的输出端与所述三位四通比例换向阀或伺服阀的控制端连接;所述液压栗的压力油出口通过油管与所述三位四通比例换向阀或伺服阀的进油口连接;所述三位四通比例换向阀或伺服阀的第一工作油口通过油管分别与第一升降油缸和第二升降油缸的无杆腔连接;所述三位四通比例换向阀或伺服阀的第二工作油口通过油管分别与第一升降油缸和第二升降油缸的有杆腔连接。
[0006]为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种主动式铲运机恒功率作业控制方法，第一压力传感器和第二压力传感器分别实时检测主动式铲运机两侧行走液压马达的工作压力，并将实时检测数据输入控制器;所述控制器将第一压力传感器和第二压力传感器输入的实时检测数据与设定工作压力进行比较；当检测的实时工作压力低于设定工作压力时，控制器向控制主动式铲运机铲斗升降的第一升降油缸和第二升降油缸的液压回路发出控制指令，通过调节第一升降油缸和第二升降油缸使铲斗的切削深度增大；当检测的实时工作压力高于设定工作压力时，控制器向控制主动式铲运机铲斗升降的第一升降油缸和第二升降油缸的液压回路发出控制指令，通过调节第一升降油缸和第二升降油缸使铲斗的切削深度减小。
[0007]作为进一步改进技术方案，本发明提供的主动式铲运机恒功率作业控制方法，所述设定工作压力低于主动式铲运机履带打滑时两侧行走液压马达的工作压力，即主动式铲运机任何时刻两侧行走液压马达的工作压力都低于提供极限粘着力情况下的工作压力。这样能保证主动式铲运机一直处于恒功率作业状态，从而具有最高的作业效率。
[0008]本发明提供的主动式铲运机恒功率作业控制系统及控制方法，第一压力传感器和第二压力传感器分别实时检测主动式铲运机两侧行走液压马达的工作压力并将实时检测数据输入控制器;控制器将输入的实时检测数据与设定工作压力进行比较；当主动式铲运机的铲掘负载力减小，铲运机行走阻力减小时，检测的实时工作压力低于设定工作压力，此时，控制器发出指令，使铲斗的切削深度增大，使铲掘力增加；当主动式铲运机的铲掘负载力增大，铲运机行走阻力增大时，检测的实时工作压力高于设定工作压力时，此时，控制器发出指令，使铲斗的切削深度减小，使铲掘力减小。整过控制过程采用闭环控制，使两侧行走液压马达的工作压力恒定，这样能使发动机的功率得到充分利用，不但具有最高的作业效率，而且还能使相关部件工作在理想状态，进而提高其可靠性和使用寿命;发动机处于恒定负荷工况，还可降低能耗，减少排放量。
【附图说明】
[0009]附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是实施例主动式铲运机恒功率作业控制系统原理图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细说明。
[0011]如图1所示的主动式铲运机恒功率作业控制系统，包括控制器I，分别检测主动式铲运机两侧行走液压马达工作压力的第一压力传感器2和第二压力传感器3，液压栗4，三位四通比例换向阀5，用于调节主动式铲运机铲斗切入角的第一升降油缸6和第二升降油缸7;控制器I的输入端与第一压力传感器2和第二压力传感器3相连;控制器I的输出端与所述三位四通比例换向阀5的控制端相连;液压栗4的压力油出口通过油管与三位四通比例换向阀5的P 口连接;三位四通比例换向阀5的A 口通过油管分别与第一升降油缸6和第二升降油缸7的无杆腔连接;三位四通比例换向阀5的B 口通过油管分别与第一升降油缸6和第二升降油缸7的有杆腔连接。
[0012]工作原理:第一压力传感器2和第二压力传感器3分别实时检测主动式铲运机两侧行走液压马达的工作压力并将实时检测数据输入控制器I;控制器I将第一压力传感器2和第二压力传感器3输入的实时检测数据与设定工作压力进行比较；当主动式铲运机的铲掘负载力减小，铲运机行走阻力减小时，检测的实时工作压力低于设定工作压力，此时，控制器I向三位四通比例换向阀5发出指令，三位四通比例换向阀5右位导通，第一升降油缸6和第二升降油缸7的有杆腔进油，无杆腔回油，第一升降油缸6和第二升降油缸7缩回，使铲斗的切削深度增大，使铲掘力增加；当主动式铲运机的铲掘负载力增大，铲运机行走阻力增大时，检测的实时工作压力高于设定工作压力时，此时，控制器I向三位四通比例换向阀5发出指令，三位四通比例换向阀5左位导通，第一升降油缸6和第二升降油缸7的无杆腔进油，有杆腔回油，第一升降油缸6和第二升降油缸7伸出，使铲斗的切削深度减小，使铲掘力减小。整过控制过程采用闭环控制。对铲斗铲掘力进行控制能使发动机的功率得到充分利用，不但具有最高的作业效率，而且还能使相关部件工作在理想状态，进而提高其可靠性和使用寿命;发动机处于恒定负荷工况，可降低能耗和减少排放。
[0013]驱动功率的较佳值应略低于履带处于临界打滑状态时的驱动功率，通常设定工作压力略低于主动式铲运机履带提供最大静摩擦力时主动式铲运机两侧行走液压马达的工作压力，即略低于主动式铲运机提供与地面的极限粘着力时两侧行走液压马达的工作压力，这样主动式铲运机在任何铲掘作业条件下，都能按设定的恒功率输出特性工作，从而具有较高的输出功率和最高的作业效率。
[0014]显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种主动式铲运机恒功率作业控制系统，包括控制器(I)，分别检测主动式铲运机两侧行走液压马达的工作压力的第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)，液压栗(4)，三位四通比例换向阀或伺服阀(5)，用于调节主动式铲运机铲斗切入角的第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)，其特征在于:所述控制器(I)的输入端与第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)连接;控制器(I)的输出端与所述三位四通比例换向阀或伺服阀(5)的控制端连接；所述液压栗(4)的压力油出口通过油管与所述三位四通比例换向阀或伺服阀(5)的进油口(P)连接;所述三位四通比例换向阀或伺服阀(5)的第一工作油口(A)通过油管分别与第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的无杆腔连接;所述三位四通比例换向阀或伺服阀(5)的第二工作油口(B)通过油管分别与第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的有杆腔连接。2.一种主动式铲运机恒功率作业控制方法，其特征在于:第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)分别实时检测主动式铲运机两侧行走液压马达的工作压力，并将实时检测数据输入控制器(I);所述控制器(I)将第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)输入的实时检测数据与设定工作压力进行比较；当检测的实时工作压力低于设定工作压力时，控制器(I)向控制主动式铲运机铲斗升降的第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的液压回路发出控制指令，通过调节第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)使铲斗的切削深度增大；当检测的实时工作压力高于设定工作压力时，控制器(I)向控制主动式铲运机铲斗升降的第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)的液压回路发出控制指令，通过调节第一升降油缸(6)和第二升降油缸(7)使铲斗的切削深度减小。3.根据权利要求2所述的主动式铲运机恒功率作业控制方法，其特征在于:所述设定工作压力低于主动式铲运机履带打滑时两侧行走液压马达的工作压力，即主动式铲运机任何时刻两侧行走液压马达的工作压力都低于提供极限粘着力情况下的工作压力。
【专利摘要】一种主动式铲运机恒功率作业控制系统及控制方法，包括控制器（1），检测主动式铲运机两侧行走液压马达工作压力的第一压力传感器（2）和第二压力传感器（3），液压泵（4），比例换向阀或伺服阀（5），用于调节主动式铲运机铲斗切入角的第一升降油缸（6）和第二升降油缸（7）；压力传感器实时检测驱动系统的工作压力并将实时检测数据输入控制器（1）；控制器（1）将输入的实时检测数据与设定工作压力进行比较；当实时工作压力低于设定值时，控制器（1）发出控制指令，通过调节两升降油缸使铲斗的切削深度增大；当检测的实时工作压力高于设定值时，控制器（1）发出控制指令，通过调节两升降油缸使铲斗的切削深度减小。
【IPC分类】E02F9/22
【公开号】CN105544644
【申请号】CN201511013554
【发明人】常斌, 胡军科, 王威明
【申请人】湖南瑞龙重工科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月31日