铲运机功率加载控制系统的制作方法

1.本实用新型属于矿山机械设备技术领域，更具体地说，涉及铲运机功率加载控制系统。


背景技术：

2.随着近年来全世界矿山行业对员工生产安全第一的理念不断地发展，对地下无轨设备的排放要求越来越高，避免井下工作人员吸入大量的发动机尾气中的氮氧化物，欧洲有相应的欧五发动机排放标准，我国有相应的国四标准。美国有自己的epa标准体系。一些美国的矿山也会采购一些采用欧五发动机的矿用设备。
3.但铲运机欧五发动机的标准主要界定发动机正常工作时的尾气处理情况，一般怠速情况下的尾气处理不在标准范围内。所以当美国的矿山企业购买欧五发动机配置的铲运机时，会出现在怠速情况下，发动机的尾气后处理系统因为发动机负载较低而没有启动。如果在某个工况需要发动机长时间怠速运转，尾气不经过后处理系统处理，就会导致空气中的氮氧化物会超过美国地下矿山的标准，矿工身上的随身报警器会发出警告，按照美国法规此时矿工会立刻升井，从而因停工对矿山企业生产造成巨大损失。
4.综上所述，如何克服现有铲运机在怠速运转的情况下尾气后处理装置不能正常工作的不足，是现有技术中亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.1.实用新型要解决的技术问题
6.本实用新型克服现有铲运机在怠速运转的情况下尾气后处理装置不能正常工作的不足，提供一种铲运机功率加载控制系统，当发动机怠速运转时，该系统自动对发动机进行功率加载，使功率上升到可以使尾气后处理装置打开，当发动机正常速度运转时，该系统自动停止工作，不再为发动机加载，不会造成额外的功率消耗，且功率加载产生的热能由散热器交换到空气中。
7.2.技术方案
8.为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
9.本实用新型的铲运机功率加载控制系统，包括驱动尾气后处理装置的发动机，以及与发动机输出轴相连的齿轮泵，发动机通过齿轮泵驱动风扇马达带动风扇转动，风扇马达与齿轮泵相连的管路上设置有集成阀块；
10.集成阀块包括两条并联设置的管路，靠近齿轮泵输出端一侧的管路上依次设置加载电磁阀和启动保护电磁阀，另一条管路上依次设置压力可调的加载溢流阀和溢流阀，在加载电磁阀和启动保护电磁阀之间、以及加载溢流阀和溢流阀之间设置油路使两条并联管路相连通，且风扇马达与该油路相连通形成液压回路，在发动机怠速运转时调节该加载溢流阀以提升齿轮泵的加载功率，直至该加载功率能够反馈给发动机驱动尾气后处理装置工作。
11.作为本实用新型更进一步的改进，加载电磁阀为两位两通常开电磁阀。
12.作为本实用新型更进一步的改进，启动保护电磁阀为两位两通常闭电磁阀。
13.作为本实用新型更进一步的改进，在加载溢流阀的前后两端分别设置第一测压口和第二测压口，根据测压结果调定加载溢流阀的压力值。
14.作为本实用新型更进一步的改进，加载溢流阀的压力值最大调定为140bar。
15.作为本实用新型更进一步的改进，加载电磁阀的额定流量大于齿轮泵的输出流量。
16.作为本实用新型更进一步的改进，齿轮泵排量大于风扇马达的排量，以增大风扇马达的调速范围。
17.作为本实用新型更进一步的改进，加载溢流阀与溢流阀的调压上限值之和不超过齿轮泵的压力值极限。
18.作为本实用新型更进一步的改进，在溢流阀的输出端设置散热器，且散热器与风扇马达相连。
19.作为本实用新型更进一步的改进，溢流阀为可调节式阀门，通过调节溢流阀调节风扇马达的功率。
20.作为本实用新型更进一步的改进，溢流阀压力值标定为110bar。
21.3.有益效果
22.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
23.(1)本实用新型的铲运机功率加载控制系统，当发动机怠速运转时，该系统自动对发动机进行功率加载，使功率上升到可以使尾气后处理装置打开，当发动机正常速度运转时，该系统自动停止工作，不再为发动机加载，不会造成额外的功率消耗，且功率加载产生的热能由散热器交换到空气中。
24.(2)本实用新型的铲运机功率加载控制系统，加载电磁阀的额定流量远超过齿轮泵的输出流量，使系统有了加载功能，又不会额外消耗功率。
25.(3)本实用新型的铲运机功率加载控制系统，使用很简单的为加载溢流阀调压的方式，即可实现发动机的功率加载，调节方便，加载功率值调节准确，并可实现大范围加载功率调整。
26.(4)本实用新型的铲运机功率加载控制系统，若液压油温度因加载系统导致升高过快，可调节溢流阀加快风扇的速度，提升散热器的散热功率，对系统起到保护作用。
27.(5)本实用新型的铲运机功率加载控制系统，齿轮泵的排量大于风扇马达的排量，可以使风扇马达的调速范围变大甚至超过发动机转速，提升散热功率，避免发动机过热受损。
28.(6)本实用新型的铲运机功率加载控制系统，加载溢流阀和溢流阀的调压上限值之和不超过齿轮泵的压力值极限，以避免调压不当导致齿轮泵损坏。
附图说明
29.图1为本实用新型的铲运机功率加载控制系统工作原理图。
30.附图标记：
31.1、加载电磁阀；2、加载溢流阀；3、启动保护电磁阀；4、溢流阀；5、集成阀块；6、第一
测压口；7、第二测压口；8、齿轮泵；9、油箱；10、散热器；11、风扇马达；12、风扇。
具体实施方式
32.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
33.本实用新型的铲运机功率加载控制系统，包括驱动尾气后处理装置的发动机，以及与发动机输出轴相连的齿轮泵8，发动机通过齿轮泵8驱动风扇马达11带动风扇12转动，风扇马达11与齿轮泵8相连的管路上设置有集成阀块5；
34.集成阀块5包括两条并联设置的管路，靠近齿轮泵8输出端一侧的管路上依次设置加载电磁阀1和启动保护电磁阀3，另一条管路上依次设置压力可调的加载溢流阀2和溢流阀4，在加载电磁阀1和启动保护电磁阀3之间、以及加载溢流阀2和溢流阀4之间设置油路使两条并联管路相连通，且风扇马达11与该油路相连通形成液压回路，在发动机怠速运转时调节该加载溢流阀2以提升齿轮泵8的加载功率，直至该加载功率能够反馈给发动机驱动尾气后处理装置工作。
35.具体在本实施例中，加载电磁阀1为两位两通常开电磁阀，即不得电时油液可直接由加载电磁阀1的输入口流到输出口，得电后油液无法由加载电磁阀1的输入口流到输出口。
36.此外，本实施例中加载电磁阀1的额定流量大于齿轮泵8的输出流量，在油液由输入口流向输出口时不会造成很大的压力损失，本实施例中的加载电磁阀1使控制系统有了加载功能，又不会额外消耗功率。
37.进一步地，本实施例中启动保护电磁阀3为两位两通常闭电磁阀，即不得电时油液无法由启动保护电磁阀3的输入口流到输出口，得电后油液可直接由启动保护电磁阀3的输入口流到输出口。
38.作为一种实施方式，本实施例中在加载溢流阀2的前后两端分别设置第一测压口6和第二测压口7，根据测压结果调定加载溢流阀2的压力值。
39.具体在本实施例中，加载溢流阀2的压力值最大调定为140bar。
40.现有铲运机在怠速运转的情况下，因负载功率较低，尾气后处理装置不能正常工作。为解决上述问题，本实用新型的铲运机功率加载控制系统可以使发动机在怠速情况下为发动机增加载荷，以提高发动机输出功率。
41.具体地，当发动机怠速运转时，该系统自动对发动机进行功率加载，使功率上升到可以使尾气后处理装置打开。当发动机正常速度运转时，该系统自动停止工作，不再为发动机加载，不会造成额外的功率消耗。且功率加载产生的热能由散热器交换到空气中。
42.本实用新型的铲运机功率加载控制系统，使用很简单的为加载溢流阀2调压的方式，即可实现发动机的功率加载，调节方便，加载功率值调节准确，并可实现大范围加载功率调整。
43.此外，为了增大风扇马达11的调速范围，本实施例中齿轮泵8排量大于风扇马达11的排量，这样可以使风扇马达11的调速范围变大甚至超过发动机转速，提升散热功率。
44.优选的，本实施例中加载溢流阀2与溢流阀4的调压上限值之和不超过齿轮泵8的压力值极限，否则调压不当会出现齿轮泵8损坏的情况。
45.作为一种实施方式，本实施例中在溢流阀4的输出端设置散热器10，且散热器10与
风扇马达11相连。若液压油温度因加载系统导致升高过快，可调节溢流阀4加快风扇12的速度，提升散热器10的散热功率。
46.优选的，本实施例中溢流阀4为可调节式阀门，通过调节风扇马达11的进油口压力调节风扇马达11的功率，从而控制风扇12的转速。
47.具体在本实施例中，溢流阀4压力值标定为110bar。
48.下面结合铲运机功率加载控制系统工作原理图，详述发动机在怠速状态下控制尾气处理装置工作的过程，具体如下：
49.本实施例的铲运机功率加载控制系统，当发动机刚启动时，由欧五发动机的取力口带动齿轮泵8进行运转，将液压油箱9中的液压油吸出并压入集成阀块5，此时启动保护电磁阀3同时得电，油液首先进入加载电磁阀1，通过加载电磁阀1的输入口流向输出口，紧接着进入启动保护电磁阀3的输入口，并流回油箱9。
50.此时，加载控制系统无压力，风扇12不转，发动机启动时要求无负载，因此系统整体负载很低时可以有效保证发动机的顺利启动。
51.而后，当发动机启动10秒后，启动保护电磁阀3失电，并持续保持失电状态一直到整车关机。此时齿轮泵8出来的油液经加载电磁阀1流出，无法通过启动保护电磁阀3流回油箱，只能流向风扇马达11和溢流阀4，油液带动风扇马达11转动，达到溢流阀4的调定压力后，多余的油液通过溢流阀4进入油箱9。
52.此时，风扇12保持在一个恒定的转速吹响散热器10，保证散热器10在恒定的散热功率下工作。
53.然后，当发动机启动并保持怠速60秒后，加载电磁阀1得电，此时齿轮泵8出来的油液无法经过加载电磁阀1流出，只能通过加载溢流阀2流出，然后进入风扇马达11和溢流阀4，油液带动风扇马达11转动，达到溢流阀4的调定压力后，多余的油液通过溢流阀4进入油箱9。因为所有从齿轮泵8出来的油液都要经过加载溢流阀2，且齿轮泵8消耗功率与油液的流量和压力成正比，而在怠速情况下流量恒定，所以相当于此时齿轮泵8消耗功率与加载溢流阀2调定压力成正比。
54.值得强调的是，在这个状态下，利用测压口6和测压口7给加载溢流阀2调定一个压力值，也就相当于给发动机额外标定了一个加载功率值，从而使发动机尾气后处理装置开始工作。具体在本实施例中，额外加载的功率转化为液压油的热量，最后由散热器10将热量交换到空气中。
55.最后，当发动机脱离怠速状态时，加载电磁阀1失电，此时齿轮泵8出来的油液经加载电磁阀1流出，油液不经过加载溢流阀2，且加载电磁阀1的额定流量远远大于泵输出流量，额外引入的背压比较小，不会带来额外的功率损耗，只带动风扇马达11并经散热器10回到油箱9。
56.综上所述，本实用新型的铲运机功率加载控制系统，利用液压控制系统强制的使该系统中泵输出的所有流量经过溢流阀4溢流，将泵输出能量全部转化为热能消耗掉，根据泵输出功率等于压力与流量的乘积，只需调节溢流阀4压力便可调节泵输出功率，齿轮泵8由发动机取力口直接驱动，从而可以实现利用调节溢流阀4压力来调节发动机加载功率。
57.具体地，标定一个合适的溢流阀4压力值，可以使发动机在怠速时的加载功率刚好可以打开发动机尾气后处理装置。此外，因功率加载额外产生的热能进入液压油中，由液压
油散热系统交换到空气中即可实现散热。
58.同时，本实用新型的铲运机功率加载控制系统，当发动机正常速度运转时，由大流量电磁换向阀切换，将使泵输出流量不再经过加载溢流阀2，即不再为发动机加载，不会对发动机造成额外的功率消耗，整个加载系统油耗低，节约成本。
59.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。