CN110816651B - 一种矿用车电动液压***的控制方法 - Google Patents
一种矿用车电动液压***的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
矿用车电动液压***的控制方法,矿用车电动液压***,所述矿用车电动液压***包括车载计算机、液压转向***和液压举升***,控制方法包括液压转向***的控制方法和液压举升***的控制方法,本发明针对目前在用传统自卸车存在的上述问题和节能环保要求,通过纯电动改造,能明显降低液压***功率损失,减少液压***发热,有效降低能耗,达到降温节能的效果。同时,全部采用电机驱动的工作方式,可方便实现液压***的智能化控制,无尾气排放,完全环保。
Description
技术领域
本发明涉及电动矿用车领域,具体涉及一种矿用车电动液压***的控制方法。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步,人们对工程车辆的节能和环保要求越来越高,新能源、智能化的矿用自卸车正逐渐投放市场,获得应用,这也是工程车辆发展的必然趋势。
但在用传统自卸车的保有量很大,为适应节能和环保要求,并以较低廉的改造成本延长在用传统自卸车的使用寿命,可以进行新能源和智能化改造,其中液压***由燃油发动机驱动改为由调速电机驱动,是一种对在用传统自卸车进行新能源和智能化改造的有效解决方案。
目前国内外矿用自卸车包括机械式牵引自卸车和电传动牵引自卸车,主要采用燃油发动机驱动,自卸车的货箱举升、车辆转向和制动采用液压控制***,部分小吨位自卸车也有采用气制动***。其液压***的油泵单元是由燃油发动机通过分动头驱动,振动和噪声大,发动机排放大量尾气,污染环境。由于液压油泵处于长期运转状态,特别是转向油泵长期保持恒高压运行,使得液压***耗能多,发热量大,缩短油泵使用寿命,降低了整个液压***的可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以使改造后的电动液压***实现方便灵活精确控制的矿用车电动液压***的控制方法。
为了解决上述技术问题,本发明包括矿用车电动液压***,所述矿用车电动液压***包括车载计算机、液压转向***和液压举升***;
其中所述液压转向***包括转向液压油箱、转向吸油过滤器、变量柱塞泵、转向电机、转向压力传感器、转向阀组、转向蓄能器、转向器、转向缸三通双向卸载模块、转向缸和回油过滤器,所述转向液压油箱分别与转向吸油过滤器、回油过滤器连接,所述变量柱塞泵与转向电机连接、与转向阀组通过管路连接,所述转向阀组分别与转向蓄能器、转向压力传感器、转向器和回油过滤器通过管路连接,所述转向缸三通双向卸载模块分别与转向器、转向缸通过管路连接,所述车载计算机分别与转向压力传感器、转向电机通过电缆连接;
所述液压举升***包括举升液压油箱、举升吸油过滤器、齿轮泵、举升电机、举升先导阀块、举升控制手柄、举升电机控制开关、举升控制阀组、举升限位开关、举升缸和回油过滤器,所述举升液压油箱分别与举升吸油过滤器、回油过滤器连接,所述齿轮泵与举升电机连接、与举升控制阀组通过管路连接,所述举升控制手柄分别与举升先导阀块、举升电机控制开关、举升控制阀组通过管路连接,所述举升先导阀块还与变量柱塞泵通过管路连接,所述车载计算机分别与举升限位开关、举升电机控制开关和举升电机通过电缆连接,所述举升缸与举升控制阀组通过管路连接,所述举升控制阀组还与回油过滤器通过管路连接;
所述液压转向***的控制方法包括:
A1、在车载计算机中设置液压转向***的判定压力值a1和a2,其中a1大于a2,设置转向电机的低转速工作的转速值a3、高转速工作的转速值a4;
A2、启动转向电机,延时15秒,通过转向阀组的冷启动阀使蓄能器卸压,使其在高转速工作的转速值a4状态下空载工作,转向电机给变量柱塞泵提供动力,变量柱塞泵给蓄能器充压;
A3、当液压转向***的压力值达到a1时,转向压力传感器向车载计算机反馈信号,车载计算机使转向电机的转速降至a3,变量柱塞泵输出流量接近于零,只弥补液压转向***的泄漏;
A4、当液压转向***的压力值降至a2时,转向压力传感器向车载计算机反馈信号,车载计算机使转向电机的转速升至a4,变量柱塞泵满排量输出,快速向转向***充压;
所述液压举升***的控制方法包括:
B1、当需要举升时,按下举升电机控制开关,举升电机得电启动,举升控制手柄打至举升档位,货箱举升,举升到位后,举升控制手柄切换至保持位,货厢保持在举升位,实现倾倒作业;
B2、当需要下降时,举升控制手柄打至下降档位,货箱下降,当下降到位之后,触发举升限位开关,举升电机停止工作,同时将举升控制手柄切换到浮动位。
作为本发明的进一步改进,在所述液压转向***的控制方法的A1中,a1为15.86MPa,a2为13.8 MPa,a3为750 r/min,a4为2000r/min。
作为本发明的进一步改进,在所述液压转向***的控制方法的A3中,液压转向***的压力值升压时,转向器通过方向盘的驱动使其阀芯转动,输出相应的压力油经转向缸三通双向卸载模块,驱动转向缸的左转或右转, 液压转向***的压力值超压时卸荷。
作为本发明的进一步改进,在所述液压举升***的控制方法的B1中,举升电机得电启动时,举升电机驱动齿轮泵运转,齿轮泵将举升液压油箱的举升液压油输出到举升控制阀组,同时举升控制阀组的先导控制油来自液压转向***,通过先导控制油控制举升控制阀组的换向,从而控制举升液压油进入到举升缸,实现举升。
本发明的有益效果:
本发明针对目前在用传统自卸车存在的上述问题和节能环保要求,通过纯电动改造,能明显降低液压***功率损失,减少液压***发热,有效降低能耗,达到降温节能的效果。同时,全部采用电机驱动的工作方式,可方便实现液压***的智能化控制,无尾气排放,完全环保。
车辆液压***改造成本低廉,改造后可大幅降低运行成本,延长在用自卸车的生命周期。
本发明采用电机替代燃油发动机,分别驱动转向变量柱塞泵和举升齿轮泵,电机与油泵采用直连方式,通过内置花键传递扭矩,结构紧凑,传动效率高,运转平稳,噪声低。
转向电机采用低速转动与高速转动两种工作制,通过切换转向电机的转速,能够有效减低转向泵的能耗,从而达到节能的目的。
举升电机采用间歇工作制,能够最大限度地减少举升电机的工作时间,大大减少电机空转及齿轮泵空转产生的发热量,从而达到节约能源的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的液压举升***的原理框图。
图2为本发明的液压转向***的原理框图。
图3为本发明的液压转向***的转向电机的控制流程图。
图4为本发明的液压举升***的举升电机的控制流程图。
具体实施方式
所述矿用车电动液压***包括车载计算机、液压转向***和液压举升***;
其中所述液压转向***包括转向液压油箱、转向吸油过滤器、变量柱塞泵、转向电机、转向压力传感器、转向阀组、转向蓄能器、转向器、转向缸三通双向卸载模块、转向缸和回油过滤器,所述转向液压油箱分别与转向吸油过滤器、回油过滤器连接,所述变量柱塞泵与转向电机连接、与转向阀组通过管路连接,所述转向阀组分别与转向蓄能器、转向压力传感器、转向器和回油过滤器通过管路连接,所述转向缸三通双向卸载模块分别与转向器、转向缸通过管路连接,所述车载计算机分别与转向压力传感器、转向电机通过电缆连接;
所述液压举升***包括举升液压油箱、举升吸油过滤器、齿轮泵、举升电机、举升先导阀块、举升控制手柄、举升电机控制开关、举升控制阀组、举升限位开关、举升缸和回油过滤器,所述举升液压油箱分别与举升吸油过滤器、回油过滤器连接,所述齿轮泵与举升电机连接、与举升控制阀组通过管路连接,所述举升控制手柄分别与举升先导阀块、举升电机控制开关、举升控制阀组通过管路连接,所述举升先导阀块还与变量柱塞泵通过管路连接,所述车载计算机分别与举升限位开关、举升电机控制开关和举升电机通过电缆连接,所述举升缸与举升控制阀组通过管路连接,所述举升控制阀组还与回油过滤器通过管路连接;
所述液压转向***的控制方法包括:
A1、在车载计算机中设置液压转向***的判定压力值a1和a2,其中a1大于a2,设置转向电机的低转速工作的转速值a3、高转速工作的转速值a4;a1为15.86 MPa,a2为13.8MPa,a3为750r/min,a4为2000 r/min;
A2、启动转向电机,延时15秒,通过转向阀组的冷启动阀使蓄能器卸压,使其在高转速工作的转速值a4状态下空载工作,转向电机给变量柱塞泵提供动力,变量柱塞泵给蓄能器充压;
A3、当液压转向***的压力值达到a2以上时,转向器通过方向盘的驱动使其阀芯转动,输出相应的压力油经转向缸三通双向卸载模块,驱动转向缸的左转或右转, 转向缸的压力值超压时通过双向卸载模块卸压,转向压力传感器向车载计算机反馈信号,当转向***的压力值达到a1时,车载计算机使转向电机的转速降至a3,变量柱塞泵输出流量接近于零,只弥补液压转向***的泄漏;
A4、当液压转向***的压力值降至a2以下时,转向压力传感器向车载计算机反馈信号,车载计算机使转向电机的转速升至a4,变量柱塞泵满排量输出,以快速向转向***充压;
所述液压举升***的控制方法包括:
B1、当需要举升时,按下举升电机控制开关,举升电机得电启动,举升控制手柄打至举升档位,举升电机驱动齿轮泵运转,齿轮泵将举升液压油箱的举升液压油输出到举升控制阀组,同时举升控制阀组的先导控制油来自液压转向***,通过先导控制油控制举升控制阀组的换向,从而控制举升液压油进入到举升缸,货箱举升,举升到位后,举升控制手柄切换至保持位,货厢保持在举升位,实现倾倒作业;
B2、当需要下降时,举升控制手柄打至下降档位,货箱下降,当下降到位之后,举升限位开关对货箱位置信息采集,并触发举升限位开关,举升电机停止工作,同时将举升控制手柄切换到浮动位。
本发明的有益效果:
本发明针对目前在用传统自卸车存在的上述问题和节能环保要求,通过纯电动改造,能明显降低液压***功率损失,减少液压***发热,有效降低能耗,达到降温节能的效果。同时,全部采用电机驱动的工作方式,可方便实现液压***的智能化控制,无尾气排放,完全环保。
车辆液压***改造成本低廉,改造后可大幅降低运行成本,延长在用自卸车的生命周期。
本发明采用电机替代燃油发动机,分别驱动转向变量柱塞泵和举升齿轮泵,电机与油泵采用直连方式,通过内置花键传递扭矩,结构紧凑,传动效率高,运转平稳,噪声低。
转向电机采用低速转动与高速转动两种工作制,通过切换转向电机的转速,能够有效减低转向泵的能耗,从而达到节能的目的。
转向电机的最大功率与最大转矩是在转向***压力达到最大时才会出现,这个时间较短,转向电机过载倍数为2,可以进行短时间的过载运行,因此可选小功率转向电机来驱动转向泵,电机额定功率由36.4kW降为27.2Kw,有效降低改造和使用成本。
当液压转向***压力达到15.86Mpa时,此时变量柱塞泵处于零排量工作状态。当转速为750r/min时,其消耗功率约2.5kW,当转速为2000r/min时,其消耗功率约6 kW。因此,通过切换转向电机的转速,能够有效减低转向泵的能耗,从而达到节能的目的。
举升电机采用间歇工作制,能够最大限度地减少举升电机的工作时间,大大减少电机空转及齿轮泵空转产生的发热量,从而达到节约能源的目的。自卸车在卸货的过程中,最开始时,货厢内物料最多且货厢重心力臂最长,所以此时举升缸所受载荷最大,即此时举升***的工作压力最大。随着举升缸活塞的不断伸出,举升压力逐渐减小。等到举升缸变级时,由于活塞面积突然变小,举升压力则急剧升高至与最开始举升时接近,然后举升压力又逐渐减小,等到举升到位时举升压力降至最低。
Claims (4)
1.一种矿用车电动液压***的控制方法,所述矿用车电动液压***包括车载计算机、液压转向***和液压举升***,其特征在于:其中所述液压转向***包括转向液压油箱、转向吸油过滤器、变量柱塞泵、转向电机、转向压力传感器、转向阀组、转向蓄能器、转向器、转向缸三通双向卸载模块、转向缸和回油过滤器,所述转向液压油箱分别与转向吸油过滤器、回油过滤器连接,所述变量柱塞泵与转向电机连接、与转向阀组通过管路连接,所述转向阀组分别与转向蓄能器、转向压力传感器、转向器和回油过滤器通过管路连接,所述转向缸三通双向卸载模块分别与转向器、转向缸通过管路连接,所述车载计算机分别与转向压力传感器、转向电机通过电缆连接;
所述液压举升***包括举升液压油箱、举升吸油过滤器、齿轮泵、举升电机、举升先导阀块、举升控制手柄、举升电机控制开关、举升控制阀组、举升限位开关、举升缸和回油过滤器,所述举升液压油箱分别与举升吸油过滤器、回油过滤器连接,所述齿轮泵与举升电机连接、与举升控制阀组通过管路连接,所述举升控制手柄分别与举升先导阀块、举升电机控制开关、举升控制阀组通过管路连接,所述举升先导阀块还与变量柱塞泵通过管路连接,所述车载计算机分别与举升限位开关、举升电机控制开关和举升电机通过电缆连接,所述举升缸与举升控制阀组通过管路连接,所述举升控制阀组还与回油过滤器通过管路连接;
所述液压转向***的控制方法包括:
A1、在车载计算机中设置液压转向***的判定压力值a1和a2,其中a1大于a2,设置转向电机的低转速工作的转速值a3、高转速工作的转速值a4;
A2、启动转向电机,延时15秒,通过转向阀组的冷启动阀使蓄能器卸压,使其在高转速工作的转速值a4状态下空载工作,转向电机给变量柱塞泵提供动力,变量柱塞泵给蓄能器充压;
A3、当液压转向***的压力值达到a1时,转向压力传感器向车载计算机反馈信号,车载计算机使转向电机的转速降至a3,变量柱塞泵输出流量接近于零,只弥补液压转向***的泄漏;
A4、当液压转向***的压力值降至a2时,转向压力传感器向车载计算机反馈信号,车载计算机使转向电机的转速升至a4,变量柱塞泵满排量输出,快速向转向***充压;
所述液压举升***的控制方法包括:
B1、当需要举升时,按下举升电机控制开关,举升电机得电启动,举升控制手柄打至举升档位,货箱举升,举升到位后,举升控制手柄切换至保持位,货厢保持在举升位,实现倾倒作业;
B2、当需要下降时,举升控制手柄打至下降档位,货箱下降,当下降到位之后,触发举升限位开关,举升电机停止工作,同时将举升控制手柄切换到浮动位。
2.按权利要求1所述的矿用车电动液压***的控制方法,其特征在于:在所述液压转向***的控制方法的A1中,a1为15.86 MPa,a2为13.8 MPa,a3为750 r/min,a4为2000r/min。
3.按权利要求1所述的矿用车电动液压***的控制方法,其特征在于:在所述液压转向***的控制方法的A3中,液压转向***的压力值升压时,转向器通过方向盘的驱动使其阀芯转动,输出相应的压力油经转向缸三通双向卸载模块,驱动转向缸的左转或右转, 液压转向***的压力值超压时卸荷。
4.按权利要求1所述的矿用车电动液压***的控制方法,其特征在于:在所述液压举升***的控制方法的B1中,举升电机得电启动时,举升电机驱动齿轮泵运转,齿轮泵将举升液压油箱的举升液压油输出到举升控制阀组,同时举升控制阀组的先导控制油来自液压转向***,通过先导控制油控制举升控制阀组的换向,从而控制举升液压油进入到举升缸,实现举升。
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