CN111764459A - 挖掘机的液压泵的启动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种挖掘机的液压泵的启动控制方法；该挖掘机的液压泵的启动控制方法包括在液压泵空载时，控制液压泵的主排量为第一预设值；在液压泵开始工作时，控制液压泵的主排量直接从第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值；其中，第一预设值和第一预设速率均大于0。本发明的挖掘机的液压泵的启动控制方法能够改善液压泵工作时的稳定性问题。

Description

挖掘机的液压泵的启动控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种挖掘机的液压泵的启动控制方法。

背景技术

挖掘机作为一种液压型驱动性工程机械，对关重件液压泵的选型尤为重要，一款优秀的液压泵能有效提高整机的操作性以及泵本身效率。但由于挖掘机工程机械市场各机型错综复杂，不同机型对主泵排量需求不一致，为此不免就会出现一些不完全适用于工程机械的液压泵或者泵本身内部结构导致泵口有一定大小的压力保护需求，否则会导致斜盘磨损的缺陷液压泵被选用，在硬件选型无法更选的基础上，通过主泵控制等方式尽可能避免泵本身原因造成的不良影响就显得尤为重要。

但是，相关技术提供的控制方法难以改善液压泵工作时的稳定性。

发明内容

本发明的目的提供了一种挖掘机的液压泵的启动控制方法，其能够改善液压泵工作时的稳定性问题。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种挖掘机的液压泵的启动控制方法，包括：

在液压泵空载时，控制液压泵的主排量为第一预设值；

在液压泵开始工作时，控制液压泵的主排量直接从第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值；

其中，第一预设值和第一预设速率均大于0。

在可选的实施方式中，在液压泵空载时，控制液压泵的主排量为第一预设值之前，还包括：预设阀芯开度与液压泵的排量的控制曲线，并根据控制曲线计算挖掘机不同的手柄位移所需求的排量。

在可选的实施方式中，还包括：将根据控制曲线计算出的不同的手柄位移所需求的排量的输出速率进行分段变化率限制，其中，依次包括第一段和第二段，第一段的变化速率小于第二段的变化速率。

在可选的实施方式中，第一段为阀芯前半段阀芯开口面积随阀芯位移变化缓慢的区域。

在可选的实施方式中，第二段为阀芯后半段阀芯开口面积随阀芯位移变化快速的区域。

在可选的实施方式中，在液压泵开始工作，并控制液压泵的主排量直接从第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值的过程中，液压泵的主排量的输出速率满足第一段。

在可选的实施方式中，还包括：在液压泵的主排量达到第二预设值后，液压泵的主排量的输出速率按照第二段进行。

在可选的实施方式中，第二段中，阀芯的开口大小与液压泵的主排量呈正比。

在可选的实施方式中，第二段中，液压泵的主排量被配置为按照第二预设速率增加，第二预设速率大于第一预设速率。

在可选的实施方式中，第一段和第二段的分段节点为阀芯微动作区与快速动作区折点。

本发明实施例的挖掘机的液压泵的启动控制方法的有益效果包括：本发明实施例提供的挖掘机的液压泵的启动控制方法包括在液压泵空载时，控制液压泵的主排量为第一预设值；在液压泵开始工作时，控制液压泵的主排量直接从第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值；其中，第一预设值和第二预设速率均大于0；这样一来，由于液压泵在控制时具有大于0的主排量，当液压泵从空载切换至开始工作时，液压泵的主排量不会从0开始增加，而是直接从第一预设值按照大于0的第一预设速率增加，可以使液压泵的主排量在短时间内快速的满足其在工作状态下的需求，且第一预设值大于0，由第一预设值增加至第二预设值时，增速较缓，不会出现压力突升的情况，进而改善液压泵的不稳定现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中挖掘机的液压泵的启动控制方法的流程图；

图2为液压泵的主排量示意图；

图3为本发明实施例中阀芯开口面积与液压泵的排量的控制曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本实施例提供了一种挖掘机的液压泵的启动控制方法，该控制方法能够改善挖掘机的液压泵运行不稳定的问题。

相关技术提供的挖掘机通过电磁阀控制主泵斜盘摆角控制主泵排量，工作过程中，依据手柄信号控制阀芯开口，即依据挖掘机的手柄位移控制阀芯开口，然后依据阀芯开口面积匹配阀芯主泵流量，由于流量Q＝q×n。其中，Q为流量，q为排量，n为转速，故在转速一定的条件下控制主泵排量即可确定流量。由于部分液压泵要未加载状态下主泵保持一定泵口压力，故要求泵斜盘有一定摆角以提供流量，由于阀芯开启存在位移时间差，为避免此阶段流量偏大，阀芯未完全开启泵口压力突升导致***不稳定需要对此阶段排量添加一定控制算法，并通过判断阀芯的开启大小以及开启速度控制主泵排量，排量q＝f(s)，其中s为阀芯开口面积，s与q之间成正比例关系，速度控制dq/dt＝k×ds/dt，即排量变化速率与手柄变化速率相关，系数k为实际可调系数。

请参考图1和图2，本实施例的挖掘机的液压泵的启动控制方法包括：在液压泵空载时，控制液压泵的主排量为第一预设值；在液压泵开始工作时，控制液压泵的主排量直接从第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值；其中，第一预设值和第一预设速率均大于0。

由于本实施例的液压泵在空载时，主排量大于0，进而可以在液压泵为加载的状态下保持一定的泵口压力，改善斜盘磨损问题；当液压泵从空载切换至开始工作时，液压泵的主排量不会从0开始增加，而是直接从大于0的第一预设值按照第一预设速率增加，进而可以使液压泵的主排量在短时间内快速的满足其在工作状态下的需求，且第一预设值大于0，由第一预设值增加至第二预设值时，排量增速较缓，不会出现压力突升的情况，进而改善液压泵的不稳定现象。按照本实施例的挖掘机的液压泵的启动控制方法启动液压泵，在0.3秒左右即可使液压泵稳定、不抖动。

相关技术提供的缺陷泵普通加载方式，虽然在液压泵空载时控制液压泵的主排量为第一预设值，但是在液压泵从空载切换至工作状态时，液压泵的主排量会下降至0，再反升，进而需要在较长的时间下，采用较大的速率提升排量，才使液压泵的主排量达到工作时所需的第二预设值，泵口的压力会呈现突升的状态，液压泵运行不稳定。还有一些相关技术提供的正常主泵加载方式，虽然在液压泵从空载切换至工作状态时，液压泵能够将主排量控制到第二预设值，但是，在液压泵空载时，主排量为0，不能使液压泵在空载状态下保持一定的泵口压力，无法改善斜盘磨损问题。

本实施例的挖掘机的液压泵的启动控制方法在正式控制液压泵空载时的主排量为第一预设值之前还包括初始化步骤，初始化步骤包括：预设阀芯开度与液压泵的排量控制曲线，即预设阀芯开口面积与液压泵的排量控制曲线。具体地，根据阀芯和液压泵的型号，将阀芯开口面积与液压泵的排量控制曲线设置于挖掘机的控制器中，以便于控制器根据设置于其中的曲线参数控制液压泵。

需要说明的是，上述阀芯和液压泵的型号为购置时可以获得的；阀芯开口面积与液压泵的排量控制曲线是在购置阀芯和液压泵时由相应的制造方或厂商告知的。

需要说明的是，上述控制器可以是挖掘机自带的PLC单片机，或者电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)等，在此不作具体限定。

进一步地，初始化步骤还包括：根据预设的阀芯开度与液压泵的排量控制曲线计算挖掘机不同的手柄位移所需求的排量(如图3所示)，即根据控制曲线计算手柄不同位移时的理论排量；具体地，随手柄位移增大，阀芯开口面积增大，液压泵的排量增大。如此，可以在控制挖掘机时，通过机手操作手柄移动不同的位移，使液压泵具有不同的排量，进而实现不同的运行状态。

再进一步地，请参考图2，将根据控制曲线计算出的不同的手柄位移所需求的排量的输出速率进行分段变化率限制，其中，依次包括第一段和第二段，第一段的变化速率小于第二段的变化速率，即第一段的加载相对缓慢，第二段的加载相对快速，第一段和第二段的分段节点为阀芯微动作区与快速动作区折点参数。需要说明的是，上述不同的手柄位移所需求的排量的输出速率，是指：不同手柄位移量所需的排量对应的排量变化速率，其中，第一段的加载相对缓慢可以是指：第一段状态下的排量变化速率缓慢；第二段的加载相对快速可以是指：第二段状态下的排量的变化速率快速。

具体地，微动作区，即第一段为阀芯前半段阀芯开口面积随阀芯位移变化缓慢的区域，也可以理解为，第一段是阀芯的开口刚刚开始打开并逐渐增大的过程；快速动作区，即第二段为阀芯后半段阀芯开口面积随阀芯位移变化快速的区域，也可以理解为，第二段是阀芯的开口打开一定程度后继续打开的过程。由于阀芯开口呈圆形，第一段是开启的前段，开口的开启的面积变化率较小，进而排量的变化速率较缓，第二段是开启的后段，开口的开启面积变化率较大，进而排量的变化速率较快。

在液压泵从空载切换至开始工作，并控制液压泵的主排量从第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值的过程中，液压泵的主排量的输出速率满足第一段，即液压泵从空载切换至开始工作时，阀芯开口从关闭开始打开，并缓慢的增大阀芯开口的面积，液压泵的主排量的变化速率满足第一段。在液压泵的主排量的输出速率满足第一段时，还可以进一步根据机手操作手柄的移动速率，控制液压泵的排量；具体地，当机手操作手柄的移动速率快于根据控制曲线计算的第一段的排量需求值对应的手柄位移速率时，则在第一段输出速率的基础略微上调加载速率，当机手操作手柄的移动速率慢于根据控制曲线计算的第一段的排量需求值对应的手柄位移速率时，则在第一段输出速率的基础略微下调加载速率。

在液压泵的主排量达到第二预设值后，液压泵的主排量的输出速率按照第二段进行，即液压泵的主排量的输出速率满足第二段，也即液压泵进入工作状态，阀芯开口以打开一定程度，并能继续打开，且能快速的增大阀芯开口的面积。需要说明的是，当液压泵的主排量达到第二预设值后，液压泵进入正常工作的状态，调节液压泵的排量只需要根据实际需求，例如：根据液压泵和阀芯的匹配关系、挖掘机发动机的控制等调整排量，以满足液压泵加载速度的响应。

进一步地，本实施例中，在液压泵的主排量达到第二预设值后，液压泵的主排量的输出速率按照第二段进行，即液压泵的主排量的变化速率满足第二段，液压泵的主排量按照第二预设速率增加，第二预设速率大于第一预设速率，以确保液压泵的加载满足挖掘机的运行需求。其中，第二预设速率由实际需求，例如：根据液压泵和阀芯的匹配关系、挖掘机发动机的控制等决定。

综上所述，本发明提供的挖掘机的液压泵的启动控制方法，在液压泵空载时，主排量大于0，进而可以在液压泵为加载的状态下保持一定的泵口压力，改善斜盘磨损问题，即满足液压泵未带载压力保护需求；当液压泵从空载切换至开始工作时，液压泵的主排量不会从0开始增加，而是直接从大于0的第一预设值按照第一预设速率增加，进而可以使液压泵的主排量在短时间内快速的满足其在工作状态下的需求，并且不会出现突然压力突升的情况，进而改善液压泵的不稳定现象，且不会影响挖掘机整体的响应以及加载速度。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，包括：

在液压泵空载时，控制所述液压泵的主排量为第一预设值；

在所述液压泵开始工作时，控制所述液压泵的所述主排量直接从所述第一预设值按照第一预设速率增加到第二预设值；

其中，所述第一预设值和所述第一预设速率均大于0。

2.根据权利要求1所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，在液压泵空载时，控制所述液压泵的主排量为第一预设值之前，还包括：预设阀芯开度与所述液压泵的排量的控制曲线，并根据所述控制曲线计算挖掘机不同的手柄位移所需求的排量。

3.根据权利要求2所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，还包括：将根据所述控制曲线计算出的不同的手柄位移所需求的排量的输出速率进行分段变化率限制，其中，依次包括第一段和第二段，第一段的变化速率小于第二段的变化速率。

4.根据权利要求3所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，所述第一段为阀芯前半段阀芯开口面积随所述阀芯位移变化缓慢的区域。

5.根据权利要求3所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，所述第二段为阀芯后半段阀芯开口面积随所述阀芯位移变化快速的区域。

6.根据权利要求3所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，在所述液压泵开始工作，并控制所述液压泵的所述主排量直接从所述第一预设值按照所述第一预设速率增加到所述第二预设值的过程中，所述液压泵的主排量的输出速率满足所述第一段。

7.根据权利要求3所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，还包括：在所述液压泵的主排量达到所述第二预设值后，所述液压泵的主排量的输出速率按照所述第二段进行。

8.根据权利要求7所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，所述第二段中，所述阀芯的开口大小与所述液压泵的主排量呈正比。

9.根据权利要求8所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，所述第二段中，所述液压泵的主排量被配置为按照第二预设速率增加，所述第二预设速率大于所述第一预设速率。

10.根据权利要求3所述的挖掘机的液压泵的启动控制方法，其特征在于，所述第一段和所述第二段的分段节点为阀芯微动作区与快速动作区折点。

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