挖掘机电控系统需求表以及实现增加的功能具体方案.docx
《挖掘机电控系统需求表以及实现增加的功能具体方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挖掘机电控系统需求表以及实现增加的功能具体方案.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
挖掘机电控系统需求表以及实现增加的功能具体方案
挖掘机电控系统以及发展方向
一．模式的分类…………………………………………………2—3
二.发动机油门控制选择模式………………………………….3—7
三．自动怠速……………………………………………………7—10
四．功率匹配……………………………………………………10—12
五．智能化控制…………………………………………………12—13
六．自动预热控制………………………………………………14—14
七．对我公司产品电子系统上需要改进的一些看法…………14—18
一．模式的分类
作用：
操作者根据作业工况的不同，选择合适的作业模式，使发动机输出最合理的动力。
1.重载模式：
发动机功率和液压流量均达100%。
在承担繁重挖掘和高输出量的任务。
2.省油模式：
发动机功率为80%，液压流量达95%，保持稳定输出功率的同时可最大限度节油（所谓的轻载模式）
3.精确模式：
发动机功率为55%，液压流量达90%，进行土工平整时可达到较好的效果。
模式分类布置图
所需器件：
模式选择开关（电位计）
流程图：
二．发动机油门控制模式选择
作用：
操作者可自己选择发动机转速控制模式，行走的时候可选择脚踏模式控制油门，挖掘的时候可选择手动模式控制油门
1.旋钮模式：
当选择旋钮模式，脚塌板模式将被屏蔽，和传统机器超做方式一样。
2.脚塌模式：
当选择脚塌模式，旋钮模式将被屏蔽，挖掘和行走下通过踩脚踏板的力度从而改变发动机的功率和转速。
发动机机转速控制模式分步图：
所需器件：
压力变送器一个范围0——50bar输出信号：
电流，电压，或电阻均可以。
发动机机转速控制模式原理：
电子脚踏油门原理图
信号1油门挡位为B的2挡（转速1200）电流为4.0mA
信号2油门挡位为B的3挡（转速1300）电流为4.7mA
信号3油门挡位为B的4挡（转速1400）电流为5.4mA
信号4油门挡位为B的5挡（转速1500）电流为6.1mA
信号5油门挡位为B的6挡（转速1600）电流为6.8mA
信号6油门挡位为B的7挡（转速1700）电流为7.5mA
信号7油门挡位为B的8挡（转速1800）电流为8.3mA
信号8油门挡位为B的9挡（转速1900）电流为9.0mA
信号9油门挡位为B的10挡（转速2000）电流为13.0mA
油门先导压力对应传感器电流的曲线图：
根据先导（WYX—40）输入特性曲线图，以及电流曲线A，B俩个拐点根据实际测试，对应的电流分别为4.0mA和9.0mA。
根据上图压力曲线特性来看，压力达到B拐点后，压力值上升的非常快，导致系统响应时间太短，所以在2.0P到3.0P此压力区间只设有10挡。
当油门压力达到3.0P时，对应的电流为13.78mA，在实际测试时由于误差原因，所以采用13.0mA为10挡，避免压力达不到3.0时，发动机转速也可提到最高。
下表为JYL621H不同挡位的转速对应的电磁比例阀电流：
挡位
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电流mA
100
150
200
250
300
350
400
450
490
490
油泵功率
KW
空载转速
1000
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
额定转速
曲线的稳定性和怎样解决误判的问题.见附件一流程图：
附件一：
三.自动怠速
作用：
自动怠速控制装置的作用就是在挖掘机作业过程中短暂停止操作时，使发动机自动处于怠速状态。
根据实际工况测的数据来看，发动机转速在1600—2000r/min范围为作业状态，占60%以上时间；1200r/min附近是自动怠速区域，占30%时间；800r/min附近是低怠速状态，用于暖机等，约占8%。
采用自动怠速后，替代了高怠速工况，通过实际测的数据油耗大约下降6.5%。
所需器件：
压力开关，开启压力为1.6MPa
自动怠速工作原理：
原理图2—1如下
图2—1自动怠速原理图
当不动手先导时，压力开关断开信号通过CAN总线传给VCU，VCU控制伺服电机拉动油门拉杆，使发动机油门降到1200r/min，当手先导无压力时，压力开关把信号传给VCU后，VCU使用延时程序，为10秒，然后在控制油门拉杆降低发动机的转速，以防止挖掘机从高转速降到怠速状态出现死机状态。
当先导开关达到先导压力时，压力传感器把信号传送给VCU，VCU控制伺服电机把油门拉杆拉回到原先高转速的位置。
如果采用操纵阀手柄操纵量与发动机恢复转速连动，这样在微动操纵时发动机转速缓慢上升，防止使发动机转速一下子升的过高，可进一步节能。
实现此功能的话可以把压力传感器更换为压力变送器，通过线性的信号传递可实现此功能。
流程图：
四．功率匹配：
在我公司正常机器下，主泵的负流量反馈系统仅仅是开环控制系统，而且在整个控制系统中响应速度比较慢，当挖硬土的时候，发动机的转速会大幅度的波动，这种波动将较大影响燃油系统的工作，同时由于调速器的惯性滞后作用，将产生与负载变化不相适应的功率匹配。
在功率匹配这一块最好的匹配方式就是采用三一的正反馈控制系统，（通过手先导的控制信号，去调节对应的主阀开口的开度，软件上可以实现，但硬件上我公司现在尚无这种主阀）
将采用一种发动机转速感应控制方法来对泵的功率进行调节，通过转速的变化情况来衡量发动机的实际工作状况。
所需器件：
在我公司目前机器上，需要额外增加一个单元控制器（用于计算数据和采集资料）
由上图可见，首先由油门位置传感器和功率模式开关给定一个电压信号u和一个开关选择信号i（i=1,2,3,分别代表动力、省油、精确模式）输入控制器。
其中油门位置传感器电压信号u被分成俩路，一路是根据u值的大小去查询表A，得出该状态下在空载时发动机应该所达到的转速n.另一路则和功率模式开关i一起查询表B，得出该工作模式和油门位置状态下所对应的目标转速差△n，与此同时，控制器将比较空载转速n与转速传感器所检测到的实际转速n／,然后再将二者的差值即实际转速差△n／与查询表B所得到的结果△n进行比较，那么他们的差值即为实际转速差的差值δn，把它作为控制信号的输入，对泵的吸收功率进行控制。
在该策略中我们是将整个动力系统进行了统一的考虑。
因为被控制的对象是泵的排量，而所检测的对象却是发动机的转速。
这样做的目的在于希望通过转速的变化情况来反映发动机的工作状况，然后再将此信号反馈给泵，从而调节泵吸收扭矩，最终稳定发动机的工作点。
那么接下来的任务就是要得到表A和表B。
表A为油门位置传感器输出电压u与发动机空载转速n之间的一个关系，其二者大致成线性关系。
为了设计方便且减少控制器的运算量，采用俩个点来确定油门位置传感器电压与发动机转速间的这种线性关系。
即传感器最小电压输出（最小油门位置）时和其他多对应的转速（0.5V，1000rpm），与最大电压输出（最大油门位置）时和其他所对应的转速（4.5V，2200rpm）。
通过这俩个点就可以得到图。
表B为油门位置传感器输出电压u和功率模式开关信号i与目标转速差△n之间的关系。
因此在表B中，我们首先选取发动机的目标负荷率即确定在不同油门位置下将配给发动机多大的负载扭矩，然后再算出该油门位置空载转速与该扭矩所对应转速之间的差值。
（神话上由于有电瓶，也是采用的这种表格匹配方法，而神话上是匹配电机，发动机，主泵这三者）
五．智能话控制
目的：
挖掘机可根据不同的土质，自动调节功率匹配。
前提条件：
1当先导手柄压力开关传输信号为0，并持续10秒钟之后进入自动怠速
2以设定的图表为分界（分界点如不合适可重新选择），计算平均每5分钟内的实际转速平均值，和现有的设定速度做对比，判断土质。
下图S1为第一个5分钟之内的设定速度，P1为第一个5分钟之内的实际转速平均值。
所需器件：
在我公司目前机器上，需要额外增加一个单元控制器（用于计算数据和采集资料），转速传感器（一件）
流程图：
六．自动预热控制
功能：
自动预热液压系统
操作：
当液压油温度低于0。
C，在启动发动机之后，VCU根据来自钥匙开关和液压油温度传感器的信号驱动M电机，使发动机以自动预热转速运转发动机15分钟（此时，显示器上会提醒操作员挖掘机正处于暖机状态，请勿操作机器，暖机结束后会提醒操作员，暖机也结束）
七．对我公司产品电子系统上需要改进的一些看法
1.保险丝安装的位置不利于检修，保险丝划分的不细
日立挖掘机电器系统盒是安装在司机室内，盖一打开就是保险丝盒，保险丝盒安装的位置都比较好接触，而且保险丝都是分的非常细的，这样在电器系统出现故障的时候，更容易掌握故障发生的原因。
（参见下图）
我公司电器盒一般安装在，司机室的后面，出现问题，拆卸起来比较费劲，而且保险丝很多都是共用的出现问题也不容易检查。
（见下图）
2.钥匙开关设计不人性话
三一，小松，日立等挖掘机钥匙孔会标有关，上电，启动的标志
我公司的挖掘机没有任何标志，往右转下钥匙上电，再继续往右转是启动。
如果多加个标签就会显的更加人性化。
3.挖掘机不会定期提醒用户进行维护
在一些挖掘机的系统上如日立，小松等，都会根据用户的设定，每当打开钥匙开关时，显示就会向操作人员发出液压油和燃油滤芯更换时间的警告。
这种有计划的保养可防止机器发生故障（见下图）
升级会员 