專利名稱：一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種挖掘機(jī)控制方法及其裝置，具體涉及一種液壓挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方
法及其裝置。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機(jī)是一種常見的工程機(jī)械，已經(jīng)被廣泛使用于建筑、水利等各行業(yè)。其動(dòng) 力部分主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵組成，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵旋轉(zhuǎn)，油泵出口的壓力油通過工作閥芯 分配給各個(gè)工作裝置，壓力油做功后低壓回到油箱。 為了使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，使活塞開始 上下運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)吸入可燃混合氣，并將其壓縮、點(diǎn)燃，體積迅速膨脹產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力，推動(dòng) 活塞運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能自動(dòng)地進(jìn)入工作循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸在外力作用下 開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程，完成起動(dòng)所需要的裝 置叫起動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，除了帶負(fù)載(油泵、風(fēng)扇等)夕卜，還要克服各種零部件摩擦 阻力，同時(shí)還要對(duì)自身內(nèi)部機(jī)油泵、水泵等做功，尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫狀態(tài)下啟動(dòng)時(shí)，① 液壓油黏度大，管道阻力大，壓力損失大，所需發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也就越大；②發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的黏 度增加，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部所需功率增加，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的啟動(dòng)功率也就增加；③發(fā)動(dòng)機(jī)燃油混合氣 體溫度相對(duì)低，達(dá)不到燃點(diǎn)要求。 綜合上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，當(dāng)溫度越低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的啟動(dòng)功率增加， 而發(fā)動(dòng)機(jī)在剛啟動(dòng)時(shí)是靠起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的，起動(dòng)機(jī)相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率較小，如果起動(dòng)機(jī)的 最大啟動(dòng)功率小于負(fù)載的功率，那么發(fā)動(dòng)機(jī)就啟動(dòng)不了。在這種情況下，通常是采用附加冷 起動(dòng)預(yù)熱裝置的進(jìn)氣預(yù)熱器，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，接通預(yù)熱器開關(guān)后，電熱絲通電溫度升高并將 閥體加熱。閥體受熱伸長(zhǎng)并帶動(dòng)閥芯下移，其錐形端離開進(jìn)油孔。燃油流入閥體內(nèi)腔因受 熱而汽化，從閥體內(nèi)腔噴出，并被熾熱的電熱絲點(diǎn)燃生成火焰噴入進(jìn)氣管道，使進(jìn)氣得到預(yù) 熱。切斷預(yù)熱開關(guān)時(shí)，電熱絲斷電，閥體溫度降低而收縮，閥芯上移使錐形端堵住進(jìn)油孔，火 焰熄滅而停止預(yù)熱。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣或機(jī)油進(jìn)行預(yù)熱，以達(dá)到減小啟動(dòng)功率的目的。然而，采 用預(yù)熱裝置價(jià)格昂貴，且需要增加一路對(duì)預(yù)熱器的控制電路，增加維護(hù)費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方法及其裝置，通過使用該控制裝置及其 方法，減少啟動(dòng)負(fù)載，使挖掘機(jī)在低溫下能夠輕松啟動(dòng)，且簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本及維護(hù) 成本。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制裝置，包括一電 磁換向閥及一組液控單向閥，所述電磁換向閥進(jìn)油口 P接于先導(dǎo)油泵的出油口上，該換向 閥的輸出口 A與所述液控單向閥的控制油口 X連接，回油口 T接于回油管路上，該電磁換向 閥控制端與挖掘機(jī)控制器連接；接入工作閥芯的每一油泵出油口上分別并接有一所述液控 單向閥，所述液控單向閥的油口 B并接于對(duì)應(yīng)油泵出油口上，液控單向閥油口A接于回油管路上，當(dāng)液控單向閥控制口 X有壓力油時(shí)，油泵出油口直接回油箱，構(gòu)成旁路回油管路。
上述技術(shù)方案中，所述與工作閥芯連接的油泵為挖掘機(jī)的主油泵，為動(dòng)臂起落、斗 桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)等操作提供液壓油，通常由P1、P2油泵合流構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)與P1、P2油泵連 接，驅(qū)動(dòng)Pl 、 P2油泵運(yùn)作。本發(fā)明中，在油泵出油口與工作閥芯之間并接液控單向閥，并由 電磁換向閥的通斷來控制單向閥的啟閉，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，挖掘機(jī)的控制器控制先導(dǎo)油泵 輸出先導(dǎo)油至電磁換向閥中，換向閥的輸出口 A出油流入液控單向閥的控制油口 X，打開液 控單向閥，使主油泵出油口直接與回油管路連通，旁路回油箱，這樣減少了流過工作閥芯的 壓力損失，泵口的壓力變低(理論上只有油箱內(nèi)部的壓力)，泵所需要的功率也低，所以發(fā) 動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載也輕，從而使啟動(dòng)變得輕松；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，控制器切斷電磁換向閥，電 磁換向閥復(fù)位，先導(dǎo)油由電磁換向閥的回油口 AT回流至回油管路中，返回油箱，液控單向 閥關(guān)閉，切斷旁路回油管路，油泵正常為各工作閥芯供油，挖掘機(jī)正常運(yùn)作。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的方法技術(shù)方案是一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方法，其操 控步驟為 (1)控制器發(fā)出啟動(dòng)指令，電磁換向閥得電工作，先導(dǎo)油泵輸出的先導(dǎo)油自電磁換 向閥的輸出口A輸出； (2)先導(dǎo)油流入液控單向閥的控制油口 X，打開液控單向閥，使與工作閥芯連接的 油泵出油口與回油管路連通，壓力油旁路回油箱； (3)當(dāng)控制器測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的工作轉(zhuǎn)速時(shí)，切斷電磁換向閥電源，電磁 換向閥復(fù)位，先導(dǎo)油經(jīng)回油口 T流入回油管路； (4)液控單向閥在內(nèi)部彈簧力的作用下復(fù)位，關(guān)斷旁路管路，與工作閥芯連接的油 泵輸出壓力油流向各自工作閥芯，完成啟動(dòng)過程。 上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的工作轉(zhuǎn)速，該工作轉(zhuǎn) 速為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的一般工作轉(zhuǎn)速，通常在1000轉(zhuǎn)/分鐘左右，當(dāng)轉(zhuǎn)速等于或大于該轉(zhuǎn)速 后，表明發(fā)動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)，可以驅(qū)動(dòng)油泵為各工作閥芯正常供油，控制器便可切斷電磁換向閥 的電源，液壓回路恢復(fù)正常。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的另一種方法技術(shù)方案是一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方 法，其操控步驟為 (1)控制器發(fā)出啟動(dòng)指令，電磁換向閥得電工作，先導(dǎo)油泵輸出的先導(dǎo)油自電磁換 向閥的輸出口A輸出； (2)先導(dǎo)油流入液控單向閥的控制油口 X，打開液控單向閥，使與工作閥芯連接的 油泵出油口與回油管路連通，壓力油旁路回油箱； (3)當(dāng)電磁換向閥通電時(shí)間達(dá)到額定時(shí)間后，控制器切斷電磁換向閥電源，電磁換 向閥復(fù)位，先導(dǎo)油經(jīng)回油口 T流入回油管路； (4)液控單向閥在內(nèi)部彈簧力的作用下復(fù)位，關(guān)斷旁路管路，與工作閥芯連接的油 泵輸出壓力油流向各自工作閥芯，完成啟動(dòng)過程。 上技術(shù)方案中，所述步驟(3)中的電磁換向閥通電時(shí)間達(dá)到額定時(shí)間，該額定時(shí) 間為發(fā)動(dòng)機(jī)從停機(jī)狀態(tài)到達(dá)啟動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間， 一般只有1. 5 3秒的時(shí)間，該時(shí)間可預(yù)設(shè)于 控制器中，當(dāng)時(shí)間到達(dá)后，表明發(fā)動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)，可以驅(qū)動(dòng)油泵為各工作閥芯正常供油，控制 器便可切斷電磁換向閥電源，讓油泵正常為工作閥芯供油。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn) 1.由于本發(fā)明在油泵出油口與工作閥芯之間并接入一路旁路回油管路，由液控
單向閥控制管路的通斷，液控單向閥的控制油口由一電磁換向閥控制啟閉，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)
時(shí)，控制器驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)泵為電磁換向閥提供一先導(dǎo)油，開啟液控單向閥，使油泵與回油管路直
接連通，壓力油旁路回油至油箱，從而減少了流過工作閥芯的壓力損失，泵口的壓力變低，
泵所需要的功率也低，所以發(fā)動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載也輕，使啟動(dòng)變得輕松，適應(yīng)低溫作業(yè)環(huán)境；
發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，控制器切斷電磁換向閥的電源，液控單向閥關(guān)斷，油泵正常為各工作閥芯供
油，不影響挖掘機(jī)的正常作業(yè)； 2.通過旁路回油管路的設(shè)置，使挖掘機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載得到減輕，對(duì)起動(dòng)機(jī)的功率要 求下降，同時(shí)可免去附加安裝各類冷起動(dòng)預(yù)熱裝置，降低生產(chǎn)成本與維護(hù)成本；
3.控制器測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來確定電磁換向閥的通斷電，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值低于 工作轉(zhuǎn)速時(shí)，電磁換向閥保持導(dǎo)通，而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到工作轉(zhuǎn)速后，便切斷電磁換向閥的電 源，液壓回路恢復(fù)正常，不影響挖掘機(jī)的運(yùn)作，操控簡(jiǎn)單方便； 4.通過設(shè)置電磁換向閥的通電時(shí)間，該時(shí)間為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程所需要的時(shí)間，由 時(shí)間來控制電磁換向閥的通斷，操控簡(jiǎn)單方便。


圖1本發(fā)明實(shí)施例一的液壓系統(tǒng)原理圖。
其中1、液控單向閥；2、液控單向閥；3、電磁換向閥；4、發(fā)動(dòng)機(jī)；5工作閥芯；6、油箱。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例一 參見圖1所示，一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制裝置，包括一個(gè)電磁換向閥3及2 個(gè)液控單向閥，所述電磁換向閥3進(jìn)油口 P接于先導(dǎo)油泵P3的出油口上，該換向閥的輸出 口 A與所述液控單向閥的控制油口連接，回油口 T接于回油管路上，該電磁換向閥3控制端 與挖掘機(jī)控制器連接；對(duì)應(yīng)P1、P2油泵的出油口與工作閥芯5之間的連接管路上分別并接 有一所述液控單向閥，所述液控單向閥的油口 B并接于對(duì)應(yīng)油泵出油口上，液控單向閥出A 油口接于回油管路上。
其操控步驟為 (1)控制器發(fā)出啟動(dòng)指令，電磁換向閥3得電工作，先導(dǎo)油泵輸出的先導(dǎo)油自電磁 換向閥的輸出口A輸出； (2)先導(dǎo)油流入液控單向閥的控制油口X，打開液控單向閥，使P1、P2油泵的出油 口與回油管路連通，壓力油旁路回箱6 ; (3)當(dāng)控制器測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的工作轉(zhuǎn)速時(shí)，切斷電磁換向閥3電源， 先導(dǎo)油經(jīng)回油口 T流入回油管路； (4)液控單向閥在內(nèi)部彈簧力的作用下復(fù)位，關(guān)斷旁路管路，P1、P2油泵的壓力油 流向工作閥芯5，完成啟動(dòng)過程。 其工作過程參見圖1所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)剛開始啟動(dòng)時(shí)，控制器發(fā)出指令使電磁換向閥3得電，電磁換向閥3左位工作，先導(dǎo)油泵P3的先導(dǎo)油通過電磁換向閥3到達(dá)液控單向 閥1和液控單向閥2的控制油口 X，使液控單向閥1和液控單向閥2的單向閥打開，Pl泵和 P2泵的壓力油通過液控單向閥l和液控單向閥2直接流回油箱6 ;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速正常后控 制器發(fā)出指令使電磁換向閥3失電，電磁換向閥3在內(nèi)部彈簧力的作用下回位，這時(shí)液控單 向閥1和液控單向閥2的控制油口與油箱6相通，液控單向閥1和液控單向閥2復(fù)位，切斷 了 Pl泵和P2泵的直通油箱6的通路(即旁路回油管路)，同時(shí)迫使Pl泵和P2泵的液壓油 流過各自的工作閥芯，油路完全恢復(fù)到了正常的工作狀態(tài)。在整個(gè)啟動(dòng)過程中，電磁換向閥 3得電和失電可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于工作轉(zhuǎn)速時(shí)，使電磁換向閥3得 電，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到工作轉(zhuǎn)速時(shí)，使電磁換向閥3失電。 發(fā)電機(jī)4啟動(dòng)過程中，由于Pl泵和P2泵液壓油沒有通過各個(gè)工作閥芯5，而是通 過液控單向閥1和液控單向閥2直接流回油箱6，減少了流過工作閥芯5的壓力損失，泵口 的壓力變低(理論上只有油箱內(nèi)部的壓力)，油泵所需要的功率也低，所以發(fā)電機(jī)4的所帶 的負(fù)載也輕，從而使啟動(dòng)變的輕松了 ，更適應(yīng)于挖掘機(jī)在低溫下的操控。
實(shí)施例二 在本實(shí)施例中，液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，不同點(diǎn)在于其操控方式 上 (1)控制器發(fā)出啟動(dòng)指令，電磁換向閥得電工作，先導(dǎo)油泵輸出的先導(dǎo)油自電磁換 向閥的輸出口A輸出； (2)先導(dǎo)油流入液控單向閥的控制油口 X，打開液控單向閥，使P1、 P2油泵的出油 口與回油管路連通，壓力油旁路回箱6 ; (3)當(dāng)電磁換向閥通電時(shí)間達(dá)到額定時(shí)間后，控制器切斷電磁換向閥電源，先導(dǎo)油 經(jīng)回油口T流入回油管路； (4)液控單向閥在內(nèi)部彈簧力的作用下復(fù)位，關(guān)斷旁路管路，P1、P2油泵的壓力油 流向各工作閥芯，完成啟動(dòng)過程。 上述操控方式，步驟(3)中根據(jù)時(shí)間來控制電磁換向閥得電和失電，一般情況下， 發(fā)動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到正常工作只有幾秒鐘的時(shí)間，所以可以設(shè)定2秒來控制閥的動(dòng)作，從啟動(dòng) 開始計(jì)算，電磁換向閥得電延時(shí)至預(yù)設(shè)定時(shí)間后，控制器便切斷電源，使液壓回路恢復(fù)正常。
權(quán)利要求
一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于包括一電磁換向閥及一組液控單向閥，所述電磁換向閥進(jìn)油口P接于先導(dǎo)油泵的出油口上，該換向閥的輸出口A與所述液控單向閥的控制油口X連接，回油口T接于回油管路上，該電磁換向閥控制端與挖掘機(jī)控制器連接；接入工作閥芯的每一油泵出油口上分別并接有一所述液控單向閥，所述液控單向閥的油口B并接于對(duì)應(yīng)油泵出油口上，液控單向閥油口A接于回油管路上，當(dāng)液控單向閥控制口X有壓力油時(shí)，油泵出油口直接回油箱，構(gòu)成旁路回油管路。
2. —種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方法，其操控步驟為(1) 控制器發(fā)出啟動(dòng)指令，電磁換向閥得電工作，先導(dǎo)油泵輸出的先導(dǎo)油自電磁換向閥的輸出口 A輸出；(2) 先導(dǎo)油流入液控單向閥的控制油口 X，打開液控單向閥，使與工作閥芯連接的油泵 出油口與回油管路連通，壓力油旁路回油箱；(3) 當(dāng)控制器測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的工作轉(zhuǎn)速時(shí)，切斷電磁換向閥電源，電磁換向 閥復(fù)位，先導(dǎo)油經(jīng)回油口 T流入回油管路；(4) 液控單向閥在內(nèi)部彈簧力的作用下復(fù)位，關(guān)斷旁路管路，與工作閥芯連接的油泵輸 出壓力油流向各自工作閥芯，完成啟動(dòng)過程。
3. —種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制方法，其操控步驟為(1) 控制器發(fā)出啟動(dòng)指令，電磁換向閥得電工作，先導(dǎo)油泵輸出的先導(dǎo)油自電磁換向閥的輸出口A輸出；(2) 先導(dǎo)油流入液控單向閥的控制油口 X，打開液控單向閥，使與工作閥芯連接的油泵 出油口與回油管路連通，壓力油旁路回油箱；(3) 當(dāng)電磁換向閥通電時(shí)間達(dá)到額定時(shí)間后，控制器切斷電磁換向閥電源，電磁換向閥 復(fù)位，先導(dǎo)油經(jīng)回油口 T流入回油管路；(4) 液控單向閥在內(nèi)部彈簧力的作用下復(fù)位，關(guān)斷旁路管路，與工作閥芯連接的油泵輸 出壓力油流向各自工作閥芯，完成啟動(dòng)過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種挖掘機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于包括電磁換向閥與液控單向閥，所述電磁換向閥與先導(dǎo)油泵連接，輸出口A與所述液控單向閥的控制油口X連接，回油口T接于回油管路上；油泵出油口上并接有一液控單向閥，液控單向閥油口A接于回油管路上；其操控為(1)控制器發(fā)出指令，電磁換向閥得電，先導(dǎo)油A口輸出；(2)打開液控單向閥，使油泵出油口與回油管路連通；(3)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到工作轉(zhuǎn)速或電磁換向閥工作到額定時(shí)間后，切斷電磁換向閥電源；(4)油泵輸出壓力油流向各工作閥芯。本發(fā)明通過設(shè)置旁路回油管路，在啟動(dòng)時(shí)壓力油旁路回油箱，待發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)后，再恢復(fù)接入正常液壓回路，減少壓力損失，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)低溫下啟動(dòng)。
文檔編號(hào)E02F9/22GK101748767SQ20091026495
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者戴晴華, 譚偉俊, 陳克雷 申請(qǐng)人:三一重機(jī)有限公司