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一种履带式液压挖掘机电气控制系统技术方案

技术编号:18077022 阅读:9 留言:0更新日期:2018-05-31 06:18
一种履带式液压挖掘机电气控制系统,采用了CAN总线型电气控制系统,设计了防电冲击回路,有效防止挖掘机在关机瞬间产生高压放电脉冲,保护了系统中的电气部件,设计了发动机启动控制回路,有效的保护了启动马达和断油阀,有效解决了人为接线错误烧毁断油阀的现象。该系统通过对电控箱的合理设计,使电气系统的日常维修更加方便,有效防止了雨天电控箱进水现象,使电控箱的出线美观,联接可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种履带式液压挖掘机电气控制系统
本专利技术涉及一种履带式液压挖掘机电气控制系统,适用于机械领域。
技术介绍
履带式液压挖掘机由于作业灵活、活动范围大,是土方工程的主要施工机械,中国已逐步成为挖掘机市场最大的国家,其2010年的销量超16.5万台,挖掘机已成为各主机厂利润增长最决的产品之一。履带式液压挖掘机主要由电气控制系统、动力系统、机械系统三大部份构成,其中电气控制系统是人机交互的核心环节,也是整车的中枢神经系统,它的设计合理性直接影响了挖掘机的可操纵性、节能性、可靠性和可维护性。目前对挖掘机整体设计的报道不多,大多对控制系统或者整车电路系统介绍。
技术实现思路
本专利技术提出了一种履带式液压挖掘机电气控制系统,采用了CAN总线型电气控制系统,设计了防电冲击回路,有效防止挖掘机在关机瞬间产生高压放电脉冲,保护了系统中的电气部件,设计了发动机启动控制回路,有效的保护了启动马达和断油阀,有效解决了人为接线错误烧毁断油阀的现象。本专利技术所采用的技术方案是:所述电气控制系统中,除了常规的照明、雨刮、影音、空调和发动机启停等使用常规线束联接外,传感器信号采集、发动机与比例泵的功率匹配、液压系统的阀控制都由控制器完成,监测仪表与信息管理模块都通过CAN总线与控制器进行联接。所述电气控制系统设计了防电冲击回路,有效防止挖掘机在关机瞬间产生高压放电脉冲,保护了系统中的电气部件。所述电气控制系统设计了发动机启动控制回路,有效的保护了启动马达和断油阀,有效解决了人为接线错误烧毁断油阀的现象。本专利技术的有益效果是:该系统通过对电控箱的合理设计,使电气系统的日常维修更加方便,有效防止了雨天电控箱进水现象,使电控箱的出线美观,联接可靠。附图说明图1是本专利技术的基于CAN总线的挖掘机电气控制系统框图。图2是本专利技术的挖掘机的部份电气控制回路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1,在总线型电气控制系统中,除了常规的照明、雨刮、影音、空调和发动机启停等使用常规线束联接外,传感器信号采集、发动机与比例泵的功率匹配、液压系统的阀控制都由控制器完成,监测仪表与信息管理模块都通过CAN总线与控制器进行联接。监测仪表只对控制器回传的CAN信息进行解析并显示,对按键操作进行数据打包后通过CAN总线下发到控制器,由控制器对命令解析后执行。因此采用总线型控制系统后,可有效减少系统间连接的复杂性,挖掘机上的传感器和执行器基本上只要联接到控制器上,仪表与控制器之间只要通过3根CAN总线相连,使驾驶室的连线明显减少。而且由于电控阀、执行器、传感器等都统一由控制器进行控制与调理,这样控制器可对各输出进行短路保护、开路检测,并且所的输入、输出信息可以集中处理,并且可将故障信息直接发送到仪表进行显示,对故障的诊断更为方便和有效。主要缺点是由于系统的高度集中,只要控制器有问题,将影响整机的工作。故障检修时有时需要CAN分析仪等检修工具。如图2,在整个电气控制系统中,由于控制器、监测仪表、信息管理系统和空调等功能模块主要采用已有的产品,电气回路的设计只要按照具体产品的要求进行设汁。在这里主要设计防电气冲击回路和发动机的启动、断油控制回路。防电冲击回路的设计主要考虑关机或启动过程中,使蓄电池不脱离供电系统从而起到过滤冲击脉冲的作用。在挖掘机非工作状态时,主要由蓄电池给电气系统供电,当挖掘机处于工作状态时,电气系统主要由柴油机自带的发电机供电,同时给蓄电池进行充电。在系统中,蓄电池起到能量缓冲器削峰填谷的作用,也就是说它能吸收系统产生的异常高压,保护系统中的电气元件。根据实际的测量,有的挖掘机在启动或关机的瞬间,如果K1继电器过早断开,使蓄电池脱离电气回路,那么系统中的电压有时会达到175V左右,这个电压远远大于系统额定电压24V,异常高压产生的主要原因是系统内大电感元件如启动电机、发电机等在突然断电情rh下,由于电流不能突变产生高压。因此防电冲击回路设计的核心理念是只要发动衫呸在运转,将不允许蓄电池脱离电气系统,在这里主要引入了继电器K2来实现这个功能在挖掘机关机瞬间,K1继电器失电断开,但由于发动机的惯性,还将带着发电机运转,发电机R端继续输出电压,K2保持吸合状态,蓄电池仍旧通过K2有触点与电气系统保持联接,滤除由于关机瞬间产生的异常电压波动,只到发动机转速小于一定值,发电机R端电压不足以保持K2吸合为止,但此时关机的这一瞬态过渡过程已经完成。挖掘机发动机的控制主要考虑启动时间过长的控制和断油阀快吸端与保持端接反时的保护。发动机启动过程中,第一步先使断油阀得电,发动机开始供油,第二步启动马达运转,带动发动机曲轴运转只到发动机开始工作,第三步当发动机开始工作时断开启动马达与发动机的联接,在这个过程中,主要的控制对象是启动马达和断油阀,根据实际测量,启动马达的电磁开关直流电阻在2欧姆左右,断油阀的快吸端电阻为2欧姆左右,保持端电阻为54欧姆左右。因此我们设计的发动机启动回路主要控制目标有3个:1)断油阀快吸端、断油阀保持端、启动马达同时得电开始启动发动机,发动机启动后立即断开启动马达,同时断开断油阀快吸端,但断油阀保持端要在发动机工作期间一直得电;2)由于启动马达的电磁开关和断油阀快吸端电阻很小,最长连续工作时间不超过30秒;3)由于断油阀快吸端和保持端很接近,在接线错误的情况下能有效的保护。针对以上三点设计的发动机启动回路,钥匙开关转到启动位置后,在正常情况下,系统通过K11、K3给启动马达供电,通过K11、K3、K12给断i'}阀快吸端供电,通过K11、K13、K14给断油阀保持端供电,发动机进入启动阶段,当发动机启动后,发电机R端输出14V左右电压,使K3断开,同时K12也断开,使启动马达和断油阀快吸端失电,然后钥匙开关回到ACC位置,K13断开,但由于K14继电器的自锁,断油阀保持端仍旧保持供电。当超过30秒后,发动机仍旧没有启动成功,那么控制器通过检测钥匙开关在启动位置的时间已超过30秒后,立即断开K11,从而结束启动过程,防止烧坏启动电机和断油阀。当由于接线失误,错接了断油阀的快吸端和保持端,那么由于F3的保险线电流控制在5A左右,而快吸端的电流将达到l0A以上,因此F3烧毁,起到保护断油阀的效果。本文档来自技高网...
一种履带式液压挖掘机电气控制系统

【技术保护点】
一种履带式液压挖掘机电气控制系统,其特征是:所述电气控制系统中,除了常规的照明、雨刮、影音、空调和发动机启停等使用常规线束联接外,传感器信号采集、发动机与比例泵的功率匹配、液压系统的阀控制都由控制器完成,监测仪表与信息管理模块都通过CAN总线与控制器进行联接。

【技术特征摘要】
1.一种履带式液压挖掘机电气控制系统,其特征是:所述电气控制系统中,除了常规的照明、雨刮、影音、空调和发动机启停等使用常规线束联接外,传感器信号采集、发动机与比例泵的功率匹配、液压系统的阀控制都由控制器完成,监测仪表与信息管理模块都通过CAN总线与控制器进行联接。2.根据权利要求1所述的一种履带式液压挖掘...

【专利技术属性】
技术研发人员:马驰
申请(专利权)人:马驰
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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