工程机械牵引性能控制系统技术方案

一种工程机械牵引性能控制系统，有依次连接的油门踏板、发动机、工作泵和工作马达，分别与油门踏板、工作泵以及工作马达相连的控制器，发动机通过转速传感器或ＣＡＮ总线与控制器相连，工作泵的输出通过压力传感器与控制器相连，控制器还分别连接档位手柄及转角传感器。所述的控制器是由单片机构成。所述的工作泵最大排量与工作泵压力满足恒功率曲线，在不同工作状态下人为的选择不同的匹配曲线。所述的第三电磁阀和第四电磁阀分别连接工作马达。本发明专利技术具有结构简单、节能及利于维修的优点。可以根据外部负载的变化调整泵和马达的状态，可以使发动机的工作效率发挥到最佳状态，使发动机始终处于油耗最低状态，从而达到节能效果，延长机械使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种工程机械的控制，特别是涉及一种可以使发动机的效率发挥到最佳状态，使发动机始终处于油耗最低状态，从而达到节能效果的工程机械牵引性能控制系 统。
技术介绍
现有的工程机械牵引多采用机械变速箱传动方式，这种传动方式不利于时时根据 外部条件实现时时调整控制，容易导致机械部分损坏，不利于保养维修。 采用液压比例控制，可以分别调整发动机与工作泵的排量，但是两者之间没有必 然联系，不能发挥发动机与工作泵的优化控制。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可以使发动机的效率发挥 到最佳状态，使发动机始终处于油耗最低状态，从而达到节能效果的工程机械牵引性能控 制系统。 本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种工程机械牵 引性能控制系统，包括有依次连接的油门踏板、发动机、工作泵和工作马达，还设置有分别 与油门踏板、工作泵以及工作马达相连的控制器，所述的发动机通过转速传感器或CAN总 线与控制器相连，工作泵的输出通过压力传感器与控制器相连，所述的控制器还分别连接 档位手柄及转角传感器。 所述的控制器、档位手柄和转速传感器均分别连接直流电源。 所述的工作马达有1个以上。 所述的控制器是由单片机构成，所述的单片机的C2-P4脚连接转速传感器；C2-P3 脚连接压力传感器；C1-P9脚、C2-P2脚和Cl-P8脚分别连接转角传感器，其中的Cl-P9脚和 Cl-P8脚还分别连接压力传感器；所述的单片机的Cl-Pll脚、C1-P10脚、C1-P7脚和Cl-P6 脚分别连接档位手柄；所述的单片机的C1-P14脚和Cl-P3脚连接CAN总线；所述的单片机 的Cl-P2脚连接直流电源，C1-P1脚接地。 所述的构成控制器的单片机的C2-P9脚、C2-P10脚、C2-P11脚和C2-P12脚分别通 过第一、第二、第三和第四电磁阀接地，以及分别对应的通过第一、第二、第三和第四电磁阀 连接工作泵和工作马达，其中，所述的第一电磁阀和第二电磁阀分别连接工作泵，所述的第 三电磁阀和第四电磁阀分别连接工作马达。 所述的工作泵最大排量与工作泵压力满足恒功率曲线，在不同工作状态下人为的 选择不同的匹配曲线。 本专利技术具有的优点和积极效果是本专利技术的工程机械牵引性能控制系统，具有结 构简单、节能及利于维修的优点。工作泵排量随发动机转速变化而变化。泵出口压力和排 量满足发动机功率匹配原理，并且能根据不同的作业工况选择不同的匹配曲线，可以根据外部负载的变化调整泵和马达的状态，可以使发动机的工作效率发挥到最佳状态，使发动 机始终处于油耗最低状态，从而达到节能效果。系统还具有功率的极限调节功能，不会因意 外的负载过大而导致发动机的非正常熄火，对于发动机起到保护发动机的作用，延长机械 使用寿命。附图说明 图1是本专利技术的整体构成框图； 图2是本专利技术中控制器的电路原理图； 图3是系统压力与工作泵排量关系图。 图中的标号分别是 1-油门踏板；2-发动机；3-工作泵；4_工作马达；5_控制器；6_转速传感器；7-压 力传感器；8-档位手柄；9-转角传感器；10-CAN总线；11_第一电磁阀；12-第二电磁阀； 13-第三电磁阀；14-第四电磁阀。具体实施例方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明本专利技术的工程机械牵引性能控制系统如下 如图1所示，本专利技术的工程机械牵引性能控制系统，包括有依次连接的油门踏板 1、发动机2、工作泵3和工作马达4，还设置有分别与油门踏板1、工作泵3以及工作马达4 相连的控制器5，所述的发动机2通过转速传感器6或CAN总线10与控制器5相连，工作泵 3的输出通过压力传感器7与控制器5相连，通过压力反馈控制液压马达的工作状态，使马 达工作于高效区。所述的控制器5还分别连接档位手柄8及转角传感器9。所述的控制器 5、档位手柄8和转速传感器6均分别连接24V直流电源。所述的工作马达4有1个以上。 工作泵排量随发动机转速变化而变化。 所述的工作泵3最大排量与工作泵压力满足恒功率曲线，在不同工作状态下人为 的选择不同的匹配曲线。 如图2所示，本专利技术所述的控制器5是由型号为MC024的单片机U构成，所述的单 片机U的C2-P4脚连接转速传感器6。 C2-P3脚连接压力传感器7 ;C1-P9脚、C2-P2脚和 Cl-P8脚分别连接转角传感器9，其中的Cl-P9脚和Cl-P8脚还分别连接压力传感器7。所述 的单片机U的Cl-Pll脚、C1-P10脚、C1-P7脚和Cl-P6脚分别连接档位手柄8，其中Cl-Pll 脚连接第二工作马达，C1-P10脚连接第一工作马达，Cl-P7脚连接后退档，Cl-P6脚连接前 进档。 所述的单片机U的C1-P14脚和C1-P3脚连接CAN总线IO，其中，C1-P14脚接低 端，Cl-P3脚接高端 所述的单片机U的Cl-P2脚连接24V直流电源，C1-P1脚接地。 所述的构成控制器5的单片机U的C2-P9脚、C2-P10脚、C2-P11脚和C2-P12脚分别通过第一、第二、第三和第四电磁阀11、12、13、14接地，以及分别对应的通过第一、第二、第三和第四电磁阀11、12、13、14连接工作泵3和工作马达4，其中，所述的第-电磁阀11为前进电磁阀连接工作泵3，第二电磁阀12为比例电磁阀连接工作泵3，所述的第三电磁阀13为开关量电磁阀连接第一工作马达，第四电磁阀14为比例电磁阀连接第二工作马达。 本专利技术的工程机械牵引性能控制系统的工作原理是当人踩踏油门踏板使发动机 增速时，压力传感器和转角传感器会时时检测发动机的工作转速以及工作泵内部的压力， 控制器根据发动机转速和工作泵压力的变化做出判断，从而驱动工作泵以及工作马达。达 到最佳工作效率，实现更小的油耗；保证发动机避免非正常熄火。 为达到工程机械最佳工作效率，实现更小的油耗。工程机械工作泵的输入电流 (排量)由发动机转速决定，随着发动机转速的变化工作泵的电流(排量)随之变化，当发 动机达到额定转速状态下，工作泵电流(排量)达到最大状态，且正常施工工作状态下和高 速行走状态下有不同的曲线。另外，在工作泵中安装有压力传感器，通过它控制器能够时时 采集工作泵内部的压力，根据预先设定好的函数关系调节工作马达的排量。工作马达排量 的变化又会导致系统压力变化，使工程机械工作在不同的档位，最终使工作泵达到平衡状 态。 在实际工作中，若外部负载过大，则会导致工作泵内的压力升高，发动机的转速下 降，及负载超过发动机的实际输出功率，导致发动机非正常熄火。为避免出现这种情况，对 工作泵与发动机的功率进行了计算和匹配。 发动机在某一最佳工作点工作时，可以认为其输出功率为一常数，工作泵的排量 与出口压力成反比。当外部负载变化时，通过测量系统内部的压力变化，可以计算出工作泵 的最大输入电流，从而实现外部负载与变量泵之间的自动调节控制，保证外部负载不会大 于发动机的输出功率导致发动机停机或者损坏工作泵。 控制器可以根据设定的不同档位选择如图3所示的不同的曲线进行匹配，从而使 发动机的效率发挥到最大，而且不会损坏发动机。 当机械遇到突然增大的外部负载时，会超过发动机的输出功率，从而使发动机非正常熄火，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械牵引性能控制系统，包括有依次连接的油门踏板（１）、发动机（２）、工作泵（３）和工作马达（４），其特征是：还设置有分别与油门踏板（１）、工作泵（３）以及工作马达（４）相连的控制器（５），所述的发动机（２）通过转速传感器（６）或ＣＡＮ总线（１０）与控制器（５）相连，工作泵（３）的输出通过压力传感器（７）与控制器（５）相连，所述的控制器（５）还分别连接档位手柄（８）及转角传感器（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜奇，张一凡，马琳，张博，刘洋，吴长亮，
申请(专利权)人：天津鼎盛工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]