[發明專利]一種降低挖掘機振動的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210536646.2
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN102966137A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 盛云;林志良;喬海周;倪加林
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及工程機械領域，具體而言，涉及一種降低挖掘機振動的方法及裝置。

背景技術

挖掘機是一種按照一定順序，連續或者間歇地進行挖掘、裝載和平整作業的工程機械，廣泛用于道路橋梁建設、工業和民用建筑施工及市政工程等土石方施工中，在工程機械中占據著重要的位置。

振動和噪聲是影響工程挖掘機工作的兩個重要因素，發動機是挖掘機的主要振動源和噪聲源，其振動直接影響挖掘機整機可靠性，同時也影響司機的乘坐的舒適性，從而降低了司機的工作效率。因此，需要采取相關措施有效地減小挖掘機的振動和噪聲。

有研究表明，工程機械約40%的故障來自液壓系統，15%的故障來自發動機，而發動機的故障絕大部分情況下是由其自身振動和外界沖擊產生的振動直接或間接造成的。因此，有必要改善挖掘機作業過程中的NVH（Noise，Vibration&Harshness）噪聲、振動與舒適性，以提高整機的可靠性和舒適性。

現有技術一般是通過動力總成懸置系統來降低挖掘機的振動，動力總成懸置系統是挖掘機上的一個重要的子系統，其隔振性能的優劣直接影響挖掘機整機的NVH性能。合理地設計動力總成懸置系統，可減小動力總成振動向駕駛室的傳遞，并降低由此激發的整機振動噪聲，提升挖掘機的性能。懸置是用于減少振動的傳遞并起到支承作用的汽車動力總成部件，通過懸置元件來降低挖掘機的振動僅是一種被動隔振方法。然而，懸置等被動隔振元件在產品出廠時已經定型，無法隨著動力總成系統的使用工況自適應地調整，器隔振效果較差。同時，隔振系統的主動控制需要外部能量地不斷輸出，能量耗費較大。并且，隨著挖掘機工作時限的增加，懸置元件的減振性能可能會隨之減弱，不利于動力總成的減振降噪。

發明內容

本發明提供了一種降低挖掘機振動的方法及裝置，用以解決現有技術中降低挖掘機振動的方式不能夠根據挖掘機實際情況進行控制，減振效果較差的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種降低挖掘機振動的方法，包括：確定能夠使挖掘機產生共振的發動機的多個共振轉速；獲取挖掘機座椅的三向振動加速度以及發動機轉速；計算三向振動加速度的均方根值；判斷均方根值是否大于第一預設值；如果是，則調整發動機的輸出轉矩，以使發動機的轉速與最接近的共振轉速的差值不小于第二預設值。

進一步地，上述方法還包括：在判斷均方根值是否大于第一預設值之后，根據挖掘機當前工況計算發動機需求轉矩；根據需求轉矩確定該轉矩對應的發動機轉速；如果需求轉矩對應的發動機轉速等于多個共振轉速中的轉速，則調整發動機的輸出轉矩，以使發動機的轉速與最接近的共振轉速的差值不小于第二預設值。

其中，上述確定能夠使挖掘機產生共振的發動機的多個共振轉速包括：控制發動機執行升速和降速操作；采集發動機升速以及降速時挖掘機座椅的三向振動加速度、發動機的轉速；根據座椅的三向振動加速度、發動機的轉速繪制三維頻譜圖；根據三維頻譜圖確定能夠使挖掘機產生共振的多個發動機轉速。

進一步地，上述方法還包括：在提高或降低發動機輸出轉矩后，確定當前處理結果，處理結果中包括挖掘機座機的三向振動加速度的均方根值、發動機的轉速、發動機輸出轉矩、控制輸出轉矩的發動機節氣門開度；判斷資源庫中是否存在當前處理結果；如果不存在，則將當前處理結果保存在資源庫。

進一步地，上述方法還包括：在根據發動機需求轉矩確定該轉矩對應的發動機轉速之后，比較發動機需求轉矩與發動機實際輸出轉矩；如果發動機需求轉矩小于實際輸出轉矩，則提高發動機節氣門開度；如果發動機需求轉矩小于實際輸出轉矩，則降低發動機節氣門開度。

根據本發明的另一個方面，提供了一種降低挖掘機振動的裝置，包括：第一確定模塊，用于確定能夠使挖掘機產生共振的發動機的多個共振轉速；獲取模塊，用于獲取挖掘機座椅的三向振動加速度以及發動機轉速；第一計算模塊，用于計算三向振動加速度的均方根值；第一判斷模塊，用于判斷均方根值是否大于第一預設值；調整模塊，用于則調整發動機的輸出轉矩，以使發動機的轉速與最接近的共振轉速的差值不小于第二預設值。

進一步地，上述裝置還包括：第二計算模塊，用于在判斷均方根值是否大于第一預設值之后，根據挖掘機當前工況計算發動機需求轉矩；第二確定模塊，用于根據需求轉矩確定該轉矩對應的發動機轉速；調整模塊，用于當需求轉矩對應的發動機轉速等于多個共振轉速中的轉速時，則調整發動機的輸出轉矩，以使發動機的轉速與最接近的共振轉速的差值不小于第二預設值。