[發明專利]一種負流量外控電液系統及方法

有效

• 申請號: 202110226079.X
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112982543B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 陳根龍;宋剛;邵玉濤;崔淑英;牛慶磊
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22;E02F9/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明涉及一種負流量外控電液系統及方法，系統包括：控制手柄、PLC控制器、先導泵、電比例閥組、主泵、負流量閥組、回轉馬達以及油缸；控制手柄用于操控挖掘機的各個動作；PLC控制器，PLC控制器用于接收控制手柄的控制信號，根據控制信號進行開關量控制、模擬量控制、運動控制、數據采集以及信號監控；先導泵與電比例閥組連接，先導泵用于給電比例閥組供油；主泵與負流量閥組連接，主泵用于給負流量閥組供油；負流量閥組還與電比例閥組連接；回轉馬達與負流量閥組連接；油缸與負流量閥組連接。本發明中的上述方法及系統能夠在駕駛室外對挖掘機進行遠程控制。

技術領域

本發明涉及PLC控制領域，特別是涉及一種負流量外控電液系統及方法。

背景技術

目前，國際上主流挖掘機普遍采用負流量液壓系統，負流量控制系統能夠實現液壓系統流量的動態匹配。

正流量控制系統與負流量控制系統的區別，主要在于負流量控制系統輸入信號x_i的采樣點在操作閥的中位流量輸出端，相對于操作閥的主油路來說是旁通回路。由于輸入信號x_i的采樣點不同，造成了負流量控制系統的輸入信號x_i與輸出信號y_o是成反比的。因此兩者所對應的電控程序也完全不同。

負流量控制技術在挖機行業起步較早，液控系統成熟，技術積累非常雄厚。這也使得挖機行業中，絕大多數的挖機都采用負流量控制技術，與之相對應的還有正流量控制技術。所謂正、負流量控制，針對的是變量泵的控制方式，變量泵有一個變量機構控制口，如果這個控制口的控制壓力越高,泵的排量越大，就是正流量控制，反之就是負流量控制。正、負流量系統的控制思路都是依據負載的需求對泵的排量進行控制。

正、負流量系統中，泵的功率不可以大于發動機功率，不然就會“憋車”，最佳的設計方案就是泵功率盡可能的趨近于發動機功率，那么就需要采用恒功率泵。對于泵來講，功率=壓力×流量。功率是定值，那么重載時流量少，輕載時流量多。各自特點如下：

1.負流量系統：在挖機上應用最為成熟，多路閥組與負載的匹配已經優化的很好，能充分利用發動機的功率，挖機各動作穩定性很好，配件容易購買，維修方便，同時成本較低，經濟效益非常顯著。當然，也存在一些缺點，譬如：挖機做復合動作時，負載壓力不算穩定，泵的流量變化較大，導致了其調速性能不穩定，操縱性能差一些；再者，閥中位無動作時仍有30-50L/min的流量卸掉，節能性差一些。

2.正流量系統：泵的控制信號采集于二次先導，此信號的采集，有兩種手段。液壓手段為通過一長串梭閥選取最高壓力；電控手段為通過諸多傳感器選取最高壓力。此壓力信號會同時發送到液壓泵和主控閥，兩者動作幾乎是同步進行的，與負流量相比，操作敏感性好。但是由于泵的排量只與負載有關，無負載時，泵斜盤擺角最小，功耗損失小，負載加重時，排量才相應上升，當有復合動作，負載小的動作也會得到大流量，這就使得負載小的動作異常迅速，

其中負流量系統應用最為廣泛，日系的挖機全部采用，技術也比較成熟穩定,大小挖機都適合。

負流量系統為液壓先導控制，諸多先控制油管需連接在駕駛室的操作桿上，挖機操作手只能在駕駛室內進行操作，無法在駕駛室外進行控制。這就有了一些局限性，譬如挖機一些特殊工況，要求操作手不能在駕駛室內操作（如工作地形較為危險），這是傳統負流量系統的挖機無所做到的。

針對這一點，我們設計一套電比例閥組，每片閥的動作均可通過PLC控制器完成，將對應的控制油路引到負流量主閥組的各個先導控制油口，以此控制主閥來完成相應的動作。如此，相當于采用PLC控制器來控制主閥來完成各動作，也就是說將電子控制技術引入到負流量控制系統中，形成了一種負流量外控電液系統。這樣，就可以加裝無線/有線遙控器，從而控制挖機的各個動作。

發明內容

本發明的目的是提供一種負流量外控電液系統及方法，可實現在駕駛室外對挖掘機進行遠程控制。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：