一种挖掘机燃油经济性智能检测系统和方法 |
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| 申请号 | CN201710060194.8 | 申请日 | 2017-01-24 | 公开(公告)号 | CN106840295A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
| 申请人 | 徐州市产品质量监督检验中心; | 发明人 | 周雨; 刘实现; 王勇; 王浩; 孙峰; 王宁; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种挖掘机燃油经济性智能检测系统和方法，包括 液压 泵 、溢流 阀 、液压油箱、先导操纵阀、压 力 传感器 、燃油箱、油耗计、 控制器 、显示器、回转 马 达以及主 控制阀 ， 液压泵 、主控制阀和回转马达 串联 ，组成挖掘机回转动作的主回路；溢流阀作为主回路的 安全阀 ，起到安全保护作用；油耗计与燃油箱相连，并将采集的进油量和回油量输入控制器；显示器设有 人机交互 测试页面，用户可设定挖掘机作业的介质类型、铲斗容量、测试时间和倒计时提醒。本发明可根据检测的关键参数，准确智能计算出测试时间内挖掘机的单斗燃油经济性和单位土方量的燃油经济性并在显示器上进行显示，同时取消了测试中人工作业的相关内容，消除了人工误差对测试结果的影响。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种挖掘机燃油经济性智能检测系统，其特征在于，包括液压泵(1)、溢流阀(2)、液压油箱(3)、先导操纵阀(4)、压力传感器(5)、燃油箱(6)、油耗计(7)、控制器(8)、显示器(9)、回转马达(10)以及主控制阀(11)，所述液压泵(1)、主控制阀(11)和回转马达(10)串联，组成挖掘机回转动作的主回路；溢流阀(2)作为主回路的安全阀，起到安全保护作用；先导操纵阀(4)与主控制阀(11)的先导端连接，为左右回转动作的实现提供先导控制油；压力传感器(5)安装在先导操纵阀(4)控制左回转动作的先导管路上，并将采集到的压力信号传送给控制器(8)；油耗计(7)与燃油箱(6)相连，并将采集的进油量和回油量输入控制器(8)； |
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| 说明书全文 | 一种挖掘机燃油经济性智能检测系统和方法技术领域[0001] 本发明涉及一种挖掘机燃油经济性智能检测系统和方法，属于挖掘机技术领域。 背景技术[0002] 在挖掘机主机厂，新品研发和已有产品性能提升时均要进行各种性能测试，而效率油耗即燃油经济性测试是其中非常重要的一项。在效率油耗的测试过程中，挖掘机需在预先平整的土地上，在规定的时间内进行90°或者180°模拟挖掘装载作业，测试人员对该过程的作业量和燃油消耗进行统计，以评价挖掘机的燃油经济性。 [0003] 现有的测试方法，燃油消耗多采用外挂油桶测试前后称重的办法，而效率检测多采取人工数挖掘斗数的方式进行计数。人工计数时，由于测试时间较长，测试过程枯燥，计数容易出现错误，影响了测试结果的准确性。 [0004] 目前，这方面的专利有很多，如：于2013年9月11日公开的中国发明专利挖掘机油耗测试方法及系统(专利号：201310167827.7)，其提出了挖掘机效率油耗的模拟测试方法，但由于无法还原挖掘机的真实作业工况，所以测试结果不具有实际参考意义；于2012年5月2日公开的中国发明专利一种挖掘机自检测系统和方法(专利号：201110241263.8)和于 2014年10月22日公开的中国发明专利一种挖掘机挖掘效率检测装置和方法(专利号： 201410335868.7)均对挖掘机实际作业工况下的效率油耗检测提出了各自的实施办法，但由于所需外接传感器较多，成本较高，人工劳动强度较大，实际测试中不具有可实施性；且上述检测技术均无法设定挖掘介质的类型和铲斗斗容，需要后期人工根据测试数据进行燃油经济性的计算，均没有实现智能检测。 发明内容[0005] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种挖掘机燃油经济性智能检测系统和方法，可解决现有技术中无法设定挖掘介质的类型、铲斗斗容和测试时间，无法自动智能计算单斗燃油经济性和单位土方量的燃油经济性等技术问题，从而减轻现场测试人员的工作强度，降低人工介入测试所带来的误差。 [0006] 为了实现上述目的，本发明采用的一种挖掘机燃油经济性智能检测系统，包括液压泵、溢流阀、液压油箱、先导操纵阀、压力传感器、燃油箱、油耗计、控制器、显示器、回转马达以及主控制阀，所述液压泵、主控制阀和回转马达串联，组成挖掘机回转动作的主回路；溢流阀作为主回路的安全阀，起到安全保护作用；先导操纵阀与主控制阀的先导端连接，为左右回转动作的实现提供先导控制油；压力传感器安装在先导操纵阀控制左回转动作的先导管路上，并将采集到的压力信号传送给控制器；油耗计与燃油箱相连，并将采集的进油量和回油量输入控制器；显示器设置于驾驶室，设有人机交互测试页面，用户可设定挖掘机作业的介质类型、铲斗容量、测试时间和倒计时提醒。 [0007] 优选地，所述压力传感器的测量范围为0～6Mpa。 [0008] 一种挖掘机燃油经济性智能检测方法，包括：测试前设定挖掘机作业的介质类型、铲斗容量、测试时间和倒计时提醒；测试时，采集燃油箱的燃油进油量和回油量；同时，根据挖掘机的作业特性，采集挖掘机执行一个作业循环中具有特征识别的关键参数，并进行选择性计数；根据所检测的参数和采样策略，自动计算测试时间内挖掘机的燃油消耗量和挖掘斗数，进而自动计算出测试时间内挖掘机的单斗燃油消耗量；同时，根据测试之前设定的介质类型和铲斗容量，计算出单位土方量的燃油消耗。 [0009] 当进行90°或180°模拟挖掘装载作业时，挖掘机左回转或右回转动作，在每一个作业循环只出现一次，取控制左回转动作的先导压力信号作为控制器采样和计数的输入信号。 [0010] 采用压力传感器检测左回转动作的先导压力信号。 [0011] 采用油耗计检测燃油箱的燃油进油量和回油量。 [0012] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： [0013] 1、可根据所检测的参数和采样策略，自动计算测试时间内挖掘机的燃油消耗量和挖掘斗数，进而可自动计算出单斗燃油消耗量，结果科学准确，避免了人工数斗计数和燃油称重所产生的误差； [0014] 2、可设定工作介质的类型和铲斗容量，辅以测量所得到的燃油消耗量和挖掘斗数，可自动计算出测试时间内单位土方量的燃油消耗； [0015] 3、可设定测试时长及倒计时提醒功能，操作人员可全身心投入操作机器，避免了人工计时带来的注意力分散； [0017] 图1为本发明的结构示意图。 [0018] 图中：1、液压泵，2、溢流阀，3、液压油箱，4、先导操纵阀，5、压力传感器，6、燃油箱，7、油耗计，8、控制器，9、显示器，10、回转马达，11、主控制阀。 具体实施方式[0019] 下面结合附图对本发明作进一步说明。 [0020] 如图1所示，一种挖掘机燃油经济性智能检测系统和方法，包括液压泵1、溢流阀2、液压油箱3、先导操纵阀4、压力传感器5、燃油箱6、油耗计7、控制器8、显示器9、回转马达10以及主控制阀11，所述液压泵1、主控制阀11和回转马达10串联，组成挖掘机回转动作的主回路；溢流阀2作为主回路的安全阀，起到安全保护作用；先导操纵阀4与主控制阀11的先导端连接，为左右回转动作的实现提供先导控制油；压力传感器5安装在先导操纵阀4控制左回转动作的先导管路上，并将采集到的压力信号传送给控制器8，从而得到挖掘斗数；油耗计7与燃油箱6相连，并将采集的进油量和回油量输入控制器8，获得燃油消耗量；显示器9设置于驾驶室，设有人机交互测试页面，用户可设定挖掘机作业的介质类型、铲斗容量、测试时间和倒计时提醒。控制器8根据采集到的挖掘斗数和燃油消耗量，即可计算出测试时间内挖掘机的单斗燃油消耗量，也即单斗燃油经济性；同时根据测试之前设定的工作介质的类型和铲斗容量，可计算出单位土方量的燃油消耗，即单位土方量的燃油经济性。 [0021] 压力传感器5安装在先导操纵阀4控制左回转动作的先导管路上，其所采集的压力信号输入控制器8；同理压力传感器5安装在控制右回转动作的先导管路上，也可实现同样的功能。 [0022] 进行燃油经济性也即效率油耗测试时，测试人员通过显示器9进入人机交互测试页面，设定所测试挖掘机的铲斗容量、工作介质的类型、测试时间以及倒计时提醒的时长等参数，即可开始测试。 [0023] 一种挖掘机燃油经济性智能检测方法，测试前设定挖掘机作业的介质类型、铲斗容量、测试时间和倒计时提醒；测试时，采集燃油箱的燃油进油量和回油量；同时，根据挖掘机的作业特性，采集挖掘机执行一个作业循环中具有特征识别的关键参数，并进行选择性计数；根据所检测的参数和采样策略，自动计算测试时间内挖掘机的燃油消耗量和挖掘斗数，进而自动计算出测试时间内挖掘机的单斗燃油消耗量；同时，根据测试之前设定的介质类型和铲斗容量，计算出单位土方量的燃油消耗。具体如下： [0024] 挖掘斗数的采样和计数策略：挖掘机在进行燃油经济性测试时，根据其作业特性，在测试时间内其动作是一个不断重复的循环过程，因此只需对其作业循环中的某一个具有特征识别的关键参数进行选择性计数，即可完成其作业循环也即作业效率的自动检测。在进行90°或180°模拟挖掘装载作业时，其左回转或右回转动作，在每一个作业循环只出现一次，因此本发明选择控制左回转动作的先导压力信号作为控制器9采样和计数的输入信号。采用压力传感器5检测左回转动作的先导压力信号，并设定压力传感器5所采集的压力值稳定达到(本发明定义为维持0.5秒以上)主控制阀11阀芯完全打开的压力值时，控制器9触发计数一次，连续不间断触发仅采样一次。按照上述策略，控制器9即可根据对左回转先导压力的采样和计数完成对挖掘机作业循环的计数，也即挖掘机的作业效率。 [0025] 燃油消耗量的检测策略：采用油耗计7检测燃油箱6的燃油进油量和回油量，并将检测值传送给控制器8，控制器8根据油耗计7所输入的燃油进油量和回油量，计算出测试时间内的燃油消耗量。 [0026] 控制器8根据上述策略所采集到的挖掘斗数和燃油消耗量，即可计算出测试时间内挖掘机的单斗燃油消耗量，也即单斗燃油经济性；同时根据测试之前设定的工作介质的类型和铲斗容量，可计算出单位土方量的燃油消耗，即单位土方量的燃油经济性。 [0027] 同时，由于本发明具有倒计时提醒功能，可在测试时间接近用完时进行倒计时提醒，从而可以更好的按照设定测试时间进行测试，避免了人工计时对操作人员注意力的分散。 [0028] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。 |
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