一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及工程机械，具体是一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、铰接式矿用自卸车越野性能优异，广泛应用于露天矿山、水电、公路铁路基建等工程场地，除土石方转运外，现场常需利用自卸车承载砂石、覆土等物料对施工道路进行摊铺作业。

2、现有常规矿用自卸车无专用摊铺控制功能，摊铺作业依靠驾驶员手动持续微调货箱举升手柄，人工同步控制车速与货箱举升高度，存在明显缺陷：

3、人工操作同步性差，车速与货箱举升速度难以精准匹配，摊铺厚度忽厚忽薄，物料撒布不均匀；

4、上坡摊铺工况缺少货箱下降、保压保持控制逻辑，上坡时货箱举升出料速度不受控，上坡路段摊铺厚度超标；

5、车辆转场行驶时货箱锁死固定，路面颠簸冲击直接作用于举升缸、多路阀等液压元件，长期使用易造成密封损坏、液压渗漏，缩短液压系统使用寿命；

6、手动操作持续占用驾驶员注意力，长时间摊铺作业劳动强度大，作业效率低。

7、目前行业内缺少集成举升、下降、保压、浮动四模式，且可联动车速与货箱倾角实现自动均匀摊铺的一体化液压电控系统。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统及其控制方法，实现车速货箱举升速度联动闭环控制，适配平路、上坡多工况摊铺，集成货箱举升、下降、保压保持、行驶浮动保护四种工作模式，自动调节摊铺厚度，降低人工操作强度，延长液压系统使用寿命。

2、本发明是以如下技术方案实现的：

3、一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，包括负载敏感供油装置、多路阀、举升执行机构和多路阀控制系统；

4、负载敏感供油装置的压力反馈油路与多路阀负载反馈通道连通，根据举升执行机构负载实时匹配输出压力与流量；

5、多路阀，连接举升执行机构，控制举升执行机构的工作状态；

6、多路阀控制系统，包括先导调压单元、控制器、车速检测元件和货箱姿态检测元件，先导调压单元接收控制器的电控信号并输出先导压力控制多路阀阀芯开度，控制器根据实时车速、货箱姿态信号输出控制信号至先导调压单元，通过改变多路阀通流流量调节货箱升降速度，联动车速与货箱升降动作协同调控物料摊铺厚度。

7、其进一步是：所述负载敏感供油装置包括负载敏感泵和液压油箱，负载敏感泵与多路阀之间设有单向阀，单向阀阀后油路通过减压阀为多路阀控制系统提供液压油。

8、所述多路阀为四位六通液控换向阀，四个工位包括举升执行机构的举升、保持、浮动和下降工况。

9、所述多路阀包括进油口、回油口和工作油口，工作油口包括四个输出端，输出端的两路连接举升执行机构，另外两路通过单向阀连接负载敏感供油装置的压力反馈油路，在多路阀阀内，举升和下降工位时，连接举升执行机构的两路分别与连接压力反馈油路的两路连接，负载敏感供油装置处于高压工作状态，保持和浮动工位时，连接压力反馈油路的两路同时连接油箱卸油，负载敏感供油装置处于低压小排量状态。

10、所述举升执行机构为举升缸，举升缸的有杆腔和无杆腔分别与多路阀的其中一个输出端连接。

11、所述先导调压单元包括两个电比例减压阀，两个电比例减压阀分别与多路阀的液控端连接，控制器控制两个电比例减压阀的工作状态以及输出控制电流的大小，实现对多路阀工作位置及输出流量的控制。

12、所述电比例减压阀为两位三通电比例换向阀。

13、所述车速检测元件为车速传感器，所述货箱姿态检测元件为角位移传感器。

14、一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统的控制方法，采用上述的矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，包括平地摊铺、上坡摊铺、微坡摊铺和非摊铺行驶工况，控制器控制车速和货箱的举升速度控制摊铺货物的厚度，具体如下：

15、平地摊铺工况，控制器控制先导调压单元，使多路阀处于举升工位，高压油经多路阀进入举升缸，相应负载压力经负载反馈通道和压力反馈油路传递至负载敏感泵，负载敏感泵处于高压工作状态，货箱举升；

16、上坡摊铺工况，控制器控制先导调压单元，使多路阀处于下降工位，高压油经多路阀进入举升缸，相应负载压力经负载反馈通道和压力反馈油路传递至负载敏感泵，负载敏感泵处于高压工作状态，货箱下降；

17、微坡摊铺工况，控制器控制先导调压单元，使多路阀处于保持工位，负载敏感泵的压力反馈口无压力油，负载敏感泵处于低压小排量状态，货箱处于保持位；

18、非摊铺行驶，控制器控制先导调压单元，使多路阀处于浮动工位，以保护举升系统。

19、需要摊铺的厚度较小时，加快车速，减缓货箱的举升速度；需要摊铺的厚度较大时，减缓车速，加快货箱的举升速度。

20、本发明具有以下优点：

21、1、自动联动车速与货箱举升速度，闭环精准控制摊铺厚度，替代人工手动操作，物料摊铺均匀，摊铺质量大幅提升，降低驾驶员操作强度。

22、2、集成举升、下降、保持三种摊铺工况模式，适配平路、缓上坡、陡坡上坡全路面摊铺场景，工程场地适应性更强。

23、3、设置货箱浮动保护模式，车辆空载转场时缓冲路面冲击，避免举升液压元件长期承受交变冲击载荷，减少漏油、部件损坏故障，延长液压系统使用寿命。

24、4、保持模式下负载敏感泵低压小排量工作，降低系统功率损耗，减少液压油发热，提升整车燃油经济性。

25、5、整套系统基于现有矿车负载敏感举升液压回路改造，仅增加电比例减压阀、角位移传感器及配套控制程序，改造难度低、零部件通用化程度高，制造成本低。

1.一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：包括负载敏感供油装置、多路阀、举升执行机构和多路阀控制系统；

2.如权利要求1所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述负载敏感供油装置包括负载敏感泵和液压油箱，负载敏感泵与多路阀之间设有单向阀，单向阀阀后油路通过减压阀为多路阀控制系统提供液压油。

3.如权利要求1所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述多路阀为四位六通液控换向阀，四个工位包括举升执行机构的举升、保持、浮动和下降工况。

4.如权利要求3所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述多路阀包括进油口、回油口和工作油口，工作油口包括四个输出端，输出端的两路连接举升执行机构，另外两路通过单向阀连接负载敏感供油装置的压力反馈油路，在多路阀阀内，举升和下降工位时，连接举升执行机构的两路分别与连接压力反馈油路的两路连接，负载敏感供油装置处于高压工作状态，保持和浮动工位时，连接压力反馈油路的两路同时连接油箱卸油，负载敏感供油装置处于低压小排量状态。

5.如权利要求1所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述举升执行机构为举升缸，举升缸的有杆腔和无杆腔分别与多路阀的其中一个输出端连接。

6.如权利要求1所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述先导调压单元包括两个电比例减压阀，两个电比例减压阀分别与多路阀的液控端连接，控制器控制两个电比例减压阀的工作状态以及输出控制电流的大小，实现对多路阀工作位置及输出流量的控制。

7.如权利要求6所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述电比例减压阀为两位三通电比例换向阀。

8.如权利要求1所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，其特征在于：所述车速检测元件为车速传感器，所述货箱姿态检测元件为角位移传感器。

9.一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统的控制方法，其特征在于：采用如权利要求1-8任一项所述的矿用自卸车自动摊铺液压控制系统，包括平地摊铺、上坡摊铺、微坡摊铺和非摊铺行驶工况，控制器控制车速和货箱的举升速度控制摊铺货物的厚度，具体如下：

10.如权利要求9所述的一种矿用自卸车自动摊铺液压控制系统的控制方法，其特征在于：需要摊铺的厚度较小时，加快车速，减缓货箱的举升速度；需要摊铺的厚度较大时，减缓车速，加快货箱的举升速度。