沃尔沃挖掘机电气控制的正流量系统节能技术
1-4挖掘机正流量功能介绍
1、控制方式改进，整体性能提升
SY210C6M
SY210C8M
108 108 106 104 102 100 98 96 工作效率（设负流量挖掘机的工 作效率为100） 100 负流量挖掘机 正流量挖掘机 100 98 96 94 92 90 88 86 84
100
90
负流量挖掘机 正流量挖掘机
能耗（设负流量挖掘机的能耗为 100）
2、主泵排量增大，工作效率提升
SY205/215C8M的主泵排量从SY200/210C6M 的100cc/rev提升到102.5cc/rev。
主泵排量(cc/rev) 103 102.5 102 101.5 101 100.5 100 99.5 99 98.5 102.5
100
主泵排量(cc/rev)
正流量挖掘机 新产品介绍
三一重机研究院 二OO八年一月四日
SY205/215C8M机型简介
新机型SY205/215C8M是在SY200/210C6M机型的 基础上将原有的负流量控制液压系统升级为正 流量控制液压系统。同时，对相应的电气系统 和动力系统也进行了相应的升级。
SY205/215C8M机型新特性
通过升级控制方式和提高主泵排量，采用正流 量控制液压系统的挖掘机比采用负流量控制液 压系统的挖掘机工作效率提高了8%左右，同 时能耗下降了10%左右。
3、工作压力提升，挖掘力增大
SY205/215C8M的工作压力从SY200/210C6M 的31.4MPa提升到34.3MPa，由此带来9.2%的 挖掘力提升。
沃尔沃柴油发动机挖掘机电子电气控制系统资料精
服务Contronic
•现场服务工具 •故障跟踪，维护保养
E-ECU (发动机电子控制单元)
•发动机 ECU •发动机转速控制 •扭矩控制 •燃油定时控制 •发动机子系统控制 •发动机保护 •发动机诊断
VCADS Pro •编程 •测试 •校准 •机器卡
电气/电子系统
整车装有三台电脑控制系统
电气/电子系统
触式功率增强功能 挖掘力瞬时增加，控制系
电气/电子系统
卤素照明大
电源总开
电气/电子系统
标准装备发动机进气预热系统
电气/电子控制系统
宁波日兴动力科技有限公司
I-ECU(仪表板电子控制单元)
•人机交互界面 •诊断结果和设备状态 •服务 Contronic驱动
V-ECU (车载电子控制单元) •主要控制单元 •泵, 附件，行走液压系统控制 •发动机转速，扭矩命令到 EMS •容易与选装件沟通 •共14个功能
MATRIS
挖掘机不同控制方式的比较
挖掘机各种控制方式的比较（基础）1、正流量控制的问题在我们常见的挖掘机中，除了小松使用LS控制外，大部分都使用负流量控制。
近年来有部分的公司推出正流量控制，并且如此这般地说正流量有诸多好处，那么正流量真的有那么神吗？让我们在下边以川崎K3V系列为例来分析一下挖掘机上液压泵地控制原理：挖掘机上为了更有效地利用发动机的功率通常都采用恒功率变量泵，所谓的恒功率变量泵通俗一点说就是泵的压力与泵的流量的乘积是一个常数，如果这个数值大于发动机的功率时就会出现我们常说的憋车。
所以每个设计者就其设计思想来说，都必须是使整个液压系统的功率无限接近发动机的功率而又绝对不能大于发动机的功率。
挖掘机的恒功率控制：在挖掘机的恒功率控制上分为两个部分:一是泵内部的功率控制:他是根据本泵的输出压力和他泵(另一个泵)的输出压力对泵的排量进行的控制,当压力升高时,泵的排量随之减小;当压力降低时,泵的排量随之增大;如果系统的压力低于先导压力时则引入先导压力对其排量进行控制.无论是对于正流量还是负流量,就此一部分而言,不管是从理论上还是从结构上都没有什么不同,也就是说在此部分没有什么正流量和负流量之分.这是液压泵恒功率控制的主体,在此不作讨论.二是外部信号对泵的功率的控制:这里说的外部信号是指先导操作系统,主压力系统,发动机系统等等等等一切与泵的功率控制有关的信息的综合.在负流量中是负压信号和其它信号的综合,在正流量中是正压信号和其它信号的综合.这两个其它信号也没有什么不同,关键就在于负压信号和正压信号的区别. 我们知道,在挖掘机上,各执行元件的速度会随操作手柄的行程的变化而变化,液压系统会根据这种变化对其排量进行控制（正负控制的缺点），负流量和正流量的区别就在于这种变化的信号采集位置的不同.信号的压力值就会越小;反之如果手柄行程越小,对应的二次先导压力也会越小,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越小, 与之对应, 主阀芯的开启度越小,主油路分向执行元件的油越少,执行元件的速度就会越慢, 通过中位流经负压信号发生装置的油就越多,负压信号的压力值就会越大.液压泵根据负压信号的压力值的大小来对其排量进行控制.这就是负流量控制.他的信号采集点是主油路中主控制阀的出口处.正流量:在正流量的主控制阀上没有负压信号发生装置,他的信号采集于二次先导.其它部分与负流量没有什么区别.与负流量相比正流量为什么操作敏感性好:由于负压控制的信号采集点在主挖掘阀的出口处,只有主控制阀有动作时此负压信号才会发生变化,从而使泵的排量发生变化,这就使得液压泵的控制永远滞后于主控制阀的控制.而在正流量中,由于泵的控制信号采集于二次先导压力,此压力信号同时发送液压泵和主控制阀,这就是使的两者的动作可以同步进行.这就是“与负流量相比正流量操作敏感性好”的主要原因.与负流量相比正流量为什么节油:在负流量控制的液压系统中,负压信号的压力大约是5MPa到6MPa,此压力只用于产生负压信号;而正流量控制的液压系统中,由于没有此装置,他的回油压力仅仅是背压(一般在0.5MPa左右),这就减少了一个不必要的功率损失,从而使的正流量的挖掘机在完成同样工作量的情况下一定比负流量控制的挖掘机省油.正流量控制系统是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。
正流量挖掘机讲解
正流量挖掘机的电控系统
1、模式按钮 2、转速调节旋钮 3、AI转速确认键 4、L转速确认键 5、S转速确认键 6、H转速确认键
在更换控制器或油门马达之后，需进行转速 标定
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正流量挖掘机的电控系统
•1、将 模式开关1搬到上方，将 转速调节旋钮2左旋到底，上电； •2、调节转速到需要转速； •3、按下5、6、7、8模式键中任 意一键，当前数值被作为此模式 下最高转速； •4、转速在中间LED显示框中； •5、关电； •6、将 模式开关1搬到下放，上 电； •7、标定完成。
• 各种控制指令（包括显示屏控制指令）和检测信号以开关量或模 拟量）进入控制器后，控制器根据要求输出控制信号给受控元件， 达到控制的目的。
• 控制器将各种信号以CAN 2.0B通信的方式送入显示屏。通过显 示屏实现相关控制的操作、实时显示和报警信息提示。
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正流量挖掘机的电控系统
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正流量挖掘机的电控系统
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正流量挖掘机的特点
3、使用加长型手柄，提升微动性， 为提高系统的微动能， C8机型采用了加长型手柄 ，减轻了操作手的工作强度。
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4、动臂提升优先：当动 臂提升与斗杆复合动作 时，在斗杆阀前端节流 提高其负荷，保证动臂 能够提升 。
正流量挖掘机的特点
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5、回转对斗杆的优先：当 回转与斗杆复合动作时， 通过来自A4口的压力信号
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正流量系统与负流量系统的差别
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正流量系统的特点
正流量控制系统采用川崎原装KPM控制器对整机进行 新型电气—液压控制，通过发动机油门位置反馈、发动机 转速监控、功率极限调节等电控手段（ESS控制）和主泵正 流量控制、直线行走比例控制、回转优先比例控制、铲斗 合流比例控制等液控手段（HSS控制），使发动机功率与液 压泵功率实时匹配，实现主机输出功率对外负载的计算机 动态跟随控制（CDCS），达到挖掘机—外负载作业系统的最优控 制，是挖掘机动力性和经济性的完美结合。
挖掘机流量的正控与负控
挖掘机正流量控制系统是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。
执行元件不工作的时候，油泵上没有先导压力，斜盘摆角最小，油泵只输出少量的备用流量。
操纵先导手柄，则液压先导回路中建立起与手柄偏转量成比例的压力来控制换向阀阀芯的位移和泵的排量。
挖掘机油泵的流量和由此产生的执行元件的工作速度与先导压力-控制压力成正比例。
挖掘机负流量控制系统，也是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：按主操纵阀回油量的大小即主操纵阀阀后节流孔前建立相应的控制压力调节主油泵的排量。
主油泵的排量与该控制压力成反比。
挖掘机正流量液压系统对于一些业内人士来讲可能比较陌生，其主要特点是主泵的排量与先导操作手柄输出的信号压力成正比。
主控制器根据先导压力信号及其变化趋势判断执行器的流量需求及其变化趋势，并据此对主泵排量实施调节，以使系统的流量供应能够动态跟随执行元件的流量需求，实现系统流量的实时匹配，达到“所得即所需”。
该系统相对负流量系统中位流量损失小，相对负载敏感系统则可靠性高，复合动作更节能。
该系列机器比其它机型工作效率提高了8%左右，能耗下降了10%左右挖掘机负流量控制系统是指液压泵输出油液通过操纵阀(换向阀)阀杆的控制将油分成两部分：一部分去液压缸或液压马达，是有效流量，另一部分通过阀中位回油道回油箱，为浪费的流量。
为控制这部分浪费流量，使它保持在尽可能小的范围内，在操纵阀中位回油道上加一个节流孔，通过节流孔产生压差，将节流口前压力引至泵排量调节机构来控制泵的排量。
通过节流孔的流量越大，则节流口前先导压力越大，泵排量越小。
泵变量机构的控制压力(先导压力)与泵排量呈反比关系，故称为负流量控制。
这种控制方式能减少流量损失。
您现在明白挖掘机流量的正控与负控了吗？。
挖掘机沃尔沃 EC210B-07电路图-参考
V-ECU
Vehicle electronic control unit
S08254K
Volvo Construction Equipment Korea Ltd.
EC210B-07-03
Electric System, Lights 电气系一统统汽车－检照测设明备灯
51B SCH09
SCH07
51A BL/SB MS02.3
76
符号 SE2601 SE2303 SE2206 SW2705 SE9107 IM SW3604 SW3301 FU1 SA3601
内容 传感器－冷却液温度 传感器－燃油液位 传感器－机油压力 超载开关（可选件） 传感器－超载（可选件） 仪表板 蜂鸣器停止及确认开关（可选件） 起动开关 仪表板电源 报警蜂鸣器
50 R
FU2 R/GN MR02.11 MS02.16 3 10A 101
50 R
FU3 R/SB MR02.6 EM03.6 2
201 20A
204
SCH04
R/W MS03.6 1 102
M03.16 EM03.2 6 205
R/SB 201
MA02.1
103
SCH 14 D10 R/W D10
EC210B-07-06
电气系统及仪表板）
Electronic System, Instrument Panel-SCH07 电气系统－－仪表板
EC210B-07-07
Electric System, Lights(3)-SCH08 电气系统－照明 灯
EC210B-07-08
Cab, Audio System, Seat, Cigar Lighter-SCH09
沃尔沃挖掘机整机电控系统
沃尔沃挖掘机整机电控系统0 引言挖掘机电气与电子控制系统主要实现挖掘机电气系统控制及工作状态监测。
随着挖掘机技术的发展，发动机、液压系统的控制越来越复杂，对电气控制系统的要求也越来越高，挖掘机电气与电子控制系统地位也越来越重要，成为挖掘机重要的组成部分，代表了挖掘机整车技术发展水平及方向。
1 沃尔沃挖掘机电子控制系统组成及功能沃尔沃挖掘机电子控制系统如图1 所示，共包含以下五个重要的电子控制单元：EECU（发动机电子控制系统）、IECU（仪表盘电子控制系统）、ECC（空调系统控制单元）、WEC（无线电子控制单元）、VECU（车载电子控制系统）。
EECU（发动机电子控制系统）功能包括（1）控制燃油量和泵喷嘴；（2）温度监测；（3）检测预热是否正在运行；（4）运行发动机速度（转/ 分）。
IECU （仪表盘电子控制系统）功能包括：（1）显示从传感器和机器开关接收的信息；（2）异常现象向操作员发出警告。
ECC（空调系统控制单元）功能包括：（1）温度控制；（2）空气分布和驾驶室通风；（3）软起动控制；（4）空调压缩机；（5）温度与压力监测。
VECU（车载电子控制系统）功能包括：（1）自我诊断（2）机器状态的指示；（3）应急操作；（4）防盗系统；（5）起动锁定控制；（6）安全起动和停止；（7）X1 控制器；（8）快换装置控制；（9）自动增压和点增压；（10）大臂浮动位置；（11）冷却风扇控制；（12）自动发动机熄火；（13）警报控制；（14）超载警告；（15）自动怠速；（16）ECO模式；（17）功率下降等。
2 沃尔沃挖掘机重要电子控制单元功能实现2.1 EECU 发动机电子控制系统电控柴油喷射式发动机电子控制系统主要由电子控制装置ECU传感器和执行机构三部分组成。
其中沃尔沃发动机主要传感器分布如图2 所示。
发动机电子控制装置ECU接收以上各传感器的信号，判别发动机的状态，从而控制燃油喷射量与喷射时间。
2.2 发动机与液压泵功率匹配挖掘机操作员可根据作业条件和环境选择发动机转速和作业模式以便优化机械性能和燃油效率。
(word完整版)挖掘机电气控制系统说明
挖掘机电气控制系统本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。
一、概述机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化,实现全自动运转,这是挖掘机技术的又一次飞跃。
作为工程机械主导产品的液压挖掘机,在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。
人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。
控制方式不断变革,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。
所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上.液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达)的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7,EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。
电气控制系统具有以下功能：1：控制功能:负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。
2：检测和保护功能:通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。
3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。
4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。
二：系统组成及原理SY2XXC5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。
2。
1 电源部分系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性.1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池,2组串联。
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图３ ＥＣ２２０Ｄ ＰＷＭ电流值图
VECU提供给PWM9141\PWM9142电流值，从而决定最终泵所需的斜盘角大小，适时改变泵的排量，达到发动机
负载之间的合理匹配，提高能量利用率。
３ 实车验证泵控过程
（1）停机：比例电磁阀PWM9141、pwm9142电流值
泵斜盘角最小。
（2）启动后，没做动作，PWM9141、pwm9142电流值=250MA，泵斜盘角最小。
（3）手柄动作期间：①轻载，随手柄行程变化，按流量需求计算，提供相应电流，行程越大，电流增大，斜盘角增大；②重载时，即使全行程状况下，按全功率控制，提供相应电流，电流值减小，斜盘角减小。
EC220D挖掘机250mA与700mA来保持最小与最大流量固定位置。
（4）中位补偿：为了提高发动机每分钟转速较低时中位状态的反应速度，VECU通过在开始时提供较大流量来实现保持状态。
不同的工作模式下，有相同的初（下转第120页）。