1 设计原理
ABG423型沥青摊铺机电液混合驱动的冷却系统由发动机冷却系统和液压油冷却系统两个独立的系统组成,分别对发动机和液压油进行冷却,如图1所示。
1.温度传感器2.微控单元ECU 3.电磁比例溢流阀4.精滤器5.液压油泵6.发动机7.粗滤器8.油箱9.水泵10.液压马达11.风扇12.风扇电机13.液压油散热器14.冷却液散热器图1系统设计原理
在发动机冷却系统中,发动机带动油泵泵油,来驱动液压马达,液压马达带动冷却风扇和水泵转动,对发动机进行冷却[1]。ECU根据温度传感器的温度信息调节电磁比例溢流阀的溢流量,实现马达的无级变速。在液压油冷却系统中,冷却风扇由电机带动,电源由车载电源提供[2]。
2 智能控制系统
2.1智能控制系统的工作原理
智能控制系统工作原理如图2所示。发动机冷却液温度经过信号采集放大电路采集放大后送入ADC0809的IN0通道,由ADC0809将模拟信号转换为数字信号并读入AT89C51。AT89C51分析处理这些信号后发出控制信号,控制信号经过DAC0832转换成电流信号,电流信号经过放大后来调节电磁比例溢流阀的溢流量,从而调节驱动油路中的油压,改变液压马达的转速,实现风扇和水泵的无级变速。液压油的油温信号经过采集放大后,由ADC0809转换后送入AT89C51。AT89C51分析处理这些信号后,直接通过P1.2口输出高低电平来控制继电器的开闭,从而控制风扇电机的工作状态。
2.2智能控制系统硬件设计
电液混合驱动冷却系统的智能控制系统由AT89C51、DAC0832、ADC0809等元器件组成,如图3所示。信号采集放大电路送来的模拟电压输入IN0通道。当P2.7=1和WR=0时,AT89C51可使ALE和START变为高电平而启动ADC0809;当P2.7=1和RD=0时,AT89C51可以接收A/D转换后的数字量。为使程序易于控制,对A/D转换完成与否采用程序查询方式。在DAC0832中,当P2.6=0和WR=0时,AT89C51可启动DAC0832,将转换后的数字量转为电流[3,4]。电流经过放大后驱动电磁比例溢流阀移动,改变液压马达转速。当AT89C51的P1.2=1为低电平时,继电器闭合,电机带动风扇工作。图2智能控制系统原理图图3电液混和驱动冷却系统智能控制系统接口电路图
2.3智能控制系统软件设计
系统的软件主要包括主程序、中断程序、中值滤波程序、PID计算程序等。主程序流程(如图4所示)主要完成系统初始化、设定T1和T0的工作方式及定时计数初值、开中断等任务。中断程序包括T0中断服务程序和T1中断服务程序。T0中断服务程序流程图如图5所示,主要完成对发动机冷却液温度的循环采样、中值滤波、判断超出上下限温度与否、并把数据送到DAC0832输出驱动等任务。T1中断服务程序流程图如图6所示,主要完成对液压油温度的采样及数据处理,并由P1.2口置高低电平来控制风扇的工作状态等任务。图4主程序流程框图图5 T0中断服务程序流程图图6 T1中断服务程序流程图发动机冷却液温度液压系统冷却液温度DC0809A T89C51ADAC0832继电器液压系统风扇电机发电机电磁阀风扇和水泵发动机驱动电路号采集放大电路信设置堆栈指清标志位及暂存单元初始化T0,T1数据处理开中断循环采样返回Y保护现场N中值滤波循环水温采样PID计算输出驱动>80℃循环油温采样中值滤波保护现场返回P1.2置0>50℃<30℃标志位为零
3 型沥青摊铺机电液混合驱动智能冷却系统能使发动机冷却风扇和水泵的转速随着发动机冷却液的温度变化而自动调节,实现了发动机冷却系统的散热能力的精确控制。同时,发动机冷却系统的散热器和液压油冷却系统的散热器分开布置、分开冷却,提高了冷却系统的散热效率,避免发动机和液压油出现过热现象。从而提高了筑路机械的工作效率,加快筑路进度,保证筑路质量。