WO2013020282A1 - 液压***的控制方法和混凝土泵车的控制方法 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/14—Energy-recuperation means
Definitions
- the present invention relates to the field of control of hydraulic systems, and more particularly to a control method for a hydraulic system and a control method for a concrete pump truck. Background technique
- a prime mover such as an engine
- drives a plurality of hydraulic pumps through a transfer device such as a transfer case, and each hydraulic pump drives the corresponding actuator action by hydraulic transmission.
- the concrete pump truck hydraulic system typically includes a plurality of hydraulic units including, for example, a pumping unit, a dispensing unit, a stirring washing unit, and a boom unit.
- the pumping unit includes a pumping hydraulic pump and a pumping actuator for performing pumping operation of the concrete;
- the dispensing unit includes a dispensing hydraulic pump and a dispensing actuator for performing a concrete dispensing operation;
- the agitating cleaning unit includes a stirring cleaning hydraulic pump And agitating and cleaning actuator for performing concrete mixing and cleaning operations;
- the boom unit includes a boom hydraulic pump and a boom executing unit for performing the stretching, framing, and the like of the pumping boom.
- the transmitter drives the pumping hydraulic pump, the distribution hydraulic pump, the agitating cleaning hydraulic pump, and the boom hydraulic pump through a transmission such as a transfer case.
- An object of the present invention is to provide a control method of a hydraulic system by which the output power of a prime mover can be fully utilized, the load rate of the engine can be improved, and the energy saving effect is good.
- Another object of the present invention is to provide a control method for a concrete pump truck.
- the output power of the prime mover can be fully utilized, the load rate of the engine can be improved, the energy saving effect is good, and the pumping capability can be fully utilized.
- a control method of a hydraulic system including a plurality of hydraulic pumps driven by a prime mover, each hydraulic pump driving a corresponding actuator, the plurality of The hydraulic pump has a first variable pump, and the first variable pump drives the first actuator, wherein
- the actual input power of the first variable pump is equal to the rated output power N of the prime mover minus the actual input power N 2 , N 3 ... of the other hydraulic pumps, and the control method includes:
- control method includes: when a current required power of the first variable pump is less than or equal to an actual input power of the first variable pump and a current operating speed of the first actuator is equal to the setting operation At the time of speed, the current displacement of the first variable pump is maintained.
- control method includes: when a current required power of the first variable pump is less than or equal to an actual input power of the first variable pump and a current operating speed of the first actuator is less than the setting operation At speed, the current displacement of the first variable pump is increased.
- the prime mover is an engine.
- the rated output power N of the engine is determined based on the installed power, the operating speed, and the universal characteristic curve of the engine.
- a method of controlling a concrete pump truck comprising a plurality of hydraulic pumps driven by a prime mover, the plurality of hydraulic pumps including pumping for driving a pumping actuator a hydraulic pump, and other hydraulic pumps for driving other actuators, the pumping hydraulic pump being a variable pump, wherein:
- the actual input power of the pumping hydraulic pump is equal to the rated output power N of the prime mover minus the actual input power N 2 , N 3 ... of the other hydraulic pumps, and the control method includes:
- control method comprises: when a current demand power of the pumping hydraulic pump is less than or equal to an actual input power of the pumping hydraulic pump and a current working speed of the pumping actuator is equal to the setting operation At the time of speed, the current displacement of the pumping hydraulic pump is maintained.
- control method comprises: when a current demand power of the pumping hydraulic pump is less than or equal to an actual input power of the pumping hydraulic pump and a current working speed of the pumping actuator is less than the setting work At the time of speed, the current displacement of the pumping hydraulic pump is increased.
- the prime mover is an engine.
- the rated output power N of the engine is determined based on the installed power, operating speed and universal characteristic of the engine.
- the other hydraulic pump includes a dispensing hydraulic pump for driving the dispensing actuator, a stirring cleaning hydraulic pump for driving the agitating cleaning actuator, and a driving mechanism for driving the boom At least one of the boom hydraulic pumps.
- At least two of the distribution hydraulic pump, the agitating cleaning hydraulic pump, and the boom hydraulic pump share the same hydraulic pump.
- the rotational speed of the prime mover is determined by the set working speed of the first actuator and the maximum displacement of the first variable pump (pumping hydraulic pump), and the actual input power of the first variable pump is determined as the prime mover.
- the technical solution of the present invention is practically applied to a concrete pump truck. After actual verification, the high pumping capacity can be as high as 20% compared with the conventional concrete pump truck, and the load rate of the engine can be significantly improved, and the pressure can be lowered. Energy consumption is 10%.
- FIG. 1 is a flow chart showing a control method of a typical concrete pump truck in accordance with the present invention. detailed description
- the setting speed of the actuator The working speed of the desired actuator set by the staff for a certain working environment and work requirements;
- the invention first discloses a control method of a hydraulic system, the hydraulic system comprising a plurality of hydraulic pumps driven by a prime mover, each hydraulic pump driving a corresponding actuator, wherein the plurality of hydraulic pumps have a first variable pump The first variable pump drives the first actuator, wherein
- the actual input power of the first variable pump is equal to the rated output power N of the prime mover minus the actual input power N 2 , N 3 ... of the other hydraulic pumps, and the control method includes:
- the prime mover may be an engine, an electric motor or the like.
- the present invention preferably uses an engine, and an engine will be described below as an example.
- the set working speed of the first actuator refers to the working speed expected by the work, and the set working speed can be preset by the staff according to factors such as the specific working environment and work requirements.
- the engine speed n can be determined. During the working process, the engine speed n is determined, it is no longer changed, so that the control of the engine can be simplified.
- the engine drives the first variable pump through the transmission mechanism, and therefore, according to the transmission ratio i of the transmission mechanism, the first variable pump can be determined according to the rotational speed n of the engine.
- the rotational speed n p then the flow rate q of the first variable pump can be determined according to the rotational speed n p and the maximum displacement V of the first variable pump, so that the set operating speed of the first actuator can be determined. Calculated as follows:
- n is the engine speed
- i is the gear ratio
- 3 ⁇ 4 is the first variable pump speed
- q is the output flow of the first variable pump, which is determined by the set operating speed of the first actuator.
- the rated output power of the engine is N-determined, in order to prevent the engine from being idling, stalling or even extinguishing, it is necessary to reduce the displacement of the first variable pump, thereby reducing the current required power of the first variable pump until Equal to the actual input power gp of the first variable pump, the current required power of the first variable pump is matched to the actual input power.
- control method of the hydraulic system of the present invention further comprises: when the current required power of the first variable pump is less than or equal to the actual input power of the first variable pump and The current displacement of the first variable pump is maintained when the current operating speed of the first actuator is equal to the set operating speed of the first actuator.
- the rated output power of the engine is N-determined, so the power normally used by other hydraulic pumps is transferred to the first variable.
- the pump so that the actual input power of the first variable pump is sufficient to meet its needs, the first actuator can operate at a set working speed, thereby significantly improving its working efficiency, such as the pumping capacity of the concrete pump truck.
- the current required power of the first variable pump is less than or equal to the actual input power of the first variable pump and the current operating speed of the first actuator is less than the setting operation of the first actuator At speed, the current displacement of the first variable pump is increased.
- the actual input power of the first variable pump can meet its demand, so that the current displacement of the first variable pump can be increased to increase the operating speed of the first actuator, thereby improving its working efficiency. That is to say, here, by means of power transfer, a part of the engine output power that is not used by other hydraulic pumps is transferred to the first variable pump, so that the working efficiency of the first actuator can be improved as much as possible, and the efficiency is also improved.
- the load rate of the engine avoids a waste of energy due to the idle power of a part of the engine.
- the rated output power N of the engine may be determined based on the installed power, the operating speed, and the universal characteristic curve of the engine.
- the operating speed and working pressure of the actuator will change within a certain range.
- the working pressure will change with the load, and the working speed will often change, so the hydraulic pressure
- the suction power of the system will have a suction power bandwidth, ie the suction power will vary within a certain range.
- the engine selected under the premise of ensuring the basic functions of the hydraulic system the installed power is usually selected. Within the input power bandwidth, less than the maximum suction power of the hydraulic system.
- the installed power of the engine can be reasonably selected according to the actual situation, and the present invention will not be described again.
- the appropriate throttle opening can be selected according to the engine speed and its characteristic curve to select the rated output power N of the engine.
- the engine will operate at a constant speed and rated output power.
- the engine can be operated at a suitable working point (such as an economic working area or an optimal fuel consumption area) according to the universal characteristic curve, thereby achieving the purpose of energy saving.
- a suitable working point such as an economic working area or an optimal fuel consumption area
- the engine speed and rated output power will not change during the working process, there is no need to perform complicated control on the engine, which simplifies the entire control process and improves the overall control method and control system. Stability and reliability.
- the invention provides a control method for a concrete pump truck, the concrete pump truck comprising a plurality of hydraulic pumps driven by a prime mover, preferably an engine, the plurality of hydraulic pumps comprising a pumping hydraulic pump for driving a pumping actuator, And other hydraulic pumps for driving other actuators, the pumping hydraulic pump being a variable pump, wherein:
- the actual input power of the pumping hydraulic pump is equal to the rated output power N of the prime mover minus the actual input power N 2 , N 3 ... of the other hydraulic pumps, and the control method includes:
- control method comprises: when a current demand power of the pumping hydraulic pump is less than or equal to an actual input power of the pumping hydraulic pump and a current working speed of the pumping actuator is equal to the setting operation At the time of speed, the current displacement of the pumping hydraulic pump is maintained.
- control method comprises: when a current demand power of the pumping hydraulic pump is less than or equal to an actual input power of the pumping hydraulic pump and a current working speed of the pumping actuator is less than the setting work At the time of speed, the current displacement of the pumping hydraulic pump is increased.
- the rated output power N of the engine may be determined based on the installed power, the operating speed, and the universal characteristic curve of the engine.
- Concrete pump trucks typically include four working units, namely a pumping unit, a dispensing unit, a mixing and cleaning unit, and a boom unit.
- the pumping unit requires the most power, while the other three units require relatively little power.
- the pumping speed of the pumping unit has a relatively wide range, i.e., it can operate within a certain allowable speed range.
- the dispensing unit, the agitating and cleaning unit, and the boom unit are relatively demanding in terms of operating speed. For example, in the case of the boom unit, when the boom unit drives the boom, it is required to ensure its power demand or speed demand, otherwise it is easy to be dangerous.
- the present invention is based on the full analysis and research of the working properties and working conditions of the four working units of the concrete pump truck, and proposes the technical solution of the present invention, the core of which is the ability to use the engine output.
- a part of the power of the other three working units is transferred to the pumping unit when the other three working units are not working or not working at full load, thereby not only improving the pumping efficiency, but also increasing the load rate of the engine, thereby achieving energy saving and consumption reduction. the goal of.
- the other hydraulic pump described in the present invention may include a dispensing hydraulic pump for driving the dispensing actuator, a stirring cleaning hydraulic pump for driving the agitating cleaning actuator, and a driving mechanism for driving the boom.
- At least one of the boom hydraulic pumps At least one of the boom hydraulic pumps. That is to say, in the concrete pump truck listed above, the pumping unit can be combined with the other three working units to form the hairpin. It is also possible to selectively construct the pumping unit together with any one or both of the other three working units. For example, combining the pumping unit and the boom unit, the engine only drives the pumping unit and the boom unit, and transfers the power of the boom unit to the pumping unit when the boom unit is not operating.
- At least two of the distribution hydraulic pump, the agitation cleaning hydraulic pump, and the boom hydraulic pump share the same hydraulic pump. That is, in the concrete pump truck of the present invention, among the four working units listed above, any two (or even three) share the same hydraulic pump, thereby being combined into one working unit, in the working unit Different actuators can work separately through the hydraulic circuit design. The principles of the invention are equally applicable to this situation.
- the engine speed is first determined according to the set operating speed of the pumping actuator, and then the rated output power of the engine is determined according to factors such as the characteristic curve.
- the demand flow of the distribution actuator is determined according to the set working speed of the distribution actuator, and then the actual input power N 2 of the distribution hydraulic pump is determined according to the current working pressure of the distribution actuator. Similarly, the actual input power of the agitating and cleaning hydraulic pump and the actual input power N 4 of the boom hydraulic pump are determined separately.
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Abstract
公开了一种液压***的控制方法以及一种混凝土泵车的控制方法。该液压***包括由原动机驱动的多个液压泵，每个液压泵驱动相应的执行机构，多个液压泵中包括驱动第一执行机构的第一变量泵。该控制方法包括：根据第一执行机构的设定工作速度和第一变量泵的最大排量确定原动机的工作速度；根据第一执行机构的设定工作速度和当前工作压力确定第一变量泵的当前需求功率；第一变量泵的实际输入功率等于原动机的额定输出功率减去其他液压泵的实际输入功率；当第一变量泵的当前需求功率大于实际输入功率时，减小第一变量泵的排量，使得第一变量泵的当前需求功率等于实际输入功率；当第一变量泵的当前需求功率小于或等于实际输入功率，且第一执行机构的当前工作速度等于设定工作速度时，维持第一变量泵的当前排量。所述的液压***的控制方法以及混凝土泵车的控制方法具有提高工作效率，提高原动机的负荷率，节能降耗的优点。
Description
液压***的控制方法和混凝土泵车的控制方法
技术领域
本发明涉及液压***的控制领域， 具体地， 涉及一种液压***的控制 方法和混凝土泵车的控制方法。 背景技术
在一些液压***中， 经常会存在原动机 （如发动机） 通过分动箱等传 动装置驱动多个液压泵的情况， 每个液压泵再通过液压传动的方式驱动相 应的执行机构动作。
例如， 就混凝土泵车而言， 混凝土泵车液压***通常包括多个液压单 元， 这些液压单元例如包括泵送单元、 分配单元、 搅拌清洗单元以及臂架 单元。 泵送单元包括泵送液压泵和泵送执行机构， 用于执行混凝土的泵送 作业； 分配单元包括分配液压泵和分配执行机构， 用于执行混凝土的分配 作业； 搅拌清洗单元包括搅拌清洗液压泵和搅拌清洗执行机构， 用于执行 混凝土的搅拌作业和清洗作业； 臂架单元包括臂架液压泵和臂架执行单元， 用于执行泵车臂架的伸展、 变幅等作业。 发送机通过分动箱等传动装置驱 动所述泵送液压泵、 分配液压泵、 搅拌清洗液压泵和臂架液压泵。
在实际使用过程中， 各个液压单元所消耗的功率随工况变化。 若分配 单元、 搅拌清洗单元和臂架单元在泵送作业中不工作或者非满负荷工作， 会导致发动机的负荷率降低， 泵送能力不能充分发挥， 不能充分利用发动 机的输出功率， 节能效果欠佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种液压***的控制方法， 通过该控制方法， 可 以充分利用原动机的输出功率， 提高发动机的负荷率， 节能效果好。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土泵车的控制方法， 通过该控制 方法， 可以充分利用原动机的输出功率， 提高发动机的负荷率， 节能效果 好， 可以充分发挥泵送能力。
为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供一种液压***的控 制方法， 所述液压***包括由原动机驱动的多个液压泵， 每个液压泵驱动 相应的执行机构， 所述多个液压泵中具有第一变量泵， 该第一变量泵驱动 第一执行机构， 其中；
根据所述第一执行机构的设定工作速度和第一变量泵的最大排量， 确 定所述原动机的工作速度；
根据所述第一执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述第 一变量泵的当前需求功率 '；
所述第一变量泵的实际输入功率 等于所述原动机的额定输出功率 N 减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 所述控制方法包括：
当所述第一变量泵的当前需求功率 大于所述第一变量泵的实际输 入功率 时， 减小所述第一变量泵的排量， 使得所述第一变量泵的当前需 求功率 等于所述第一变量泵的实际输入功率
优选地， 所述控制方法包括： 当所述第一变量泵的当前需求功率 小于或等于所述第一变量泵的实际输入功率 并且所述第一执行机构的 当前工作速度等于所述设定工作速度时， 维持所述第一变量泵的当前排量。
优选地， 所述控制方法包括： 当所述第一变量泵的当前需求功率 小于或等于所述第一变量泵的实际输入功率 并且所述第一执行机构的 当前工作速度小于所述设定工作速度时， 增大所述第一变量泵的当前排量。
优选地， 所述原动机为发动机。
优选地， 根据所述发动机的装机功率、 工作速度和万有特性曲线， 确 定所述发动机的额定输出功率 N。
根据本发明的另一个方面， 提供一种混凝土泵车的控制方法， 所述混 凝土泵车包括由原动机驱动的多个液压泵， 该多个液压泵包括用于驱动泵 送执行机构的泵送液压泵， 和用于驱动其他执行机构的其他液压泵， 所述 泵送液压泵为变量泵， 其中：
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和第一变量泵的最大排量， 确 定所述原动机的工作速度；
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述泵 送液压泵的当前需求功率 ^ '；
所述泵送液压泵的实际输入功率 等于所述原动机的额定输出功率 N 减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 所述控制方法包括：
当所述泵送的当前需求功率 大于所述泵送液压泵的实际输入功率 Ni时， 减小所述泵送液压泵的排量， 使得所述泵送液压泵的当前需求功率 等于所述泵送液压泵的实际输入功率
优选地， 所述控制方法包括： 当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的实际输入功率 并且所述泵送执行机构的 当前工作速度等于所述设定工作速度时， 维持所述泵送液压泵的当前排量。
优选地， 所述控制方法包括： 当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的实际输入功率 并且所述泵送执行机构的 当前工作速度小于所述设定工作速度时， 增大所述泵送液压泵的当前排量。
优选地， 所述原动机为发动机。
优选地， 根据所述发动机的装机功率、 工作速度和万有特性曲线， 确 定所述发动机的额定输出功率 N。
优选地， 所述其他液压泵包括用于驱动分配执行机构的分配液压泵， 用于驱动搅拌清洗执行机构的搅拌清洗液压泵和用于驱动臂架执行机构的
臂架液压泵中的至少一者。
优选地， 所述分配液压泵、 搅拌清洗液压泵和臂架液压泵中的至少两 者共用同一个液压泵。
通过上述技术方案， 通过第一执行机构的设定工作速度和第一变量泵 (泵送液压泵） 的最大排量， 确定原动机的转速， 将第一变量泵的实际输 入功率确定为原动机的额定输出功率减去其他液压泵的实际输入功率， 在 实际操作过程中， 通过实时改变第一变量泵的排量， 使第一变量泵的当前 需求功率始终与其实际输入功率相匹配， 从而能够显著提高第一执行机构 的工作效率， 提高原动机的负荷率， 节能降耗效果好。
将本发明的技术方案实际应用到混凝土泵车上， 经过实际验证， 与现 有常规的混凝土泵车相比， 可以将高泵送能力高达 20%, 并且能够显著提 高发动机的负荷率， 可以降低能耗 10%。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说 明。 附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具体实施方式一起用于解释本发明， 但并不构成对本发明的限制。 在附图中：
图 1是根据本发明一种典型的混凝土泵车的控制方法的流程图。 具体实施方式
术语解释
执行机构的设定工作速度： 针对一定的工作环境和工作需求， 由工作 人员设定的所期望的执行机构的工作速度；
变量泵的当前需求功率 '：根据变量泵的设定工作速度和当前工作压
力确定；
变量泵的实际输入功率 N1 : 原动机 （如发动机） 的额定输出功率 N减 去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 即 = (N-N2-N3... )。
下面对本发明的工作原理和工作过程进行详细描述。
本发明首先公开了一种液压***的控制方法， 所述液压***包括由原 动机驱动的多个液压泵， 每个液压泵驱动相应的执行机构， 所述多个液压 泵中具有第一变量泵， 该第一变量泵驱动第一执行机构， 其中；
根据所述第一执行机构的设定工作速度和第一变量泵的最大排量， 确 定所述原动机的工作速度；
根据所述第一执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述第 一变量泵的当前需求功率 '；
所述第一变量泵的实际输入功率 等于所述原动机的额定输出功率 N 减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 所述控制方法包括：
当所述第一变量泵的当前需求功率 大于所述第一变量泵的实际输 入功率 时， 减小所述第一变量泵的排量， 使得所述第一变量泵的当前需 求功率 等于所述第一变量泵的实际输入功率
本发明中， 原动机可以是发动机、 电动机等， 本发明优选使用发动机， 下文中将以发动机为例进行说明。
在上述控制方法中， 首先需要根据所述第一执行机构的设定工作速度 和第一变量泵的最大排量， 确定所述原动机的工作速度。
第一执行机构的设定工作速度是指工作期望的工作速度， 该设定工作 速度例如可以根据具体的工作环境、 工作需求等因素， 由工作人员预先设 定。 根据该设定工作速度和第一液压泵的最大排量， 就可以确定发动机的 转速 n。 在工作过程中， 发动机的转速 n—旦确定， 就不再改变， 从而可以 简化对发动机的控制。 具体而言， 发动机通过传动机构驱动第一变量泵， 因此， 根据传动机构的传动比 i， 可以根据发动机的转速 n确定第一变量泵
的转速 np， 然后根据第一变量泵的转速 np和最大排量 V可以确定第一变量 泵的流量 q， 从而可以确定第一执行机构的设定工作速度。 计算公式如下：
( 1 ) n * i = πρ
(2) q = Vnp
其中，
n是发动机转速；
i是传动比；
¾是第一变量泵转速；
q是第一变量泵的输出流量，该输出流量由第一执行机构的设定工作速 度决定。
本发明另外一个关键之处在于， 将所述第一变量泵的实际输入功率 定义为等于所述发动机的额定输出功率 N减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 即^ = (N-N2-N3... )。 通过这种手段， 可以使发动机输出的一 部分功率在不同液压泵之间进行转移， 从而可以有效提高发动机的负荷率， 并提高泵送能力。
当所述第一变量泵的当前需求功率 大于所述第一变量泵的实际输 入功率 时， 减小所述第一变量泵的排量， 使得所述第一变量泵的当前需 求功率 等于第一变量泵的实际输入功率 换言之， 如果第一变量泵 的实际输入功率^小于当前需求功率 时， 说明第一变量泵的实际输入 功率不能满足其需求。 此时， 由于发动机的额定输出功率 N—定， 因此， 为了防止发动机掉速、 失速甚至熄火， 需要减小第一变量泵的排量， 从而 使第一变量泵的当前需求功率 减小， 直到等于第一变量泵的实际输入 功率 gp， 让第一变量泵的当前需求功率与实际输入功率相匹配。
优选地， 本发明的液压***的控制方法还包括： 当所述第一变量泵的 当前需求功率 小于或等于所述第一变量泵的实际输入功率 并且所
述第一执行机构的当前工作速度等于所述第一执行机构的设定工作速度 时， 维持所述第一变量泵的当前排量。 在这种情况下， 通常是由于其他液 压泵驱动的执行机构没有工作或者工作在非满负荷状态之下， 发动机的额 定输出功率 N—定， 所以其他液压泵正常使用的功率转移给第一变量泵， 使得第一变量泵的实际输入功率足以满足其需求， 第一执行机构可以工作 在设定工作速度， 从而显著提高其工作效率， 例如混凝土泵车的泵送能力。
另一方面， 当所述第一变量泵的当前需求功率 小于或等于所述第 一变量泵的实际输入功率 并且所述第一执行机构的当前工作速度小于 所述第一执行机构的设定工作速度时， 增大所述第一变量泵的当前排量。 在这种情况下， 第一变量泵的实际输入功率能够满足其需求， 因此可以增 大第一变量泵的当前排量， 以提高第一执行机构的工作速度， 从而提高其 工作效率。 也就是说， 在这里， 通过功率转移的手段， 将其他液压泵没有 使用的发动机输出功率的一部分转移给第一变量泵， 从而能够尽可能地提 高第一执行机构的工作效率， 同时也提高了发动机的负荷率， 避免发动机 的一部分功率闲置而造成能源浪费。
优选地， 在本发明的控制方法中， 可以根据所述发动机的装机功率、 工作速度和万有特性曲线， 确定所述发动机的额定输出功率 N。
通常， 在液压***的实际工作过程中， 其中执行机构的工作速度和工 作压力会在一定的范围进行改变， 例如工作压力将随着负载的变化而变化， 工作速度也经常会发生改变， 因此液压***的吸入功率会具有一个吸入功 率带宽， 即该吸入功率会在一定的范围内改变。 但是， 由于执行机构很少 同时在最高速度与最大负载工况下工作， 故考虑到装机成本及实际工况， 在保证液压***基本功能的前提下选取的发动机， 其装机功率通常会选定 在输入功率带宽之内， 小于液压***的最大吸入功率。
对于本发明而言， 同样可以根据各个液压泵所需的吸入功率、 实际工 况、 装机成本等因素， 加以综合考虑， 选取发动机的装机功率。 换言之，
对于本领域技术人员来说， 可以根据实际情况合理选择发动机的装机功率， 本发明对此不再赘述。
在确定了发动机的装机功率之后， 则可以根据发动机的转速及其万有 特性曲线， 选择合适的油门开度， 从而选取发动机的额定输出功率 N。 在 后续的工作过程当中， 发动机将以恒定的转速和额定输出功率进行工作。 一方面， 通过这种方式， 可以根据万有特性曲线使发动机工作在合适的工 作点上 （例如经济工作区或者最佳油耗区等）， 从而达到节能降耗的目的。 另一方面， 由于发动机在工作过程当中， 其转速和额定输出功率将不再变 化， 因此无需再对发动机进行复杂的控制， 从而使整个控制过程得到了简 化， 提高了整个控制方法和控制***的稳定性和可靠性。
上文中， 通过液压***为例对本发明的基本原理进行了详细的阐述。 本发明的上述液压***的控制方法可以应用在各种适当的场合， 尤其是大 量的工程机械中， 例如混凝土泵车、 履带起重机、 挖掘机等等。
下面， 本发明将以混凝土泵车为例， 对本发明作进一步的阐述。
本发明提供一种混凝土泵车的控制方法，混凝土泵车包括由原动机（优 选为发动机） 驱动的多个液压泵， 该多个液压泵包括用于驱动泵送执行机 构的泵送液压泵， 和用于驱动其他执行机构的其他液压泵， 所述泵送液压 泵为变量泵， 其中：
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和泵送液压马达的最大排量， 确定所述原动机的工作速度；
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述泵 送液压泵的当前需求功率 '；
所述泵送液压泵的实际输入功率 等于所述原动机的额定输出功率 N 减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 所述控制方法包括：
当所述泵送的当前需求功率 大于所述泵送液压泵的实际输入功率
N,时， 减小所述泵送液压泵的排量， 使得所述泵送液压泵的当前需求功率
等于所述泵送液压泵的实际输入功率
优选地， 所述控制方法包括： 当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的实际输入功率 并且所述泵送执行机构的 当前工作速度等于所述设定工作速度时， 维持所述泵送液压泵的当前排量。
优选地， 所述控制方法包括： 当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的实际输入功率 并且所述泵送执行机构的 当前工作速度小于所述设定工作速度时， 增大所述泵送液压泵的当前排量。
优选地， 在本发明的控制方法中， 可以根据所述发动机的装机功率、 工作速度和万有特性曲线， 确定所述发动机的额定输出功率 N。
混凝土泵车通常包括四个工作单元， 即泵送单元、 分配单元、 搅拌清 洗单元以及臂架单元。 在这四个工作单元中， 泵送单元需求功率最大， 而 其他三个单元需求功率相对较小。 另外， 泵送单元的泵送速度具有相对较 宽的范围， 即能够在一定的允许速度范围内进行工作。 分配单元、 搅拌清 洗单元以及臂架单元相对来说对工作速度的要求会相对苛刻。 例如就臂架 单元来说， 在臂架单元驱动臂架动作时， 要保证其功率需求或速度需求， 否则很容易发生危险。进一步地， 相比于泵送单元， 其他三个工作单元（尤 其是臂架单元和搅拌清洗单元） 经常处于非工作状态或者非满负荷工作状 态。 因此， 本发明基于对混凝土泵车的四个工作单元的工作性质和工况进 行充分分析和研究的基础之上， 提出了本发明的技术方案， 其核心之处在 于能够将发动机输出的用于其他三个工作单元的一部分功率在其他三个工 作单元不工作或者非满负荷工作时转移给泵送单元使用， 从而不仅提高了 泵送效率， 而且提高了发动机的负荷率， 可以实现节能降耗的目的。
作为一种选择， 本发明中所述的所述其他液压泵可以包括用于驱动分 配执行机构的分配液压泵， 用于驱动搅拌清洗执行机构的搅拌清洗液压泵 和用于驱动臂架执行机构的臂架液压泵中的至少一者。 也就是说， 在上文 列举的混凝土泵车中， 可以将泵送单元与其他三个工作单元一起构成本发
明， 也可以选择性地将泵送单元与其他三个工作单元中的任何一个或者两 个工作单元一起构成本发明。 例如， 将泵送单元和臂架单元组合在一起， 发动机仅带动泵送单元和臂架单元， 在臂架单元不工作时， 将臂架单元的 那部分功率转移给泵送单元使用。
另外， 作为可选择的方案， 所述分配液压泵、 搅拌清洗液压泵和臂架 液压泵中的至少两者共用同一个液压泵。 也就是说， 在本发明的混凝土泵 车中， 在上述列举的四个工作单元中， 其中任意两者 （甚至三者） 共用同 一个液压泵， 从而组合成一个工作单元， 该工作单元中的不同的执行机构 可以通过液压回路设计进行分别工作。 本发明的原理同样可以适用于这种 情况。
在本发明的混凝土泵车的控制方法中， 其他方面的工作原理和工作过 程等可以参考上文中针对液压***部分的描述， 本发明在此就不再作重复 说明。
下面将参照图 1， 以一种典型的混凝土泵车的控制方法为例，对该典型 实施例进行说明。
如图 1所示， 首先根据泵送执行机构的设定工作速度确定发动机的转 速， 然后根据万有特性曲线等因素确定发动机的额定输出功率。
同时， 根据分配执行机构的设定工作速度确定分配执行机构的需求流 量， 然后根据分配执行机构的当前工作压力确定分配液压泵的实际输入功 率 N2。 同理， 分别确定搅拌清洗液压泵的实际输入功率 和臂架液压泵的 实际输入功率 N4。
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述泵 送液压泵的当前需求功率 '； 同时， 将所述泵送液压泵的实际输入功率 Ni定义为等于所述发动机的额定输出功率 N减去其他液压泵的实际输入功 率 N2、 N3...。
然后， 判断泵送液压泵的当前需求功率 和实际输入功率 当所
述泵送的当前需求功率 大于所述泵送液压泵的实际输入功率^时， 减 小所述泵送液压泵的排量， 使得所述泵送液压泵的当前需求功率 等于 所述泵送液压泵的实际输入功率
当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的 实际输入功率 并且所述泵送执行机构的当前工作速度等于所述设定工 作速度时， 维持所述泵送液压泵的当前排量。
当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的 实际输入功率 并且所述泵送执行机构的当前工作速度小于所述设定工 作速度时， 增大所述泵送液压泵的当前排量。
以上详细描述了本发明的优选实施方式， 但是， 本发明并不限于上述 实施方式中的具体细节， 在本发明的技术构思范围内， 可以对本发明的技 术方案进行多种简单变型， 这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征， 在不矛盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合， 为了避免不 必要的重复， 本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外， 本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合， 只要 其不违背本发明的思想， 其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims
1、 一种液压***的控制方法， 所述液压***包括由原动机驱动的多个 液压泵， 每个液压泵驱动相应的执行机构， 其特征在于， 所述多个液压泵 中具有第一变量泵， 该第一变量泵驱动第一执行机构， 其中；
根据所述第一执行机构的设定工作速度和第一变量泵的最大排量， 确 定所述原动机的工作速度；
根据所述第一执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述第 一变量泵的当前需求功率 '；
所述第一变量泵的实际输入功率 等于所述原动机的额定输出功率 N 减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 所述控制方法包括：
当所述第一变量泵的当前需求功率 大于所述第一变量泵的实际输 入功率 时， 减小所述第一变量泵的排量， 使得所述第一变量泵的当前需 求功率 等于所述第一变量泵的实际输入功率
2、 根据权利要求 1所述的液压***的控制方法， 其特征在于， 所述控 制方法包括：
当所述第一变量泵的当前需求功率 小于或等于所述第一变量泵的 实际输入功率 并且所述第一执行机构的当前工作速度等于所述设定工 作速度时， 维持所述第一变量泵的当前排量。
3、 根据权利要求 2所述的液压***的控制方法， 其特征在于， 所述控 制方法包括：
当所述第一变量泵的当前需求功率 小于或等于所述第一变量泵的 实际输入功率 并且所述第一执行机构的当前工作速度小于所述第一执 行机构的设定工作速度时， 增大所述第一变量泵的当前排量。
4、 根据权利要求 1所述的液压***的控制方法， 其特征在于， 所述原 动机为发动机。
5、 根据权利要求 4所述的液压***的控制方法， 其特征在于， 根据所 述发动机的装机功率、 工作速度和万有特性曲线， 确定所述发动机的额定 输出功率N。
6、 一种混凝土泵车的控制方法， 所述混凝土泵车包括由原动机驱动的 多个液压泵， 该多个液压泵包括用于驱动泵送执行机构的泵送液压泵， 和 用于驱动其他执行机构的其他液压泵， 其特征在于， 所述泵送液压泵为变 量泵， 其中：
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和泵送液压泵的最大排量， 确 定所述原动机的工作速度；
根据所述泵送执行机构的设定工作速度和当前工作压力， 确定所述泵 送液压泵的当前需求功率 '；
所述泵送液压泵的实际输入功率 等于所述原动机的额定输出功率 N 减去其他液压泵的实际输入功率 N2、 N3...， 所述控制方法包括：
当所述泵送的当前需求功率 大于所述泵送液压泵的实际输入功率 Ni时， 减小所述泵送液压泵的排量， 使得所述泵送液压泵的当前需求功率 等于所述泵送液压泵的实际输入功率
7、 根据权利要求 6所述的混凝土泵车的控制方法， 其特征在于， 所述 控制方法包括：
当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的 实际输入功率 并且所述泵送执行机构的当前工作速度等于所述设定工 作速度时， 维持所述泵送液压泵的当前排:
8、 根据权利要求 7所述的混凝土泵车的控制方法， 其特征在于， 所述 控制方法包括：
当所述泵送液压泵的当前需求功率 小于或等于所述泵送液压泵的 实际输入功率 并且所述泵送执行机构的当前工作速度小于所述设定工 作速度时， 增大所述泵送液压泵的当前排量。
9、 根据权利要求 6所述的混凝土泵车的控制方法， 其特征在于， 所述 原动机为发动机。
10、 根据权利要求 9所述的混凝土泵车的控制方法， 其特征在于， 根 据所述发动机的装机功率、 工作速度和万有特性曲线， 确定所述发动机的 额定输出功率 N。
11、 根据权利要求 6所述的混凝土泵车的控制方法， 其特征在于， 所 述其他液压泵包括用于驱动分配执行机构的分配液压泵， 用于驱动搅拌清 洗执行机构的搅拌清洗液压泵和用于驱动臂架执行机构的臂架液压泵中的 至少一者。
12、 根据权利要求 11所述的混凝土泵车的控制方法， 其特征在于， 所 述分配液压泵、 搅拌清洗液压泵和臂架液压泵中的至少两者共用同一个液 压泵。
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| CN103711598A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-09 | 中联重科股份有限公司 | 液压***调节设备、方法、功率匹配控制***和工程机械 |
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