。液壓變量馬達(dá)由輸出高壓油液驅(qū)動(dòng)，并通過減速裝置與負(fù)載聯(lián)接，其排量隨工作壓力的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)。液壓變量馬達(dá)與負(fù)載機(jī)械連接，兩者轉(zhuǎn)速相等;在穩(wěn)定工作情況下，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩與負(fù)載阻力矩大小相等，方向相反，當(dāng)阻力變大時(shí)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩小于負(fù)載阻力矩，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低。由于輸出液壓油的流量不變，輸出液壓油在背壓增大的情況下流動(dòng)阻力增大，從而引起系統(tǒng)內(nèi)壓力的升高。此時(shí)，液壓馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)接收到該壓力升高信號的反饋并進(jìn)行調(diào)節(jié)，使自身排量增大，在轉(zhuǎn)速降低的情況下增大了馬達(dá)的流量，從而降低油液流動(dòng)阻力，保持了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出油液壓力的恒定。同時(shí)，由于排量增大，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩也隨之增大，并逐漸與負(fù)載阻力矩相平衡，系統(tǒng)再次實(shí)現(xiàn)達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。同樣，當(dāng)負(fù)載阻力減小，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩大于負(fù)載阻力矩時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速升高，引起液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力的降低。此時(shí)，液壓變量馬達(dá)排量向減小的方向調(diào)節(jié)，使驅(qū)動(dòng)力矩與負(fù)載阻力矩相平衡，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)壓力的恒定。
[0069]所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括起動(dòng)控制系統(tǒng)、正常工作控制系統(tǒng)和失火控制系統(tǒng):
[0070]起動(dòng)控制系統(tǒng)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)工況的控制:當(dāng)起動(dòng)信號發(fā)出后，打開啟動(dòng)閥23和減壓閥22，壓縮蓄能器4由于與高壓蓄能器8連通而壓力升高，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比得到提高;發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元對位移傳感器的信號進(jìn)行檢測，如果檢測結(jié)果顯示活塞組件處于下止點(diǎn)，則將第一控制閥3和第二控制閥2打開，活塞組件在壓縮蓄能器4的作用下，開始壓縮行程，如果檢測到活塞組件不在下止點(diǎn)，首先打開回位控制閥17，將栗腔7和壓縮腔I內(nèi)的液壓油由低壓油路26放出，使活塞組件在高壓蓄能器8壓力的作用下回復(fù)到下止點(diǎn)位置，關(guān)閉回位控制閥17，再開始壓縮行程；當(dāng)活塞的速度減小至某一設(shè)定值時(shí)，認(rèn)為其到達(dá)前饋位置，此時(shí)將第二控制閥2關(guān)閉，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)后，第一控制閥3關(guān)閉，回位控制閥17打開，這種將第一控制閥3和第二控制閥2分步關(guān)閉的控制方式，既保證了壓縮行程的速度，又減小了膨脹行程的阻力;活塞組件重新回到下止點(diǎn)后，關(guān)閉回位控制閥17，活塞組件完成一個(gè)工作循環(huán)，該過程中記錄活塞組件到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)的壓力和溫度值，當(dāng)?shù)诙刂崎y2開啟信號再次發(fā)出，判斷上一循環(huán)記錄的缸壓和溫度是否滿足柴油的著火條件，如果缸內(nèi)壓力和溫度都較低，則重復(fù)以上所述的工作過程，直到壓力和溫度滿足著火條件后，開始進(jìn)入正常工作的控制過程。
[0071 ] 正常工作控制系統(tǒng)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)正常工況的控制:進(jìn)入正常工況后，關(guān)閉啟動(dòng)閥23和減壓閥22，第一控制閥3保持常開狀態(tài)，當(dāng)起動(dòng)信號發(fā)出后，第二控制閥2打開，壓縮蓄能器4內(nèi)的液壓油首先通過第二控制閥2進(jìn)入壓縮腔I，推動(dòng)活塞組件向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝挥涂?打開后，第二控制閥2關(guān)閉，壓縮腔I和壓縮蓄能器4之間由第一油口 5連通，當(dāng)活塞組件到達(dá)噴油位置時(shí)，觸發(fā)傳感器，產(chǎn)生噴油信號，并控制噴油量使得壓縮時(shí)間和膨脹時(shí)間之比等于液壓栗兩個(gè)沖程的容積變化之比，從而使得膨脹流量與壓縮流量基本相等，以減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出流量脈動(dòng)，由噴油系統(tǒng)完成燃料噴射過程，在上止點(diǎn)附近，燃料燃燒放熱，活塞組件在氣缸壓力的作用下回到下止點(diǎn)，并在第二控制閥2再次開啟前穩(wěn)定在下止點(diǎn)。
[0072]失火控制系統(tǒng)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)失火工況的控制:在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，當(dāng)起動(dòng)信號發(fā)出后，都對活塞組件位置進(jìn)行一次檢測，如果發(fā)動(dòng)機(jī)頻率和頻率變化率均小于設(shè)定值，則檢測活塞組件的位置，如果活塞組件不在下止點(diǎn)位置，且缸溫缸壓小于失火值，則認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)在上一循環(huán)中發(fā)生失火，此時(shí)首先關(guān)閉第一控制閥3，并打開減壓閥22和回位控制閥17，使活塞組件回復(fù)到下止點(diǎn)位置，然后第一控制閥3開啟，等待下一個(gè)起動(dòng)脈沖信號，發(fā)動(dòng)機(jī)再按照正常工作循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
[0073]所述第二控制閥2采用最大流量為230L/min、開啟脈寬為30ms的高頻電液伺服閥，電液伺服閥是一種接受模擬量電控制信號，輸出隨電控制信號大小及極性變化、且快速響應(yīng)的液壓控制閥，具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及良好的靜態(tài)特性，如:分辨率高、滯環(huán)小、線性度好等。第二控制閥2的最大流量，當(dāng)使用最大流量為230L/min、開啟脈寬為30ms的電液伺服閥時(shí)，活塞組件的加速度段長度會(huì)增加到原來的8倍左右，壓縮行程所用時(shí)間明顯減小，從而使運(yùn)動(dòng)周期比原來減小了將近14ms，顯著的提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的最大工作頻率，取得了意想不到的效果。
[0074]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有優(yōu)化控制系統(tǒng)的橋梁施工裝置，包括吊車和與吊車相連的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)吊車，其特征是，發(fā)動(dòng)機(jī)包括動(dòng)力部分、噴油系統(tǒng)和液壓部分，所述的動(dòng)力部分包括進(jìn)氣單向閥、動(dòng)力活塞、燃燒室、噴油器、掃氣口，液壓部分包括壓縮腔、栗腔、回位腔以及液壓回路，所述壓縮腔設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)的后部，在其上設(shè)置有第一油口、第二油口，所述第一油口、第二油口分別通過第一控制閥和第二控制閥與壓縮蓄能器相連，所述栗腔通過單向閥分別與低壓油路和高壓油路相連，高壓油路用于向發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載供油，低壓油路上設(shè)置有回位控制閥和低壓蓄能器，回位控制閥上旁路設(shè)置有回油單向閥；所述回位腔與高壓蓄能器直接連接，在所述高壓蓄能器到缸體的油管路上設(shè)置有減壓閥，起動(dòng)工況和失火工況時(shí)減壓閥保持開啟，正常工況時(shí)減壓閥關(guān)閉；所述壓縮蓄能器與高壓蓄能器通過油管路相連通，且所述壓縮蓄能器與高壓蓄能器之間的油管路上設(shè)置有啟動(dòng)閥，用于啟動(dòng)工況時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，正常工況時(shí)啟動(dòng)閥關(guān)閉;所述高壓油路連接有一負(fù)載蓄能器，減壓閥后引出有一路與所述壓縮蓄能器相連;發(fā)動(dòng)機(jī)的末端設(shè)置有液壓球囊，液壓球囊內(nèi)充滿預(yù)先注入的壓力油，其底部通過油管路與低壓蓄能器相連，液壓球囊與低壓蓄能器之間還設(shè)置有彈簧式安全閥；所述液壓球囊的左上方設(shè)置有傾斜的死區(qū)油口，其所在直線與液壓球囊相切，死區(qū)油口和壓縮蓄能器通過設(shè)置在兩者之間的死區(qū)回位電磁閥相連，在失火工況，當(dāng)活塞組件的末端處于第二油口與液壓球囊之間的死區(qū)位置時(shí)，通過打開死區(qū)回位電磁閥使活塞組件回到第二油口與第一油口之間的理想下止點(diǎn)區(qū)域以開始下一個(gè)行程;所述噴油系統(tǒng)為高壓共軌式電控噴射系統(tǒng)，包括高壓油栗、共軌管、電控噴油器、壓力傳感器以及電子控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在輸油栗的作用下，燃油經(jīng)過濾清器進(jìn)入高壓油栗，經(jīng)過高壓油栗的壓縮后，低壓油變?yōu)楦邏河?，并被高壓油栗輸入共軌管，在共軌管中，電子控制單元接收壓力傳感器的反饋并控制限壓閥，以調(diào)節(jié)軌內(nèi)壓力值并使其保持恒定，隨后將高壓油輸入電控噴油器內(nèi)，等待電子控制單元的噴油指令； 所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括位置檢測系統(tǒng)，位置檢測系統(tǒng)通過線性位移傳感器和位置觸發(fā)傳感器檢測并發(fā)出活塞組件到達(dá)上止點(diǎn)位置、下止點(diǎn)位置和前饋位置時(shí)的信號，前饋位置位于上止點(diǎn)位置與下止點(diǎn)位置之間靠近上止點(diǎn)位置的一側(cè)，用于啟動(dòng)工況活塞壓縮行程時(shí)控制第一控制閥的關(guān)閉，前饋位置根據(jù)活塞的速度值配合位置檢測系統(tǒng)確定;所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括恒壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述恒壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓變量馬達(dá)，通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩與負(fù)載阻力矩保持輸出油液壓力的恒定;液壓變量馬達(dá)由輸出高壓油液驅(qū)動(dòng)，并通過減速裝置與負(fù)載聯(lián)接，其排量隨工作壓力的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)； 所述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括正常工作控制系統(tǒng)和失火控制系統(tǒng): 正常工作控制系統(tǒng)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)正常工況的控制:進(jìn)入正常工況后，關(guān)閉啟動(dòng)閥和減壓閥，第一控制閥保持常開狀態(tài)，當(dāng)起動(dòng)信號發(fā)出后，第二控制閥打開，壓縮蓄能器內(nèi)的液壓油首先通過第二控制閥進(jìn)入壓縮腔，推動(dòng)活塞組件向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝挥涂诖蜷_后，第二控制閥關(guān)閉，壓縮腔和壓縮蓄能器之間由第一油口連通，當(dāng)活塞組件到達(dá)噴油位置時(shí)，觸發(fā)傳感器，產(chǎn)生噴油信號，并控制噴油量使得壓縮時(shí)間和膨脹時(shí)間之比等于液壓栗兩個(gè)沖程的容積變化之比，從而使得膨脹流量與壓縮流量相等，以減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出流量脈動(dòng)，由噴油系統(tǒng)完成燃料噴射過程，在上止點(diǎn)附近，燃料燃燒放熱，活塞組件在氣缸壓力的作用下回到下止點(diǎn)，并在第二控制閥再次開啟前穩(wěn)定在下止點(diǎn)； 失火控制系統(tǒng)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)失火工況的控制:在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，當(dāng)起動(dòng)信號發(fā)出后，都對活塞組件位置進(jìn)行一次檢測，如果發(fā)動(dòng)機(jī)頻率和頻率變化率均小于設(shè)定值，則檢測活塞組件的位置，如果活塞組件不在下止點(diǎn)位置，且缸溫缸壓小于失火值，則認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)在上一循環(huán)中發(fā)生失火，此時(shí)首先關(guān)閉第一控制閥，并打開減壓閥和回位控制閥，使活塞組件回復(fù)到下止點(diǎn)位置，然后第一控制閥開啟，等待下一個(gè)起動(dòng)脈沖信號，發(fā)動(dòng)機(jī)再按照正常工作循環(huán)運(yùn)動(dòng)； 所述第二控制閥采用最大流量為250L/min的高頻電液伺服閥，其開啟脈寬為10ms。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有優(yōu)化控制系統(tǒng)的橋梁施工裝置，其特征是，還包括起動(dòng)控制系統(tǒng)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)工況的控制:當(dāng)起動(dòng)信號發(fā)出后，打開啟動(dòng)閥和減壓閥，壓縮蓄能器由于與高壓蓄能器連通而壓力升高，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比得到提高；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元對位移傳感器的信號進(jìn)行檢測，如果檢測結(jié)果顯示活塞組件處于下止點(diǎn)，則將第一控制閥和第二控制閥打開，活塞組件在壓縮蓄能器的作用下，開始壓縮行程，如果檢測到活塞組件不在下止點(diǎn)，首先打開回位控制閥，將栗腔和壓縮腔內(nèi)的液壓油由低壓油路放出，使活塞組件在高壓蓄能器壓力的作用下回復(fù)到下止點(diǎn)位置，關(guān)閉回位控制閥，再開始壓縮行程；當(dāng)活塞到達(dá)前饋位置時(shí)，第二控制閥關(guān)閉，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)后，第一控制閥關(guān)閉，回位控制閥打開，活塞組件重新回到下止點(diǎn)后，關(guān)閉回位控制閥，活塞組件完成一個(gè)工作循環(huán)，該過程中記錄活塞組件到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)的壓力和溫度值，當(dāng)頻率閥開啟信號再次發(fā)出，判斷上一循環(huán)記錄的缸壓和溫度是否滿足柴油的著火條件，如果缸內(nèi)壓力和溫度不滿足著火條件，則重復(fù)以上所述的工作過程，直到壓力和溫度滿足著火條件后，開始進(jìn)入正常工作的控制過程。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有優(yōu)化控制系統(tǒng)的橋梁施工裝置，包括吊車和與吊車相連的發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)吊車，發(fā)動(dòng)機(jī)包括動(dòng)力部分、噴油系統(tǒng)和液壓部分，液壓部分包括壓縮腔、泵腔、回位腔以及液壓回路，壓縮腔設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)的后部，在其上設(shè)置有第一油口、第二油口，所述第一油口、第二油口分別通過第一控制閥和第二控制閥與壓縮蓄能器相連，泵腔通過單向閥分別與低壓油路和高壓油路相連，低壓油路與上設(shè)置有回位控制閥和低壓蓄能器；高壓蓄能器到缸體的油管路上設(shè)置有減壓閥，壓縮蓄能器與所述高壓蓄能器之間的油管路上設(shè)置有啟動(dòng)閥。該橋梁施工裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、掃氣效率高、性能穩(wěn)定、輸出扭矩大，并設(shè)計(jì)了完整的控制系統(tǒng)和位置檢測系統(tǒng)。
【IPC分類】F02D35/02, F02B61/00, F02M51/00, F02D41/38
【公開號】CN105626247
【申請?zhí)枴緾N201610043826
【發(fā)明人】楊炳
【申請人】楊炳
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月21日