主泵功率控制系統(tǒng)與工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種主泵功率控制系統(tǒng)與工程機(jī)械，其中，該主泵功率控制系統(tǒng)包括：用于感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；用于感測(cè)主泵出口壓力的壓力傳感器；以及，用于根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算主泵控制電流，并根據(jù)所述主泵控制電流控制主泵運(yùn)行的控制器；所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器均與所述控制器信號(hào)連接。實(shí)施本實(shí)用新型后，能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與主泵功率需求的匹配。
【專利說明】主泵功率控制系統(tǒng)與工程機(jī)械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油泵控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種主泵功率控制系統(tǒng)與工程機(jī)械。

【背景技術(shù)】
[0002]提升效率是工程機(jī)械(如強(qiáng)夯機(jī))的重要工作指標(biāo)之一。用發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源的液壓動(dòng)力系統(tǒng)(如強(qiáng)夯機(jī))如何最大限度吸收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率且保證發(fā)動(dòng)機(jī)不掉速是一個(gè)重要命題。如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率未完全發(fā)揮，則嚴(yán)重影響液壓動(dòng)力系統(tǒng)的工作效率；如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率超負(fù)荷，則發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)掉速甚至熄火，導(dǎo)致主機(jī)無法正常工作。因此，如何控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出與主泵功率需求相匹配是非常重要的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提供一種主泵功率控制系統(tǒng)與工程機(jī)械，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與主泵功率需求的匹配。
[0004]具體地，該主泵功率控制系統(tǒng)包括用于感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；用于感測(cè)主泵出口壓力的壓力傳感器；以及，用于根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算主泵控制電流，并根據(jù)所述主泵控制電流控制主泵運(yùn)行的控制器；所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器均與所述控制器信號(hào)連接。
[0005]進(jìn)一步地，所述控制器包括:用于儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系的第一存儲(chǔ)裝置；用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)功率值的第一確定裝置；用于根據(jù)所述功率值、所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算所述主泵的排量，以及根據(jù)所述主泵的排量計(jì)算所述主泵控制電流的第一處理裝置；所述第一處理裝置與所述第一存儲(chǔ)裝置、所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器信號(hào)連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述控制器包括:用于儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系的第二存儲(chǔ)裝置；用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)扭矩值的第二確定裝置；用于根據(jù)所述扭矩值、所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算所述主泵的排量，以及根據(jù)所述主泵的排量計(jì)算所述主泵控制電流的第二處理裝置；所述第二處理裝置與所述第二存儲(chǔ)裝置、所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器信號(hào)連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述控制器包括:用于根據(jù)所述第一存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算對(duì)應(yīng)得到所述第一存儲(chǔ)裝置中未存儲(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系，或用于根據(jù)所述第二存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算對(duì)應(yīng)得到所述第二存儲(chǔ)裝置中未存儲(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系的插值計(jì)算裝置，所述插值計(jì)算裝置與所述第一處理裝置或所述第二處理裝置信號(hào)連接。
[0008]具體地，該工程機(jī)械包括發(fā)動(dòng)機(jī)及主泵，還包括所述的主泵功率控制系統(tǒng)，所述主泵功率控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速傳感器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述主泵功率控制系統(tǒng)中的壓力傳感器及控制器分別與所述主泵連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述的工程機(jī)械為強(qiáng)夯機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型主泵功率控制系統(tǒng)通過根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及主泵出口壓力確定的主泵控制電流控制主泵運(yùn)行，從而調(diào)節(jié)主泵排量以此來改變主泵功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主泵功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的匹配。
[0011]該工程機(jī)械包括上述主泵功率控制系統(tǒng)，具有相應(yīng)的技術(shù)效果，不再贅述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的主泵功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為圖1中控制器計(jì)算主泵控制電流的第一種手段原理圖；
[0015]圖3為圖1中控制器計(jì)算主泵控制電流的第二種手段原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]應(yīng)當(dāng)指出，本部分中對(duì)具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對(duì)具體實(shí)施例的說明，不應(yīng)視為對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實(shí)施例以及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0017]請(qǐng)同時(shí)參考圖1、圖2和圖3，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的主泵功率控制系統(tǒng)作詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，該實(shí)施例的主泵功率控制系統(tǒng)可以包括:用于感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器、用于感測(cè)主泵出口壓力的壓力傳感器、以及用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及主泵出口壓力計(jì)算主泵控制電流，并根據(jù)主泵控制電流控制主泵運(yùn)行的控制器；轉(zhuǎn)速傳感器及壓力傳感器均與控制器信號(hào)連接。
[0019]在一種未示出的方式中，控制器包括:用于儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系的第一存儲(chǔ)裝置；用于根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)功率值的第一確定裝置；用于根據(jù)功率值、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及主泵出口壓力計(jì)算主泵的排量，以及根據(jù)主泵的排量計(jì)算主泵控制電流的第一處理裝置；第一處理裝置與第一存儲(chǔ)裝置、轉(zhuǎn)速傳感器及壓力傳感器信號(hào)連接。此種方式中，第一處理裝置的計(jì)算方式如圖2所示，該圖中a及c為常數(shù)；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，其單位為rpm，由轉(zhuǎn)速傳感器感測(cè)得到；P為主泵出口壓力，其單位為bar，由壓力傳感器感測(cè)得到；W為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，單位為kw ； δ為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率(扭矩)有效利用系數(shù)；V為主泵排量，單位為ml/r ;i為主泵控制電流，單位為mA ;W/n為預(yù)設(shè)的根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率及扭矩曲線所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)圖2可知，在轉(zhuǎn)速傳感器感測(cè)得到轉(zhuǎn)速η及壓力傳感器感測(cè)得到主泵出口壓力P后，根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系W/n，即可確定檢測(cè)得到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速η對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率W，則可根據(jù)圖2中方框中的公式計(jì)算得到主泵排量V，進(jìn)而根據(jù)主泵排量V計(jì)算得到主泵控制電流i，以通過主泵控制電流i控制主泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)利用主泵控制電流i對(duì)主泵功率的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主泵功率的控制與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率之間的匹配。
[0020]在另一種未示出的方式中，控制器包括:用于儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系的第二存儲(chǔ)裝置；用于根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)扭矩值的第二確定裝置，用于根據(jù)扭矩值、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及主泵出口壓力計(jì)算主泵的排量，以及根據(jù)主泵的排量計(jì)算主泵控制電流的第二處理裝置；第二處理裝置與第二存儲(chǔ)裝置、轉(zhuǎn)速傳感器及壓力傳感器信號(hào)連接。此種方式中，第二處理裝置的計(jì)算方式如圖3所示，圖3與圖2中標(biāo)號(hào)相同的參數(shù)含義相同，不同的參數(shù)含義說明如下，b及d為常數(shù)；T為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，單位為N.m ;T/n為預(yù)設(shè)的根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率及扭矩曲線所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)圖3可知，在轉(zhuǎn)速傳感器感測(cè)得到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速η及壓力傳感器感測(cè)得到主泵出口壓力P后，根據(jù)預(yù)設(shè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的對(duì)應(yīng)關(guān)系Τ/η，即可確定感測(cè)得到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速η對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩Τ，則可根據(jù)圖3中方框中的公式計(jì)算得到主泵排量V，進(jìn)而根據(jù)主泵排量V計(jì)算得到主泵控制電流i，通過主泵控制電流i控制主泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)主泵功率與發(fā)動(dòng)機(jī)功率之間的匹配。
[0021]優(yōu)選地，所述控制器包括:用于根據(jù)第一存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算對(duì)應(yīng)得到第一存儲(chǔ)裝置中未存儲(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系，或用于根據(jù)第二存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算對(duì)應(yīng)得到第二存儲(chǔ)裝置中未存儲(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系的插值計(jì)算裝置，插值計(jì)算裝置與第一處理裝置或第二處理裝置信號(hào)連接。通過設(shè)置該插值計(jì)算裝置，可以不用預(yù)知所有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，而是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率及扭矩曲線，提取在特定轉(zhuǎn)速(如整百轉(zhuǎn)速800rpm、900rpm等)下對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率或扭矩值，根據(jù)提取的各特定轉(zhuǎn)速與對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率及扭矩值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用線性插值方法計(jì)算得到其他轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率值及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值，這樣可以獲得各個(gè)轉(zhuǎn)速值對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率值及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值。這樣，在確定發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效利用系數(shù)(S)前提下，檢測(cè)主泵出口壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(如850rpm)，通過預(yù)先存儲(chǔ)的特定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及通過插值計(jì)算得到的各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率值及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值，即可獲知上述檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的功率或扭矩值，進(jìn)而可以根據(jù)圖2或圖3所示的方式計(jì)算出主泵排量，進(jìn)而計(jì)算出主泵(如電控油泵)控制電流值，實(shí)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)任何轉(zhuǎn)速及負(fù)載變化(體現(xiàn)在主泵出口壓力P變化)時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)整主泵排量，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與主泵功率需求相匹配。
[0022]本實(shí)施例通過根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及主泵出口壓力確定的主泵控制電流來調(diào)節(jié)主泵排量以此來改變主泵功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主泵功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的匹配；優(yōu)選地，根據(jù)線性差值方法計(jì)算預(yù)先未知的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和/或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，無需預(yù)先存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)各轉(zhuǎn)速與功率及扭矩的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也行可計(jì)算出主泵控制電流以控制主泵功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與主泵功率需求相匹配，節(jié)省存儲(chǔ)資源。
[0023]本實(shí)用新型還提出一種工程機(jī)械，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、主泵及上述主泵功率控制系統(tǒng)，主泵功率控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，主泵功率控制系統(tǒng)中的壓力傳感器及控制器分別與主泵連接。該工程機(jī)械可以包括但不限于強(qiáng)夯機(jī)。由于該工程機(jī)械包括上述主泵功率控制系統(tǒng)，具有相應(yīng)的技術(shù)效果，在此不再贅述。
[0024]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種主泵功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:用于感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；用于感測(cè)主泵出口壓力的壓力傳感器；以及，用于根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算主泵控制電流，并根據(jù)所述主泵控制電流控制主泵運(yùn)行的控制器；所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器均與所述控制器信號(hào)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的主泵功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括: 用于儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系的第一存儲(chǔ)裝置； 用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)功率值的第一確定裝置； 用于根據(jù)所述功率值、所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算所述主泵的排量，以及根據(jù)所述主泵的排量計(jì)算所述主泵控制電流的第一處理裝置； 所述第一處理裝置與所述第一存儲(chǔ)裝置、所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器信號(hào)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的主泵功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括: 用于儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系的第二存儲(chǔ)裝置； 用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)扭矩值的第二確定裝置； 用于根據(jù)所述扭矩值、所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及所述主泵出口壓力計(jì)算所述主泵的排量，以及根據(jù)所述主泵的排量計(jì)算所述主泵控制電流的第二處理裝置； 所述第二處理裝置與所述第二存儲(chǔ)裝置、所述轉(zhuǎn)速傳感器及所述壓力傳感器信號(hào)連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的主泵功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括: 用于根據(jù)所述第一存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算對(duì)應(yīng)得到所述第一存儲(chǔ)裝置中未存儲(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系，或用于根據(jù)所述第二存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算對(duì)應(yīng)得到所述第二存儲(chǔ)裝置中未存儲(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系的插值計(jì)算裝置，所述插值計(jì)算裝置與所述第一處理裝置或所述第二處理裝置信號(hào)連接。
5.一種工程機(jī)械，包括發(fā)動(dòng)機(jī)及主泵，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的主泵功率控制系統(tǒng)，所述主泵功率控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速傳感器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述主泵功率控制系統(tǒng)中的壓力傳感器及控制器分別與所述主泵連接。
6.如權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械，其特征在于，其為強(qiáng)夯機(jī)。
【文檔編號(hào)】F04B49/06GK204212959SQ201420631528
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】朱安寧, 齊芳 申請(qǐng)人:浙江三一裝備有限公司