一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱及其驅(qū)動(dòng)的第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和控制裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與分動(dòng)箱的輸入端相連接，所述第一變量泵的輸出端連接有第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述優(yōu)先泵的輸出端連接有優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述輔助泵的輸出端連接有輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述控制裝置分別與第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和發(fā)動(dòng)機(jī)相連接以對其進(jìn)行控制。通過上述方式，本發(fā)明指出的一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)功率與各液壓泵所需功率的匹配，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掉速或熄火的問題，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到充分利用，應(yīng)用在混凝土泵車的液壓系統(tǒng)中，有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
【專利說明】一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土泵車液壓系統(tǒng)功率控制領(lǐng)域，特別是涉及一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在液壓系統(tǒng)架構(gòu)中，經(jīng)常會(huì)采用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(或電動(dòng)機(jī))經(jīng)分動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)多個(gè)液壓泵，各個(gè)泵驅(qū)動(dòng)不同的液壓系統(tǒng)。受發(fā)動(dòng)機(jī)功率的限制，在系統(tǒng)工作時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)多個(gè)油泵所需的總功率大于原動(dòng)機(jī)所能提供的功率，在此情況下如若不對各個(gè)液壓系統(tǒng)的功率進(jìn)行控制經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)掉速或熄火的現(xiàn)象，影響系統(tǒng)正常工作。
[0003]具體地，以混凝土泵車為例，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)分動(dòng)箱分別將動(dòng)力分配至臂架支腿液壓系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、分配液壓系統(tǒng)和輔助液壓系統(tǒng)(包括攪拌、風(fēng)冷和水洗液壓系統(tǒng))。實(shí)際工作時(shí)，由于負(fù)載和工況在不斷變化，各液壓系統(tǒng)所需要的功率也會(huì)相應(yīng)改變，若不對液壓系統(tǒng)功率進(jìn)行控制，各液壓系統(tǒng)所需總功率可能大于發(fā)動(dòng)機(jī)功率，導(dǎo)致掉速或熄火現(xiàn)象，影響系統(tǒng)正常工作，另一方面，液壓系統(tǒng)部分時(shí)間所需的功率遠(yuǎn)小于發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率，導(dǎo)致不能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，造成能耗浪費(fèi)。
[0004]為了防止出現(xiàn)以上所述問題，現(xiàn)有通常的做法是在泵送系統(tǒng)和臂架支腿液壓系統(tǒng)中采用帶恒功率控制的油泵，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際最大功率，分別設(shè)定兩種油泵的最大功率，使所有油泵滿負(fù)荷工作時(shí)不至于超過發(fā)動(dòng)機(jī)功率。該方法可以有效防止出現(xiàn)掉速和熄火的問題，但同時(shí)，在其他液壓系統(tǒng)未滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于油泵恒功率控制，導(dǎo)致該系統(tǒng)功率無法增加，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大于所有液壓系統(tǒng)所需功率，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，不能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，造成能源浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法，根據(jù)各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際所需來改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，避免掉速和熄火，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的利用率，提高節(jié)能性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種多泵液壓系統(tǒng)，包括:發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱及其驅(qū)動(dòng)的第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和控制裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與分動(dòng)箱的輸入端相連接，所述第一變量泵的輸出端連接有第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述優(yōu)先泵的輸出端連接有優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述輔助泵的輸出端連接有輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述第一變量泵的輸出端設(shè)置有第一壓力檢測裝置，所述優(yōu)先泵的輸出端設(shè)置有第二壓力檢測裝置，所述輔助泵的輸出端設(shè)置有第三壓力檢測裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上連接有轉(zhuǎn)速檢測裝置，所述第一壓力檢測裝置、第二壓力檢測裝置、第三壓力檢測裝置和轉(zhuǎn)速檢測裝置分別與控制裝置相連接進(jìn)行信號傳輸，所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第一速度檢測裝置，所述優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第二速度檢測裝置，所述輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第三速度檢測裝置，所述第一速度檢測裝置、第二速度檢測裝置和第三速度檢測裝置分別與控制裝置相連接進(jìn)行信號傳輸，所述控制裝置根據(jù)各檢測裝置的信號經(jīng)過計(jì)算處理后對第一變量泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，所述控制裝置分別與第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和發(fā)動(dòng)機(jī)相連接以對其進(jìn)行控制。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第一變量泵為單泵或者泵組。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述優(yōu)先泵和輔助泵為定量泵或變量泵。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種多泵液壓系統(tǒng)的功率控制方法，包括所述的多泵液壓系統(tǒng)。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述控制裝置根據(jù)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的運(yùn)動(dòng)速度分別輸出第一變量泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的控制初始值，當(dāng)優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述控制裝置根據(jù)第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵出口處的壓力P和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，計(jì)算此時(shí)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率Nl=plXqlXn/k，pi為第一變量泵出口處的壓力，Ql為第一變量泵當(dāng)前排量，k為分動(dòng)箱的傳動(dòng)比，同理，可計(jì)算優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率N2=p2Xq2Xn/k，p2為優(yōu)先泵出口處的壓力，q2為優(yōu)先泵當(dāng)前排量，輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率N3= p3Xq3Xn/k，p3為輔助泵出口處的壓力，q3為輔助泵當(dāng)前排量，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線得出發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前所能提供的最大功率NO，若NO > N1+N2+N3，則控制裝置發(fā)出控制信號使得第一變量泵排量增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，最終使NO = N1+N2+N3 ;若NO = N1+N2+N3，則第一變量泵排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都不變；若NO < N1+N2+N3，則為保證優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，同時(shí)避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掉速或熄火現(xiàn)象，減小第一變量泵的排量，使NO = N1+N2+N3。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明指出的一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法，通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵排量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)功率與各液壓泵所需功率的匹配，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掉速或熄火的問題，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用穩(wěn)定性，同時(shí)又可以保證在部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)不是滿負(fù)荷工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可以充分利用，應(yīng)用在混凝土泵車的液壓系統(tǒng)中，有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014]請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種多泵液壓系統(tǒng)，包括:發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱及其驅(qū)動(dòng)的第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和控制裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與分動(dòng)箱的輸入端相連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)在部分情況下可以采用電動(dòng)機(jī)代替，所述第一變量泵的輸出端連接有第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述優(yōu)先泵的輸出端連接有優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述輔助泵的輸出端連接有輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述第一變量泵的輸出端設(shè)置有第一壓力檢測裝置，所述優(yōu)先泵的輸出端設(shè)置有第二壓力檢測裝置，所述輔助泵的輸出端設(shè)置有第三壓力檢測裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上連接有轉(zhuǎn)速檢測裝置，所述第一壓力檢測裝置、第二壓力檢測裝置、第三壓力檢測裝置和轉(zhuǎn)速檢測裝置分別與控制裝置相連接進(jìn)行信號傳輸，所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第一速度檢測裝置，所述優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第二速度檢測裝置，所述輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第三速度檢測裝置，所述第一速度檢測裝置、第二速度檢測裝置和第三速度檢測裝置分別與控制裝置相連接進(jìn)行信號傳輸，所述控制裝置根據(jù)各檢測裝置的信號經(jīng)過計(jì)算處理后對第一變量泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，所述控制裝置分別與第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和發(fā)動(dòng)機(jī)相連接以對其進(jìn)行控制。
[0015]一種多泵液壓系統(tǒng)的功率控制方法，所述控制裝置根據(jù)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的運(yùn)動(dòng)速度分別輸出第一變量泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的控制初始值，該初始值可通過試驗(yàn)確定。
[0016]當(dāng)優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述控制裝置根據(jù)第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵出口處的壓力P和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，計(jì)算此時(shí)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率Nl=Pl Xql Xn/k，pi為第一變量泵出口處的壓力，ql為第一變量泵當(dāng)前排量，k為分動(dòng)箱的傳動(dòng)比，同理,可計(jì)算優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率N2= p2Xq2X n/k, p2為優(yōu)先泵出口處的壓力，q2為優(yōu)先泵當(dāng)前排量，輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率N3= p3Xq3Xn/k，p3為輔助泵出口處的壓力，q3為輔助泵當(dāng)前排量，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線得出發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前所能提供的最大功率NO，若NO > N1+N2+N3,則控制裝置發(fā)出控制信號使得第一變量泵排量增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，降低能耗，最終使NO = N1+N2+N3 ;若腸=N1+N2+N3，則第一變量泵排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都不變，保持穩(wěn)定；若勵(lì)< N1+N2+N3，則為保證優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，同時(shí)避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掉速或熄火現(xiàn)象，減小第一變量泵的排量，使NO = N1+N2+N3。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一變量泵為單泵或者泵組。
[0018]進(jìn)一步的，所述優(yōu)先泵和輔助泵為定量泵或變量泵。
[0019]綜上所述，發(fā)明一種多泵液壓系統(tǒng)及其功率控制方法主要應(yīng)用在混凝土泵車液壓系統(tǒng)中，第一變量泵為驅(qū)動(dòng)泵送執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主油泵，優(yōu)先泵為驅(qū)動(dòng)臂架和支腿執(zhí)行機(jī)構(gòu)的臂架泵，輔助泵為驅(qū)動(dòng)分配、攪拌、水洗和風(fēng)冷等輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔助泵。通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和各液壓泵排量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)功率與各液壓泵所需功率的匹配，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掉速或熄火的問題，減少了耗油量和尾氣排放，在保證正常工作的情況下，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的最大利用。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多泵液壓系統(tǒng)，其特征在于，包括:發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱及其驅(qū)動(dòng)的第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和控制裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與分動(dòng)箱的輸入端相連接，所述第一變量泵的輸出端連接有第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述優(yōu)先泵的輸出端連接有優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述輔助泵的輸出端連接有輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述第一變量泵的輸出端設(shè)置有第一壓力檢測裝置，所述優(yōu)先泵的輸出端設(shè)置有第二壓力檢測裝置，所述輔助泵的輸出端設(shè)置有第三壓力檢測裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上連接有轉(zhuǎn)速檢測裝置，所述第一壓力檢測裝置、第二壓力檢測裝置、第三壓力檢測裝置和轉(zhuǎn)速檢測裝置分別與控制裝置相連接進(jìn)行信號傳輸，所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第一速度檢測裝置，所述優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第二速度檢測裝置，所述輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)上連接設(shè)置有第三速度檢測裝置，所述第一速度檢測裝置、第二速度檢測裝置和第三速度檢測裝置分別與控制裝置相連接進(jìn)行信號傳輸，所述控制裝置根據(jù)各檢測裝置的信號經(jīng)過計(jì)算處理后對第一變量泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，所述控制裝置分別與第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵和發(fā)動(dòng)機(jī)相連接以對其進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多泵液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述第一變量泵為單泵或者泵組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多泵液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)先泵和輔助泵為定量泵或變量泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的多泵液壓系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的運(yùn)動(dòng)速度分別輸出第一變量泵的排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的控制初始值，當(dāng)優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述控制裝置根據(jù)第一變量泵、優(yōu)先泵、輔助泵出口處的壓力P和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，計(jì)算此時(shí)第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率Nl=plXqlXn/k，pl為第一變量泵出口處的壓力，ql為第一變量泵當(dāng)前排量，k為分動(dòng)箱的傳動(dòng)比，同理,可計(jì)算優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率N2= p2Xq2Xn/k, p2為優(yōu)先泵出口處的壓力，q2為優(yōu)先泵當(dāng)前排量，輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率N3= p3Xq3Xn/k，p3為輔助泵出口處的壓力，q3為輔助泵當(dāng)前排量，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線得出發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前所能提供的最大功率NO，若NO > N1+N2+N3，則控制裝置發(fā)出控制信號使得第一變量泵排量增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，最終使NO = N1+N2+N3 ;若NO = N1+N2+N3,則第一變量泵排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都不變；若NO< N1+N2+N3，則為保證優(yōu)先執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，同時(shí)避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掉速或熄火現(xiàn)象，減小第一變量泵的排量，使NO = N1+N2+N3。
【文檔編號】F15B11/17GK104405707SQ201410560749
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】龍雷, 董接蓮, 蔡猛昌 申請人:恒天創(chuàng)豐重工有限公司