CN103350955A - 起重机、负功率系统、负功率控制方法及负功率控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机及其负功率系统、负功率控制方法及负功率控制设备，该设备包括：接收装置，用于接收发动机的实际转速与设定转速；以及控制装置，用于在所述实际转速大于所述设定转速的情况下，调节一用于给闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速依旧大于所述设定转速的情况下，调节泵和/或马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。本发明可在辅助负载被全部投入之后依旧不足以吸收重物下降所产生的功率的情况下，调节泵和/或马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例，从而匹配重物下降速度与发动机转速，避免发动机熄火。

Description

起重机、负功率系统、负功率控制方法及负功率控制设备

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种起重机及其负功率系统、负功率控制方法及负功率控制设备。

背景技术

图1为现有起重机的闭式液压系统的结构示意图。如图1所示，在起重机吊起重物的过程中，发动机经由分动箱驱动泵工作，该泵进而驱动马达工作，以使得马达经由传动系统吊起重物；在起重机下放重物的过程中，重物在重力作用下下降，带动马达旋转，马达提供压力油驱动泵旋转，泵通过分动箱带动发动机转动。在该下放过程中，重物成为了动力源，发动机成为了负载，以消耗中重物下降过程中由重力提供的功率，此时发动机提供负功率。

然而，发动机所提供的负功率是有限的，在重物较重的情况下，如果发动机不能全部吸收因重物重力产生的功率，则会导致重物出现快速下降的情形，容易产生安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机及其负功率系统、负功率控制方法及负功率控制设备，其可通过在发动机提供的负功率不够的清下调节辅助负载投入负功率来避免上述安全事故的发生。

为了实现上述目的，本发明提供一种起重机闭式液压系统的负功率控制设备，该闭式液压系统包含泵及马达，该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物，所述设备包括：接收装置，用于接收发动机的实际转速与设定转速；以及控制装置，用于在所述实际转速大于所述设定转速的情况下，调节一用于给所述闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速依旧大于所述设定转速的情况下，调节所述泵和/或所述马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。

相应地，本发明还提供一种用于起重机的负功率系统，该系统包含：闭式液压系统，该闭式液压系统包含泵及马达，该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物；辅助负载；以及上述负功率控制设备。

相应地，本发明还提供一种起重机，该起重机包含上述负功率系统。

相应地，本发明还提供一种闭式液压系统的负功率控制方法，该闭式液压系统包含泵及马达，该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物，所述方法包括：接收发动机的实际转速与设定转速；以及在所述实际转速大于所述设定转速的情况下，调节一用于给所述闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速依旧大于所述设定转速的情况下，调节所述泵和/或所述马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。

通过上述技术方案，可在发动机提供的负功率不够的情况下，调节辅助负载投入负功率，从而避免上述安全事故的发生。另外，本发明的技术方案还可在辅助负载被全部投入之后依旧不足以吸收重物下降所产生的功率的情况下，调节泵和/或马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例，从而匹配重物下降速度与发动机转速，避免发动机熄火。

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为现有起重机的闭式液压系统的结构示意图；

图2为本发明提供的用于起重机的负功率系统的结构示意图；

图3为本发明提供的负功率系统的一实施方式的结构示意图；

图4为本发明提供负功率系统的另一实施方式的结构示意图；以及

图5为本发明提供的起重机闭式液压系统的负功率控制方法的流程图；

附图标记说明

A1    泵       A2马达

A3    变量泵   A4定量泵

Y1    开关阀   Y2溢流阀

Y3    比例阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2为本发明提供的用于起重机的负功率系统的结构示意图。如图2所示，本发明提供了一种用于起重机的负功率系统，该系统包含：闭式液压系统，该闭式液压系统包含泵及马达（该泵及马达中的至少一者的排量是可调的），该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物；辅助负载，用于给所述闭式液压系统提供负功率；以及负功率控制设备，所述设备包括：接收装置，用于接收发动机的实际转速与设定转速；以及控制装置，用于在所述实际转速大于所述设定转速的情况下，调节一用于给所述闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速依旧大于所述设定转速的情况下，调节所述泵和/或所述马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。

当起重机控制被吊重物下降时，重力对重物所做的功需要与发动机消耗的功相等才能够保证重物可控下降，否则会导致发动机实际转速大于设定转速。当发动机实际转速大于设定转速时，可调节辅助负载投入负功率，使得该负功率投入量与发动机的负功率之和等于重物下降所产生的功率。在投入所有辅助负载之后依旧不足以吸收重物下降所产生的功率的情况下，可调节泵和/或马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例，匹配重物下降速度与发动机转速，避免发动机熄火。

假设马达与泵的排量大小相同，如果调整马达排量为60ml，泵排量为6ml，则马达转速/泵转速=1/10，可实现马达到发动机的转速传动比例为1/10*rate，其中rate为发动机与分动箱到泵的传动比。理论上，通过调节所述泵和/或所述马达的排量，只要确保发动机的实际转速与设定转速之差不超于可控范围，本发明的方案可适应所有重物的下降动作（也就是说，当重物较重时，下降速度会变慢），且保证整个下降过程中发动机不熄火。

其中，所述发动机的实际转速可通过总线通讯获得。所述设定转速可根据油门踏板的位置信号、发动机最大转速及最小转速计算得出。例如，当油门踏板位置信号表明油门踏板位置为油门行程的50%、发动机最大转速为1800rpm、最小转速为600rpm，则设定转速=（1800-600）*50%+600=1200。

其中，所述辅助负载可为各类可消耗功率的设备，诸如散热器等。优选地，所述辅助负载的负功率投入量连续可调的，且可为功率消耗回路。图3为本发明提供的负功率系统的一实施方式的结构示意图（其中省略了负功率控制设备），如图3所示，该回路包含：变量泵A3，与所述分动箱连接，用于从所述分动箱取得动力并输出压力油；开关阀Y1，连接在所述变量泵A3的出油口至油箱之间的油路中；以及溢流阀Y2，连接在所述变量泵A3的出油口与所述开关阀Y1之间的油路上，用于设置该油路的油压。在需要辅助负载投入负功率时，所述控制装置可打开所述开关阀Y1并通过调节所述变量泵A3的排量来调节功率消耗回路的所述负功率投入量。该负功率投入量满足以下公式：

Wa3=Pa3*Qa3

其中，Wa3为功率消耗回路的负功率投入量，Pa3为溢流阀Y2所设置的油路压力，Qa3为变量泵A3的排量，即可调变量。该功率消耗回路的优点在于变量泵A3的排量Qa3连续可调（即，负功率投入量连续可调），可满足重物不同下降速度下降所需的负功率需求，从而可避免该功率消耗回路投入负功率时造成重物抖动。

根据本发明的另一实施方式，所述功率消耗回路还可具备不同的结构。图4为本发明提供负功率系统的另一实施方式的结构示意图（其中省略了负功率控制设备），如图4所示，所述功率消耗回路包含：定量泵A4，与所述分动箱连接，用于从所述分动箱取得动力并输出压力油；比例阀Y3，连接在所述定量泵A4的出油口至油箱之间的油路中；以及溢流阀Y2，连接在所述定量泵A4的出油口与所述比例阀Y3之间的油路上，用于设置该油路的油压。在需要辅助负载投入负功率时，所述控制装置可通过调节所述比例阀Y3的开度来调节该功率消耗回路的负功率投入量。该负功率投入量满足以下公式：

Wa4=Pa4*(Qa4-QY3)

其中，Wa4为功率消耗回路的负功率投入量，Pa4为溢流阀Y2所设置的油路压力，Qa4为定量泵A4的排量，QY3为比例阀Y3的排量，该排量为可调节变量。该功率消耗回路可达到与上述功率消耗回路相类似的效果，即可实现负功率投入量连续可调，避免出现抖动。

相应地，本发明还提供了一种起重机，该起重机包含上述负功率系统。

相应地，本发明还提供了一种起重机闭式液压系统的负功率控制方法，图5为本发明提供的起重机闭式液压系统的负功率控制方法的流程图。如图5所示，所述方法包括：接收发动机的实际转速与设定转速；以及在所述实际转速大于所述设定转速且两者之差超出一可控范围的情况下，调节一用于给所述闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速与所述设定转速之差依旧超出所述可控范围的情况下，调节所述泵和/或所述马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。该方法的具体细节及益处上述负功率控制设备相同，于此不再赘述。

以上结合附图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 (10)

1.一种起重机闭式液压系统的负功率控制设备，该闭式液压系统包含泵及马达，该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物，所述设备包括：

接收装置，用于接收发动机的实际转速与设定转速；以及

控制装置，用于在所述实际转速大于所述设定转速的情况下，调节一用于给所述闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速依旧大于所述设定转速的情况下，调节所述泵和/或所述马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述辅助负载的负功率投入量连续可调。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述辅助负载为功率消耗回路，该回路包含：

变量泵，与所述分动箱连接，用于从所述分动箱取得动力并输出压力油；

开关阀，连接在所述变量泵的出油口至油箱之间的油路中；以及

溢流阀，连接在所述变量泵的出油口与所述开关阀之间的油路上，

所述控制装置通过调节所述变量泵的排量来调节所述负功率投入量。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述辅助负载为功率消耗回路，该回路包含：

定量泵，与所述分动箱连接，用于从所述分动箱取得动力并输出压力油；

比例阀，连接在所述定量泵的出油口至油箱之间的油路中；以及

溢流阀，连接在所述定量泵的出油口与所述比例阀之间的油路上，

所述控制装置通过调节所述比例阀的开度来调节所述负功率投入量。

5.一种用于起重机的负功率系统，该系统包含：

闭式液压系统，该闭式液压系统包含泵及马达，该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物；

辅助负载；以及

根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的负功率控制设备。

6.一种起重机，其特征在于，该起重机包含根据权利要求5所述的负功率系统。

7.一种起重机闭式液压系统的负功率控制方法，该闭式液压系统包含泵及马达，该泵由发动机经由分动箱驱动，从而驱动马达旋转，以起升或下降重物，所述方法包括：

接收发动机的实际转速与设定转速；以及

在所述实际转速大于所述设定转速的情况下，调节一用于给所述闭式液压系统提供负功率的辅助负载的负功率投入量，并在该负功率投入量已被调至最大且所述实际转速依旧大于所述设定转速的情况下，调节所述泵和/或所述马达的排量，以降低所述发动机到所述马达的转速传动比例。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述辅助负载的负功率投入量连续可调。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述辅助负载为功率消耗回路，该回路包含：

变量泵，与所述分动箱连接，用于从所述分动箱取得动力并输出压力油；

开关阀，连接在所述变量泵的出油口至油箱之间的油路中；以及

溢流阀，连接在所述变量泵的出油口与所述开关阀之间的油路上，

调节所述辅助负载的负功率投入量是通过调节所述变量泵的排量来实现的。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述辅助负载为功率消耗回路，该回路包含：

定量泵，与所述分动箱连接，用于从所述分动箱取得动力并输出压力油；

比例阀，连接在所述定量泵的出油口至油箱之间的油路中；以及

溢流阀，连接在所述定量泵的出油口与所述比例阀之间的油路上，

调节所述辅助负载的负功率投入量是通过调节所述比例阀的开度来实现的。

Images