CN104405707B - 一种多泵液压系统及其功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多泵液压系统及其功率控制方法，包括：发动机、分动箱及其驱动的第一变量泵、优先泵、辅助泵和控制装置，所述发动机的输出端与分动箱的输入端相连接，所述第一变量泵的输出端连接有第一执行机构，所述优先泵的输出端连接有优先执行机构，所述辅助泵的输出端连接有辅助执行机构，所述控制装置分别与第一变量泵、优先泵、辅助泵和发动机相连接以对其进行控制。通过上述方式，本发明指出的一种多泵液压系统及其功率控制方法，实现了发动机功率与各液压泵所需功率的匹配，解决了发动机出现掉速或熄火的问题，发动机的功率得到充分利用，应用在混凝土泵车的液压系统中，有利于实现节能减排。

Description

一种多泵液压系统及其功率控制方法

技术领域

本发明涉及混凝土泵车液压系统功率控制领域，特别是涉及一种多泵液压系统及其功率控制方法。

背景技术

在液压系统架构中，经常会采用一个发动机（或电动机）经分动箱驱动多个液压泵，各个泵驱动不同的液压系统。受发动机功率的限制，在系统工作时往往会出现多个油泵所需的总功率大于原动机所能提供的功率，在此情况下如若不对各个液压系统的功率进行控制经常会出现发动机掉速或熄火的现象，影响系统正常工作。

具体地，以混凝土泵车为例，汽车发动机经分动箱分别将动力分配至臂架支腿液压系统、泵送系统、分配液压系统和辅助液压系统（包括搅拌、风冷和水洗液压系统）。实际工作时，由于负载和工况在不断变化，各液压系统所需要的功率也会相应改变，若不对液压系统功率进行控制，各液压系统所需总功率可能大于发动机功率，导致掉速或熄火现象，影响系统正常工作，另一方面，液压系统部分时间所需的功率远小于发动机额定输出功率，导致不能充分利用发动机功率，造成能耗浪费。

为了防止出现以上所述问题，现有通常的做法是在泵送系统和臂架支腿液压系统中采用带恒功率控制的油泵，根据发动机的实际最大功率，分别设定两种油泵的最大功率，使所有油泵满负荷工作时不至于超过发动机功率。该方法可以有效防止出现掉速和熄火的问题，但同时，在其他液压系统未满负荷运行时，由于油泵恒功率控制，导致该系统功率无法增加，发动机输出功率大于所有液压系统所需功率，出现“大马拉小车”现象，不能充分利用发动机功率，造成能源浪费。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多泵液压系统及其功率控制方法，根据各液压执行机构实际所需来改变发动机的转速，避免掉速和熄火，保护发动机，提高发动机输出功率的利用率，提高节能性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多泵液压系统，包括：发动机、分动箱及其驱动的第一变量泵、优先泵、辅助泵和控制装置，所述发动机的输出端与分动箱的输入端相连接，所述第一变量泵的输出端连接有第一执行机构，所述优先泵的输出端连接有优先执行机构，所述辅助泵的输出端连接有辅助执行机构，所述第一变量泵的输出端设置有第一压力检测装置，所述优先泵的输出端设置有第二压力检测装置，所述辅助泵的输出端设置有第三压力检测装置，所述发动机上连接有转速检测装置，所述第一压力检测装置、第二压力检测装置、第三压力检测装置和转速检测装置分别与控制装置相连接进行信号传输，所述第一执行机构上连接设置有第一速度检测装置，所述优先执行机构上连接设置有第二速度检测装置，所述辅助执行机构上连接设置有第三速度检测装置，所述第一速度检测装置、第二速度检测装置和第三速度检测装置分别与控制装置相连接进行信号传输，所述控制装置根据各检测装置的信号经过计算处理后对第一变量泵的排量和发动机的转速进行控制，所述控制装置分别与第一变量泵、优先泵、辅助泵和发动机相连接以对其进行控制。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一变量泵为单泵或者泵组。

在本发明一个较佳实施例中，所述优先泵和辅助泵为定量泵或变量泵。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种多泵液压系统的功率控制方法，包括所述的多泵液压系统。

在本发明一个较佳实施例中，所述控制装置根据第一执行机构所需的运动速度分别输出第一变量泵的排量和发动机转速对应的控制初始值，当优先执行机构运动速度或负载发生变化时，所述控制装置根据第一变量泵、优先泵、辅助泵出口处的压力p和发动机转速n，计算此时第一执行机构所需功率N1=p1×q1×n/k，p1为第一变量泵出口处的压力，q1为第一变量泵当前排量，k为分动箱的传动比，同理，可计算优先执行机构所需功率N2=p2×q2×n/k，p2为优先泵出口处的压力，q2为优先泵当前排量，辅助执行机构所需功率N3=p3×q3×n/k，p3为辅助泵出口处的压力，q3为辅助泵当前排量，根据发动机功率曲线得出发动机当前所能提供的最大功率N0，若N0＞N1+N2+N3，则控制装置发出控制信号使得第一变量泵排量增大，发动机转速减小，最终使N0＝N1+N2+N3；若N0＝N1+N2+N3，则第一变量泵排量和发动机转速都不变；若N0＜N1+N2+N3，则为保证优先执行机构的动作，同时避免发动机出现掉速或熄火现象，减小第一变量泵的排量，使N0＝N1+N2+N3。

本发明的有益效果是：本发明指出的一种多泵液压系统及其功率控制方法，通过发动机转速和液压泵排量的调节，实现了发动机功率与各液压泵所需功率的匹配，解决了发动机出现掉速或熄火的问题，提高发动机的使用稳定性，同时又可以保证在部分执行机构不是满负荷工作时，发动机的功率可以充分利用，应用在混凝土泵车的液压系统中，有利于实现节能减排。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明一种多泵液压系统及其功率控制方法一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种多泵液压系统，包括：发动机、分动箱及其驱动的第一变量泵、优先泵、辅助泵和控制装置，所述发动机的输出端与分动箱的输入端相连接，所述发动机在部分情况下可以采用电动机代替，所述第一变量泵的输出端连接有第一执行机构，所述优先泵的输出端连接有优先执行机构，所述辅助泵的输出端连接有辅助执行机构，所述第一变量泵的输出端设置有第一压力检测装置，所述优先泵的输出端设置有第二压力检测装置，所述辅助泵的输出端设置有第三压力检测装置，所述发动机上连接有转速检测装置，所述第一压力检测装置、第二压力检测装置、第三压力检测装置和转速检测装置分别与控制装置相连接进行信号传输，所述第一执行机构上连接设置有第一速度检测装置，所述优先执行机构上连接设置有第二速度检测装置，所述辅助执行机构上连接设置有第三速度检测装置，所述第一速度检测装置、第二速度检测装置和第三速度检测装置分别与控制装置相连接进行信号传输，所述控制装置根据各检测装置的信号经过计算处理后对第一变量泵的排量和发动机的转速进行控制，所述控制装置分别与第一变量泵、优先泵、辅助泵和发动机相连接以对其进行控制。

一种多泵液压系统的功率控制方法，所述控制装置根据第一执行机构所需的运动速度分别输出第一变量泵的排量和发动机转速对应的控制初始值，该初始值可通过试验确定。

当优先执行机构运动速度或负载发生变化时，所述控制装置根据第一变量泵、优先泵、辅助泵出口处的压力p和发动机转速n，计算此时第一执行机构所需功率N1=p1×q1×n/k，p1为第一变量泵出口处的压力，q1为第一变量泵当前排量，k为分动箱的传动比，同理，可计算优先执行机构所需功率N2=p2×q2×n/k，p2为优先泵出口处的压力，q2为优先泵当前排量，辅助执行机构所需功率N3=p3×q3×n/k，p3为辅助泵出口处的压力，q3为辅助泵当前排量，根据发动机功率曲线得出发动机当前所能提供的最大功率N0，若N0＞N1+N2+N3，则控制装置发出控制信号使得第一变量泵排量增大，发动机转速减小，降低能耗，最终使N0＝N1+N2+N3；若N0＝N1+N2+N3，则第一变量泵排量和发动机转速都不变，保持稳定；若N0＜N1+N2+N3，则为保证优先执行机构的动作，同时避免发动机出现掉速或熄火现象，减小第一变量泵的排量，使N0＝N1+N2+N3。

进一步的，所述第一变量泵为单泵或者泵组。

进一步的，所述优先泵和辅助泵为定量泵或变量泵。

综上所述，发明一种多泵液压系统及其功率控制方法主要应用在混凝土泵车液压系统中，第一变量泵为驱动泵送执行机构的主油泵，优先泵为驱动臂架和支腿执行机构的臂架泵，辅助泵为驱动分配、搅拌、水洗和风冷等辅助执行机构的辅助泵。通过发动机转速和各液压泵排量的调节，实现了发动机功率与各液压泵所需功率的匹配，解决了发动机出现掉速或熄火的问题，减少了耗油量和尾气排放，在保证正常工作的情况下，实现了发动机功率的最大利用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种多泵液压系统的功率控制方法，包括：多泵液压系统，所述多泵液压系统包括发动机、分动箱及其驱动的第一变量泵、优先泵、辅助泵和控制装置，所述发动机的输出端与分动箱的输入端相连接，所述第一变量泵的输出端连接有第一执行机构，所述优先泵的输出端连接有优先执行机构，所述辅助泵的输出端连接有辅助执行机构，所述第一变量泵的输出端设置有第一压力检测装置，所述优先泵的输出端设置有第二压力检测装置，所述辅助泵的输出端设置有第三压力检测装置，所述发动机上连接有转速检测装置，所述第一压力检测装置、第二压力检测装置、第三压力检测装置和转速检测装置分别与控制装置相连接进行信号传输，所述第一执行机构上连接设置有第一速度检测装置，所述优先执行机构上连接设置有第二速度检测装置，所述辅助执行机构上连接设置有第三速度检测装置，所述第一速度检测装置、第二速度检测装置和第三速度检测装置分别与控制装置相连接进行信号传输，所述控制装置根据各检测装置的信号经过计算处理后对第一变量泵的排量和发动机的转速进行控制，所述控制装置分别与第一变量泵、优先泵、辅助泵和发动机相连接以对其进行控制，所述第一变量泵为单泵或者泵组，所述优先泵和辅助泵为定量泵或变量泵，其特征在于，所述控制装置根据第一执行机构所需的运动速度分别输出第一变量泵的排量和发动机转速对应的控制初始值，当优先执行机构运动速度或负载发生变化时，所述控制装置根据第一变量泵、优先泵、辅助泵出口处的压力p和发动机转速n，计算此时第一执行机构所需功率N1=p1×q1×n/k，p1为第一变量泵出口处的压力，q1为第一变量泵当前排量，k为分动箱的传动比，同理，可计算优先执行机构所需功率N2=p2×q2×n/k，p2为优先泵出口处的压力，q2为优先泵当前排量，辅助执行机构所需功率N3=p3×q3×n/k，p3为辅助泵出口处的压力，q3为辅助泵当前排量，根据发动机功率曲线得出发动机当前所能提供的最大功率N0，若N0＞N1+N2+N3，则控制装置发出控制信号使得第一变量泵排量增大，发动机转速减小，最终使N0＝N1+N2+N3；若N0＝N1+N2+N3，则第一变量泵排量和发动机转速都不变；若N0＜N1+N2+N3，则为保证优先执行机构的动作，同时避免发动机出现掉速或熄火现象，减小第一变量泵的排量，使N0＝N1+N2+N3。