CN104727938B - 一种油气混合动力混凝土泵车及其控制方法 - Google Patents

一种油气混合动力混凝土泵车及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油气混合动力混凝土泵车及其控制方法。所述油气混合动力混凝土泵车包括：发动机；燃油供应装置；燃气供应装置；以及双燃料控制器，其与所述发动机、燃油供应装置和燃气供应装置连接，控制燃油与燃气的喷射，双燃料控制器基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。本发明的泵车在原燃油发动机的基础上，增加一套燃料供给系统和电控系统，使油气混合动力混凝土泵车可以使用燃油或燃气与燃油混合为发动机提供动力，从而实现以清洁能源燃气部分地代替燃油，并实现燃油和燃气双燃料燃烧工作模式的便利切换，既保证大排量混凝土泵车的实时节能运行，又解决了天然气供应跟不上导致的整车动力性受影响的问题。

Description

一种油气混合动力混凝土泵车及其控制方法
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种油气混合动力混凝土泵车。
背景技术
目前，混凝土泵车都是采用重卡底盘的单一柴油发动机为动力源。在行驶和工作状态下都是只有燃油发动机提供动力，同时泵车的发动机往往都是大排量发动机，其尾气排放对环境的污染和不合理的资源耗用问题越来越突出。因此，希望有一种利用清洁能源的混凝土泵车来降低尾气污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气混合动力混凝土泵车来利用清洁的燃气燃料，来降低混凝土泵车的尾气污染。
为实现上述目的，本发明提供一种油气混合动力混凝土泵车，所述油气混合动力混凝土泵车包括：发动机，其适于以纯燃油工作模式和油气混合工作模式运行；燃油供应装置，用于向所述发动机供应燃油；燃气供应装置，用于向所述发动机供应燃气；以及双燃料控制器，其与所述发动机、燃油供应装置和燃气供应装置连接，控制燃油与燃气的喷射；以及发动机控制器和泵车上装控制器，所述发动机控制器控制发动机的工作运转，所述泵车上装控制器控制泵送系统的工作运转，其中，所述双燃料控制器与所述发动机控制器和泵车上装控制器连接，基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。
优选地，所述双燃料控制器接收所述燃气供应装置的供气压力信号，在所述供气压力低于设定阈值时，使得所述发动机以纯燃油工作模式运行。
优选地，所述双燃料控制器接收负载信号，在所述发动机以油气混燃工作模式运行不能满足负载要求时，所述双燃料控制器使得所述发动机以纯燃油工作模式运行。
优选地，所述油气混合动力混凝土泵车进一步包括模式切换开关，用于实现所述发动机的工作模式的切换。
优选地，所述模式切换开关与所述双燃料控制器连接，并由所述双燃料控制器控制。
优选地，所述模式切换开关进一步包括人工操作旋钮。
优选地，所述发动机为柴油发动机。
本发明还提供一种控制油气混合动力混凝土泵车的方法，所述油气混合动力混凝土泵车包括燃油供应装置和燃气供应装置，所述方法包括下述步骤：
监测燃气供应装置的供气压力，在所述供气压力低于设定阈值时，使得所述发动机以纯燃油工作模式运行；和/或
监测发动机的负载信号，在所述发动机以油气混燃工作模式运行不能满足负载要求时，使得所述发动机以纯燃油工作模式运行；以及
双燃料控制器与发动机控制器和泵车上装控制器连接，基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。
优选地，在所述供气压力高于或等于设定阈值且发动机以油气混燃工作模式运行能够满足负载要求时，自动或手动切换至油气混燃工作模式。
优选地，在所述供气压力低于设定阈值时，发出报警信息。
本发明的油气混合动力混凝土泵车在原燃油发动机的基础上，增加一套燃料供给系统和电控系统，使油气混合动力混凝土泵车可以使用燃油或燃气与燃油混合为发动机提供动力，从而实现以更清洁的能源燃气部分地代替燃油而降低尾气排放，并能够实现燃油和燃气双燃料燃烧工作模式的便利切换，既保证大排量混凝土泵车的实时节能运行，又解决了天然气供应跟不上导致的整车动力性受影响的问题。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的油气混合动力混凝土泵车的工作原理示意图。
附图标记：
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是根据本发明一实施例的油气混合动力混凝土泵车的工作原理示意图。图1所示的油气混合动力混凝土泵车包括：发动机1、双燃料控制器2、燃气供应装置3、燃油供应装置4和模式切换开关5。
发动机1适于以纯燃油工作模式和油气混合工作模式运行。从而在适当条件下尽可能以油气混合模式运行，从而以燃气部分地替代燃油，降低尾气排放，减轻对环境的不利影响。在一个实施例中，所述适当条件为燃气供应充足且油气混合模式运行提供的功率输出满足混凝土泵车的运行动力需求。可以理解的是，如果条件允许的话，例如在轻负载的情况下，发动机1也能够以纯燃气作为燃料运行。需要指出的是，发动机1是满足混凝土泵车工作要求的大功率发动机。
燃气供应装置3用于向发动机1供应燃气。所述燃气能够是任何适当种类和标号的燃气。有利的是，所述燃油为液化天然气。与燃油相比，燃气是更清洁的能源，从而，使用燃气有利于降低尾气的排放。
燃油供应装置4用于向发动机1供应燃油。所述燃油能够是任何适当种类和标号的燃油。有利的是，所述燃油为柴油，与之相适应，所述发动机为柴油发动机。
双燃料控制器2与发动机1、燃油供应装置4和燃气供应装置3连接，控制燃油与燃气的喷射。具体地，双燃料控制器2控制燃油与燃气的喷射量和喷射时序。从而，不仅可以实现燃油模式或混合模式的切换，而且能够调节混合模式下的燃油和燃气的混合比例，从而在满足动力需求和降低尾气排放方面实现良好的平衡。
在一个实施例中，双燃料控制器2接收所述燃气供应装置的供气压力信号(例如气瓶压力信号)，在所述供气压力低于设定阈值时，使得发动机以纯燃油工作模式运行。供气压力低于设定阈值，表明燃气即将耗尽或其他燃气供应问题，切换至纯燃油工作模式，使得整个系统能够继续工作。在一优选实施例中，在切换至纯燃油工作模式的同时，给出报警提示，例如发出声光报警信息或语音报警信息。在燃气供应正常时(例如充气之后或解决燃气供应装置的故障之后)，双燃料控制器2自动将发动机切换回混合工作模式，并在切换后给出信号指示。有利的是，双燃料自动选择工作模式的切换在行驶和泵送工况下都可以进行。
在另一实施例中，双燃料控制器2接收负载信号，在所述发动机以油气混燃工作模式运行不能满足负载要求时，所述双燃料控制器使得所述发动机以纯燃油工作模式运行。从而保证整个系统的正常运行。所述负载信号是指发动机的负载信号，表明需要发动机承担的负载。
在一个优选实施例中，所述油气混合动力混凝土泵车进一步包括模式切换开关，用于实现所述发动机的工作模式的切换。在纯燃油模式，切断燃气的供应；如果需要的话，对燃油喷射量与时序进行调整。
有利的是，所述模式切换开关与所述双燃料控制器连接，并由所述双燃料控制器控制。所述模式切换开关还能够进一步包括人工操作旋钮。从而便于以人工方式进行模式切换。
有利的是，在所述供气压力高于或等于设定阈值且发动机以油气混燃工作模式运行能够满足负载要求时，自动或手动将发动机切换至油气混燃工作模式。
在一未图示的优选实施例中，所述油气混合动力混凝土泵车进一步包括发动机控制器和泵车上装控制器，所述发动机控制器控制发动机的工作运转，所述泵车上装控制器控制泵送系统的工作运转，其中，所述双燃料控制器与所述发动机控制器和泵车上装控制器连接，基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。双燃料泵车包括三个控制器，且三个控制器相互关联。例如，发动机控制器根据发动机自身运转情况传输相关参数，上装控制器根据泵车作业需求通过CAN总线控制发动机转速等关键参数，达到控制泵送作业的目的，双燃料控制器通过读取上装控制中的泵送参数以及发动机的关键参数，根据标定的策略计算并控制燃气与燃油的喷射比例。三个控制器相互关联，上装控制将负载情况实时反馈并根据需求调整发动机转速，而发动机控制器实时地将动力参数传输至上装控制器与双燃料控制器，双燃料控制器根据获取的发动机及上装控制信息，实时调整油气混合比，从而达到环保与节能的目的。
本发明的油气混合动力混凝土泵车在原燃油发动机的基础上，增加一套燃料供给系统和电控系统，使油气混合动力混凝土泵车可以使用燃油或燃气与燃油混合为发动机提供动力，从而实现燃油和燃气双燃料燃烧工作模式的便利切换，既保证大排量混凝土泵车的实时节能运行，又解决了天然气供应跟不上导致的整车动力性受影响的问题。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，包括：
发动机，其适于以纯燃油工作模式和油气混合工作模式运行；
燃油供应装置，用于向所述发动机供应燃油；
燃气供应装置，用于向所述发动机供应燃气；
双燃料控制器，其与所述发动机、燃油供应装置和燃气供应装置连接，控制燃油与燃气的喷射；以及
发动机控制器和泵车上装控制器，所述发动机控制器控制发动机的工作运转，所述泵车上装控制器控制泵送系统的工作运转，其中，所述双燃料控制器与所述发动机控制器和泵车上装控制器连接，基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。
2.如权利要求1所述的油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，所述双燃料控制器接收所述燃气供应装置的供气压力信号，在所述供气压力低于设定阈值时，使得所述发动机以纯燃油工作模式运行。
3.如权利要求1所述的油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，所述双燃料控制器接收负载信号，在所述发动机以油气混燃工作模式运行不能满足负载要求时，所述双燃料控制器使得所述发动机以纯燃油工作模式运行。
4.如权利要求1所述的油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，进一步包括模式切换开关，用于实现所述发动机的工作模式的切换。
5.如权利要求4所述的油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，所述模式切换开关与所述双燃料控制器连接，并由所述双燃料控制器控制。
6.如权利要求5所述的油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，所述模式切换开关进一步包括人工操作旋钮。
7.如权利要求1所述的油气混合动力混凝土泵车，其特征在于，所述发动机为柴油发动机。
8.一种控制油气混合动力混凝土泵车的方法，其特征在于，所述油气混合动力混凝土泵车包括燃油供应装置和燃气供应装置，所述方法包括下述步骤：
监测燃气供应装置的供气压力，在所述供气压力低于设定阈值时，使得所述发动机以纯燃油工作模式运行；和/或
监测发动机的负载信号，在所述发动机以油气混燃工作模式运行不能满足负载要求时，使得所述发动机以纯燃油工作模式运行，以及
双燃料控制器与发动机控制器和泵车上装控制器连接，基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。
9.如权利要求8所述的控制油气混合动力混凝土泵车的方法，其特征在于，基于发动机运行参数和泵送系统运行参数调整油气混合比。
10.如权利要求8所述的控制油气混合动力混凝土泵车的方法，其特征在于，在所述供气压力高于或等于设定阈值且发动机以油气混燃工作模式运行能够满足负载要求时，自动或手动切换至油气混燃工作模式。
11.如权利要求8所述的控制油气混合动力混凝土泵车的方法，其特征在于，在所述供气压力低于设定阈值时，发出报警信息。
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