CN105347193A - 起重机恒功率变功率点控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重机恒功率变功率点控制系统及方法，所述系统包括：动力装置、变量液压泵、第一油泵、恒功率变量装置、第一阀门、电比例减压阀和控制器。应用于控制系统，该方法主旨在施工环境下，控制器根据获取的环境变化参数或设备工作参数向电比例减压阀发出对应的控制信号；电比例减压阀依据控制信号使进油口与工作口并产生与控制信号对应的施压值或泄油口与工作口相通形成油路，第一油泵沿油路供油对受力腔口施压，恒功率变量装置依据施压值调节变量液压泵恒功率点的升降。本发明设计一种起重机恒功率变功率点的控制系统，使变量液压泵的恒功率点随着环境或工况变化而改变，在特殊环境或工况下降低液压泵的需求功率，避免将发动机憋熄火。

Description

起重机恒功率变功率点控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电气控制领域，尤其涉及一种起重机恒功率变功率点控制系统及方法。

背景技术

一般情况下，起重机的恒功率变量泵设定一个相对较小的恒功率点以满足高原特殊环境不把发动机憋熄火。这种控制方式使得在平原的大多数工况下，液压系统所需功率都能达到恒功率变量点，泵的排量减小，导致动作速度变慢，工作效率大大降低。而在高海拔下，由于发动机的额定功率下降更多，所以仍会出现将发动机憋熄火的现象。

发明内容

本发明提供一种起重机恒功率变功率点控制系统及方法，用于解决在特殊工况下液压系统需求功率高于发动机的输出功率时易造成发动机熄火的问题。

一方面，本发明提供一种起重机恒功率变功率点控制系统，包括：变量液压泵、第一油泵、恒功率变量装置、电比例减压阀和控制器，其中，

所述变量液压泵的变量机构为所述恒功率变量装置，所述变量液压泵的一泵口连通主油路，变量液压泵的另一泵口连通油箱；

所述第一油泵的一泵口连通油箱，第一油泵的另一泵口连通所述电比例减压阀的进油口，电比例减压阀的泄油口连通油箱，电比例减压阀的工作口连通所述恒功率变量装置的受力腔口；

所述控制器与所述电比例减压阀电连接；

所述控制器，用于获取采集到的环境变化参数和/或设备工作参数，并根据所述参数向电比例减压阀发出对应的控制信号；

所述电比例减压阀，用于依据控制信号使所述进油口与所述工作口相通形成油路产生与控制信号对应的施压值或使所述泄油口与所述工作口相通形成油路；

所述第一油泵，用于沿所述油路供油对所述受力腔口施压；

所述恒功率变量装置，用于获取所述第一油泵对所述受力腔口的施压值并依据施压值调节变量液压泵恒功率点的升降。

进一步地，还包括第一阀门，所述第一阀门的第一阀口连通所述电比例减压阀的进油口，第一阀门的第二阀口连通油箱。

进一步地，所述第一阀门为溢流阀或安全阀。

进一步地，所述第一油泵为先导泵。

进一步地，所述环境变化参数为大气压力值。

进一步地，所述设备工作参数为发动机的掉速率和/或起重机负载力。

进一步地，所述控制信号为电流信号或电压信号。

另一方面，本发明提供一种基于上述控制系统的起重机恒功率变功率点控制方法，所述方法的步骤包括：

所述控制器获取采集到的环境变化参数和/或设备工作参数，并根据所述参数向电比例减压阀发出对应的控制信号；

所述电比例减压阀依据控制信号使所述进油口与所述工作口相通形成油路产生与控制信号对应的施压值或使所述泄油口与所述工作口相通形成油路；

所述第一油泵沿所述油路供油对所述受力腔口施压；

所述恒功率变量装置获取所述第一油泵对所述受力腔口的施压值并依据施压值调节变量液压泵恒功率点的升降。

进一步地，当采集到的所述参数在预设参数阈值范围内，控制器不向电比例减压阀发出控制信号，电比例减压阀的泄油口和工作口相通，恒功率变量装置的受力腔口的压力为零，变量液压泵的恒功率点为预设常态值。

进一步地，当采集到的所述参数未在预设参数阈值范围内，控制器向电比例减压阀发出控制信号，电比例减压阀的进油口和工作口相通形成油路，第一油泵沿油路供油作用于恒功率变量装置的受力腔口，恒功率变量装置依据施压值调节变量液压泵的恒功率点低于预设常态值。

由上述技术方案可知，本发明设计一种起重机恒功率变功率点的控制系统，使变量液压泵的恒功率点随着环境或工况变化而改变，在特殊环境或工况下降低液压泵的需求功率，避免将发动机憋熄火。本发明结构简单，在制作时可选用相对较小功率的原动机，以降低设备成本。由于恒功率变量泵的成本比压力切断变量泵的成本高，在现有情况下主机更愿意采用压力切断变量泵控制变量泵，而本发明的存在可解决两者的高原使用难题，因此拓展了恒功率变量泵在起重机方面上的应用。

附图说明

图1为本发明实施例所述控制系统的结构原理示意图；

图2为本发明实施例所述变量液压泵的功率特性曲线图；

图3为本发明实施例所述控制方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本发明一种起重机恒功率变功率点控制系统的结构原理示意图，如图中，该系统包括：动力装置1、变量液压泵2、第一油泵3、恒功率变量装置5、第一阀门6、电比例减压阀8和控制器4，其中，该系统内各部件的连接关系为：所述动力装置多为电动机或发电机，电动机或发电机连接所述变量液压泵，所述变量液压泵的变量机构为恒功率变量装置，变量液压泵的一泵口连通主油路，变量液压泵的另一泵口通过管路连通油箱7。所述第一油泵的一泵口通过管路连通油箱，第一油泵的另一泵口通过管路连通所述第一阀门的第一阀口，第一阀门的第二阀口通过管路连通油箱。所述电比例减压阀的进油口通过管路连通第一阀门的第一阀口，电比例减压阀的泄油口通过管路连通油箱，电比例减压阀的工作口通过管路连通所述恒功率变量装置的受力腔口。所述控制器与所述电比例减压阀电连接。需要说明的是，第一油泵的作用是为电比例减压阀的进油口供油。为此，第一油泵可采用先导泵或同样可以完成上述工作的油路供油。第一阀门的作用是对整个系统进行保护。为此，第一阀门可采用溢流阀或安全阀。

本发明设计一种起重机恒功率变功率点的控制系统，使变量液压泵的恒功率点随着环境或工况变化而改变，在特殊环境或工况下降低液压泵的需求功率，避免将发动机憋熄火。本发明结构简单，在制作时可选用相对较小功率的原动机，以降低设备成本。由于恒功率变量泵的成本比压力切断变量泵的成本高，在现有情况下主机更愿意采用压力切断变量泵控制变量泵，而本发明的存在可解决两者的高原使用难题，因此拓展了恒功率变量泵在起重机方面上的应用。

本系统的目的在于针对起重机变量液压泵的恒功率点随环境或工况而改变，避免液压系统需求功率高于发动机的输出功率时易造成发动机熄火的问题。对此，如图3所示，基于所述控制系统，本发明提出一种控制方法，该方法主旨在于：

所述控制器获取采集到的环境变化参数和/或设备工作参数并根据所述参数向电比例减压阀发出对应的控制信号；

所述电比例减压阀依据控制信号使所述进油口与所述工作口相通形成油路产生与控制信号对应的施压值或使所述泄油口与所述工作口相通形成油路；

所述第一油泵沿所述油路供油对所述受力腔口施压；

所述恒功率变量装置获取所述第一油泵对所述受力腔口的施压值并依据施压值调节变量液压泵恒功率点的升降。

其中，上述环境变化参数为大气压力值，大气压力值的变化体现在工作过程中，可分为在平原环境下施工，或在高原环境下施工。设备工作参数为发动机的掉速率或起重机负载力，该参数主要是针对整个起重机设备的工作状况下，比如故障程度或承载能力。

所述控制信号多为能够决定电比例减压阀切换工作的电信号，一般为电压信号或电流信号。

针对上述所提方法，以下以具体情况对该方法进行解释说明：

在平原环境下，采集到的大气压为标准大气压，在预设环境参数阈值内，控制器对电比例减压阀不发出控制信号。即控制器发出的电流信号为零，此时电比例减压阀的泄油口(如图1中X口)和工作口(如图1中G口)相通，恒功率变量装置的受力腔口(如图1中Q口)压力为零，起重机的变量液压泵的恒功率点为预设常态值，即常态下功率起调点O点，如图2所示为变量液压泵的功率特性曲线图。图中，随着负载压力P的变化，变量液压泵的输出流量沿曲线1变化，此时输出流量满足动作速度的需求，同时不会造成动力装置憋熄火。

在高原环境下，大气压力下降，采集到的压力值未在预设环境参数阈值内，控制器对电比例减压阀发出电流信号，电比例减压阀根据电流信号使阀内的进油口(如图1中的J口)和工作口(如图1中的G口)相通形成油路，第一油泵沿油路供油以电流信号所对应的先导压力作用于恒功率变量装置的受力腔口(如图1中Q口)，则变量液压泵的恒功率点备下调到O1或O2点。如图2所示，此时随着负载压力P的变化，变量液压泵的输出流量沿曲线2或曲线3变化，其输出流量较正常环境下小，动作速度变慢，但不会将动力装置憋熄火。所述动力装置为发动机或电动机等动力元件。例如：负载压力为P'时，平原情况下，泵的最大流量为Q1'，而大气压力为p1时，泵的最大输出流量为Q2'。大气压力为P2时，泵的最大流量为Q3'。依次类推....。

上述具体实施例所说的参数阈值范围仅仅是针对上述所提到的不同环境下所预设的范围。因为大气压是随着高度越高，气压越小。所以在不同参数下，制定的阈值范围会不同。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种起重机恒功率变功率点控制系统，其特征在于，包括：变量液压泵、第一油泵、恒功率变量装置、电比例减压阀和控制器，其中，

所述变量液压泵的变量机构为所述恒功率变量装置，所述变量液压泵的一泵口连通主油路，变量液压泵的另一泵口连通油箱；

所述第一油泵的一泵口连通油箱，第一油泵的另一泵口连通所述电比例减压阀的进油口，电比例减压阀的泄油口连通油箱，电比例减压阀的工作口连通所述恒功率变量装置的受力腔口；

所述控制器与所述电比例减压阀电连接；

所述控制器，用于获取采集到的环境变化参数和/或设备工作参数，并根据所述参数向电比例减压阀发出对应的控制信号；

所述电比例减压阀，用于依据控制信号使所述进油口与所述工作口相通形成油路或使所述泄油口与所述工作口相通形成油路；

所述第一油泵，用于沿所述油路供油对所述受力腔口施压；

所述恒功率变量装置，用于获取所述第一油泵对所述受力腔口的施压值并依据施压值调节变量液压泵恒功率点的升降。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括第一阀门，所述第一阀门的第一阀口连通所述电比例减压阀的进油口，第一阀门的第二阀口连通油箱。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述第一阀门为溢流阀或安全阀。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一油泵为先导泵。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述环境变化参数为大气压力值。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述设备工作参数为发动机的掉速率和/或起重机负载力。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制信号为电流信号或电压信号。

8.一种基于权利要求1～7中任一项所述控制系统的起重机恒功率变功率点控制方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

所述控制器获取采集到的环境变化参数和/或设备工作参数，并根据所述参数向电比例减压阀发出对应的控制信号；

所述电比例减压阀依据控制信号使所述进油口与所述工作口相通形成油路并产生与控制信号对应的施压值或使所述泄油口与所述工作口相通形成油路；

所述第一油泵沿所述油路供油对所述受力腔口施压；

所述恒功率变量装置获取所述第一油泵对所述受力腔口的施压值并依据施压值调节变量液压泵恒功率点的升降。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当采集到的所述参数在预设参数阈值范围内，控制器不向电比例减压阀发出控制信号，电比例减压阀的泄油口和工作口相通，恒功率变量装置的受力腔口的压力为零，变量液压泵的恒功率点为预设常态值。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当采集到的所述参数未在预设参数阈值范围内，控制器向电比例减压阀发出控制信号，电比例减压阀的进油口和工作口相通形成油路，第一油泵沿油路供油作用于恒功率变量装置的受力腔口，恒功率变量装置依据施压值调节变量液压泵的恒功率点低于预设常态值。