CN108317132A - 一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，柴油发动机带动液压主泵和补油泵，补油泵从油箱吸油，油液经补油泵泵出后经阻尼孔，通过电比例先导阀一、电比例先导阀二进入主泵变量油缸，通过控制电比例先导阀一、电比例先导阀二的电压值，控制主泵变量油缸的油液进出，实现液压主泵的排量控制；液压主泵出口连接压力切断阀，用于在系统压力过高时将控制油路卸载，液压主泵排量为零，实现过载保护；压力传感器接在压力切断阀的测压口上用于实时采集系统压力，转速传感器与补油泵转轴相连用于实时采集柴油发动机的转速。可以实时匹配发动机功率，避免功率过剩或功率不足、发动机熄火等故障的发生。
Description
技术领域
本发明属于液压及电气应用技术领域，具体涉及一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统。
背景技术
抛沙灭火车应用于消防，可用于忌水、泡沫、二氧化碳的特殊火灾的扑灭，在提高灭火效率，降低救援危险性等方面发展中发挥了巨大作用，关系着国民经济的持续快速发展。国内大型抛沙灭火车还处于空白阶段，由于抛沙灭火车的抛洒叶轮是主要的执行机构，功率大且性能要求高，采用比较先进的闭式传动系统以提高系统效率，但是液压系统与原动机之间一般存在着一些匹配问题，如功率过剩或功率不足、扭矩不匹配甚至导致发动机熄火故障的发生，特别是由于原动机为内燃机，存在变扭矩特性，其匹配存在的问题非常突出。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：包括液压主泵、主泵变量油缸、阻尼孔、压力切断阀、补油泵、油箱、叶轮马达、转速传感器、压力传感器、电比例先导阀一、电比例先导阀二、柴油发动机；
柴油发动机带动液压主泵和补油泵，
补油泵从油箱吸油，油液经补油泵泵出后经阻尼孔，通过电比例先导阀一、电比例先导阀二进入主泵变量油缸，通过控制电比例先导阀一、电比例先导阀二的电压值，控制主泵变量油缸的油液进出，实现液压主泵的排量控制；
液压主泵出口连接压力切断阀，用于在系统压力过高时将控制油路卸载，液压主泵排量为零，实现过载保护；压力传感器接在压力切断阀的测压口上用于实时采集系统压力，转速传感器与补油泵转轴相连用于实时采集柴油发动机的转速；
液压主泵出口并联叶轮马达，实现叶轮马达的旋转。
作为优选方案，所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：还包括高压溢流阀，还包括高压溢流阀，高压溢流阀接在液压主泵的A、B口之间，实现液压系统的安全保护，且防止系统吸空。
作为优选方案，所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：还包括高压过滤器，高压过滤器连接设置在补油泵出口，实现液压系统的清洁度控制。
作为优选方案，所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：还包括补油溢流阀，补油泵出口旁接补油溢流阀，实现补油回路的压力控制。
作为优选方案，所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：液压主泵出口并联冲洗阀，且冲洗阀与油箱相连，实现闭式系统的温度控制。
作为优选方案，所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：液压主泵出口并联互通阀，方便叶轮的调整和维护。
本发明还提供一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制方法：主控制器中设置有发动机扭矩计算模块、液压主泵排量计算模块、对比模块；
在系统的运行过程中，实时采集转速传感器和压力传感器的信号值，将柴油发动机目前的转速值和液压系统的最高工作压力值P读入；
主控制器读入发动机的转速值n之后，通过发动机扭矩计算模块计算出此转速下发动机的最大输出扭矩值Tmax，将Tmax及读入的液压系统的最高工作压力值P输入至液压主泵排量计算模块，通过液压主泵排量计算模块计算出此工况时液压主泵所能达到的最大排量Vc，并转化为相对应的输出电流值ic，ic值进入对比模块，在对比模块中ic值与现输出电流id值相比较，如果ic值大于id值，则继续按照id值输出至电比例先导阀放大器；如果ic值小于id值，则将ic值输出至电比例先导阀放大器，电比例放大器将信号功率放大驱动电比例先导阀一、电比例先导阀二。
实际工作中，负载突然增大会导致液压系统压力P突然增大，增大后系统根据上述的调节方法来调节输出的电流信号值来调节电比例先导阀一、电比例先导阀二，进而调节液压主泵的排量，使发动机不至于过载，并使系统工作在发动机的额定工况点，从而避免功率过剩或功率不足、扭矩不匹配甚至导致发动机熄火等问题的发生。
有益效果：本发明提供的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，可以实时匹配发动机功率，避免功率过剩或功率不足、发动机熄火等故障的发生，使发动机工作在最佳工况点，极大的降低人为操作失误，同时具备效率高、集成度高、柔性大的优点。
附图说明
图1 为本发明控制系统液压原理图；
图2为本发明控制方法示意图；
图中：液压主泵1、主泵变量油缸2、高压溢流阀3、高压溢流阀4、补油溢流阀5、阻尼孔6、压力切断阀7、补油泵8、油箱9、叶轮马达10、叶轮马达11、互通阀12、冲洗阀13、转速传感器14、压力传感器15、高压过滤器16、电比例先导阀一17、电比例先导阀二18、柴油发动机19。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示，为一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，包括液压主泵1、主泵变量油缸2、高压溢流阀3、高压溢流阀4、补油溢流阀5、阻尼孔6、压力切断阀7、补油泵8、油箱9、叶轮马达10、叶轮马达11、互通阀12、冲洗阀13、转速传感器14、压力传感器15、高压过滤器16、电比例先导阀一17、电比例先导阀二18、柴油发动机19。
柴油发动机19带动液压主泵1和补油泵8，高压溢流阀3、4接在液压主泵1出口之间，实现液压系统的安全保护，且防止系统吸空。补油泵8从油箱9吸油，油液经补油泵8泵出后经高压过滤器16、阻尼孔6，通过电比例先导阀一17、电比例先导阀二18进入主泵变量油缸2，通过控制电比例先导阀一17、电比例先导阀二18的电压值，控制主泵变量油缸2的油液进出，实现液压主泵1的排量控制；补油泵8出口连接高压过滤器16，实现液压系统的清洁度控制；补油泵8出口旁接补油溢流阀5，实现补油回路的压力控制。液压主泵1出口接压力切断阀7，可在系统压力过高时将控制油路卸载，液压主泵1排量为零，实现过载保护，且能量损耗小。压力传感器15接在压力切断阀7的测压口上实时采集系统压力，转速传感器14与补油泵8转轴相连实时采集柴油发动机19的转速。液压主泵1出口并联冲洗阀13，且冲洗阀13与油箱9相连，实现闭式系统的温度控制，液压主泵1出口并连互通阀12，方便叶轮的调整和维护，液压主泵1出口并联叶轮马达10、11，实现叶轮马达10、11的旋转。
如图2所示，操作流程：在系统的运行过程中，控制器实时采集转速传感器14和压力传感器15的信号值，将柴油发动机19目前的转速值和液压系统的最高工作压力值P读入。主控制器读入发动机的转速值n之后，通过发动机扭矩计算模块计算出此转速下发动机的最大输出扭矩值Tmax，将Tmax及读入的液压系统的最高工作压力值P输入至液压主泵排量计算模块，通过该模块计算出此工况时液压主泵1所能达到的最大排量Vc，并转化为相对应的输出电流值ic，ic值进入对比模块，在该模块中ic值与现输出电流id值相比较，如果ic值大于id值则继续按照id值输出至电比例先导阀放大器，如果ic值小于id值则将ic值输出至电比例先导阀放大器，电比例放大器将信号功率放大驱动电比例先导阀一17、电比例先导阀二18。实际工作中，负载突然增大会导致液压系统压力P突然增大，增大后系统根据上述的调节方法来调节输出的电流信号值来调节电比例先导阀一17、电比例先导阀二18，进而调节液压主泵1的排量，使发动机不至于过载，并使系统工作在发动机的额定工况点，从而避免功率过剩或功率不足、扭矩不匹配甚至导致发动机熄火等问题的发生。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：包括液压主泵、主泵变量油缸、阻尼孔、压力切断阀、补油泵、油箱、叶轮马达、转速传感器、压力传感器、电比例先导阀一、电比例先导阀二、柴油发动机；
柴油发动机带动液压主泵和补油泵，
补油泵从油箱吸油，油液经补油泵泵出后经阻尼孔，通过电比例先导阀一、电比例先导阀二进入主泵变量油缸，通过控制电比例先导阀一、电比例先导阀二的电压值，控制主泵变量油缸的油液进出，实现液压主泵的排量控制；
液压主泵出口连接压力切断阀，用于在系统压力过高时将控制油路卸载，液压主泵排量为零，实现过载保护；压力传感器接在压力切断阀的测压口上用于实时采集系统压力，转速传感器与补油泵转轴相连用于实时采集柴油发动机的转速；
液压主泵出口并联叶轮马达，实现叶轮马达的旋转。
2.根据权利要求1所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：还包括高压溢流阀，还包括高压溢流阀，高压溢流阀接在液压主泵的A、B口之间，实现液压系统的安全保护，且防止系统吸空。
3.根据权利要求1所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：还包括高压过滤器，高压过滤器连接设置在补油泵出口，实现液压系统的清洁度控制。
4.根据权利要求1所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：还包括补油溢流阀，补油泵出口旁接补油溢流阀，实现补油回路的压力控制。
5.根据权利要求1所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：液压主泵出口并联冲洗阀，且冲洗阀与油箱相连，实现闭式系统的温度控制。
6.根据权利要求1所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统，其特征在于：液压主泵出口并联互通阀，方便叶轮的调整和维护。
7.根据权利要求1-6任一项所述的防止抛沙灭火车叶轮旋转过载的控制系统的控制方法：主控制器中设置有发动机扭矩计算模块、液压主泵排量计算模块、对比模块；
在系统的运行过程中，实时采集转速传感器和压力传感器的信号值，将柴油发动机目前的转速值和液压系统的最高工作压力值P读入；
主控制器读入发动机的转速值n之后，通过发动机扭矩计算模块计算出此转速下发动机的最大输出扭矩值Tmax，将Tmax及读入的液压系统的最高工作压力值P输入至液压主泵排量计算模块，通过液压主泵排量计算模块计算出此工况时液压主泵所能达到的最大排量Vc，并转化为相对应的输出电流值ic，ic值进入对比模块，在对比模块中ic值与现输出电流id值相比较，如果ic值大于id值，则继续按照id值输出至电比例先导阀放大器；如果ic值小于id值，则将ic值输出至电比例先导阀放大器，电比例放大器将信号功率放大驱动电比例先导阀一、电比例先导阀二。
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