CN203611356U - 搅拌与清洗控制系统及混凝土泵车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种搅拌与清洗控制系统及混凝土泵车。所述搅拌与清洗控制系统包括蓄电池、驱动电机、齿轮泵、水泵马达、搅拌马达和控制器，所述蓄电池与驱动电机连接，所述驱动电机与齿轮泵连接，所述齿轮泵分别与水泵马达和搅拌马达连接，所述驱动电机通过齿轮泵向水泵马达和搅拌马达提供驱动力，所述控制器分别与蓄电池和驱动电机连接，用于控制所述蓄电池和驱动电机。所述混凝土泵车包括所述搅拌与清洗控制系统。本实用新型的搅拌与清洗控制系统可以使混凝土泵车泵送与布料作业时由底盘发动机提供驱动力，在搅拌与清洗作业时由驱动电机提供驱动力，底盘发动机不需要长时间运转，耗油量大大降低，通过合理地使用不同能源，有效地节约了能源。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土泵车技术领域，特别是涉及一种搅拌与清洗控制系统及具有该搅拌与清洗控制系统的混凝土泵车。
背景技术
传统的混凝土泵车中，泵送、布料、搅拌和清洗等作业都由底盘发动机提供驱动力。其中，搅拌作业为：在混凝土泵车等料过程中，为了防止料斗内的混凝土离析或凝固，搅拌马达在压力油的作用下会一直转动，以驱动搅拌轴转动；清洗作业为：在混凝土泵车泵送作业结束后，需及时清洗输送管道及料斗等部件，水泵马达驱动水泵，通过高压水枪进行各部位清洗。
如图1所示，混凝土泵车的搅拌与清洗作业回路通常公用一个液压齿轮泵，在混凝土泵车搅拌与清洗作业过程中，底盘发动机101通过变速箱102向分动箱103传递驱动力，再通过分动箱103的切换向对应的齿轮泵104传递驱动力，齿轮泵104将驱动力提供给水泵马达105和搅拌马达106，以完成混凝土泵车的搅拌正、反转和清洗功能。
但是，由于混凝土泵车等料时间通常比较长，有时一天会累计3～4个小时甚至更长时间，而搅拌马达在等料过程中不能停止转动，这就需要底盘发动机一直运转来提供驱动力，油耗量较大，而且，底盘发动机长时间运转不仅会造成发动机功率的浪费，还会影响发动机的使用性能；同样，混凝土泵车泵送结束时的清洗作业也需要底盘发动机为水泵马达提供驱动力，也会增加一定的油耗量。这种传统的混凝土泵车由于底盘发动机使用时间较长，其整体油耗量巨大，不能合理利用能源，生产作业成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种搅拌与清洗控制系统来克服或至少减轻现有技术中的上述缺陷。
为实现上述目的，本实用新型提供一种搅拌与清洗控制系统，包括蓄电池、驱动电机、齿轮泵、水泵马达、搅拌马达和控制器，所述蓄电池与驱动电机连接，所述驱动电机与齿轮泵连接，所述齿轮泵分别与水泵马达和搅拌马达连接，所述驱动电机通过齿轮泵向水泵马达和搅拌马达提供驱动力，所述控制器分别与蓄电池和驱动电机连接，用于控制所述蓄电池和驱动电机。
优选地，所述驱动电机为交流电机。
优选地，所述控制器包括上装控制器、电池控制器和电机控制器，所述上装控制器分别与电池控制器和电机控制器连接，用于控制所述电池控制器和电机控制器，所述电池控制器与蓄电池连接，用于控制所述蓄电池输出直流电，所述电机控制器连接在蓄电池与驱动电机之间，用于向所述驱动电机输出交流电。
优选地，所述搅拌与清洗控制系统还包括上装显示器，所述上装显示器与上装控制器连接，用于显示所述蓄电池和驱动电机的工作状态。
优选地，所述上装控制器与混凝土泵车的液压电磁阀连接，以控制液压电磁阀的开启与复位。
优选地，所述上装控制器与混凝土泵车的发动机电子控制单元连接，以控制发动机点火与熄火。
优选地，所述上装控制器通过总线与电池控制器、电机控制器、上装显示器和发动机电子控制单元连接。
优选地，所述搅拌与清洗控制系统还包括车载充电器，所述车载充电器与蓄电池连接，用于向所述蓄电池充电。
优选地，所述蓄电池为锂电池。
本实用新型还提供了一种混凝土泵车，所述混凝土泵车包括所述的搅拌与清洗控制系统。
本实用新型的搅拌与清洗控制系统通过蓄电池向驱动电机供电，然后通过驱动电机向齿轮泵提供驱动力以驱动水泵马达和搅拌马达转动，这种搅拌与清洗控制系统可以使混凝土泵车采用油电混合动力，在泵送与布料作业时依然由底盘发动机提供驱动力，而在搅拌与清洗作业时由驱动电机就可以提供足够的驱动力，底盘发动机不需要长时间运转，耗油量大大降低，通过合理的使用不同能源，有效地节约了能源。
附图说明
图1是现有技术中的混凝土泵车搅拌与清洗控制系统的结构框图；
图2是本实用新型实施例的搅拌与清洗控制系统的结构框图；
图3是本实用新型实施例的搅拌与清洗控制系统的蓄电池上电和驱动电机运转的时序图；
图4是本实用新型实施例的搅拌与清洗控制系统的驱动电机停止运转的时序图；
图5是本实用新型实施例的搅拌与清洗控制系统的蓄电池故障下电的时序图。
附图标记：
| 101 | 发动机 | 201 | 控制器 |
| 102 | 变速箱 | 202 | 蓄电池 |
| 103 | 分动箱 | 203 | 驱动电机 |
| 104 | 齿轮泵 | 204 | 齿轮泵 |
| 105 | 水泵马达 | 205 | 水泵马达 |
| 106 | 搅拌马达 | 206 | 搅拌马达 |
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。
如图2所示，本实施例的搅拌与清洗控制系统包括：蓄电池202、驱动电机203、齿轮泵204、水泵马达205、搅拌马达206和控制器201。
蓄电池202与驱动电机203连接，用于为驱动电机203供电，蓄电池202为锂电池，所述搅拌与清洗控制系统还包括车载充电器，所述车载充电器与蓄电池202连接，用于为蓄电池202充电，以保证蓄电池202能随时且持续地向驱动电机203供电；驱动电机203分别与蓄电池202和齿轮泵204连接，用于接收蓄电池202的电能，并为混凝土泵车的搅拌与清洗提供驱动力，驱动电机203为交流电机；齿轮泵204分别与驱动电机203、水泵马达205和搅拌马达206连接，水泵马达205和搅拌马达206均为液压马达，驱动电机203通过齿轮泵204向水泵马达205和搅拌马达206提供驱动力；控制器201分别与蓄电池202和驱动电机203连接，用于控制蓄电池202和驱动电机203的工作。
控制器201包括：上装控制器、电池控制器和电机控制器。
所述上装控制器为整个搅拌与清洗控制系统的控制核心，其承担了数据交换与管理、故障诊断、安全监控等功能，所述上装控制器分别与电池控制器和电机控制器连接，用于控制所述电池控制器和电机控制器；所述电池控制器与蓄电池202连接，用于控制蓄电池202输出高压直流电，同时，也用于管理蓄电池的工作情况，如避免蓄电池202出现过放电、过充电、温度过高和单体电池之间电压严重不平衡等现象，以便最大限度地利用蓄电池202的存储能力和循环寿命；所述电机控制器分别与蓄电池202和驱动电机203连接，即蓄电池202通过所述电机控制器向驱动电机203传递电能，所述电机控制器接收蓄电池202输出的高压直流电，并向驱动电机203输出交流电，所述电机控制器用于控制驱动电机，同时，其具有将直流电转化为交流电的逆变功能。
所述搅拌与清洗控制系统还包括上装显示器，所述上装显示器与上装控制器连接，用于显示蓄电池202的工作状态（蓄电池202的电压、电流和温度等）和驱动电机203的工作状态（驱动电机203的位置、速度、功率和温度等），所述上装显示器也可以显示所述搅拌与清洗控制系统或混凝土泵车的其它相关信息。
所述上装显示器，也可以作为所述搅拌与清洗控制系统的主操作界面。
所述上装控制器与混凝土泵车液压电磁阀连接，以控制液压电磁阀的开启与复位，所述液压电磁阀用于控制不同齿轮泵之间的切换，这样就实现了混凝土泵车的油电混合供能，即，在泵送与布料作业时采用燃油作为燃料，由底盘发动机提供驱动力，在搅拌与清洗作业时采用蓄电池202的电能，由驱动电机203提供驱动力；所述上装控制器与混凝土泵车的发动机电子控制系统连接，以控制底盘发动机点火与熄火，这样就可以在混凝土泵车进行搅拌与清洗作业时使底盘发动机熄火，有效地减少了耗油量，达到节能效果，同时，也让底盘发动机得到休息，提高了底盘发动机的使用性能。
所述上装控制器通过总线与电池控制器、电机控制器、上装显示器发动机电子控制单元连接进行信息传递，通讯协议为CAN协议，具有较好的可靠性、实时性和灵活性。
本实施例的搅拌与清洗控制系统的工作原理为：混凝土泵车等料搅拌作业和清洗作业时，首先，由所述上装控制器控制液压电磁阀开启，切换至齿轮本24工作，同时，所述上装控制器控制发动机电子控制单元使发动机熄火；然后，所述上装控制器通过总线依次发送控制信号给电池控制器和电机控制器；所述电池控制器在接收到所述控制信号后控制蓄电池202输出高压直流电给电机控制器，所述电机控制器在收到所述控制信号后将直流电转化为交流电，并输出所述交流电给驱动电机203，驱动电机203驱动齿轮泵204旋转，齿轮泵204通过液压油向水泵马达205和搅拌马达206传递驱动力，水泵马达205和搅拌马达206转动，完成混凝土泵车的搅拌正、反转和清洗功能。
所述搅拌与清洗控制系统切换电能进行搅拌与清洗作业的方式包括：及时切换和自动切换。
所述即时切换，即手动切换。当混凝土泵车需要从柴油动力系统切换成电动力系统时，手动控制所述上装显示器的主操作界面，首先控制液压电磁阀开启，然后上装控制器自动发送控制信号给发动机电子控制单元（ECU），控制发动机熄火，在所述上装控制器确认底盘发动机熄火后，同时发送控制信号给电池控制器和电机控制器，启动驱动电机203提供驱动力，至此，混凝土泵车由柴油动力系统切换至电动力系统；当要切换回柴油动力系统时，手动控制上装控制器的操作界面，控制液压电磁阀复位，然后上装控制器发送控制信号给电机控制器切断驱动电机203电力，驱动电机203停机，同时发送控制信号给底盘发动机电子控制单元（ECU）,底盘发动机可以点火启动，由底盘发动机提供驱动力，至此，电动力系统切换至柴油动力系统。
所述自动切换，即所述上装控制器根据预设的程序控制切换。当处于停泵状态超过10分钟时，所述上装控制器首先控制液压电磁阀的开启，然后上装控制器发送控制信号给发动机电子控制单元（ECU），控制发动机熄火，在所述上装控制器确认底盘发动机熄火后，同时发送控制信号给电池控制器和电机控制器，启动驱动电机203提供驱动力，至此，混凝土泵车由柴油动力系统切换至电动力系统；当所述上装控制器收到泵送指令后，所述上装控制器控制液压电磁阀复位，然后上装控制器发送控制信号给电机控制器切断驱动电机203电力，驱动电机203停机，同时发送控制信号给底盘发动机电子控制单元（ECU）,底盘发动机可以点火启动，由底盘发动机提供驱动力，至此，电动力系统切换至柴油动力系统。
上述搅拌与清洗控制系统的的一些时序过程分别如：图3所示的蓄电池202上电和驱动电机203运转的时序图，其具体时序过程在上述工作原理中已经介绍，此处不再赘述；图4所示的驱动电机203停转的时序图，所述上装控制器向所述电机控制器发送停转控制信号，所述电机控制器控制所述交流电机停转，以停止向齿轮泵204提供驱动力；图5所示的蓄电池202故障下电的时序图，首先，由电池控制器检测出电池故障，然后向所述上装控制器发送故障信号，然后，所述上装控制器向电池控制器发送下电控制信号，以使所述电池控制器控制蓄电池下电，即停止向所述电机控制器输电；以及，当上装控制器断电时，同时停止蓄电池供电，蓄电池202下电。
本实用新型的搅拌与清洗控制系统通过蓄电池向驱动电机供电，然后通过驱动电机向齿轮泵提供驱动力以驱动水泵马达和搅拌马达转动，这种搅拌与清洗控制系统可以使混凝土泵车采用油电混合动力，在泵送与布料作业时依然由底盘发动机提供驱动力，而在搅拌与清洗作业时由驱动电机就可以提供足够的驱动力，底盘发动机不需要长时间运转，耗油量大大降低，通过合理的使用不同能源，有效地节约了能源。
本实用新型还提供了一种混凝土泵车，所述混凝土泵车包括所述的搅拌与清洗控制系统。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种搅拌与清洗控制系统，其特征在于，包括蓄电池、驱动电机、齿轮泵、水泵马达、搅拌马达和控制器，所述蓄电池与驱动电机连接，所述驱动电机与齿轮泵连接，所述齿轮泵分别与水泵马达和搅拌马达连接，所述驱动电机通过齿轮泵向水泵马达和搅拌马达提供驱动力，所述控制器分别与蓄电池和驱动电机连接，用于控制所述蓄电池和驱动电机。
2.如权利要求1所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述驱动电机为交流电机。
3.如权利要求2所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述控制器包括上装控制器、电池控制器和电机控制器，所述上装控制器分别与电池控制器和电机控制器连接，用于控制所述电池控制器和电机控制器，所述电池控制器与蓄电池连接，用于控制所述蓄电池输出直流电，所述电机控制器连接在蓄电池与驱动电机之间，用于向所述驱动电机输出交流电。
4.如权利要求3所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述搅拌与清洗控制系统还包括上装显示器，所述上装显示器与上装控制器连接，用于显示所述蓄电池和驱动电机的工作状态。
5.如权利要求4所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述上装控制器与混凝土泵车的液压电磁阀连接，以控制液压电磁阀的开启与复位。
6.如权利要求5所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述上装控制器与混凝土泵车的发动机电子控制单元连接，以控制发动机点火与熄火。
7.如权利要求6所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述上装控制器通过总线与电池控制器、电机控制器、上装显示器和发动机电子控制单元连接。
8.如权利要求1-7任一项所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述搅拌与清洗控制系统还包括车载充电器，所述车载充电器与蓄电池连接，用于向所述蓄电池充电。
9.如权利要求8所述的搅拌与清洗控制系统，其特征在于，所述蓄电池为锂电池。
10.一种混凝土泵车泵车，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的搅拌与清洗控制系统。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104340182A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-11 | 浙江同泰建设集团有限公司 | 一种搅拌筒的清洗装置 |
| CN104827903A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-08-12 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车载式混凝土泵车 |
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2013
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