CN2903010Y - 集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，它的行走泵分别与两个液压行走马达相连，工作泵的输出端与堆高机的工作执行机构相连，行走泵的行走泵电比例阀与控制器的输出端相连，行走泵的输出口处设有第一液压压力传感器，工作泵的输出口处设有第二液压压力传感器；两个液压马达分别与一行走马达转速传感器的输入端口相连，两个行走马达转速传感器的输出端与控制器的输入端相连；工作执行机构与一负荷压力传感器的输入端相连，该负荷压力传感器的输出端与控制器相连。本实用新型能够合理分配工作过程和行走过程中发动机的输出功率，使发动机的整体输出功率保持恒定，从而提高整机稳定性以及整体性能。

Description

集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置

技术领域

本实用新型主要涉及到港口机械领域，特指一种集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置。

背景技术

目前，国际上现有的集装箱空箱堆高机均是采用“液力传动+液压工作”的方式。这种方式，其结构复杂，柴油机效率低，能耗高，工作以及行走过程的控制难以把握。由柴油机输出特性可知，在柴油机运转在高速状态下，当柴油机负荷增加时，转矩增加，转速减小，柴油机输出功率减小，使堆高机工作不稳定，甚至引起柴油机熄火。在这种状态下，如何解决在不同工况下行走过程和工作过程之间的功率分配、以及在这种分配下如何保持柴油机的功率基本恒定，成为整机性能的关键。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种能够合理分配工作过程和行走过程中发动机的输出功率，使发动机的整体输出功率保持恒定，从而提高整机稳定性以及整体性能的集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的解决方案为：一种集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，它包括行走泵、工作泵、控制器、第一液压行走马达、第二液压行走马达，行走泵的输出端分别与第一液压行走马达和第二液压行走马达相连，工作泵的输出端与堆高机的工作执行机构相连，其特征在于：所述行走泵的行走泵电比例阀与控制器的输出端相连，行走泵的输出口处设有第一液压压力传感器，工作泵的输出口处设有第二液压压力传感器；第一液压行走马达和第二液压行走马达分别与第一行走马达转速传感器和第二行走马达转速传感器的输入端口相连，第一行走马达转速传感器和第二行走马达转速传感器的输出端与控制器的输入端相连；工作执行机构与一负荷压力传感器的输入端相连，该负荷压力传感器的输出端与控制器相连。

所述行走泵和工作泵与堆高机的发动机同轴连接。

所述第一液压行走马达和第二液压行走马达内分别设有第一行走马达电比例阀和第二行走马达电比例阀。

所述工作泵采用负荷敏感工作泵。

与现有技术相比，本实用新型的优点就在于：本实用新型集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置通过各个传感器收集工作装置的信号，并将所有的信号反馈到控制器中，然后通过控制器改变行走泵和行走马达的排量，合理分配工作过程和行走过程中发动机的输出功率，使发动机的整体输出功率保持恒定，从而提高了柴油机的功率利用率，降低了油耗，并且达到了堆高机工作优先的目的，并提高整机稳定性以及整体性能的使柴油机相对稳定的工作。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图；

图2是本实用新型控制器的接口电路示意图；

图3是行走泵的排量与电流的关系示意图；

图4是马达的排量与电流的关系示意图；

图5是本实用新型工作原理流程示意图。

图例说明

1、发动机                   2、行走泵

3、工作泵                   4、第一液压行走马达

5、第二液压行走马达         6、控制器

7、工作执行机构             8、档位控制手柄

9、电控油门踏板             10、行走泵电比例阀

11、第一行走马达电比例阀    12、第二行走马达电比例阀

13、第一行走马达转速传感器  14、第二行走马达转速传感器

15、第一液压压力传感器      16、负荷压力传感器

17、第二液压压力传感器      18、CAN总线

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，它包括行走泵2、工作泵3、控制器6、第一液压行走马达4、第二液压行走马达5，行走泵2的输出端分别与第一液压行走马达4和第二液压行走马达5相连，工作泵3的输出端与堆高机的工作执行机构7相连，行走泵2的行走泵电比例阀10与控制器6的输出端相连，行走泵2的输出口处设有第一液压压力传感器15，工作泵3的输出口处设有第二液压压力传感器17；第一液压行走马达4和第二液压行走马达5分别与第一行走马达转速传感器13和第二行走马达转速传感器14的输入端口相连，第一行走马达转速传感器13和第二行走马达转速传感器14的输出端口与控制器6的输入端相连；工作执行机构7与一负荷压力传感器16的输入端相连，该负荷压力传感器16的输出端与控制器6相连。行走泵2和工作泵3与堆高机的发动机1同轴连接。第一液压行走马达4和第二液压行走马达5内分别设有第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12。其中，具体的实施例中，发动机1采用柴油机，在控制信号的连接上，堆高机的档位控制手柄8的输出端与控制器6的开关量输入口相连，发动机1的CAN总线18及其CAN总线接口与控制器6的CAN总线18及其CAN总线接口相连，第一液压压力传感器15、负荷压力传感器16、第二液压压力传感器17的输出端均与控制器6的模拟量输入口相连，第一行走马达转速传感器13和第一行走马达转速传感器14的输出端均与控制器6的脉冲输入端相连；行走泵电比例阀10、第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12均与控制器6的PWM输出口相连。堆高机的电控油门踏板9的输出端与发动机1控制器油门控制端相连。另外，在机械连接上，发动机1与行走泵2和工作泵3为同轴连接，行走泵2的液压输出口经高压油管与第一液压行走马达4和第二液压行走马达5的液压输入口相连；工作泵3的输出口经高压油管与堆高机的工作执行机构7相连，工作执行机构7再经高压油管反馈一个液压信号给工作泵3；第一液压压力传感器15和第二液压压力传感器17分别安装在行走泵2和工作泵3的输出口高压油路上；负荷压力传感器16与工作执行机构7中举升油缸的高压油管相连；第一行走马达转速传感器13和第二行走马达转速传感器14分别与第一液压行走马达4和第二液压行走马达5相连，行走泵电比例阀10和第一行走马达电比例阀11、第二行走马达电比例阀12分别为行走泵2以及第一液压行走马达4和第二液压行走马达5自带的电磁阀。

如图1和图2所示，本实例中的控制器6采用上海派恩公司的EPEC2024控制器，其接口说明如图6所示；第一液压压力传感器15、第二液压压力传感器17和负荷压力传感器16均采用秀巴公司生产的压力变送器500.943003-141；发动机1采用VOLV720VE柴油机；行走泵2采用力士乐的A4VG180EP2型泵，其本身自带行走泵电比例阀10；工作泵3采用力士乐的负荷敏感工作泵A11V0130LRDS；第一液压行走马达4和第二液压行走马达5同样采用力士乐分别带第一行走马达转速传感器13、第一行走马达电比例阀11以及第二行走马达转速传感器14、第二行走马达电比例阀12的马达；电控油门踏板9采用萨澳行走液压有限公司的KEPA1482型踏板；档位控制手柄8为意大利COBO转向柱上自带的控制手柄。

工作原理：根据液压传动原理可知：

泵、马达流量：Q＝V×n×η          …(1)

泵、马达转矩：T＝K₁×V×p          …(2)

泵、马达输出功率：P＝K₂×n×T＝K₃×V×n×p          …(3)

其中：N为泵、马达转速，K₁、K₂、K₃为常数，T为泵、马达扭矩，p为系统(管路)压力，V为泵、马达排量，η为泵、马达容积效率。

由此可知，当堆高机负载或工作执行机构7工作时，行走泵2和工作泵3的出口油压力p增大，引起发动机1的转矩T增大，从而使发动机1转速下降。若要保持发动机1的输出总转矩相对稳定，就必须同时减小行走泵3和第一液压行走马达4和第二液压行走马达5的排量。由行走泵3的排量与电流的关系(如图3所示)以及马达的排量与电流的关系(如图4所示)可知，要降低行走泵2和第一液压行走马达4和第二液压行走马达5的排量，可通过改变行走泵电比例阀和第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12的电流来实现。

参见图5所示，本实用新型的具体工作流程中，工作泵3部分采用负荷敏感技术，工作泵3采用负荷敏感工作泵，通过工作执行机构7反馈回的液压压力信号自动调节其本身的运行状态。行走泵2部分，在整机启动后，控制器6实时读取档位控制手柄8的输出信号，确定档位并输出一基准电流信号给行走泵电比例阀10以及第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12；与此同时，控制器6实时检测行走泵2的出口油压力信号和工作泵3的出口油压力信号、第一液压行走马达4、第二液压行走马达5的转速信号，以及发动机1的实际转速信号，经数据处理和PID调节，反馈给行走泵电比例阀10，以及第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12一个电流，来控制行走泵2、第一液压行走马达4以及第二液压行走马达5的排量。

其反馈给行走泵电比例阀10以及第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12的电流分别为：

I_行走泵＝I_行走泵+K₄*δ₁                …(4)

I_{行走马达1}＝I_{行走马达1}+K₅*δ₂          …(5)

I_{行走马达2}＝I_{行走马达2}+K₆*δ₃          …(6)

其中：I_行走泵、I_{行走马达1}、I_{行走马达2}分别为堆高机空载时档位控制手柄8在特定档位下控制器6指定输出到行走泵电比例阀10和第一行走马达电比例阀11和第二行走马达电比例阀12的电流；K₄、K₅、K₆为控制器6经数据处理和PID调节后输出电流的控制系数，δ₁、δ₂、δ₃为行走泵2和第一液压行走马达4以及第二液压行走马达5的排量校正值。

这样，就可以改变行走泵2和第一液压行走马达4、第二液压行走马达5的排量，来使发动机1相对稳定的工作，从而提高发动机1的功率利用率，降低油耗，并且达到了堆高机工作泵3工作优先的目的。

Claims (5)

1、一种集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，它包括行走泵(2)、工作泵(3)、控制器(6)、第一液压行走马达(4)、第二液压行走马达(5)，行走泵(2)的输出端分别与第一液压行走马达(4)和第二液压行走马达(5)相连，工作泵(3)的输出端与堆高机的工作执行机构(7)相连，其特征在于：所述行走泵(2)的行走泵电比例阀(10)与控制器(6)的输出端相连，行走泵(2)的输出口处设有第一液压压力传感器(15)，工作泵(3)的输出口处设有第二液压压力传感器(17)；第一液压行走马达(4)和第二液压行走马达(5)分别与第一行走马达转速传感器(13)和第二行走马达转速传感器(14)的输入端口相连，第一行走马达转速传感器(13)和第二行走马达转速传感器(14)的输出端与控制器(6)的输入端相连；工作执行机构(7)与一负荷压力传感器(16)的输入端相连，该负荷压力传感器(16)的输出端与控制器(6)相连。

2、根据权利要求1所述的集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，其特征在于：所述行走泵(2)和工作泵(3)与堆高机的发动机(1)同轴连接。

3、根据权利要求1或2所述的集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，其特征在于：所述第一液压行走马达(4)和第二液压行走马达(5)内分别设有第一行走马达电比例阀(11)和第二行走马达电比例阀(12)。

4、根据权利要求1或2所述的集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，其特征在于：所述工作泵(3)采用负荷敏感工作泵。

5、根据权利要求3所述的集装箱空箱堆高机的带负荷传感的全液压控制装置，其特征在于：所述工作泵(3)采用负荷敏感工作泵。

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