RU2776104C2 - Hydraulic system and control system for it - Google Patents
Hydraulic system and control system for it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776104C2 RU2776104C2 RU2020115521A RU2020115521A RU2776104C2 RU 2776104 C2 RU2776104 C2 RU 2776104C2 RU 2020115521 A RU2020115521 A RU 2020115521A RU 2020115521 A RU2020115521 A RU 2020115521A RU 2776104 C2 RU2776104 C2 RU 2776104C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic fluid
- pressure
- speed
- control unit
- actuator
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Предлагаемое изобретение относится к системе, содержащей гидравлическую систему и систему управления для нее. Предлагаемое изобретение также относится к способу управления гидравлической системой.The present invention relates to a system containing a hydraulic system and a control system for it. The present invention also relates to a method for controlling a hydraulic system.
Уровень техникиState of the art
Гидравлические системы используют гидроаккумуляторы давления для приема и хранения гидравлической текучей среды под давлением. Гидравлическая текучая среда под давлением может быть возвращена из аккумулятора давления в гидравлическую систему, если требуется. Следовательно, заданное количество энергии может храниться в аккумуляторе давления, чтобы вернуться для использования в гидравлической системе, например в один или более гидравлических приводов. Объемный расход гидравлической текучей среды может быть передан из аккумулятора давления в привод, который может поддерживаться в движении посредством упомянутого объемного расхода из аккумулятора давления.Hydraulic systems use pressure accumulators to receive and store pressurized hydraulic fluid. Pressurized hydraulic fluid may be returned from the pressure accumulator to the hydraulic system if desired. Therefore, a given amount of energy may be stored in a pressure accumulator to be returned for use in a hydraulic system, such as one or more hydraulic actuators. The volume flow of hydraulic fluid can be transferred from the pressure accumulator to the actuator, which can be kept in motion by said volume flow from the pressure accumulator.
Заданное максимальное количество гидравлической текучей среды может храниться в аккумуляторе давления так, чтобы, например, перемещение привода не могло поддерживаться неограниченное время, поскольку аккумулятор давления будет изношен, и обычно при этом его давление будет снижаться. Исчерпание объемного расхода гидравлической текучей среды может привести к таким изменениям в поведении привода, которые неуправляемы или нежелательны, такие как резкое снижение скорости привода.A predetermined maximum amount of hydraulic fluid may be stored in the pressure accumulator so that, for example, actuator movement cannot be maintained indefinitely because the pressure accumulator would wear out and would normally be depressurised. Depletion of the volume flow of hydraulic fluid can lead to changes in drive behavior that are uncontrollable or undesirable, such as a sudden reduction in drive speed.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Гидравлическая система, образованная гидравлической системой согласно предлагаемому изобретению, и ее система управления будут заявлены в пункте 1 формулы изобретения. Некоторые примеры упомянутого изобретения будут представлены в других пунктах формулы изобретения.The hydraulic system formed by the hydraulic system according to the present invention and its control system will be claimed in paragraph 1 of the claims. Some examples of the said invention will be presented in other claims.
Система согласно предлагаемому изобретению, приводимая в действие гидравлически, содержит напорную линию, обеспечивающую гидравлическую текучую среду под давлением; насос, выполненный с возможностью подачи гидравлической текучей среды под давлением в напорную линию; привод, соединенный с напорной линией для приема гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии и для перемещения привода; клапанное устройство, выполненное с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии в привод и скоростью привода; электронный блок управления, выполненный с возможностью отслеживания и управления функциями системы, чтобы управлять клапанным устройством посредством управляющего сигнала, который пропорционален требуемой скорости привода в любой заданный момент времени; аккумулятор давления, присоединенный к напорной линии, из которой аккумулятор давления может принимать гидравлическую текучую среду под давлением и к которой аккумулятор давления может, одновременно с насосом, подавать гидравлическую текучую среду под давлением для работы привода; датчик, выполненный с возможностью измерения, непосредственно или опосредованно, количества гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления в любой заданный момент времени и выполненный с возможностью передачи измерительного сигнала, пропорционального упомянутому количеству гидравлической текучей среды под давлением, в электронный блок управления; и задающие устройства, выполненные с возможностью генерирования задающего сигнала и задания упомянутого управляющего сигнала пропорциональным скорости привода, требуемой в любой заданный момент времени.The hydraulically actuated system of the invention comprises a pressure line providing pressurized hydraulic fluid; a pump configured to supply pressurized hydraulic fluid to the pressure line; an actuator connected to the pressure line for receiving pressurized hydraulic fluid from the pressure line and for moving the actuator; a valve device configured to control the flow of pressurized hydraulic fluid from the pressure line to the actuator and the speed of the actuator; an electronic control unit configured to monitor and control system functions to control the valve device by means of a control signal that is proportional to a desired actuator speed at any given time; a pressure accumulator connected to a pressure line from which the pressure accumulator can receive pressurized hydraulic fluid and to which the pressure accumulator can, simultaneously with the pump, supply pressurized hydraulic fluid to operate the actuator; a sensor configured to measure, directly or indirectly, the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator at any given time and configured to transmit a measurement signal proportional to said amount of pressurized hydraulic fluid to the electronic control unit; and driver devices configured to generate a driver signal and set said control signal proportional to the drive speed required at any given time.
В предложенном изобретении упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода так, чтобы не превышать заданную максимальную скорость, причем максимальная скорость пропорциональна количеству гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.In the proposed invention, said electronic control unit is configured to limit the target drive speed so as not to exceed a predetermined maximum speed, the maximum speed being proportional to the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator.
В примере предлагаемого изобретения электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода максимальной скоростью, которая пропорциональна не только вышеупомянутому количеству, но также давлению гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.In an example of the invention, the electronic control unit is configured to limit the target drive speed to a maximum speed that is proportional not only to the above amount, but also to the pressure of the pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator.
В примере согласно настоящему изобретению, электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода максимальной скоростью, которая пропорциональна не только вышеупомянутому количеству и давлению, но также мощности, сгенерированной приводом в любой заданный момент времени.In the example according to the present invention, the electronic control unit is configured to limit the drive target speed to a maximum speed that is proportional not only to the above quantity and pressure, but also to the power generated by the drive at any given time.
В способе согласно предлагаемому изобретению, целевая скорость привода ограничена так, чтобы не превышать заданную максимальную скорость, которая пропорциональна количеству гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.In the method according to the invention, the target drive speed is limited so as not to exceed a predetermined maximum speed, which is proportional to the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator.
Система согласно предлагаемому изобретению может быть использована в кране, который содержит стрелу для подъема и перемещения грузов, или в машине, которая может быть использована для подъема или перемещения грузов. Упомянутая стрела выполнена с возможностью ее перемещения упомянутой системой. Упомянутая стрела может быть размещена на самоходной машине.The system according to the invention can be used in a crane that contains a boom to lift and move loads, or in a machine that can be used to lift or move loads. Said boom is movable by said system. Said boom can be placed on a self-propelled machine.
Гидравлическая система управления согласно предлагаемому изобретению имеет преимущество максимального использования энергии, хранящейся в аккумуляторе давления, исключая резкое изменение скорости привода, вызванное истощением аккумулятора давления.The hydraulic control system of the present invention has the advantage of maximizing the use of energy stored in the pressure accumulator, avoiding sudden changes in drive speed caused by depletion of the pressure accumulator.
Описание чертежейDescription of drawings
Предложенное изобретение будет описано более подробно далее, со ссылкой на сопроводительные чертежи.The proposed invention will be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings.
Фигура 1 показывает принцип осуществления гидравлической системы и ее системы управления, в которой предлагаемое решение может быть использовано.Figure 1 shows the principle of the implementation of the hydraulic system and its control system, in which the proposed solution can be used.
Фигура 2 показывает принцип управления скоростью v привода системы по Фиг. 1, и задания его максимальной скорости vmax на основе количества V гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления.Figure 2 shows the principle of controlling the speed v of the drive system of FIG. 1 and setting its maximum speed vmax based on the amount V of the hydraulic fluid in the pressure accumulator.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Фигура 1 показывает пример гидравлической системы и системы управления для управления ею, где предлагаемое решение может быть использовано.Figure 1 shows an example of a hydraulic system and a control system to control it, where the proposed solution can be used.
Гидравлическая система согласно предлагаемому изобретению и ее система управления, другими словами система 10, содержит напорную линию 40, по меньшей мере один привод 22, по меньшей мере одно клапанное устройство 38 для управления объемным расходом гидравлической текучей среды, по меньшей мере один гидравлический аккумулятор 26 давления, по меньшей мере один датчик 34 и/или датчик 36, по меньшей мере один гидравлический насос 12 и электронный блок 30 управления, управляющий работой системы 10.The hydraulic system according to the invention and its control system, in
Привод 22 может быть выполнен с возможностью перемещения груза 48, к которому привод прикладывает усилие, которое зависит от давления гидравлической текучей среды, подаваемого в привод 22, и от размера привода 22. Предпочтительно используется привод линейного перемещения, например гидравлический цилиндр, содержащий возвратно-поступательный поршень. Привод 22 выполнен с возможностью перемещения в двух противоположных направлениях X1 и X2. Когда гидравлическая текучая среда подается в привод 22, привод 22 или выдвигается и перемещается в направлении X1, или втягивается и перемещается в направлении X2. В примере, когда гидравлическая текучая среда отводится от привода 22, привод 22 перемещается в противоположном направлении по сравнению с ситуацией, в которой гидравлическая текучая среда подается в привод 22. Скорость привода 22, его поршня или груза 48 будет зависеть от размера привода 22 и объемного расхода гидравлической текучей среды, подаваемого в привод 22, то есть от потока гидравлической текучей среды в единицу времени, и объема привода 22.
Привод 22 присоединен к напорной линии 40 для подачи гидравлической текучей среды под давлением в привод 22. Клапанные устройства, такие как клапанное устройство 20, могут быть присоединены к напорной линии 40 для ограничения давления гидравлической текучей среды в напорной линии 40 заданным максимальным значением.
Привод 22 может являться [приводом] одностороннего действия или [приводом] двойного действия. Привод 22 может являться однокамерным, двухкамерным или многокамерным приводом. Для перемещения привода 22 гидравлическая текучая среда подается в одну или более камер привода 22 одновременно. Во время работы привода 22 гидравлическая текучая среда может выходить из одной или более камер привода 22 одновременно.The
Насос 12 выполнен с возможностью подачи гидравлической текучей среды под давлением в напорную линию 40. Насос 12 присоединен к напорной линии 40 посредством, например, линии 44. Максимальный объемный расход и предельное давление гидравлической текучей среды, создаваемое насосом 12, будут зависеть от размера насоса 12.
Насос 12 является [насосом] с постоянным расходом или предпочтительно регулируемым поршневым насосом, в результате чего объемный расход, создаваемый насосом 12, может регулироваться, например, в пределах, ограниченных заданными минимальным и максимальным значениями. Насос 12 вращается двигателем 14. Двигатель 14 является, например, электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания.The
Насос 12 снабжается гидравлической текучей средой из, например, резервуара 18 для гидравлической текучей среды.The
Гидравлическая текучая среда возвращается обратно из привода 22 в, например, другую напорную линию 42, в которой давление гидравлической текучей среды ниже, чем в напорной линии 40. Напорная линия 42 также может быть использована в качестве линии резервуара, через которую гидравлическая текучая среда, возвращающаяся из привода 22, будет течь в резервуар 18. Резервуар 18 присоединен к напорной линии 40 посредством, например, линии 46.Hydraulic fluid returns from
Система 10 может содержать клапанное устройство 20, посредством которого можно управлять доступом и потоком гидравлической текучей среды из насоса 12 в напорную линию 40, и наоборот. Клапанное устройство 20 может быть размещено, например, в линии 44. Клапанное устройство 20 также может быть выполнено с возможностью управления доступом и потоком гидравлической текучей среды из напорной линии 40 в резервуар 18. Клапанное устройство 20 может содержать один или более регулирующих клапанов.The
Клапанное устройство 38 управляет потоком гидравлической текучей среды из напорной линии 40 в привод 22, например в и из одной или более его камер. Предпочтительно, клапанное устройство 38 также выполнено с возможностью перекрытия соединения и объемного расхода между напорной линией 40 и приводом. Клапанное устройство 38 управляет объемным расходом гидравлической текучей среды, от которого, в свою очередь, зависит скорость привода 22. Максимальный объемный расход, зависящий от размера клапанного устройства 38, одновременно определяет максимальную скорость привода 22. Для регулирования объемного расхода клапанное устройство 38 предпочтительно выполнено с возможностью электронного управления.
Клапанное устройство 38 может содержать один или более регулирующих клапанов, которые могут, например, являться пропорциональным направляющим клапаном, который имеет электронное управление и чей объемный расход пропорционален управляющему сигналу, принимаемому клапанным устройством 38. Упомянутый регулирующий клапан является, например, пропорциональным двухходовым двухпозиционным направляющим регулирующим клапаном. Упомянутый регулирующий клапан может являться клапаном с обратной связью по положению, клапаном с обратной связью по усилию или клапаном с обратной связью по скорости. Для каждой камеры привода 22 один регулирующий клапан или несколько параллельных регулирующих клапанов обеспечены для подачи гидравлической текучей среды из напорной линии 40 в привод 20. Альтернативно, упомянутые параллельные регулирующие клапаны могут являться, например, направляющими клапанами включения/выключения или запорными клапанами.The
Клапанное устройство 38 управляется электронным блоком 30 управления, который может содержать, например, один или более электронных плат управления для управления клапанным устройством 38. Работа блока 30 управления состоит в генерации управляющего сигнала 32, например токового сигнала, для управления клапанным устройством 38.The
Работа системы 10 отслеживается и управляется блоком 30 управления. Блок 30 управления предпочтительно является программируемым микропроцессорным устройством, которое исполняет один или более алгоритмов управления, хранящихся в его запоминающем устройстве, и выполняет вычислительные и логические функции. Блок 30 управления содержит интерфейс для подключения, например, сигналов, сгенерированных датчиками и устройствами управления, и для подключения управляющих сигналов, сгенерированных в блоке 30 управления. Упомянутые алгоритмы управления формируют, например на основе упомянутых сигналов, заданный управляющий сигнал в любой заданный момент времени. Блок 30 управления снабжен или может быть снабжен пользовательскими интерфейсными устройствами для управления работой блока 30 управления. Блок 30 управления может быть основан на программируемой логике или управляться компьютером под управлением управляющей программы или пользователя. Блок 30 управления может состоять из одного или нескольких отдельных устройств, или он может составлять распределенную систему, чьи различные части или устройства присоединены друг к другу или сообщаются друг с другом.The operation of the
Управляющий сигнал 32 зависит от, например, скорости привода 22 или объемного расхода, который подлежит осуществлению клапанным устройством 38 в любой заданный момент времени. При генерировании упомянутого управляющего сигнала 32 может быть использован контроллер, такой как ПИД-контроллер, который применяется в блоке 30 управления и основан, например, на обратной связи по положению, обратной связи по усилию или обратной связи по скорости. Для [целей] управления система 10 может содержать датчики для измерения скорости привода 22 и для передачи упомянутого измерительного сигнала в блок 30 управления.The
Система 10 также может содержать одно или более устройств 24 управления, присоединенных к блоку 30 управления с целью управления системой 10, например приводом 22 в ней. Устройство 24 управления является в одном примере рычагом управления, например, с ручным управлением. Рычаг управления приводится в действие пользователем. Устройство 24 управления выполнено с возможностью генерации задающего сигнала 50, зависящего от положения устройства 24 управления, например наклона рычага управления. Упомянутый задающий сигнал 50 является входным сигналом для блока 30 управления.The
Альтернативно, упомянутый задающий сигнал 50 может быть введен при помощи устройств ввода, которые могут включать в себя, например, блок 30 управления или его часть, устройство, присоединенное к блоку 30 управления, или вышеописанное устройство 24 управления. В блоке 30 управления, задающий сигнал 50 может быть введен вручную посредством пользовательских интерфейсных устройств блока 30 управления, или он может быть сгенерирован программным обеспечением посредством запуска алгоритмов управления для воздействия на скорость привода 22.Alternatively, said driving
Например, устройство 24 управления используется, чтобы управлять скоростью привода 22 так, чтобы скорость привода 22 была различна в различных положениях устройства 24 управления или рычага управления. Требуемая скорость привода 22 пропорциональна положению устройства 24 управления или рычага управления. Алгоритм управления блока 30 управления выполнен с возможностью управления клапанным устройством 38 на основе задающего сигнала 50 так, чтобы была достигнута требуемая скорость привода 22.For example, the
Аккумулятор 26 давления присоединен к напорной линии 40, из которой аккумулятор 26 давления может принимать гидравлическую текучую среду под давлением, и в которую аккумулятор 26 давления отдает гидравлическую текучую среду под давлением. Аккумулятор 26 давления имеет заданный эффективный объем, зависящий от его размера и пропорциональный максимальному количеству гидравлической текучей среды, которая может быть подана из аккумулятора 26 давления в напорную линию 40, например за данный период времени.The
Аккумулятор 26 давления может являться грузовым аккумулятором, пружинным аккумулятором или предпочтительно газогидравлическим аккумулятором. Упомянутый газогидравлический аккумулятор является аккумулятором баллонного типа или аккумулятором мембранного типа, или предпочтительно аккумулятором поршневого типа. Для газогидравлического аккумулятора типично, что давление гидравлической текучей среды, содержащееся в нем, снижается по мере уменьшения количества упомянутой гидравлической текучей среды.The
При необходимости, на основе вышеупомянутой зависимости, количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления может быть оценено посредством измерения давления упомянутой гидравлической текучей среды, например, в линии, к которой аккумулятор 26 давления присоединен, такой как напорная линия 40.If necessary, based on the above relationship, the amount of hydraulic fluid in the
Для зарядки аккумулятор 26 давления может быть снабжен гидравлической текучей средой под давлением. Аккумулятор 26 давления имеет такие размеры, например, чтобы принимать гидравлическую текучую среду, когда давление гидравлической линии 40 равно или превышает заданное минимальное давление. Размер газогидравлического аккумулятора основан, например, на давлении предварительной зарядки газа, используемого в аккумуляторе давления. Упомянутое минимальное давление выбрано, например, меньше давления, преобладающего в напорной линии 40, например, когда груз 48 перемещается приводом 22 или когда привод 22 неподвижен.For charging, the
Напорная линия 40 может быть снабжена датчиком 36, выполненным с возможностью измерения давления гидравлической текучей среды, содержащейся в напорной линии 40. Система 10 также может содержать другие датчики, которые измеряют давление гидравлической текучей среды и присоединены к блоку 30 управления, например для измерения давления в напорной линии 40.The
Датчик 36 генерирует измерительный сигнал 16, который является, например, электронным, причем измерительный сигнал 16 пропорционален измеренному давлению. Сигнал является, например, токовым сигналом. Датчик 36 присоединен к блоку 30 управления для передачи измерительного сигнала 16 блоку 30 управления, где измерительный сигнал 16 является входным сигналом для алгоритма управления.The
На основе измерительного сигнала 16, сгенерированного датчиком 36, количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления может быть измерено опосредованно путем измерения давления в напорной линии 40. Блок 30 управления выполнен с возможностью установления количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления из, например, свойств аккумулятора 26 давления и упомянутого давления. В упомянутом установлении блок 30 управления может учитывать, например, известное поведение изменений, например, адиабатическое изменение, давления предварительной зарядки или объема газа в аккумуляторе 26 давления. В аккумуляторе 26 давления давление газа следует за давлением гидравлической текучей среды, которое, в свою очередь, склонно следовать за давлением в напорной линии 40, и объем газа, в свою очередь, зависит от давления газа.Based on the
В альтернативном варианте предлагаемого изобретения система 10 содержит датчик 34, присоединенный к аккумулятору 26 давления и выполненный с возможностью непосредственного или опосредованного измерения количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Датчик 34 может быть выполнен с возможностью измерения количества гидравлической текучей среды, например опосредованно, на основе измеренного положения подвижной части аккумулятора 26 давления, зависящего от количества гидравлической текучей среды. Упомянутая часть может являться, например, баллоном баллонного аккумулятора, мембраной мембранного аккумулятора или предпочтительно поршнем поршневого аккумулятора. Работа датчика 34 может быть основана на бесконтактном измерении, датчике линейного перемещения или устройстве с канатной тягой.In an alternative embodiment of the present invention,
Датчик 34 генерирует измерительный сигнал 28, который является, например, электронным, причем измерительный сигнал 28 пропорционален количеству гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления или вышеупомянутому измеренному положению. Сигнал является, например, токовым сигналом. Датчик 34 присоединен к блоку 30 управления для передачи измерительного сигнала 28 блоку 30 управления, где измерительный сигнал 28 является входным сигналом для алгоритма управления. Датчик 34 или блок 30 управления и его алгоритм управления может установить количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, пропорциональное упомянутому измеренному положению.The
При помощи датчика 34 может быть простым образом достигнут точный измерительный сигнал 28, когда неопределенности, относящиеся к измерению давления и поведению газа, подлежат исключению.By means of the
Аккумулятор 26 давления и насос 12 выполнены с возможностью подачи гидравлической текучей среды в привод 22 посредством напорной линии 40 и клапанного устройства 38 одновременно для перемещения привода 22. Таким образом давление гидравлической текучей среды, согласно первому примеру, имеет достаточную величину, чтобы перемещать по меньшей мере привод 22 и также груз 48 при необходимости. Величина груза 48 может быть различной или изменяться в различных ситуациях, в результате чего усилие, требуемое для его перемещения, может изменяться. Когда привод 22 и груз 48 неподвижны, давление может повыситься вплоть до максимального значения, заданного для напорной линии 40, и аккумулятор 26 давления может быть заряжен гидравлической текучей средой под давлением. Альтернативно, при достаточном повышении давления во время перемещения привода 22 и груза 48 аккумулятор 26 давления может быть заряжен гидравлической текучей средой под давлением.The
Максимальный общий объемный расход, создаваемый аккумулятором 26 давления и насосом 12, будет определять максимальную скорость привода 22, поскольку объемный расход представляет собой количество гидравлической текучей среды, текущее в единицу времени. В предлагаемом решении максимальный объемный расход, создаваемый насосом 12, меньше упомянутого максимального общего объемного расхода. В примере, максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, составляет 80%, 60%, 40% или 20% упомянутого максимального общего объемного расхода или меньше.The maximum total volume flow generated by
Скорость привода 22 управляется так, чтобы быть меньше упомянутой максимальной скорости путем использования клапанного устройства 38, которое управляется управляющим сигналом 32, сгенерированным блоком 30 управления на основе, например, задающего сигнала 50.The speed of the
Аккумулятор 26 давления может находиться в состоянии, в котором общее количество гидравлической текучей среды в нем меньше количества гидравлической текучей среды, подлежащего подаче из аккумулятора 26 давления в привод 22, для перемещения привода 22 на требуемое или заданное расстояние с требуемой скоростью под управлением клапанного устройства 38 и, например, задающего сигнала 50.The
В предложенном изобретении максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, имеет такую величину, чтобы быть меньше объемного расхода гидравлической текучей среды, подлежащей подаче из напорной линии 40 в привод 22 для перемещения привода 22 с максимальной скоростью. В примере, максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, имеет возможность генерировать 80%, 60%, 40% или 20% упомянутой максимальной скорости или меньше.In the present invention, the maximum volume flow generated by
Система 10 может находиться в вышеописанной ситуации, в которой общее количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления недостаточно для обеспечения полного требуемого расстояния перемещения привода 22. Таким образом, по мере истощения аккумулятора 26 давления, скорость привода 22 может резко и неуправляемо снижаться относительно требуемой скорости, после чего перемещение привода 22 будет продолжено на скорости, зависящей от объемного расхода, создаваемого насосом 12.The
В предложенном изобретении, цель состоит в исключении вышеописанной проблемы.In the present invention, the aim is to avoid the problem described above.
В предложенном изобретении, количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления в любой заданный момент времени управляется блоком 30 управления путем использования датчика 34 и/или датчика 36, как описано выше.In the present invention, the amount of hydraulic fluid in
Блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения максимальной скорости привода 22 максимальным значением, пропорциональным количеству гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Следовательно, скорость привода 22 может управляться так, чтобы принимать только такое значение или величину, чтобы упомянутая скорость, при своем максимальном значении, была равна или меньше упомянутого максимального значения. Скорость привода 22 управляется клапанным устройством 38 и, например, задающим сигналом 50, как описано выше.The
Поскольку ограничение основано только на количестве гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, в части управления достигается простота работы.Since the limitation is based only on the amount of hydraulic fluid in the
Таким образом, когда используется вышеописанное ограничение, задающий сигнал 50 не может быть использован для регулирования скорости привода 22 до значения, которое превышает вышеупомянутое максимальное значение. Блок 30 управления управляет клапанным устройством 38 таким образом, что управляющий сигнал 32, сгенерированный блоком 30 управления и алгоритм управления теперь зависят не только от задающего сигнала 50, но также от количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, в свою очередь, измеряется датчиком 34 и/или датчиком 36.Thus, when the above-described limitation is used, the driving
Если система 10 содержит устройство 24 управления, заданное положение устройства 24 управления будет генерировать заданный задающий сигнал 50. Таким образом, когда используется вышеописанное ограничение, данное положение устройства 24 управления будет приводить к такой скорости привода 22, которая может быть меньше скорости, получаемой при таком же положении в ситуации, в которой вышеописанное ограничение не используется. В такой ситуации, пользователь устройства 24 управления будет обнаруживать замедление привода 22, даже если пользователь не будет изменять положение устройства 24 управления.If the
Посредством вышеописанного ограничения, возможно управлять изменением скорости привода 22, в результате чего резкое и неуправляемое снижение скорости, как описано выше, исключено.By the above-described limitation, it is possible to control the change in speed of the
Объемный расход, подаваемый аккумулятором 26 давления в привод 22, будет зависеть от размера соединений, напорной линии 40 и клапанного устройства 38, такого как номинальный размер регулирующего клапана. В вышеописанном способе, когда ограничение не используется, клапанное устройство 38 может управляться так, чтобы поток гидравлической текучей среды не ограничивался, и/или расходное(-ые) отверстие(-ия) одного или более регулирующих клапанов в нем было (были) максимальным(-ими). Когда ограничение используется, клапанное устройство 38 управляется так, чтобы поток гидравлической текучей среды ограничивался, и/или расходное(-ые) отверстие(-ия) одного или более регулирующих клапанов в нем было (были) выполнено(-ы) меньшим(-ими).The volumetric flow supplied by
Согласно примеру предлагаемого изобретения, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения скорости привода 22 вышеописанным образом, учитывая количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, а также давление гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Упомянутое давление определяется, например, датчиком 36.According to an example of the invention, the
На основе упомянутого количества и давления, блок 30 управления устанавливает количество энергии, хранящейся в аккумуляторе 26 давления. Аккумулятор 26 давления подает энергию на основе его количества гидравлической текучей среды под давлением, которое может быть подано в данный момент времени и при данном объемном расходе. Целью является гарантия подачи энергии также путем ограничения мощности привода 22 так, чтобы его скорость одновременно ограничивалась требуемым образом. Скорость может быть определена, например, на основе усилия, генерируемого приводом 22, которое, в свою очередь, зависит от давления и размера привода 22.Based on said amount and pressure, the
Следовательно, в примере предложенного изобретения, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения скорости привода 22 вышеописанным образом, учитывая количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, давление гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, а также давление, сгенерированное приводом 22. Упомянутое усилие определяется, например, датчиком или упомянутым давлением, когда размер привода известен.Therefore, in an example of the proposed invention, the
В примере предложенного изобретения, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения максимальной скорости привода 22 максимальным значением, которое уменьшается, когда количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления уменьшается; другими словами, она [скорость] тем ниже, чем меньше количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления.In an example of the proposed invention, the
В примере предложенного изобретения, вышеописанное ограничение применяется в качестве способа, когда количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления снизилось до значения, равного или меньшего, чем заданное предельное значение.In the example of the present invention, the above-described limitation is applied as a method when the amount of hydraulic fluid in the
В примере, упомянутое заданное предельное значение количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления составляет 3%, 5%, 10%, 15%, 20% или 25% полезной вместимости аккумулятора 26 давления или максимального количества гидравлической текучей среды, которое может быть подано из аккумулятора 26 давления.In an example, said predetermined limit of the amount of hydraulic fluid in the
В примере, и дополнительно к тому, что было описано выше, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью снижения максимальной скорости привода 22, при ее минимальном значении, до максимального значения, пропорционального объемному расходу, создаваемому насосом 12, например, равного или меньшего, чем максимальный объемный расход, создаваемый насосом 12.In the example, and in addition to what has been described above, the
Вышеописанная пропорциональность может быть основана на функции, основанной на количестве гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, или она прямолинейно ниспадает или следует форме ниспадающей кривой, ввиду упомянутого количества гидравлической текучей среды, которое уменьшается.The above proportionality may be based on a function based on the amount of hydraulic fluid in the
Фигура 2 изображает на примере управление скоростью v привода 22 в системе 10 и определение максимальной скорости vmax, заданной для нее, основанной на количестве V гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления.Figure 2 depicts, by way of example, controlling the speed v of the
В примере по Фиг. 2 вышеописанная пропорциональность (смотри диапазон Q1+f(Q2)) прямолинейна; другими словами, она основана на функции. Упомянутая пропорциональность также может быть основана на функции, которая не является прямолинейной. Когда количество V гидравлической текучей среды имеет значение Vx, согласно предложенному изобретению, может быть установлено, что скорость v привода 22 имеет максимальное значение vmax. Таким образом, в таком диапазоне, также допустимы такие скорости привода 22, которые меньше заданного максимального значения.In the example of FIG. 2 the above proportionality (see range Q1+f(Q2)) is straight forward; in other words, it is based on a function. Said proportionality can also be based on a function that is not linear. When the amount V of the hydraulic fluid has a value of Vx, according to the proposed invention, it can be determined that the speed v of the
В примере по Фиг. 2 также реализовано то, что вышеописанное ограничение применяется в качестве способа, когда количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления уменьшилось до уровня, равного или меньшего, чем заданное предельное значение. Когда ограничение не используется (смотри диапазон Q1+Q2), максимальное значение vmax скорости будет определяться, при ее максимальном значении, согласно общему объемному расходу, создаваемому насосом 12 и аккумулятором 26 давления вместе. Таким образом, в таком диапазоне, также допустимы такие скорости привода 22, которые меньше заданного максимального значения.In the example of FIG. 2, it is also realized that the above-described limitation is applied as a method when the amount of hydraulic fluid in the
В примере по Фиг. 2 после того, как количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления существенно уменьшилось или израсходовалось, вышеописанное ограничение также применяется так, чтобы максимальная скорость привода 22 снизилась, при ее минимальном значении, до максимального значения, пропорционального максимальному объемному расходу, создаваемому насосом 12 (смотри диапазон Q1). В этом диапазоне также допустимы такие скорости привода 22, которые меньше заданного максимального значения. В этом случае, упомянутые скорости основаны только на объемном расходе, создаваемом насосом 12.In the example of FIG. 2 after the amount of hydraulic fluid in the
В примере по Фиг. 2 символ Q1 обозначает максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, и символ Q2 обозначает объемный расход, создаваемый аккумулятором 26 давления и подаваемый в привод 22.In the example of FIG. 2, the symbol Q1 denotes the maximum volume flow generated by the
Вышеописанная гидравлическая система и ее система управления могут быть использованы в различных кранах для подъема и/или перемещения грузов. Для этого кран может быть снабжен стрелой, которая может быть выполнена с возможностью поворота в боковых направлениях посредством механизма поворота. Стрела может содержать подъемную стрелу, которая может являться телескопической. Стрела также может содержать перемещающую стрелу, которая шарнирно присоединена к подъемной стреле. Перемещающая стрела может являться телескопической. Вышеописанный привод 22 может являться приводом, в частности приводом линейного перемещения, для перемещения стрелы, перемещающей стрелы или подъемной стрелы, в результате чего вышеописанный груз 48 может являться одной стрелой, перемещающей стрелой или подъемной стрелой, или в сочетании с грузом, переносимым стрелой, перемещающей стрелой или подъемной стрелой. Вышеописанный кран и/или гидравлическая система и ее система управления могут быть использованы в различных машинах, которые могут быть использованы для подъема или перемещения грузов и которые могут являться самоходными машинами, управляемыми пользователем. Упомянутая машина является лесотехнической машиной, такой как форвардер или валочная машина, землеройная машина или машина для земляных работ. Упомянутая машина может содержать оборудование, такое как ковш, присоединенное к механизму для перемещения оборудования. Вышеописанный привод 22 может являться приводом для перемещения упомянутого механизма.The above described hydraulic system and its control system can be used in various cranes for lifting and/or moving loads. To this end, the crane can be provided with a boom which can be swivelable laterally by means of a swivel mechanism. The boom may include a lifting boom, which may be telescopic. The boom may also include a moving boom that is pivotally attached to the lifting boom. The moving boom may be telescopic. The above-described
В описании выше, пропорциональность относится к такой пропорциональности между двумя различными переменными, функциями или множителями, которые могут быть представлены, например, математической зависимостью или функцией. Альтернативно или дополнительно, упомянутая пропорциональность относится к объединению или взаимозависимости между двумя различными переменными, функциями или множителями, в результате чего заданные состояния одной переменной, функции или множителя соответствуют заданным состояниям другой переменной, функции или множителя. Таким образом, одна переменная, функция или множитель может быть использована, чтобы управлять другой переменной, функцией или множителем, чтобы заставить систему согласно предложенному изобретению работать заданным образом.In the description above, proportionality refers to such proportionality between two different variables, functions or factors, which can be represented, for example, by a mathematical relationship or function. Alternatively or additionally, said proportionality refers to a union or interdependence between two different variables, functions, or multipliers such that the given states of one variable, function, or multiplier correspond to the given states of another variable, function, or multiplier. Thus, one variable, function, or multiplier can be used to control another variable, function, or multiplier to make the system according to the proposed invention work in the desired manner.
Предложенное решение не ограничено только альтернативными выполнениями, примерами и вариантами выполнения, которые были представлены выше и которые не должны считаться единственными вариантами выполнения изобретения. В предложенном изобретении также возможно использовать сочетание вышеописанных альтернативных выполнений, примеров и вариантов выполнения для осуществления целей, представленных выше.The proposed solution is not limited to the alternative implementations, examples and embodiments that have been presented above and which should not be considered the only embodiments of the invention. It is also possible for the present invention to use a combination of the above described alternative embodiments, examples and embodiments to achieve the objectives presented above.
Осуществление предлагаемого изобретения будет определено более подробно в прилагаемой формуле изобретения.The implementation of the invention will be defined in more detail in the attached claims.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20175884 | 2017-10-09 | ||
FI20175884A FI128622B (en) | 2017-10-09 | 2017-10-09 | Hydraulic system and control system therefor |
PCT/FI2018/050716 WO2019073114A1 (en) | 2017-10-09 | 2018-10-05 | Hydraulic system and a control system for the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020115521A RU2020115521A (en) | 2021-11-12 |
RU2776104C2 true RU2776104C2 (en) | 2022-07-13 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007104539A1 (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Bosch Rexroth Ag | Mechanico-hydraulic drive comprising a power split transmission |
WO2013059428A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Bausch & Lomb Incorporated | Method and system for combining oct and ray tracing to create an optical model for achieving a predictive outcome |
WO2014120930A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | Parker-Hannifin Corporation | Hydraulic hybrid swing drive system for excavators |
DE102013114040A9 (en) * | 2013-12-13 | 2015-08-06 | Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg | Hydrostatic drive with energy storage |
WO2016040484A1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-17 | Caterpillar Inc. | Machine having hydraulic start assist system |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007104539A1 (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Bosch Rexroth Ag | Mechanico-hydraulic drive comprising a power split transmission |
WO2013059428A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Bausch & Lomb Incorporated | Method and system for combining oct and ray tracing to create an optical model for achieving a predictive outcome |
WO2014120930A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | Parker-Hannifin Corporation | Hydraulic hybrid swing drive system for excavators |
DE102013114040A9 (en) * | 2013-12-13 | 2015-08-06 | Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg | Hydrostatic drive with energy storage |
WO2016040484A1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-17 | Caterpillar Inc. | Machine having hydraulic start assist system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8850806B2 (en) | Hydraulic control system having swing motor energy recovery | |
US9897120B2 (en) | Hydraulic system having energy recovery | |
JP5271082B2 (en) | Independent metering valve control system and method | |
US8776511B2 (en) | Energy recovery system having accumulator and variable relief | |
US7905089B2 (en) | Actuator control system implementing adaptive flow control | |
US8919113B2 (en) | Hydraulic control system having energy recovery kit | |
US9086081B2 (en) | Hydraulic control system having swing motor recovery | |
US20140060018A1 (en) | Hydraulic control system | |
US20140208728A1 (en) | Method and Hydraulic Control System Having Swing Motor Energy Recovery | |
EP2726746A2 (en) | Hydraulic control system having swing energy recovery | |
JP7195309B2 (en) | Hydraulic system and control system for this hydraulic system | |
US9388829B2 (en) | Hydraulic control system having swing motor energy recovery | |
RU2776104C2 (en) | Hydraulic system and control system for it | |
US9328744B2 (en) | Hydraulic control system having swing energy recovery | |
US20220186750A1 (en) | Hydraulic system and a method for controlling the same |