[發明專利]一種混凝土輸送泵的節能控制方法

有效

• 申請號: 200710035310.7
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101086232A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 易小剛;陳林;譚凌群;尹新和;鐘社山
• 申請（專利權）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: F02D29/04
• 分類號: F02D29/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明主要涉及到工程機械的控制領域，特指一種混凝土輸送泵的節能控制方法。

背景技術

現有技術中，混凝土輸送泵在泵送作業時發動機的有效輸出功率由液壓泵輸出給液壓系統。在工作過程中，常規控制模式均為發動機設定在額定轉速下工作，使發動機在確保扭矩、功率輸出的情況下，工作在燃油消耗率很高的區域，沒有工作在經濟運行區，造成底盤動力系統的經濟性能下降、機械損耗增加。

在重負載工況時，柴油機與油泵全負荷工作，基本上沒功率損失；但在中載或輕載工況時，柴油機及油泵所輸出的功率就會大大高于負載所需功率，多余的功率就以各種損失的形式在系統中消耗掉，造成極大的能量浪費。因為混凝土輸送泵不全在滿負荷下工作，所以整個作業過程中能量損耗率是非常可觀的。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有混凝土輸送泵柴油機油耗過高的問題，本發明提供了一種操作簡便、自動化程度高，能夠根據實際工況的要求實時調整發動機轉速與油泵排量的控制模式，以適應各種不同的功率場合，大幅度降低燃油消耗，從而提高整機工作效率的混凝土輸送泵的節能控制方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的解決方案為：一種混凝土輸送泵的節能控制方法，其特征在于：根據施工現場的工況要求，中央控制單元中由負載壓力P_L和發動機功率匹配的關系，初步計算出發動機的轉速ne和油泵電流I，發動機轉速ne的控制信號通過中央控制單元傳送給混凝土輸送泵的底盤發動機，并根據底盤發動機反饋的當前速度大小，進行轉速閉環調節，使當前速度n與設定速度ne一致；底盤發動機再經傳動機構(分動箱)將動力傳給油泵，油泵電流I的控制則由中央控制單元直接送信號給油泵，油泵將底盤發動機的功率傳遞給液壓系統實現混凝土輸送泵工作過程的控制。

當施工現場的工況處于無負載時，中央控制單元將自動控制發動機轉速使其自動降到怠速，主油泵排量相應調到最小位置，即減小變量泵電流。

當施工現場的工況處于正常負載時，由各種函數關系、發動機與變量泵的固有特性曲線計算出變量泵的電流與發動機的經濟轉速：

(1)、構建柴油機最佳燃油消耗率試驗模型，利用現場試驗可獲得發動機穩態輸出扭矩與發動機轉速的關系及發動機在各種轉速下的燃油消耗率的關系，對各種數據進行分析處理，找出不同功率下的最佳工況點后，可得出發動機功率、扭矩、轉速及燃油消耗率的關系；

(2)、構建發動機——油泵間的動力匹配關系，由動力系統的傳動關系可知，在液壓系統中主油泵的吸收扭矩等于發動機的輸出扭矩，根據以下發動機與油泵功率、扭矩及轉速等的公式①、②、③，對應于一定的負載壓力P_L，改變變量泵排量V的發動機轉速n_e，使發動機在各節油工況點處工作：

I、液壓傳動過程中，由傳動關系可知發動機的輸出扭矩M_e等于變量泵的吸收扭矩M_b，函數表達式如下：

M_e＝f₁(M_b)????????????????①

II、變量泵的負載特性表現為恒扭矩特性，變量泵扭矩M_b與外部負載壓力P_L及變量泵排量V之間的函數表達式如下：

M_b＝f₂(P_L，V)?????????????②

III、發動機輸出功率Pe與發動機的輸出扭矩M_e及發動機轉速n_e之間的的函數表達式如下：

Pe＝f₃(M_e，n_e)＝f₃[f₁(M_b)，n_e]＝f₃{f₁[f₂(P_L，V)]，n_(null)e}

＝f(P_L，V，n_e)???????????③。

與現有技術相比，本發明的優點就在于：