[发明专利]一种混凝土输送泵的节能控制方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到工程机械的控制领域，特指一种混凝土输送泵的节能控制方法。

背景技术

现有技术中，混凝土输送泵在泵送作业时发动机的有效输出功率由液压泵输出给液压系统。在工作过程中，常规控制模式均为发动机设定在额定转速下工作，使发动机在确保扭矩、功率输出的情况下，工作在燃油消耗率很高的区域，没有工作在经济运行区，造成底盘动力系统的经济性能下降、机械损耗增加。

在重负载工况时，柴油机与油泵全负荷工作，基本上没功率损失；但在中载或轻载工况时，柴油机及油泵所输出的功率就会大大高于负载所需功率，多余的功率就以各种损失的形式在系统中消耗掉，造成极大的能量浪费。因为混凝土输送泵不全在满负荷下工作，所以整个作业过程中能量损耗率是非常可观的。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有混凝土输送泵柴油机油耗过高的问题，本发明提供了一种操作简便、自动化程度高，能够根据实际工况的要求实时调整发动机转速与油泵排量的控制模式，以适应各种不同的功率场合，大幅度降低燃油消耗，从而提高整机工作效率的混凝土输送泵的节能控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种混凝土输送泵的节能控制方法，其特征在于：根据施工现场的工况要求，中央控制单元中由负载压力P_L和发动机功率匹配的关系，初步计算出发动机的转速ne和油泵电流I，发动机转速ne的控制信号通过中央控制单元传送给混凝土输送泵的底盘发动机，并根据底盘发动机反馈的当前速度大小，进行转速闭环调节，使当前速度n与设定速度ne一致；底盘发动机再经传动机构(分动箱)将动力传给油泵，油泵电流I的控制则由中央控制单元直接送信号给油泵，油泵将底盘发动机的功率传递给液压系统实现混凝土输送泵工作过程的控制。

当施工现场的工况处于无负载时，中央控制单元将自动控制发动机转速使其自动降到怠速，主油泵排量相应调到最小位置，即减小变量泵电流。

当施工现场的工况处于正常负载时，由各种函数关系、发动机与变量泵的固有特性曲线计算出变量泵的电流与发动机的经济转速：

(1)、构建柴油机最佳燃油消耗率试验模型，利用现场试验可获得发动机稳态输出扭矩与发动机转速的关系及发动机在各种转速下的燃油消耗率的关系，对各种数据进行分析处理，找出不同功率下的最佳工况点后，可得出发动机功率、扭矩、转速及燃油消耗率的关系；

(2)、构建发动机——油泵间的动力匹配关系，由动力系统的传动关系可知，在液压系统中主油泵的吸收扭矩等于发动机的输出扭矩，根据以下发动机与油泵功率、扭矩及转速等的公式①、②、③，对应于一定的负载压力P_L，改变变量泵排量V的发动机转速n_e，使发动机在各节油工况点处工作：

I、液压传动过程中，由传动关系可知发动机的输出扭矩M_e等于变量泵的吸收扭矩M_b，函数表达式如下：

M_e＝f₁(M_b)                ①

II、变量泵的负载特性表现为恒扭矩特性，变量泵扭矩M_b与外部负载压力P_L及变量泵排量V之间的函数表达式如下：

M_b＝f₂(P_L，V)             ②

III、发动机输出功率Pe与发动机的输出扭矩M_e及发动机转速n_e之间的的函数表达式如下：

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。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：