[发明专利]一种闭式起升机构防失速控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械控制领域，特别是涉及一种闭式起升机构防失速系统及其方法。

背景技术

起重机闭式起升机构由于具有结构简单、功耗较小、微动性好及系统响应快等优点，因此广泛应用于大吨位起重机，但闭式起升机构中未设置平衡阀，在重物下降的过程中，重物通过势能对发动机做功，从而使发动机承受负扭矩，如果这种负扭矩无法被系统吸收，则重物下降的速度会越来越快，同时致使发动机转速越来越快，最终导致发动机失速，发生“飞车”事故。

目前针对闭式起升机构的失速问题，一般采用的技术方案有两种：

1：当检测到发动机失速时，直接对发动机实施废气控制，减小发动机的排气，增大发动机阻力，从而吸收一定的负扭矩；如果发动机转速继续增大，则通过切断发动机燃油电磁阀，使发动机停机。

2：在闭式起升机构的液压控制系统中增加附加负载，当检测到发动机失速时，通过附加负载的开关电磁阀将附加负载打开，从而吸收因重物做功而产生的负扭矩。

第一种方案采用限制发动机排气的方式增大发动机阻力，需要专门的发动机排气装置，不仅成本较高而且长期使用会对发动机及液压系统造成一定损害。第二种方案采用开关阀控制附加负载的投入量，除了会对系统产生冲击外，还会因为投入的附加负载为固定负载，其投入量无法适应液压系统载荷及速度的变化。在系统载荷小、速度慢时，附加负载的投入量可能冗余，加大系统发热量，造成不必要的能量损耗，而在系统载荷大、速度快时，附加负载又可能太小，无法吸收系统产生的负扭矩，发动机存在失速的安全隐患。另外采用开关阀控制附加负载时，只有当检测发动机产生失速时才能采取相关控制措施，不具备实时调控预防隐患风险的功能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种闭式起升机构防失速控制系统及其方法，在发动机承受负扭矩时该系统能够提高附加负载的响应速度并保证附加负载具有良好的自适应性和跟随性，消除发动机失速的安全隐患。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种闭式起升机构防失速控制系统，其中，闭式起升机构包括起升泵和附加负载，闭式起升机构防失速控制系统包括：控制单元；高低压检测单元，高低压检测单元与控制单元的输入端相连，用于采集起升泵每次起降操作的高压值及低压值并传输给控制单元，控制单元计算高压值及低压值的压差，并据此统计和储存不同载荷所对应的附加负载的预设电流；附加负载比例阀，附加负载比例阀安装在附加负载上，并与控制单元的第一输出接口相连，用于控制附加负载的投入量；以及发动机，发动机与控制单元的第一总线接口相连；其中，控制单元对发动机负载率实时监控，并将发动机负载率与安全设定范围进行比较，当控制单元检测到发动机负载率在安全设定范围外时，控制单元以当前载荷对应的附加负载的预设电流与通过闭环控制算法得到的反馈补偿电流之和作为附加负载比例阀的控制电流，以调节附加负载的投入量。

其中，所述闭式起升机构防失速控制系统进一步包括：控制手柄，控制手柄分别与控制单元的第一输入接口及第二输入接口相连，用于控制闭式起升机构的起升和下降；人机界面，人机界面与控制单元的第二总线接口相连，用于显示和检测控制单元输出的各种状态信号参数，并具有报警和应急操作提示的功能；起降比例阀，起降比例阀安装在起升泵上，并与控制单元相连，用于比例控制起升泵的正向排量和反向排量；制动电磁阀，制动电磁阀安装在闭式起升机构的制动器上，并与控制单元的开关信号输出接口相连，用于控制制动器的开启和关闭。

其中，起降比例阀包括：起升比例阀，起升比例阀与控制单元的第二输出接口相连，用于比例控制起升泵的正向排量；以及下降比例阀，下降比例阀与控制单元的第三输出接口相连，用于比例控制起升泵的反向排量。

其中，高低压检测单元包括：高压腔压力传感器，高压腔压力传感器安装在起升泵的高压腔上，并与控制单元的第三输入接口相连，用于采集起升泵的所述高压值；以及低压腔传感器，低压腔压力传感器安装在起升泵的低压腔上，并与控制单元的第四输入接口相连，用于采集起升泵的低压值；控制单元储存压差与附加负载的预设电流的对应表，当检测到发动机负载率在安全设定范围外时，控制单元通过查选对应表得出当前载荷的附加负载的预设电流。

其中，所述闭式起升机构防失速控制系统进一步设置安全保护定时器，当控制单元检测到发动机负载率处于安全设定范围外时，安全保护定时器开始计时，当安全保护定时器的计时到达设定安全设定值，控制单元未能将发动机负载率调整至安全设定范围内时，控制单元切断控制系统的下降操作同时复位相关输出控制，并发出报警信号。