多聯變量泵的排量控制方法、裝置和混凝土泵送設備的製作方法
2023-10-27 14:12:02
多聯變量泵的排量控制方法、裝置和混凝土泵送設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種多聯變量泵的排量控制方法、裝置和混凝土泵送設備。該排量控制方法，包括：獲取控制信息表，控制信息表包含預設的控制信息，控制信息包括與多種不同工況相對應的、用於控制每個變量泵輸出最佳排量的排量控制信號；獲取當前工況；根據當前工況，在控制信息表的控制信息中查找與當前工況相匹配的工況，從而獲取與查找到的工況相對應的每個變量泵的排量控制信號；根據查找到的排量控制信號控制多聯變量泵的排量，從而使多聯變量泵在相應的工況下具有最大的總效率。本發明可分別在不同的工況下，通過控制各個變量泵各自的最佳排量輸出和總排量，從而使得各個變量泵的總效率最大，減少了液壓系統的功率損失，提高了作業效率。
【專利說明】多聯變量泵的排量控制方法、裝置和混凝土泵送設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及液壓領域，更具體地，涉及ー種多聯變量泵的排量控制方法、裝置和混凝土泵送設備。
【背景技術】
[0002]目前，混凝土泵送設備一般採用多聯變量泵的形式，把多個變量泵的油液合流後再用於驅動混凝土輸送缸，以滿足不同方量的混凝土澆築施工要求。由於單個變量泵受現有設計技術、製造技術和實際安裝尺寸的限制，因此，多個變量泵合流使用比單個大變量泵更經濟、更實用。
[0003]關於多聯變量泵的排量控制方法，現有技術中，通常採用同一個排量控制信號，同時控制多個變量泵。由於每個變量泵的最大排量可能不同，因此每個變量泵的容積效率和機械效率也隨著轉速、排量和負載而變化，也並不相同。因此，採用同一個控制信號同時控制多個變量泵，並不能保證每個變量泵都能工作在最佳特性下，也不能保證多個變量泵的總效率達到最大。
[0004]例如，中國專利申請CN201210551860.5公開了ー種多聯變量泵的控制方法，其n個變量泵是並聯的。在該專利申請中，採用同一個控制信號同時控制多個變量泵的排量，控制方式不靈活，不可以單獨改變每ー個泵的排量，也不能確保每ー個變量泵都工作在最佳工作點下，也不能保證多個變量泵的總效率達到最大。
【發明內容】
[0005]本發明g在提供一種可使多個變量泵的總效率達到最大、減少液壓系統的功率損失、提高作業效率的多聯變量泵的排量控制方法、裝置和混凝土泵送設備。
[0006]為解決上述技術問題，根據本發明的第一個方面，提供了一種多聯變量泵的排量控制方法，包括:獲取控制信息表，控制信息表包含預設的控制信息，控制信息包括與多種不同エ況相對應的、用於控制每個變量泵輸出最佳排量的排量控制信號；獲取當前エ況；根據當前エ況，在控制信息表的控制信息中查找與當前エ況相匹配的エ況，從而獲取與查找到的エ況相對應的每個變量泵的排量控制信號；根據查找到的排量控制信號控制多聯變量泵的排量，從而使多聯變量泵在相應的エ況下具有最大的總效率。
[0007]進ー步地，控制信息表包括多組控制信息，每組控制信息對應於不同的轉速。
[0008]進ー步地，根據當前エ況，在控制信息表的控制信息中查找與當前エ況相匹配的エ況，從而獲取與查找到的エ況相對應的每個變量泵的控制信號包括:從多組控制信息中，查找出位於不同組的控制信息中的多個備選エ況；確定多個備選エ況所對應的多個備選總效率中最大的ー個備選總效率；從該ー個備選總效率所對應的那組控制信息中獲取排量控制信號。
[0009]進ー步地，排量控制方法還包括:獲取那組控制信息所對應的轉速；根據獲取的轉速控制多聯變量泵以該轉速同步轉動。[0010]進一步地,控制信息表僅包括一組控制信息，該一組控制信息對應於一個固定的轉速。
[0011]進一步地，獲取當前工況包括:獲取負載壓力；根據負載壓力確定當前工況。
[0012]根據本發明的第二個方面，提供了一種多聯變量泵的排量控制裝置，包括:信息表獲取模塊，用於獲取控制信息表，控制信息表包含預設的控制信息，控制信息包括與多種不同工況相對應的、用於控制每個變量泵輸出最佳排量的排量控制信號；當前工況獲取模塊，用於獲取當前工況；查詢模塊，用於根據當前工況，在控制信息表的控制信息中查找與當前工況相匹配的工況，從而獲取與查找到的工況相對應的每個變量泵的排量控制信號；控制模塊，用於根據查找到的排量控制信號控制多聯變量泵的排量，從而使多聯變量泵在相應的工況下具有最大的總效率。
[0013]進一步地，查詢模塊包括:第一處理模塊，用於從控制信息表的多組控制信息中，查找出位於不同組的控制信息中的多個備選工況，其中，每組控制信息對應於不同的轉速；第二處理模塊，用於確定多個備選工況所對應的多個備選總效率中最大的一個備選總效率；第三處理模塊，用於從該一個備選總效率所對應的那組控制信息中獲取排量控制信號。
[0014]進一步地，排量控制裝置還包括:轉速獲取模塊，用於獲取那組控制信息所對應的轉速；轉速控制模塊，用於根據獲取的轉速控制多聯變量泵以該轉速同步轉動。
[0015]進一步地，當前工況獲取模塊包括:壓力獲取模塊，用於獲取負載壓力；工況確定模塊，用於根據負載壓力確定當前工況。
[0016]根據本發明的第三個方面，提供了一種混凝土泵送設備，包括上述的排量控制裝置。
[0017]根據本發明的第四個方面，提供了一種泵送控制方法，包括:獲取設定泵送方量；根據設定泵送方量從多個工作模式中選擇最優工作模式，其中，最優工作模式採用上述的排量控制方法控制多聯變量泵。
[0018]本發明可分別在不同的工況下，通過控制各個變量泵各自的最佳排量輸出和總排量，從而使得各個變量泵的總效率最大，減少了液壓系統的功率損失，提高了作業效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1示意性示出了本發明中的排量控制方法的流程圖；
[0021]圖2示意性示出了具有可變轉速時的轉速匹配的流程圖；
[0022]圖3示意性示出了具有固定轉速時的控制流程圖；以及
[0023]圖4示意性示出了本發明中的排量控制裝置的模塊圖。
【具體實施方式】
[0024]以下對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0025]中國專利申請CN201210551860.5中，沒有考慮到變量泵泵自身特性進行變化，不
能保證每一個泵的工作特性最佳在實際工況中，由於每個變量泵的最大排量可能不同，每個變量泵的容積效率和機械效率也隨著轉速、排量和負載而變化，也並不相同。因此，如果採用同一個控制信號同時控制多個變量泵，並不能保證每個變量泵都能工作在最佳工作點下，也不能保證多個泵的總效率達到最大等問題。
[0026]本發明提供ー種可用於混凝土泵車、車載式混凝土泵、拖式混凝土泵等混凝土泵送設備的一種多聯變量泵的排量控制方法、裝置。特別地，該混凝土泵送設備的多個變量泵採用串聯的方式連接，這樣，多個變量泵具有相同的轉速，這些變量泵可以以固定的轉速轉動，也可以以變化的轉速轉動。每個變量泵的容積效率和機械效率受轉速、排量、負載的影響而變化，其中，負載是由具體的エ況決定的，屬於非受控量；轉速和排量是受控量，由系統進行控制。
[0027]首先，本發明可通過下述的方法建立目標函數模塊。
[0028]假設多聯變量泵包括變量泵I和變量泵2，這兩個變量泵同軸驅動，且轉速為n。變量泵總排量為vt、容積效率為nvp、總效率nv、負載壓カ為ap。變量泵I的排量為V1、容積效率為nvpl，總效率nvl，放大後的排量控制信號為X。變量泵2的排量為V2、容積效率為Hvp2,總效率nv2，放大後的排量控制信號為Y。
[0029]若各個變量泵排量的大小(0 ^ Vl ^ Vlmax,0≤V2≤V2max)與控制信號的函數關係為:
[0030]V1=F1 ⑴， V2=F2 ⑴
[0031]則
[0032]Vt = VJV2=F1 ⑴ +F2 ⑴=F3 (X，Y) 公式(I)
[0033]多聯變量泵的容積效率Hvp是排量的函數，結合公式(I )，則容積效率Hvp與各個受控量之間的函數關係為:
[0034]% = F4(Vt，n) =F4(F3(X，Y)，n) =F4(X，Y，n) 公式(2)
[0035]綜上可知，多聯變量泵的容積效率Hvp是變量泵I的排量控制信號X、變量泵2的排量控制信號Y和轉速n的函數。
[0036]同理，對於同軸驅動下的具有固定轉速的多聯變量泵來說，若設定轉速為一定值，其容積效率nvp與各個受控量之間的函數關係為:
[0037]Hvp = F4(Vt) =F4(F3(X，Y)) =F4(X，Y) 公式(2)
[0038]特別地，當負載正常工作時，結合各變量泵的固有特性曲線，可以計算出各變量泵的最佳工作點。以雙聯變量泵為例，假設有變量泵I和變量泵2，變量泵總排量為Vt，那麼，由上述函數關係(2)式，可分別在不同的負載壓力AP下，得出不同エ況下各個變量泵的最佳排量輸出和總排量輸出值，使得各個變量泵的總效率最大。
[0039]作為本發明的第一方面，請參考圖1，提供了一種多聯變量泵的排量控制方法，包括:獲取控制信息表，控制信息表包含預設的控制信息，控制信息包括與多種不同エ況相對應的、用於控制每個變量泵輸出最佳排量的排量控制信號；獲取當前エ況；根據當前エ況，在控制信息表的控制信息中查找與當前エ況相匹配的エ況，從而獲取與查找到的エ況相對應的每個變量泵的排量控制信號；根據查找到的排量控制信號控制多聯變量泵的排量，從而使多聯變量泵在相應的エ況下具有最大的總效率。
[0040]特別地，可先向控制信息表中預先存儲控制信息，例如，控制信息可以包括每個變量泵的排量控制信號，這些排量控制信號可以是信號、液信號，或者是機械信號。通過排量控制信號，可以控制相應的變量泵的排量大小。因此，可以預先計算出每種エ況下，為了使整個多聯變量泵的總效率最大，應當對每個變量泵施加的排量控制信號的大小，然後將這些排量控制信號存儲在該控制信息表中，並與相應的エ況一一對應。
[0041]在混凝土泵送設備正常工作的過程中，首先獲取預先存儲的控制信息表。然後，檢測當前エ況，例如，可以通過對負載壓カ的檢測，實現對エ況的檢測，從而確定出當前エ況。顯然，也可以採用其它本領域常見的其它能夠反映エ況的參數或參數組合，來確定當前エ況。
[0042]接著，查找控制信息表中與當前エ況相匹配的條目，從而得到該條目中存儲的排量控制信號。這樣，就可以得到預先計算好的，與當前エ況相匹配的排量控制信號。由於這些預先存儲的排量控制信號是根據整個多聯變量泵的總效率最大這一原則預設的，因此，利用查詢出的排量控制信號，分別控制每個變量泵的排量，就可以實現多聯變量泵的總排量最優，同時實現總效率的最大化，同時減少了液壓系統的功率損失、提高了作業效率。通過上述的方法，還可以為每個變量泵確定不同大小的排量控制信號，因而，可以充分利用每個變量泵的輸出，然後將這些輸出合流，以驅動負載工作。
[0043]可以理解的是，若噹噹前エ況無負載，那麼本發明將會自動調整各變量泵的排量控制信號的大小，從而將各變量泵的排量調節到最小值。
[0044]優選地，控制信息表包括多組控制信息，每組控制信息對應於不同的轉速。這樣，每組控制信息都工作於ー個固定的轉速下，換句話說，每組控制信息中的不同エ況，都採用相同的轉速。但是，不同組的控制信息之間，具有不同的轉速。這樣，每個變量泵的排量控制信號都可以根據每個變量泵自身的特性進行變化，從而保證每ー個變量泵的工作特性最佳，並使輸出總效率最大。
[0045]在一個實施例中，以具有兩個變量泵的多聯變量泵為例，對本發明中的控制信息表進行示例性說明，請參考下表:
[0046]
【權利要求】
1.一種多聯變量泵的排量控制方法，其特徵在於，包括: 獲取控制信息表，所述控制信息表包含預設的控制信息，所述控制信息包括與多種不同工況相對應的、用於控制每個變量泵輸出最佳排量的排量控制信號； 獲取當前工況； 根據所述當前工況，在所述控制信息表的控制信息中查找與所述當前工況相匹配的工況，從而獲取與查找到的所述工況相對應的每個變量泵的排量控制信號； 根據所述查找到的排量控制信號控制所述多聯變量泵的排量，從而使所述多聯變量泵在相應的工況下具有最大的總效率。
2.根據權利要求1所述的排量控制方法，其特徵在於，所述控制信息表包括多組所述控制信息，每組所述控制信息對應於不同的轉速。
3.根據權利要求2所述的排量控制方法，其特徵在於，根據所述當前工況，在所述控制信息表的控制信息中查找與所述當前工況相匹配的工況，從而獲取與查找到的所述工況相對應的每個變量泵的控制信號包括: 從所述多組控制信息中，查找出位於不同組的所述控制信息中的多個備選工況； 確定所述多個備選工況所對應的多個備選總效率中最大的一個備選總效率； 從該一個備選總效率所對應的那組控制信息中獲取所述排量控制信號。
4.根據權利要求3所 述的排量控制方法，其特徵在於，所述排量控制方法還包括: 獲取所述那組控制信息所對應的轉速； 根據獲取的所述轉速控制所述多聯變量泵以該轉速同步轉動。
5.根據權利要求1所述的排量控制方法，其特徵在於，所述控制信息表僅包括一組所述控制信息，該一組所述控制信息對應於一個固定的轉速。
6.根據權利要求1所述的排量控制方法，其特徵在於，獲取當前工況包括: 獲取負載壓力； 根據所述負載壓力確定所述當前工況。
7.一種多聯變量泵的排量控制裝置，其特徵在於，包括: 信息表獲取模塊，用於獲取控制信息表，所述控制信息表包含預設的控制信息，所述控制信息包括與多種不同工況相對應的、用於控制每個變量泵輸出最佳排量的排量控制信號; 當前工況獲取模塊，用於獲取當前工況； 查詢模塊，用於根據所述當前工況，在所述控制信息表的控制信息中查找與所述當前工況相匹配的工況，從而獲取與查找到的所述工況相對應的每個變量泵的排量控制信號；控制模塊，用於根據所述查找到的排量控制信號控制所述多聯變量泵的排量，從而使所述多聯變量泵在相應的工況下具有最大的總效率。
8.根據權利要求7所述的排量控制裝置，其特徵在於，所述查詢模塊包括: 第一處理模塊，用於從所述控制信息表的多組所述控制信息中，查找出位於不同組的所述控制信息中的多個備選工況，其中，每組所述控制信息對應於不同的轉速； 第二處理模塊，用於確定所述多個備選工況所對應的多個備選總效率中最大的一個備選總效率； 第三處理模塊，用於從該一個備選總效率所對應的那組控制信息中獲取所述排量控制信號。
9.根據權利要求8所述的排量控制裝置，其特徵在於，所述排量控制裝置還包括: 轉速獲取模塊，用於獲取所述那組控制信息所對應的轉速； 轉速控制模塊，用於根據獲取的所述轉速控制所述多聯變量泵以該轉速同步轉動。
10.根據權利要求7所述的排量控制裝置，其特徵在於，當前工況獲取模塊包括: 壓力獲取模塊，用於獲取負載壓力； 工況確定模塊，用於根據所述負載壓力確定所述當前工況。
11.一種混凝土泵送設備，其特徵在於，包括權利要求7至10中任一項所述的排量控制 裝直。
12.—種泵送控制方法,其特徵在於,包括: 獲取設定泵送方量； 根據所述設定泵送方量從多個工作模式中選擇最優工作模式，其中，所述最優工作模式採用權利要求1至6中任一項 所述的排量控制方法控制多聯變量泵。
【文檔編號】F04B15/02GK103557151SQ201310572813
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】丁雪峰, 高榮芝, 方旭東 申請人:中聯重科股份有限公司