攪拌筒恆速控制系統、恆速攪拌的運輸車及其電控發動機的製作方法

2023-05-28 09:32:06

專利名稱：攪拌筒恆速控制系統、恆速攪拌的運輸車及其電控發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種攪拌筒恆速控制系統，使用該系統的攪拌運輸車，以及將攪拌筒
恆速控制系統中的控制器與發動機控制器合二為一的電控發動機。上述發明可用於混凝土攪拌車的相關領域。
背景技術：
攪拌運輸車的攪拌筒在運輸途中若隨發動機的轉速而相應變速是沒有積極意義的。若保持攪拌筒攪拌所需的必要的低速，既大大節約能量，又保證攪拌物料的必要而合理的攪拌質量，還延長了設備壽命等。這就需要對攪拌運輸車攪拌筒實行恆速控制的技術。

發明內容
本發明的目的，在於提出一種經濟的使攪拌運輸車的攪拌筒可恆速運轉的解決方案。 本解決方案是一種用於攪拌運輸車的攪拌筒恆速控制系統。它由運輸車的發動機作為動力來源，由發動機驅動液壓泵，液壓泵輸出壓力油，通過管路與液壓馬達等相連並驅動液壓馬達旋轉，經過機械傳動，驅動攪拌筒旋轉。其特點是其發動機為電控速度的發動機，即油門可用電信號控制，並且有表達發動機實際轉速的電信號可輸出；其液壓泵為電控變量泵；以及該系統還包括一個控制器，它對電控發動機本身所輸出的發動機實際轉速信號，根據使發動機轉速與變量泵排量的乘積為定值或相近值的關係，給出相應的對電控變量泵的控制信號。 上述恆速控制系統，其中該控制器的上述乘積是用控制器的二個輸入端進行調整， 一個輸入端有信號時，該乘積增大，另一個輸入端有信號時，該乘積減小。
本解決方案還包括一種攪拌運輸車，其特點是該運輸車使用上述恆速控制系統。
本解決方案還包括一種電控轉速發動機，其特點是該發動機的控制器與上述控制器合二為一。即發動機本身的控制器內，除了控制發動機的控制邏輯外，還固化了上述對電控變量泵的控制邏輯，並且留有控制該電控變量泵的對應的輸出端以及輸入端，該輸入端輸入發動機轉速傳感器輸給的轉速信號，根據上述數值關係，由輸出端輸出控制信號給電控變量泵。 本發明採用以上技術方案，具有以下明顯的優點和特點。 1、用較簡單的組成組件，實現了攪拌筒的恆速控制。當攪拌運輸車根據路況，加大或減小油門時，發動機的轉速時高時低，但由於發動機轉速與變量泵排量之乘積保持不變，使攪拌筒實現恆速轉動，這樣使攪拌筒維持了合理必要的較低轉速，獲得顯著的節能效果等利益。 2、由於直接利用電控發動機的轉速信號，而不必專門為攪拌筒安裝轉速傳感器，簡化了環節，節約了成本。 3、當長期使用後，液壓容積效率下降時，可用調整乘積值來補償使維持必要的運轉速度。 4、當採用發動機的控制器與恆速控制系統的控制器合二為一時，節約了控制器，進一步降低了成本。而由於恆速控制系統只需要控制器較少的資源，較少的程序內存，較少的輸出、輸入點，一般的發動機的控制器具有該裕量，所以是經濟的解決方案。


圖1為本發明實施例的系統結構示意圖 圖2為本發明控制器實施例的端子功能示意圖 圖3為一電控變量泵的輸入信號與泵排量對應關係的特性圖 圖4為本發明中發動機控制器與恆速系統控制器合二為一的系統結構示意圖
具體實施例方式
參見圖l，本發明的攪拌運輸車的攪拌筒恆速控制系統包括電控發動機1、電控變量液壓泵2、液壓馬達3、將液壓泵與液壓馬達相連的液壓管道4、機械傳動裝置5、攪拌筒6以及控制器7. 電控發動機1與電控變量液壓泵2相連並驅動其旋轉，通過相連的液壓管道4將
壓力油輸送給液壓馬達3，並驅動其旋轉，液壓馬達驅動與之相連的機械傳動裝置5 (通常
是減速器)，機械傳動裝置以一定的速比，將轉速與扭矩變換，驅動攪拌筒旋轉。 控制器7接收電控發動機給出的實際轉速信號，給電控變量泵輸出控制信號，控
制其排量。 參見圖2，是本發明的控制器一實施例的端子功能示意圖。本控制器通常可用單片機晶片或以其為核心來製成。"V+"、"V-"端為控制器電源端。"IN. S"與"IN.0"及"IN同步"是一組輸入信號線，與本電控發動機電接口相連，接受發動機輸出的表徵其轉速的電信號。可以是串行的數位訊號(根據發動機的實際信號輸出模式確定。例如Can總線)。"Out S"與"0ut O"是一組輸出信號，與電控變量泵的控制信號輸入端相連，信號可以是脈寬調製方式。"恆速/非恆速"端為輸入端，其高/低電平用於選擇攪拌筒處於恆速狀態或非恆速狀態。當處於非恆速狀態時，通過"積+"端、"積-"端改變攪拌筒的轉速及轉向。當處於恆速狀態時，可通過"調整"端與"積+"或"積-"端之一的"與"信號修正恆速的調定值。"調整"端可不置於控制面板，是為了僅供調整時使用。而進入非恆速狀態的初始態時，控制器發出的對泵的控制信號使攪拌筒的轉速的初始值為0.由操作按鈕控制"積+"或"積-"來操縱攪拌筒的轉速。 應當指出，圖l所示的原理圖略去了閉式液壓系統的補油泵等的實際環節，僅為了說明涉及的主要原理，同時電控變量泵也並不限於閉式系統，開式系統同樣能完成上述任務。因此，權利要求不受此限。 控制器採用的輸入、輸出信號為脈衝信號，是可選方式之一。當控制器帶有D/A、A/D 口時，可用電平信號，因此，權利要求並不局限於本實施方式。 同時，有需要的話，控制器也可設主控制面板及從控制面板，在運輸車的駕駛室或其它需要的地方分別實施控制。 為了使攪拌筒運行的速度保持在合理而必要的低速(例如2r/m)，應使用下式成立或近似成立 n發XDpX nvlX nV2 + Dm+i = 2(r/m) 其中"n發"為發動機轉速(r/m) ，"Dp"為泵排量(cc/r) ，" 11 "為泵容積效率，"nV2" 為馬達容積效率，"Dm"為馬達排量(cc/r) ， "i"為機械傳動裝置減速比。
2 Z)附所以，n—- ^ ,、其中，"n發"是變動的，其餘參數都是基本確
Up—"發xriwxiiv2 (cc/r)，
定的量。 求得"Dp"後，參見圖3.此為一電控泵輸入電信號與排量的對應關係的特性圖。由
此可得(或計算可得到)泵對應的輸入電信號，由此可由控制器的輸出端供給之。 採用上述控制器的攪拌運輸車，由發動機同時驅動運輸車的變速箱並通過發動機
的取力口驅動液壓泵，當根據運輸的路況及其它實際條件，司機用油門控制發動機轉速時，
控制器自動調節泵的流量使保持基本恆定，以使攪拌筒轉速維持恆定。 參見圖4，在該示意圖中，發動機控制器l.a將圖1中控制器7的功能合二為一。
即不專設一恆速控制器。由於通常的電控發動機，其控制器、控制器電源、發動機轉速傳感
器及其連線、以及控制器讀入、處理轉速信號的程序及寄存器等相關軟、硬體已是其必要的
一部分。合二為一後，就避免了重複的設置及處理，減少了環節，實現了節約。 而且恆速控制系統的控制器除了上述軟、硬體外，佔用的其它資源(輸入、輸出
端、程序)較少，一般，合理分配資源就不會增加發動機控制器的硬體成本。因此在總體上
說，系統更簡單，連線少、成本低，具有經濟意義。
權利要求
一種用於攪拌運輸車的攪拌筒恆速控制系統。它由運輸車的發動機作為動力來源，由發動機驅動液壓泵，液壓泵輸出壓力油，驅動液壓馬達旋轉，經過機械傳動，驅動攪拌筒旋轉。其特徵在於，其發動機為電控速度的發動機，即油門可用電信號控制，並且有表達發動機實際轉速的電信號可輸出；其液壓泵為電控變量液壓泵；以及該系統還包括一個控制器，它對電控發動機本身所輸出的發動機實際轉速信號，根據使發動機轉速與變量泵排量的乘積為定值或相近值的關係，給出相應的對電控變量泵的控制信號。
2. 如權利要求1所述的恆速控制系統，其特徵在於，其中該控制器的上述乘積是用控制器的二個輸入端進行調整， 一個輸入端有信號時，該乘積增大，另一個輸入端有信號時，該乘積減小。
3. —種攪拌運輸車，其特徵在於，該運輸車使用權利要求1所述的恆速控制系統。
4. 一種電控轉速發動機，其特徵在於，該發動機的控制器與權利要求1所述的控制器合二為一。即發動機本身的控制器內，除了控制發動機的控制邏輯外，還固化了權利要求l所述的對電控變量液壓泵的控制邏輯，並且留有控制該電控變量液壓泵的對應的輸出端以及輸入端，該輸入端，讀入發動機轉速傳感器輸給的轉速信號，根據權利要求1所述的關係，由輸出端輸出控制信號給電控變量泵。
全文摘要
本發明公開了一種攪拌筒恆速控制系統，使用該系統的攪拌運輸車以及將攪拌筒恆速控制系統中的控制器與發動機控制器合二為一的電控發動機。本發明的目的在使攪拌筒的轉速保持必要的恆定的低轉速以達到節能等優點，其方案的要點在利用電控發動機已有的轉速信號與電控變量液壓泵的排量的電信號的配合以實現恆定流量，使攪拌筒的轉速不隨發動機必需變動的轉速而波動。
文檔編號B28C7/00GK101716802SQ20081020095
公開日2010年6月2日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年10月9日
發明者朱明 申請人:上海華豐工業控制技術工程有限公司