起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 起重機(jī)械作業(yè)工況種類繁多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩需求跨度大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在大 部分工況下負(fù)荷率低，有效輸出功小，燃油經(jīng)濟(jì)性差。如某品牌70t汽車起重機(jī)測(cè)試結(jié)果顯 示，起重機(jī)在各作業(yè)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出范圍為94N.m至1064N.m，對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷 率為8%至60%，其中滿倍率滿載吊重時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出最大為1064N.m，空載全伸臂吊 輕載時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出為94N.m。而起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)選型必須依據(jù)最大功率及最大扭矩選 型，這就導(dǎo)致起重機(jī)在中、低負(fù)荷時(shí)存在發(fā)動(dòng)機(jī)功率過剩，負(fù)荷率低，燃油經(jīng)濟(jì)性差等問題。
[0003]目前，應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)是出廠時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)置控制程序中設(shè)置一條ΡΤ0特性 曲線，該條ΡΤ0特性曲線所對(duì)應(yīng)的扭矩及功率均小于發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線，同時(shí)又能滿足起 重機(jī)最大功率需求。這種ΡΤ0特性曲線主要是根據(jù)較大負(fù)荷作業(yè)工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的，能夠達(dá) 到發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩輸出的限制作用，但對(duì)起重機(jī)中、小負(fù)荷作業(yè)工況來說，該ΡΤ0特性曲 線尚不能起到限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩及功率輸出的作用，未能起到降低油耗的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提出一種起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法及系統(tǒng)，能夠提高起重機(jī)在 不同作業(yè)工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率，降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法，包括 ：
[0006] 根據(jù)中心回轉(zhuǎn)體前后的液壓油壓差確定主泵出口流量，并根據(jù)所述主泵出口流量 及壓力計(jì)算主泵消耗功率；
[0007] 根據(jù)計(jì)算出的所述主泵消耗功率及發(fā)動(dòng)機(jī)附件功率損失計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)消耗總功 率；
[0008] 根據(jù)計(jì)算出的所述發(fā)動(dòng)機(jī)消耗總功率及發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速 下的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩；
[0009] 根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩，并通知起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按照所 述發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出。
[0010] 進(jìn)一步的，所述根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩，并通知起重 機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按照所述發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出的操作具體為：
[0011] 根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩從預(yù)設(shè)的多條分別對(duì)應(yīng)不同作業(yè)工況的扭矩限制 曲線選擇對(duì)應(yīng)的扭矩限制曲線；
[0012] 將選出的扭矩限制曲線發(fā)送給所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，以便所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)查詢不 同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)限制扭矩。
[0013] 進(jìn)一步的，所述根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩，并通知起重 機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按照所述發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出的操作具體為：
[0014] 根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩從對(duì)應(yīng)于不同作業(yè)工況的計(jì)算函數(shù)中選擇對(duì)應(yīng)的 計(jì)算函數(shù)；
[0015] 根據(jù)選出的計(jì)算函數(shù)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)限制扭矩，并發(fā)送給 所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，以便所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)所述實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)限制扭矩進(jìn)行輸出。
[0016] 進(jìn)一步的，在所述根據(jù)中心回轉(zhuǎn)體前后液壓油壓差確定主泵出口流量的操作之 前，還包括：
[0017] 通過分別設(shè)置在所述中心回轉(zhuǎn)體前后的主泵油路中的第二壓力傳感器和第一壓 力傳感器采集所述中心回轉(zhuǎn)體前后的主泵出口壓力值；
[0018] 通過對(duì)所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器采集的主泵出口壓力值進(jìn)行求差， 確定所述中心回轉(zhuǎn)體前后的液壓油壓差。
[0019] 進(jìn)一步的，所述發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩的總計(jì)算公式為：
[0020]
[0021] 其中，Μ為發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩，C為主泵流量系數(shù)，為常量，P1和P2分別為第一壓力 傳感器和第二壓力傳感器采集的主泵出口壓力值，η為發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，f(η)為在發(fā)動(dòng)機(jī) 當(dāng)前轉(zhuǎn)速為η時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)附件造成的功率損失。
[0022] 進(jìn)一步的，在所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按照所述發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出之前，還包括： 通過起重力矩限制器采集工作機(jī)構(gòu)信息，進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別，所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)識(shí)別結(jié)果 確定是按照所述發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出，還是全功率輸出。
[0023] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制系統(tǒng)，包括 ：
[0024] 第一壓力傳感器，設(shè)置在起重機(jī)的中心回轉(zhuǎn)體之后的主泵油路上，用于采集所述 中心回轉(zhuǎn)體之后的主泵出口壓力值；
[0025] 第二壓力傳感器，設(shè)置在所述中心回轉(zhuǎn)體之前的主泵油路上，用于采集所述中心 回轉(zhuǎn)體之前的主泵出口壓力值；
[0026]功率控制單元，用于根據(jù)所述中心回轉(zhuǎn)體前后的液壓油壓差確定主泵出口流量， 并根據(jù)所述主泵出口流量及壓力計(jì)算主泵消耗功率，根據(jù)計(jì)算出的所述主泵消耗功率及發(fā) 動(dòng)機(jī)附件功率損失計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)消耗總功率，根據(jù)計(jì)算出的所述發(fā)動(dòng)機(jī)消耗總功率及發(fā)動(dòng)機(jī) 當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩，根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩確定 發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩，并通知起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按照所述發(fā)動(dòng)機(jī)限制轉(zhuǎn)矩進(jìn)行輸出。
[0027] 進(jìn)一步的，所述功率控制單元為起重力矩限制器，所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、所述第一壓 力傳感器、所述第二壓力傳感器和所述起重力矩限制器均通過現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線連接，所述起 重力矩限制器與工作機(jī)構(gòu)連接。
[0028] 進(jìn)一步的，所述功率控制單元為起重力矩限制器，所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、所述工作機(jī) 構(gòu)、所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器與所述起重力矩限制器連接。
[0029] 進(jìn)一步的，所述功率控制單元包括起重力矩限制器和控制器，所述起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、 所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器、所述控制器和所述起重力矩限制器均通過現(xiàn) 場(chǎng)工業(yè)總線連接，所述起重力矩限制器與工作機(jī)構(gòu)連接。
[0030] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過測(cè)量液壓管路經(jīng)過中心回轉(zhuǎn)體前后的液壓油壓 差，利用差壓式流量測(cè)量法來計(jì)算主泵流量及功率消耗，進(jìn)而計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)消耗總功率，從 而確定出發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩，根據(jù)計(jì)算出的需求轉(zhuǎn)矩來對(duì)起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)行輸出控制，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率，降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗。
【附圖說明】
[0031] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0032] 圖1為本發(fā)明起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法的一實(shí)施例的流程示意圖。
[0033] 圖2為本發(fā)明起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法實(shí)施例中多條扭矩限制曲線的示意圖。
[0034] 圖3為本發(fā)明起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖4為本發(fā)明起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖5為本發(fā)明起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制系統(tǒng)的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0038] 如圖1所示，為本發(fā)明起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法的一實(shí)施例的流程示意圖。在 本實(shí)施例中，起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方法包括：
[0039] 步驟101、根據(jù)中心回轉(zhuǎn)體前后的液壓油壓差確定主泵出口流量，并根據(jù)所述主泵 出口流量及壓力計(jì)算主泵消耗功率；
[0040] 步驟102、根據(jù)計(jì)算出的所述主泵消耗功率及發(fā)動(dòng)機(jī)附件功率損失計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)消 耗總功率；
[0041] 步驟103、根據(jù)計(jì)算出的所述發(fā)動(dòng)機(jī)消耗總功率及發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī) 當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩；
[0042] 步驟104、根據(jù)計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)需求轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動(dòng)機(jī)限