一种起重机作业速度操纵装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种起重机作业速度操纵装置，包括第一获取单元、第一控制单元、第二控制单元以及蓄能器，其中，所述第二控制单元用于获取液压泵转速信息、作业速度信息，判断液压泵转速是否匹配作业速度，若是，则发动机保持起始转速，若否，则获取发动机转速、传动系统速比信息，判断在当前速比下能否通过调节发动机转速匹配作业速度，若是，则调整发动机至目标转速状态，若否，则计算与作业速度匹配的速比和发动机转速，调整传动系统和发动机至目标速比和目标转速状态。该装置能够通过改变中间传动系的速比来实现作业速度的调节，并控制发动机始终工作在经济转速区，从而实现降低整机作业油耗的目的。本发明专利技术还公开了一种起重机作业速度操纵方法。

【技术实现步骤摘要】
起重机作业速度操纵装置及起重机作业速度操纵方法
本专利技术涉及工程机械
，特别是起重机的作业速度操纵装置。本专利技术还涉及起重机的作业速度操纵方法。
技术介绍
起重机多利用液压作为执行元件的动力来源，主要是由于液压系统具有动力性能好、操纵方便、重量轻、系统体积小、布置灵活等优点。起重机在作业过程中，其动作速度需要根据作业情况不断进行调整，比如在空载、准备动作时，需要高速动作，而在重载、微小动作作业时，需要进行低速作业。一台良好的起重机需要同时保证两种作业速度的需求，需要高速作业时，作业速度要尽可能高；而需要低速作业时，作业速度又要尽可能的低，即需要作业的高速高效率和低速微动稳定性。因此，在起重机上往往会设置一个或多个控制元件，用于控制作业速度的改变。目前，起重机作业系统调速主要有以下几种方法：第一种，调整发动机的转速。这种调整方法一般用于发动机直接驱动液压泵，也可以由发动机101通过变速箱103、取力器102等零部件驱动液压泵201。以汽车起重机为例，其动力传递路线如图1所示。应用这种调速方法的系统中，变速箱103、取力器102等传动件一般维持一个固定的速比(这个速比一般在1附近，这个速比的大小直接影响了作业的一些性能，具体影响效果在后详述)。需要调整系统工作速度时，可通过调整带动液压泵201的发动机101的转速，来调整液压泵201的转速，进而调整泵的流量，实现执行元件的输入流量的调节，进而实现执行元件工作速度的调节。在此方法中，为了保证汽车起重机的作业速度范围，液压泵201的速度调节范围要有一定的宽度，而这个速度的调节是由作业速度变化需求所控制的，这个变化需求来自于汽车起重机的操纵机构(如油门踏板、操作手柄等)，而这个速度的变化是由发动机101的转速变化所引起的。对于汽车起重机来说，其整机油耗取决于几个方面：系统执行的效率、发动机的燃油经济性、系统能量回收能力等。就目前汽车起重机所用的发动机来说，其工作时的油耗受几个方面的影响：发动机的自身结构(自身克服摩擦力以及为了保持自身持续稳定工作的驱动力)、发动机的负荷(驱动作业单元的负荷、驱动发动机附件如发电机等的负荷)、发动机的转速等。一般发动机的经济作业转速(经济油耗区)宽度仅占发动机调速范围的1/8左右，燃油经济性优异的发动机的经济作业转速区宽度可能达到1/6左右。由于发动机经济油耗工作区较小，如果为了保证汽车起重机作业速度范围，许多工况下发动机将不会在经济作业转速区内工作，机械的综合作业油耗将会非常高(发动机在经济油耗区和非经济油耗区的单位功率油耗差别非常大，高者甚至能达一倍以上，具体可参照图4)；如果为了保证汽车起重机的作业油耗，通过中间传动系速比的搭配，可以实现让发动机尽可能多的工作在经济油耗区(选择一个输入转速/输出转速＜1的传动速比，当要求发动机越多的工作在经济油耗区时，该速比越小)，但此时如果操作人员操纵机械进行微动时，油门的微小变化所导致发动机转速的微小变化经过中间传动系放大后，将会使作业机构的动作幅度大大超出预期，从而降低了系统微小动作的可操作性，工作转速与发动机转速的变化曲线可参照附图5(图中，上边的曲线为作业速度，中间的曲线为发动机转速，下边的曲线为转速变化差)。第二种，调整液压泵的排量。在应用这种调节方法的液压系统中，主泵一般采用可调节排量的变量液压泵201'，其动力传递路线如图2所示。应用这种方法的系统，在需要调节动作速度时，可通过调整变量液压泵201'的排量实现执行元件的输入流量的调节，进而实现执行元件工作速度的调节。此时，发动机101的转速一般维持在一个恒定的转速上。在此方法中，为了保证汽车起重机的作业速度范围，变量液压泵201'的排量调节需要有一定的宽度，而这个排量的调节是由作业速度变化需求所控制的，这个变化需求来自于汽车起重机的操纵机构(如油门踏板、操作手柄等)；变量泵的最大、最小排量取决于汽车起重机作业机构的最大、最小速度，以及作业时发动机的转速。如果发动机101的作业转速较低(位于经济油耗区附近)，就必须选择较大排量(最大、最小排量都较大)的变量泵，用来满足汽车起重机高速作业时液压执行机构的流量需求；如果发动机101的作业转速较高(在额定转速附近或略低于额定转速)，此时略小排量(最大、最小排量都略小)的变量泵即可满足汽车起重机高速作业时液压执行机构的流量需求，但由于发动机101长时间工作在非经济作业区，整机的作业油耗较高。第三种，调整系统泄油量。在应用这种调节方法的液压系统中，主泵、执行机构一般采用定量式，在主泵压力油口之后设置有可调节的电控溢流阀205，其动力传递路线如图3所示。应用这种方法的系统，在需要调节速度时，可调整液压系统中电控溢流阀205的泄漏油量，调整系统中用于做功的液压油的流量，实现执行元件的输入流量的调节，进而实现执行元件工作速度的调节。此时，发动机101的转速一般都维持在一个恒定的转速上。在此方法中，为了保证汽车起重机的作业速度范围，电控溢流阀205的泄漏量调节需要有一定的范围，而泄漏量的调节是由作业速度变化需求所控制的，这个变化需求来自于汽车起重机的操纵机构(如油门踏板、操作手柄等)。溢流阀的通径取决于系统的最大流量，而溢流阀的最大、最小泄漏量则取决于执行机构最低、最高速度作业时流量需求差。为保证机械最大作业速度，液压泵201需要时刻以系统允许的最大流量进行工作，这不仅造成系统动力的浪费，而且在机械低速作业时由于大量液压油从溢流阀处流回油箱，还会造成液压系统温度上升过快等不良现象。第四种，综合调节方法。利用上述方法1～3中的一种或几种一起动作进行调节。在此方法中，利用多种方法进行速度调节时，势必存在多个调节变量之间的沟通问题，从而加剧了控制系统的复杂程度，而且，也无法完全解决油耗偏高、动作性能差的缺点。另外，授权公告号为CN101687617B的专利技术专利中，提到了利用底部托架-行驶传动机构的传动比来限制工作时马达转速的单马达起重机。但相关公开文件中未说明如何利用以及具体实现方案，其涉及的利用行驶传动机构的一个或多个速比，对马达的转速进行限制，并不是通过主动进行调整以达到变速、优化油耗为目的，无法解决上述四种调节方法存在的不足。因此，如何克服上述几种方法所表现出来的油耗高、动作性能差、液压系统温度不稳定等缺点，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种起重机作业速度操纵装置。该装置能够通过改变中间传动系的速比来实现作业速度的调节，并控制发动机始终工作在经济转速区，从而实现降低整机作业油耗的目的。本专利技术的第二目的是提供一种起重机作业速度操纵方法。为实现上述第一目的，本专利技术提供一种起重机作业速度操纵装置，所述起重机的发动机作业转速区预设为发动机经济转速区，所述装置包括：第一获取单元，用于获取液压泵转速信息；第一控制单元，用于输入作业速度信息；第二控制单元，用于获取液压泵转速信息、作业速度信息，判断液压泵转速是否匹配作业速度，若是，则发动机保持起始转速，若否，则进入下一步；获取发动机转速、传动系统速比信息，判断在当前速比下能否通过调节发动机转速匹配作业速度，若是，则调整发动机至目标转速状态，若否，则进入下一步；计算与作业速度匹配的速比和发动机转速，调整传动系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种起重机作业速度操纵装置，其特征在于，所述起重机的发动机作业转速区预设为发动机经济转速区，所述装置包括：第一获取单元，用于获取液压泵转速信息；第一控制单元，用于输入作业速度信息；第二控制单元，用于获取液压泵转速信息、作业速度信息，判断液压泵转速是否匹配作业速度，若是，则发动机保持起始转速，若否，则进入下一步；获取发动机转速、传动系统速比信息，判断在当前速比下能否通过调节发动机转速匹配作业速度，若是，则调整发动机至目标转速状态，若否，则进入下一步；计算与作业速度匹配的速比和发动机转速，调整传动系统和发动机至目标速比和目标转速状态；蓄能器，设于起重机液压系统，用于在调整传统系统速比的同时向所述液压系统补充系统压力。

【技术特征摘要】
1.一种起重机作业速度操纵装置，其特征在于，所述起重机的发动机作业转速区预设为发动机经济转速区，所述装置包括：第一获取单元，用于获取液压泵转速信息；第一控制单元，用于输入作业速度信息；第二控制单元，用于获取液压泵转速信息、作业速度信息，判断液压泵转速是否匹配作业速度，若是，则发动机保持起始转速，若否，则进入下一步；获取发动机转速、传动系统速比信息，判断在当前速比下能否通过调节发动机转速匹配作业速度，若是，则调整发动机至目标转速状态，若否，则进入下一步；计算与作业速度匹配的速比和发动机转速，调整传动系统和发动机至目标速比和目标转速状态；蓄能器，设于起重机液压系统，用于在调整传动系统速比的同时向所述液压系统补充系统压力。2.根据权利要求1所述的起重机作业速度操纵装置，其特征在于，所述第二控制单元在调整发动机至目标转速状态后，进一步判断液压泵转速是否匹配作业速度，若是，则发动机以该转速运行，若否，则转入第二步。3.根据权利要求1所述的起重机作业速度操纵装置，其特征在于，所述第二控制单元按照下述方式计算与作业速度匹配的速比和发动机转速，调整传动系统和发动机至目标速比和目标转速状态：计算并调整传动系统速比；判断在调整后的速比下能否通过调节发动机转速匹配作业速度，若是，则进入下一步，若否，则转入上一步；调整发动机至目标转速状态。4.一种起重机作业速度操纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴高腾，李丽，朱长建，朱琳，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32