CN109183568A - 一种新型节能压路机功率匹配系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型节能压路机功率匹配系统，包括控制器、电控柴油机、柴油机转速传感器、行走速度控制手柄、行走泵变量电比例线圈、行走马达变量电比例线圈、行走泵压力传感器、行走马达转速传感器、振动频率控制旋钮、振动泵变量电比例线圈、振动马达变量电比例线圈、振动泵压力传感器和振动马达转速传感器；并能通过实时监测压路机中柴油机、泵和马达的运行状态，自动调节整机速度，使柴油机、泵和马达的总效率与能耗比处于最高位置。本发明可有效抑制压路机在行走或振动过程中产生的瞬间功率，同时，也能有效减少功率消耗和噪音、节省使用成本。
Description
技术领域
本发明属于路面工程机械技术领域，具体涉及一种新型节能压路机功率匹配系统。
背景技术
目前路面机械行业，如压路机、摊铺机、铣刨机，都是属于定转速机械设备。以压路机为例，因为行走及振动惯性较大，所以在行走或振动过程中启动和停止瞬间需要的功率较大，而当行走速度或频率达到恒定时柴油机的负荷量仅在60%左右，因此非整车启动和停止柴油机的能耗及噪音较高，对整车施工性能无任何益处，造成资源的浪费和驾驶的不舒适性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型节能压路机功率匹配系统，用于自动控制压路机行走和振动，实现节能、降噪，提高驾驶自动化水平。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种新型节能压路机功率匹配系统，包括控制器、电控柴油机、用于检测所述电控柴油机转速并产生柴油机转速信号的柴油机转速传感器、用于控制整机行走速度控制手柄、分别用于启停控制和驱动量大小控制的行走泵变量电比例线圈和行走马达变量电比例线圈、用于检测行走泵压力并产生行走泵压力信号的行走泵压力传感器、用于检测行走马达转速并产生行走马达转速信号的行走马达转速传感器。
系统还包括：用于控制整机振动状态的振动频率控制旋钮、分别用于振动控制和振动频率大小控制振动泵变量电比例线圈和振动马达变量电比例线圈、用于检测振动泵压力并产生振动泵压力信号的振动泵压力传感器以及用于检测振动马达转速并产生振动马达转速信号的振动马达转速传感器。
所述控制器根据所述行走速度控制手柄选择的参数计算需求速度V1，根据预设值输出所述行走泵的排量值Ps、所述行走马达的排量值Ms和所述电控柴油机的转速ns产生液压系统压力P；通过压力传感器将所述液压系统压力P反馈给控制器，然后可计算出实际所需扭矩N，根据油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时，根据泵马达性能图计算所述行走泵、所述行走马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得所述整机速度V1’；并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
在压路机行走过程中，所述控制器通过实时处理分析所述电控柴油机转速信号、行走泵压力信号和行走马达转速信号以获取压路机设备状态的行走检测值，根据所述行走检测值和预设的油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时计算对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得整机速度V1’，向所述行走泵变量电比例线圈、所述行走马达变量电比例线圈以及所述电控柴油机发出控制指令，并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
所述行走检测值包括所述电控柴油机转速、所述行走泵压力值和所述行走马达转速值的一种或多种。
所述控制器根据所述振动频率控制旋钮选择的参数计算需求速度V1，根据预设值输出所述行走泵的排量值Ps、所述行走马达的排量值Ms和所述电控柴油机的转速ns产生液压系统压力P；通过压力传感器将所述液压系统压力P反馈给控制器，然后可计算出实际所需扭矩N，根据油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时，根据泵马达性能图计算所述行走泵、所述行走马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得所述整机速度V1’；并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
在压路机振动过程中，所述控制器通过实时处理分析振动泵压力信号、振动马达转速信号以获取压路机设备状态的振动检测值，以获取压路机设备状态的振动检测值，根据所述振动检测值计算所述振动泵、所述振动马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应所述整机速度V1’，并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，自动控制控制压路机的行走速度。
所述振动检测值包括所述振动泵压力值、振动马达转速值中的一种或多种。
所述柴油机转速、泵排量、马达排量是无极调定。
还包括引入液压系统压力反馈闭环。
还包括显示设备，用于在界面实时显示所述行走检测值、所述振动检测值、所述油耗云图和所述泵马达性能图。
还包括智能处理设备，用于存储所述行走检测值和所述振动检测值，并通过数据挖掘和数据分析不断修改所述行走阈值和振动阈值，提高压路机功率。
所述智能处理设备可选择设置在压路机、计算机设备或云端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明会根据整车实际负载自动调节柴油机、泵和马达的转速，让动力源（如柴油机）、液压泵、传动元件（如变速箱、驱动桥）、液压马达的总效率/能耗比在最高位置，达到节能、降噪、自动化程度较高的需求。
附图说明
图1为本发明实施例中一种新型节能压路机功率匹配系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中一种新型节能压路机功率匹配系统中整机速度输入示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的公开了一种新型节能压路机功率匹配系统，该系统包括：
包括控制器101、电控柴油机102、用于检测所述电控柴油机转速并产生柴油机转速信号的柴油机转速传感器103、用于控制整机行走速度控制手柄104、分别用于启停控制和驱动量大小控制的行走泵变量电比例线圈105和行走马达变量电比例线圈106、用于检测行走泵压力并产生行走泵压力信号的行走泵压力传感器107、用于检测行走马达转速并产生行走马达转速信号的行走马达转速传感器108、用于控制整机振动状态的振动频率控制旋钮109、分别用于振动控制和振动频率大小控制振动泵变量电比例线圈110和振动马达变量电比例线圈111、用于检测振动泵压力并产生振动泵压力信号的振动泵压力传感器112以及用于检测振动马达转速并产生振动马达转速信号的振动马达转速传感器113。
如图2所示，本实施例中的公开了一种新型节能压路机功率匹配系统中整机速度输入示意图。在本发明的一个实施例中。所述控制器根据所述行走速度控制手柄选择的参数计算需求速度V1，根据预设值输出所述行走泵的排量值Ps、所述行走马达的排量值Ms和所述电控柴油机的转速ns产生液压系统压力P；通过压力传感器将所述液压系统压力P反馈给控制器101，然后可计算出实际所需扭矩N；根据预设的油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时，根据泵马达性能图计算所述行走泵、所述行走马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得整机速度V1’， 并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
在本发明的一个实施例中，在压路机行走过程中，所述控制器通过实时处理分析所述电控柴油机转速信号、行走泵压力信号和行走马达转速信号以获取压路机设备状态的行走检测值，根据所述行走检测值和预设的油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时计算对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得整机速度V1’，向所述行走泵变量电比例线圈、所述行走马达变量电比例线圈以及所述电控柴油机发出控制指令，控制所述行走泵的排量、所述行走马达的排量和所述电控柴油机的转速以及压路机的行走速度。
在本发明的一个实施例中，所述行走检测值包括所述电控柴油机转速、所述行走泵压力值和所述行走马达转速值的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述控制器根据所述振动频率控制旋钮选择的参数计算需求速度V1，根据预设值输出所述行走泵的排量值Ps、所述行走马达的排量值Ms和所述电控柴油机的转速ns产生液压系统压力P；通过压力传感器将所述液压系统压力P反馈给控制器，然后可计算出实际所需扭矩N；根据预设的油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时，根据泵马达性能图计算所述行走泵、所述行走马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得所述整机速度V1’； 并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
在本发明的一个实施例中，在压路机振动过程中，所述控制器通过实时处理分析振动泵压力信号、振动马达转速信号以获取压路机设备状态的振动检测值，以获取压路机设备状态的振动检测值，根据所述振动检测值计算所述振动泵、所述振动马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应所述整机速度V1’， 并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
在本发明的一个实施例中，所述振动检测值包括所述振动泵压力值、振动马达转速值中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述柴油机转速、泵排量、马达排量是无极调定。
在本发明的一个实施例中，引入液压系统压力反馈闭环。
在本发明的一个实施例中，还包括显示设备，用于在界面实时显示所述行走检测值、所述振动检测值、所述油耗云图和所述泵马达性能图。
在本发明的一个实施例中，还包括智能处理设备，用于存储所述行走检测值和所述振动检测值，并通过数据挖掘和数据分析不断修改所述行走阈值和振动阈值，提高压路机功率。
在本发明的一个实施例中，所述智能处理设备可选择设置在压路机、计算机设备或云端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明会根据整车实际负载自动调节柴油机、泵和马达的转速，让动力源（如柴油机）、液压泵、传动元件（如变速箱、驱动桥）、液压马达的总效率/能耗比在最高位置，达到节能、降噪、自动化程度较高的需求。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：包括控制器、电控柴油机、用于检测所述电控柴油机转速并产生柴油机转速信号的柴油机转速传感器、用于控制整机行走速度控制手柄、分别用于启停控制和驱动量大小控制的行走泵变量电比例线圈和行走马达变量电比例线圈、用于检测行走泵压力并产生行走泵压力信号的行走泵压力传感器、用于检测行走马达转速并产生行走马达转速信号的行走马达转速传感器。
2.根据权利要求1所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：还包括，用于控制整机振动状态的振动频率控制旋钮、分别用于振动控制和振动频率大小控制振动泵变量电比例线圈和振动马达变量电比例线圈、用于检测振动泵压力并产生振动泵压力信号的振动泵压力传感器以及用于检测振动马达转速并产生振动马达转速信号的振动马达转速传感器。
3.根据权利要求1所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：所述控制器根据行走速度控制手柄选择的参数计算需求速度V1，根据预设值输出行走泵的排量值Ps、行走马达的排量值Ms和电控柴油机的转速ns产生液压系统压力P；通过压力传感器将所述液压系统压力P反馈给控制器，然后可计算出实际所需扭矩N，根据油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时，根据泵马达性能图计算所述行走泵、所述行走马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得所述整机速度V1’；并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
4.根据权利要求3所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：在压路机行走过程中，所述控制器通过实时处理分析所述电控柴油机转速信号、行走泵压力信号和行走马达转速信号以获取压路机设备状态的行走检测值，根据所述行走检测值和预设的油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时计算对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得整机速度V1’， 并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
5.根据权利要求4所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：所述行走检测值包括所述电控柴油机转速、所述行走泵压力值和所述行走马达转速值的一种或多种。
6.根据权利要求2-5任意一项中所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：所述控制器根据所述振动频率控制旋钮选择的参数计算需求速度V1，根据预设值输出所述行走泵的排量值Ps、所述行走马达的排量值Ms和所述电控柴油机的转速ns产生液压系统压力P；通过压力传感器将所述液压系统压力P反馈给控制器，然后可计算出实际所需扭矩N，根据油耗云图选择符合需求扭矩曲线对应的所述电控柴油机的转速n1，进一步根据所述液压系统压力P计算可调节速度最小值Vmin1和最大值Vmax2；当Vmin1<V1<Vmax2时，根据泵马达性能图计算所述行走泵、所述行走马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应的所述行走泵的排量值Ps’、所述行走马达的排量值Ms’和所述电控柴油机的转速ns’，进而计算获得所述整机速度V1’；并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
7.根据权利要求6所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：在压路机振动过程中，所述控制器通过实时处理分析振动泵压力信号、振动马达转速信号以获取压路机设备状态的振动检测值，以获取压路机设备状态的振动检测值，根据所述振动检测值计算所述振动泵、所述振动马达和传动总效率与能耗比值最大时所对应所述整机速度V1’， 并向所述振动泵变量电比例线圈和所述振动马达变量电比例线圈发出所述整机速度控制指令，泵马达和柴油机接收指令后将整车行走的实际速度与最初的驾驶员需求速度V1进行对比，若差值较大则进行动态微调，进而控制压路机的行走速度。
8.根据权利要求7所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：所述柴油机转速、泵排量、马达排量是无极调定。
9.根据权利要求7或8所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：还包括显示设备，用于在界面实时显示所述行走检测值、所述振动检测值、所述油耗云图和所述泵马达性能图。
10.根据权利要求9所述的新型节能压路机功率匹配系统，其特征在于：还包括智能处理设备，用于存储所述行走检测值和所述振动检测值，并通过数据挖掘和数据分析不断修改所述行走阈值和振动阈值，提高压路机功率。
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