專利名稱：集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及到港口機(jī)械領(lǐng)域，特指一種集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，國際上現(xiàn)有的集裝箱空箱堆高機(jī)均是采用“液力傳動(dòng)+液壓工作”的方式。這種方式，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，柴油機(jī)效率低，能耗高，工作以及行走過程的控制難以把握。由柴油機(jī)輸出特性可知，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高速狀態(tài)下，當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)矩增加，轉(zhuǎn)速減小，柴油機(jī)輸出功率減小，使堆高機(jī)工作不穩(wěn)定，甚至引起柴油機(jī)熄火。在這種狀態(tài)下，如何解決在不同工況下行走過程和工作過程之間的功率分配、以及在這種分配下如何保持柴油機(jī)的功率基本恒定，成為整機(jī)性能的關(guān)鍵。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種能夠合理分配工作過程和行走過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的整體輸出功率保持恒定，從而提高整機(jī)穩(wěn)定性以及整體性能的集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的解決方案為一種集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，它包括行走泵、工作泵、控制器、第一液壓行走馬達(dá)、第二液壓行走馬達(dá)，行走泵的輸出端分別與第一液壓行走馬達(dá)和第二液壓行走馬達(dá)相連，工作泵的輸出端與堆高機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，其特征在于所述行走泵的行走泵電比例閥與控制器的輸出端相連，行走泵的輸出口處設(shè)有第一液壓壓力傳感器，工作泵的輸出口處設(shè)有第二液壓壓力傳感器；第一液壓行走馬達(dá)和第二液壓行走馬達(dá)分別與第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器的輸入端口相連，第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端與控制器的輸入端相連；工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)與一負(fù)荷壓力傳感器的輸入端相連，該負(fù)荷壓力傳感器的輸出端與控制器相連。
所述行走泵和工作泵與堆高機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)同軸連接。
所述第一液壓行走馬達(dá)和第二液壓行走馬達(dá)內(nèi)分別設(shè)有第一行走馬達(dá)電比例閥和第二行走馬達(dá)電比例閥。
所述工作泵采用負(fù)荷敏感工作泵。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)就在于本實(shí)用新型集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置通過各個(gè)傳感器收集工作裝置的信號(hào)，并將所有的信號(hào)反饋到控制器中，然后通過控制器改變行走泵和行走馬達(dá)的排量，合理分配工作過程和行走過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的整體輸出功率保持恒定，從而提高了柴油機(jī)的功率利用率，降低了油耗，并且達(dá)到了堆高機(jī)工作優(yōu)先的目的，并提高整機(jī)穩(wěn)定性以及整體性能的使柴油機(jī)相對(duì)穩(wěn)定的工作。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本實(shí)用新型控制器的接口電路示意圖；圖3是行走泵的排量與電流的關(guān)系示意圖；圖4是馬達(dá)的排量與電流的關(guān)系示意圖；圖5是本實(shí)用新型工作原理流程示意圖。
圖例說明1、發(fā)動(dòng)機(jī) 2、行走泵3、工作泵 4、第一液壓行走馬達(dá)5、第二液壓行走馬達(dá) 6、控制器7、工作執(zhí)行機(jī)構(gòu) 8、檔位控制手柄9、電控油門踏板 10、行走泵電比例閥11、第一行走馬達(dá)電比例閥12、第二行走馬達(dá)電比例閥13、第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器 14、第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器15、第一液壓壓力傳感器 16、負(fù)荷壓力傳感器17、第二液壓壓力傳感器 18、CAN總線具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，它包括行走泵2、工作泵3、控制器6、第一液壓行走馬達(dá)4、第二液壓行走馬達(dá)5，行走泵2的輸出端分別與第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5相連，工作泵3的輸出端與堆高機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7相連，行走泵2的行走泵電比例閥10與控制器6的輸出端相連，行走泵2的輸出口處設(shè)有第一液壓壓力傳感器15，工作泵3的輸出口處設(shè)有第二液壓壓力傳感器17；第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5分別與第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器13和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器14的輸入端口相連，第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器13和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器14的輸出端口與控制器6的輸入端相連；工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7與一負(fù)荷壓力傳感器16的輸入端相連，該負(fù)荷壓力傳感器16的輸出端與控制器6相連。行走泵2和工作泵3與堆高機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)1同軸連接。第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5內(nèi)分別設(shè)有第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12。其中，具體的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)1采用柴油機(jī)，在控制信號(hào)的連接上，堆高機(jī)的檔位控制手柄8的輸出端與控制器6的開關(guān)量輸入口相連，發(fā)動(dòng)機(jī)1的CAN總線18及其CAN總線接口與控制器6的CAN總線18及其CAN總線接口相連，第一液壓壓力傳感器15、負(fù)荷壓力傳感器16、第二液壓壓力傳感器17的輸出端均與控制器6的模擬量輸入口相連，第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器13和第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器14的輸出端均與控制器6的脈沖輸入端相連；行走泵電比例閥10、第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12均與控制器6的PWM輸出口相連。堆高機(jī)的電控油門踏板9的輸出端與發(fā)動(dòng)機(jī)1控制器油門控制端相連。另外，在機(jī)械連接上，發(fā)動(dòng)機(jī)1與行走泵2和工作泵3為同軸連接，行走泵2的液壓輸出口經(jīng)高壓油管與第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5的液壓輸入口相連；工作泵3的輸出口經(jīng)高壓油管與堆高機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7相連，工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7再經(jīng)高壓油管反饋一個(gè)液壓信號(hào)給工作泵3；第一液壓壓力傳感器15和第二液壓壓力傳感器17分別安裝在行走泵2和工作泵3的輸出口高壓油路上；負(fù)荷壓力傳感器16與工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7中舉升油缸的高壓油管相連；第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器13和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器14分別與第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5相連，行走泵電比例閥10和第一行走馬達(dá)電比例閥11、第二行走馬達(dá)電比例閥12分別為行走泵2以及第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5自帶的電磁閥。
如圖1和圖2所示，本實(shí)例中的控制器6采用上海派恩公司的EPEC2024控制器，其接口說明如圖6所示；第一液壓壓力傳感器15、第二液壓壓力傳感器17和負(fù)荷壓力傳感器16均采用秀巴公司生產(chǎn)的壓力變送器500.943003-141；發(fā)動(dòng)機(jī)1采用VOLV720VE柴油機(jī)；行走泵2采用力士樂的A4VG180EP2型泵，其本身自帶行走泵電比例閥10；工作泵3采用力士樂的負(fù)荷敏感工作泵A11V0130LRDS；第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5同樣采用力士樂分別帶第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器13、第一行走馬達(dá)電比例閥11以及第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器14、第二行走馬達(dá)電比例閥12的馬達(dá)；電控油門踏板9采用薩澳行走液壓有限公司的KEPA1482型踏板；檔位控制手柄8為意大利COBO轉(zhuǎn)向柱上自帶的控制手柄。
工作原理根據(jù)液壓傳動(dòng)原理可知泵、馬達(dá)流量Q＝V×n×η …(1)
泵、馬達(dá)轉(zhuǎn)矩T＝K1×V×p …(2)泵、馬達(dá)輸出功率P＝K2×n×T＝K3×V×n×p …(3)其中N為泵、馬達(dá)轉(zhuǎn)速，K1、K2、K3為常數(shù)，T為泵、馬達(dá)扭矩，p為系統(tǒng)(管路)壓力，V為泵、馬達(dá)排量，η為泵、馬達(dá)容積效率。
由此可知，當(dāng)堆高機(jī)負(fù)載或工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7工作時(shí)，行走泵2和工作泵3的出口油壓力p增大，引起發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)矩T增大，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)速下降。若要保持發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出總轉(zhuǎn)矩相對(duì)穩(wěn)定，就必須同時(shí)減小行走泵3和第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5的排量。由行走泵3的排量與電流的關(guān)系(如圖3所示)以及馬達(dá)的排量與電流的關(guān)系(如圖4所示)可知，要降低行走泵2和第一液壓行走馬達(dá)4和第二液壓行走馬達(dá)5的排量，可通過改變行走泵電比例閥和第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12的電流來實(shí)現(xiàn)。
參見圖5所示，本實(shí)用新型的具體工作流程中，工作泵3部分采用負(fù)荷敏感技術(shù)，工作泵3采用負(fù)荷敏感工作泵，通過工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)7反饋回的液壓壓力信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)其本身的運(yùn)行狀態(tài)。行走泵2部分，在整機(jī)啟動(dòng)后，控制器6實(shí)時(shí)讀取檔位控制手柄8的輸出信號(hào)，確定檔位并輸出一基準(zhǔn)電流信號(hào)給行走泵電比例閥10以及第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12；與此同時(shí)，控制器6實(shí)時(shí)檢測行走泵2的出口油壓力信號(hào)和工作泵3的出口油壓力信號(hào)、第一液壓行走馬達(dá)4、第二液壓行走馬達(dá)5的轉(zhuǎn)速信號(hào)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)1的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理和PID調(diào)節(jié)，反饋給行走泵電比例閥10，以及第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12一個(gè)電流，來控制行走泵2、第一液壓行走馬達(dá)4以及第二液壓行走馬達(dá)5的排量。
其反饋給行走泵電比例閥10以及第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12的電流分別為I行走泵＝I行走泵+K4*δ1…(4)I行走馬達(dá)1＝I行走馬達(dá)1+K5*δ2…(5)I行走馬達(dá)2＝I行走馬達(dá)2+K6*δ3…(6)其中I行走泵、I行走馬達(dá)1、I行走馬達(dá)2分別為堆高機(jī)空載時(shí)檔位控制手柄8在特定檔位下控制器6指定輸出到行走泵電比例閥10和第一行走馬達(dá)電比例閥11和第二行走馬達(dá)電比例閥12的電流；K4、K5、K6為控制器6經(jīng)數(shù)據(jù)處理和PID調(diào)節(jié)后輸出電流的控制系數(shù)，δ1、δ2、δ3為行走泵2和第一液壓行走馬達(dá)4以及第二液壓行走馬達(dá)5的排量校正值。
這樣，就可以改變行走泵2和第一液壓行走馬達(dá)4、第二液壓行走馬達(dá)5的排量，來使發(fā)動(dòng)機(jī)1相對(duì)穩(wěn)定的工作，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)1的功率利用率，降低油耗，并且達(dá)到了堆高機(jī)工作泵3工作優(yōu)先的目的。
權(quán)利要求1.一種集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，它包括行走泵(2)、工作泵(3)、控制器(6)、第一液壓行走馬達(dá)(4)、第二液壓行走馬達(dá)(5)，行走泵(2)的輸出端分別與第一液壓行走馬達(dá)(4)和第二液壓行走馬達(dá)(5)相連，工作泵(3)的輸出端與堆高機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)相連，其特征在于所述行走泵(2)的行走泵電比例閥(10)與控制器(6)的輸出端相連，行走泵(2)的輸出口處設(shè)有第一液壓壓力傳感器(15)，工作泵(3)的輸出口處設(shè)有第二液壓壓力傳感器(17)；第一液壓行走馬達(dá)(4)和第二液壓行走馬達(dá)(5)分別與第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器(13)和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器(14)的輸入端口相連，第一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器(13)和第二行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器(14)的輸出端與控制器(6)的輸入端相連；工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)與一負(fù)荷壓力傳感器(16)的輸入端相連，該負(fù)荷壓力傳感器(16)的輸出端與控制器(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，其特征在于所述行走泵(2)和工作泵(3)與堆高機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)同軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，其特征在于所述第一液壓行走馬達(dá)(4)和第二液壓行走馬達(dá)(5)內(nèi)分別設(shè)有第一行走馬達(dá)電比例閥(11)和第二行走馬達(dá)電比例閥(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，其特征在于所述工作泵(3)采用負(fù)荷敏感工作泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，其特征在于所述工作泵(3)采用負(fù)荷敏感工作泵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種集裝箱空箱堆高機(jī)的帶負(fù)荷傳感的全液壓控制裝置，它的行走泵分別與兩個(gè)液壓行走馬達(dá)相連，工作泵的輸出端與堆高機(jī)的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，行走泵的行走泵電比例閥與控制器的輸出端相連，行走泵的輸出口處設(shè)有第一液壓壓力傳感器，工作泵的輸出口處設(shè)有第二液壓壓力傳感器；兩個(gè)液壓馬達(dá)分別與一行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器的輸入端口相連，兩個(gè)行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端與控制器的輸入端相連；工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)與一負(fù)荷壓力傳感器的輸入端相連，該負(fù)荷壓力傳感器的輸出端與控制器相連。本實(shí)用新型能夠合理分配工作過程和行走過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的整體輸出功率保持恒定，從而提高整機(jī)穩(wěn)定性以及整體性能。
文檔編號(hào)B60K17/28GK2903010SQ200620050739
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者劉志剛, 王衛(wèi)平, 廖榮華, 李翠英 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司