起重机发动机功率控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种起重机发动机功率控制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 起重机械作业工况种类繁多，对发动机功率及扭矩需求跨度大，导致发动机在大 部分工况下负荷率低，有效输出功小，燃油经济性差。如某品牌70t汽车起重机测试结果显 示，起重机在各作业工况下发动机的扭矩输出范围为94N.m至1064N.m，对应发动机的负荷 率为8%至60%，其中满倍率满载吊重时发动机的扭矩输出最大为1064N.m，空载全伸臂吊 轻载时发动机的扭矩输出为94N.m。而起重机发动机选型必须依据最大功率及最大扭矩选 型，这就导致起重机在中、低负荷时存在发动机功率过剩，负荷率低，燃油经济性差等问题。
[0003]目前，应用比较广泛的技术是出厂时在发动机内置控制程序中设置一条ΡΤ0特性 曲线，该条ΡΤ0特性曲线所对应的扭矩及功率均小于发动机外特性曲线，同时又能满足起 重机最大功率需求。这种ΡΤ0特性曲线主要是根据较大负荷作业工况进行设计的，能够达 到发动机的最大扭矩输出的限制作用，但对起重机中、小负荷作业工况来说，该ΡΤ0特性曲 线尚不能起到限制发动机扭矩及功率输出的作用，未能起到降低油耗的效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提出一种起重机发动机功率控制方法及系统，能够提高起重机在 不同作业工况下的发动机负荷率，降低发动机油耗。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种起重机发动机功率控制方法，包括 ：
[0006] 根据中心回转体前后的液压油压差确定主泵出口流量，并根据所述主泵出口流量 及压力计算主泵消耗功率；
[0007] 根据计算出的所述主泵消耗功率及发动机附件功率损失计算发动机消耗总功 率；
[0008] 根据计算出的所述发动机消耗总功率及发动机当前转速计算在发动机当前转速 下的发动机需求转矩；
[0009] 根据计算出的发动机需求转矩确定发动机限制转矩，并通知起重机发动机按照所 述发动机限制转矩进行输出。
[0010] 进一步的，所述根据计算出的发动机需求转矩确定发动机限制转矩，并通知起重 机发动机按照所述发动机限制转矩进行输出的操作具体为：
[0011] 根据计算出的发动机需求转矩从预设的多条分别对应不同作业工况的扭矩限制 曲线选择对应的扭矩限制曲线；
[0012] 将选出的扭矩限制曲线发送给所述起重机发动机，以便所述起重机发动机查询不 同发动机转速下对应的发动机限制扭矩。
[0013] 进一步的，所述根据计算出的发动机需求转矩确定发动机限制转矩，并通知起重 机发动机按照所述发动机限制转矩进行输出的操作具体为：
[0014] 根据计算出的发动机需求转矩从对应于不同作业工况的计算函数中选择对应的 计算函数；
[0015] 根据选出的计算函数计算发动机当前转速对应的实时发动机限制扭矩，并发送给 所述起重机发动机，以便所述起重机发动机根据所述实时发动机限制扭矩进行输出。
[0016] 进一步的，在所述根据中心回转体前后液压油压差确定主泵出口流量的操作之 前，还包括：
[0017] 通过分别设置在所述中心回转体前后的主泵油路中的第二压力传感器和第一压 力传感器采集所述中心回转体前后的主泵出口压力值；
[0018] 通过对所述第一压力传感器和第二压力传感器采集的主泵出口压力值进行求差， 确定所述中心回转体前后的液压油压差。
[0019] 进一步的，所述发动机需求转矩的总计算公式为：
[0020]
[0021] 其中，Μ为发动机需求转矩，C为主泵流量系数，为常量，P1和P2分别为第一压力 传感器和第二压力传感器采集的主泵出口压力值，η为发动机当前转速，f(η)为在发动机 当前转速为η时，发动机附件造成的功率损失。
[0022] 进一步的，在所述起重机发动机按照所述发动机限制转矩进行输出之前，还包括： 通过起重力矩限制器采集工作机构信息，进行动作识别，所述起重机发动机根据识别结果 确定是按照所述发动机限制转矩进行输出，还是全功率输出。
[0023] 为实现上述目的，本发明提供了一种起重机发动机功率控制系统，包括 ：
[0024] 第一压力传感器，设置在起重机的中心回转体之后的主泵油路上，用于采集所述 中心回转体之后的主泵出口压力值；
[0025] 第二压力传感器，设置在所述中心回转体之前的主泵油路上，用于采集所述中心 回转体之前的主泵出口压力值；
[0026]功率控制单元，用于根据所述中心回转体前后的液压油压差确定主泵出口流量， 并根据所述主泵出口流量及压力计算主泵消耗功率，根据计算出的所述主泵消耗功率及发 动机附件功率损失计算发动机消耗总功率，根据计算出的所述发动机消耗总功率及发动机 当前转速计算在发动机当前转速下的发动机需求转矩，根据计算出的发动机需求转矩确定 发动机限制转矩，并通知起重机发动机按照所述发动机限制转矩进行输出。
[0027] 进一步的，所述功率控制单元为起重力矩限制器，所述起重机发动机、所述第一压 力传感器、所述第二压力传感器和所述起重力矩限制器均通过现场工业总线连接，所述起 重力矩限制器与工作机构连接。
[0028] 进一步的，所述功率控制单元为起重力矩限制器，所述起重机发动机、所述工作机 构、所述第一压力传感器和所述第二压力传感器与所述起重力矩限制器连接。
[0029] 进一步的，所述功率控制单元包括起重力矩限制器和控制器，所述起重机发动机、 所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述控制器和所述起重力矩限制器均通过现 场工业总线连接，所述起重力矩限制器与工作机构连接。
[0030] 基于上述技术方案，本发明通过测量液压管路经过中心回转体前后的液压油压 差，利用差压式流量测量法来计算主泵流量及功率消耗，进而计算出发动机消耗总功率，从 而确定出发动机当前转速下的发动机需求转矩，根据计算出的需求转矩来对起重机发动机 进行输出控制，可以提高发动机的负荷率，降低发动机燃油消耗。
【附图说明】
[0031] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0032] 图1为本发明起重机发动机功率控制方法的一实施例的流程示意图。
[0033] 图2为本发明起重机发动机功率控制方法实施例中多条扭矩限制曲线的示意图。
[0034] 图3为本发明起重机发动机功率控制系统的一实施例的结构示意图。
[0035] 图4为本发明起重机发动机功率控制系统的另一实施例的结构示意图。
[0036] 图5为本发明起重机发动机功率控制系统的又一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0038] 如图1所示，为本发明起重机发动机功率控制方法的一实施例的流程示意图。在 本实施例中，起重机发动机功率控制方法包括：
[0039] 步骤101、根据中心回转体前后的液压油压差确定主泵出口流量，并根据所述主泵 出口流量及压力计算主泵消耗功率；
[0040] 步骤102、根据计算出的所述主泵消耗功率及发动机附件功率损失计算发动机消 耗总功率；
[0041] 步骤103、根据计算出的所述发动机消耗总功率及发动机当前转速计算在发动机 当前转速下的发动机需求转矩；
[0042] 步骤104、根据计算出的发动机需求转矩确定发动机限