专利名称：一种用于混凝土机械的控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种用于混凝土机械的控制系统及方法。
背景技术：
在现有技术中，带臂架的混凝土机械(如混凝土泵车)的泵组通常包含主油泵和臂架泵。其中，主油泵为泵送系统供油，驱动泵送系统输出混凝土；臂架泵为臂架系统供油，驱动臂架及支腿动作。泵送系统和臂架系统一般独立工作，互不干涉。在实际施工过程中，因臂架泵自身的排量不大，臂架动作的过程中发动机转速一般设定较高，以保证足够的流量输出，以满足臂架的动作速度。但对于发动机而言，高转速工况下相应的油耗值较高，不利于节能；同时，臂架泵自身排量的限制导致臂架泵的输出流量也较为有限，这将使得多节臂架联动时(同时动作)动作偏慢，影响作业效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种用于混凝土机械的控制系统及方法，以降低驱动装置转速，降低能耗。(二)技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种用于混凝土机械的控制系统，其包括油
箱、主油泵、臂架泵、第一换向阀、第二换向阀；所述主油泵的输入端连通所述油箱，输出端连通所述第一换向阀的输入端；所述第一换向阀的输出端选择连通泵送系统或者臂架液压系统；所述臂架泵的输入端连通所述油箱，输出端连通所述第二换向阀的输入端；所述第二换向阀的输出端选择连通所述臂架液压系统或者所述油箱。其中，所述控制系统还包括控制器；所述控制器连接所述第一换向阀、第二换向阀和臂架液压系统，用于在正常泵送时，控制所述第一换向阀的输出端连通所述泵送系统，控制所述第二换向阀的输出端连通所述臂架液压系统；以及，当所述泵送系统不动作，且所述臂架液压系统动作时，控制所述第一换向阀的输出端连通所述臂架液压系统，控制所述第二换向阀的输出端连通所述臂架液压系统或者所述油箱。其中，所述控制系统还包括遥控器；所述遥控器，用于向所述控制器发送控制信号；所述控制器，还用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号获知所述混凝土机械的工作状态。其中，所述控制系统还包括驱动装置；
所述驱动装置，用于驱动所述主油泵和臂架泵输出液压油。其中，所述驱动装置为发动机。其中，所述控制系统还包括第一单向阀和第二单向阀；所述主油泵的输出端通过所述第一单向阀连通所述第一换向阀的输入端；所述臂架泵的输出端通过所述第二单向阀连通所述第二换向阀的输入端。其中，所述第一换向阀和/或第二换向阀为电磁换向阀、液动阀、二通逻辑插装阀或电液阀。其中，所述主油泵为开式油泵或者变量泵。本发明还提供一种用于混凝土机械的控制方法，其包括步骤监测混凝土机械的工作状态，判断是否为正常泵送状态，如果是，控制主油泵通过第一换向阀向泵送系统供油，控制臂架泵通过第二换向阀向臂架液压系统供油；否则，控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油，同时控制臂架泵通过第二换向阀向臂架液压系统供油，或者，控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油，同时控制臂架泵输出液压油通过第二换向阀后回油箱。其中，所述控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油之后，还包括根据所述臂架液压系统所需的液压油流量和驱动功率，匹配所述主油泵的驱动装置的转速和所述主油泵的排量，令所述主油泵的驱动装置在最低油耗的转速下工作。(三)有益效果本发明所述用于混凝土机械的控制系统及方法，通过在主油泵的输出管路上设置换向阀，在臂架液压系统单独动作时令主油泵单独或者与臂架泵同时向臂架液压系统供油，从而充分利用主油泵排量大的特点，可以显著降低驱动装置的驱动转速，减少能耗；另外还可通过匹配主油泵排量及驱动装置转速的关系，以满足臂架液压系统任意流量的需求，实现按需供油。
图1是本发明实施例中混凝土机械在正常泵送状态时所述控制系统的液压油流向示意图；图2是本发明实施例中混凝土机械的臂架液压系统单独动作时所述控制系统的一种液压油流向示意图；图3是本发明实施例中混凝土机械的臂架液压系统单独动作时所述控制系统的另一种液压油流向不意图；图4是本发明实施例所述用于混凝土机械的控制方法流程图；图5是本发明另一实施例所述用于混凝土机械的控制方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本申请的关键点在于通过控制换向阀实现主油泵向泵送系统或臂架液压系统供油的切换，当臂架液压系统单独动作时(此时泵送系统不动作)，主油泵单独或与臂架泵同时向臂架液压系统提供液压动力，通过利用主油泵排量大的特点可以大幅度的降低驱动装置的驱动转速，实现节能；另外还可通过匹配主油泵排量及驱动装置转速的关系，可以满足臂架液压系统任意流量的需求,实现按需供油。图1是本发明实施例中混凝土机械在正常泵送状态时所述控制系统的液压油流向示意图，如图1所示，所述控制系统100包括遥控器110、控制器120、第一换向阀130、第二换向阀140、油箱150、第一单向阀160、第二单向阀170、主油泵180 (主油泵可以是一个或多个)和臂架泵190。具体地，所述遥控器110无线连接所述控制器120 ;所述控制器120还连接臂架液压系统300，以及所述第一换向阀130、第二换向阀140。所述第一换向阀130的输出端连通泵送系统200，输入端连通所述第一单向阀160的输出端；所述第一单向阀160的输入端连通所述主油泵180的输出端；所述主油泵180的输入端连通所述油箱150。在当前正常泵送状态下，所述第一换向阀130掉电，所述主油泵180从所述油箱150抽取液压油，依次经所述第一单向阀160、第一换向阀130将液压油输送至所述泵送系统200。所述第二换向阀140的输出端连通所述臂架液压系统300，输入端连通所述第二单向阀170的输出端；所述第二单向阀170的输入端连通所述臂架泵190的输出端；所述臂架泵190的输入端连通所述油箱150。在当前正常泵送状态下，所述第二换向阀140掉电，所述臂架泵190从所述油箱150抽取液压油，依次经第二单向阀170、第二换向阀140将液压油输送至所述臂架液压系统300。另外，所述控制系统100还包括驱动装置(图中未示出)，所述驱动装置用于驱动所述主油泵180和臂架泵190输出液压油，一般情况下，所述驱动装置可以采用发动机。其中，所述遥控器110用于向所述控制器120发送控制信号，所述控制器120，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制所述混凝土机械作业，比如控制臂架液压系统多节臂架联动，控制所述第一换向阀130掉电/上电，控制所述第二换向阀140掉电/上电等。同时，所述控制器120根据所述控制信号可以获知所述混凝土机械的工作状态。图2是本发明实施例中混凝土机械的臂架液压系统单独动作时所述控制系统的一种液压油流向示意图。如图2所示，此时，所述控制器120控制所述第一换向阀130和第二换向阀140均上电，从而，所述第一换向阀130的输出端连通所述臂架液压系统300，所述第二换向阀140的输出端连通所述油箱150。相应地，此时所述主油泵180从所述油箱150抽取液压油，依次经所述第一单向阀160、第一换向阀130将液压油输送至所述臂架液压系统300 ;所述臂架泵190从所述油箱150抽取液压油，依次经第二单向阀170、第二换向阀140令液压油回流至所述油箱150。也就是说，此时由所述主油泵180为所述臂架液压系统300供油，从而可以充分利用所述主油泵180排量大的特点，降低所述驱动装置的转速。具体地，所述主油泵180的排量及驱动装置的转速可以在满足负载所需的液压油流量及负载驱动功率的前提下通过所述控制器120进行运算，自动匹配驱动装置转速及主油泵排量二者的关系，让驱动装置在最低能耗的转速下工作，以达到节能之目的。此外，还可以令所述主油泵180和臂架泵190同时为所述臂架液压系统300供油，从而可以充分利用其两者的供油排量，进一步降低所述驱动装置的转速。图3是本发明实施例中混凝土机械的臂架液压系统单独动作时所述控制系统的另一种液压油流向示意图。如图3所示，此时，所述控制器120控制所述第一换向阀130上电，控制所述第二换向阀140掉电，从而，所述第一换向阀130的输出端连通所述臂架液压系统300，所述第二换向阀140的输出端也连通所述臂架液压系统300。相应地，此时所述主油泵180从所述油箱150抽取液压油，依次经所述第一单向阀160、第一换向阀130将液压油输送至所述臂架液压系统300 ;所述臂架泵190从所述油箱150抽取液压油，依次经第二单向阀170、第二换向阀140将液压油也输送至所述臂架液压系统300。其中，所述第一换向阀和/或第二换向阀为电磁换向阀、液动阀、二通逻辑插装阀或电液阀。图4是本发明实施例所述用于混凝土机械的控制方法流程图，如图4所示，所述方法包括SlOO :监测混凝土机械的工作状态。S200 :判断是否为正常泵送状态，如果是，执行S300 ;否则，执行S400。S300:控制主油泵通过第一换向阀向泵送系统供油，控制臂架泵通过第二换向阀向臂架液压系统供油。S400 :控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油，同时控制臂架泵输出液压油通过第二换向阀后回油箱。其中，所述控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油之后，还包括根据所述臂架液压系统所需的液压油流量和驱动功率，匹配所述主油泵的驱动装置的转速和所述主油泵的排量，令所述主油泵的驱动装置在最低油耗的转速下工作。图5是本发明另一实施例所述用于混凝土机械的控制方法流程图，如图5所示，本实施例所述方法与上一实施例所述方法基本相同，其不同之处仅在于所述步骤S400进一步为S400’ 控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油，同时控制臂架泵通过第二换向阀向臂架液压系统供油。本发明实施例所述用于混凝土机械的控制系统及方法，通过在主油泵的输出管路上设置换向阀，在臂架液压系统单独动作时令主油泵单独或者与臂架泵同时向臂架液压系统供油，从而充分利用主油泵排量大的特点，可以显著降低驱动装置的驱动转速，减少能耗；另外还可通过匹配主油泵排量及驱动装置转速的关系，以满足臂架液压系统任意流量的需求，实现按需供油。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种用于混凝土机械的控制系统，其特征在于，包括油箱、主油泵、臂架泵、第一换向阀、第二换向阀； 所述主油泵的输入端连通所述油箱，输出端连通所述第一换向阀的输入端； 所述第一换向阀的输出端选择连通泵送系统或者臂架液压系统； 所述臂架泵的输入端连通所述油箱，输出端连通所述第二换向阀的输入端； 所述第二换向阀的输出端选择连通所述臂架液压系统或者所述油箱。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括控制器； 所述控制器连接所述第一换向阀、第二换向阀和臂架液压系统，用于在正常泵送时，控制所述第一换向阀的输出端连通所述泵送系统，控制所述第二换向阀的输出端连通所述臂架液压系统；以及， 当所述泵送系统不动作，且所述臂架液压系统动作时，控制所述第一换向阀的输出端连通所述臂架液压系统，控制所述第二换向阀的输出端连通所述臂架液压系统或者所述油箱。
3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括遥控器； 所述遥控器，用于向所述控制器发送控制信号； 所述控制器，还用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号获知所述混凝土机械的工作状态。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括驱动装置； 所述驱动装置，用于驱动所述主油泵和臂架泵输出液压油。
5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述驱动装置为发动机。
6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第一单向阀和第二单向阀； 所述主油泵的输出端通过所述第一单向阀连通所述第一换向阀的输入端； 所述臂架泵的输出端通过所述第二单向阀连通所述第二换向阀的输入端。
7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一换向阀和/或第二换向阀为电磁换向阀、液动阀、二通逻辑插装阀或电液阀。
8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主油泵为开式油泵或者变量泵。
9.一种用于混凝土机械的控制方法，其特征在于，包括步骤 监测混凝土机械的工作状态，判断是否为正常泵送状态，如果是，控制主油泵通过第一换向阀向泵送系统供油，控制臂架泵通过第二换向阀向臂架液压系统供油；否则， 控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油，同时控制臂架泵通过第二换向阀向臂架液压系统供油，或者， 控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油，同时控制臂架泵输出液压油通过第二换向阀后回油箱。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制主油泵通过第一换向阀向臂架液压系统供油之后，还包括 根据所述臂架液压系统所需的液压油流量和驱动功率，匹配所述主油泵的驱动装置的转速和所述主油泵的排量，令所述主油泵的驱动装置在最低油耗的转速下工作。
全文摘要
本发明公开了一种用于混凝土机械的控制系统及方法，涉及机械设备技术领域。所述控制系统中，主油泵的输入端连通油箱，输出端连通第一换向阀的输入端；第一换向阀的输出端选择连通泵送系统或者臂架液压系统；臂架泵的输入端连通油箱，输出端连通第二换向阀的输入端；第二换向阀的输出端选择连通臂架液压系统或者油箱。所述用于混凝土机械的控制系统及方法，通过在主油泵的输出管路上设置换向阀，在臂架液压系统单独动作时令主油泵单独或者与臂架泵同时向臂架液压系统供油，从而充分利用主油泵排量大的特点，可以显著降低驱动装置的驱动转速，减少能耗。
文档编号E04G21/04GK103031957SQ20121054033
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者刘明清, 张华 , 李勋文, 庞浩 申请人:北汽福田汽车股份有限公司