抛沙灭火车的控制方法与流程

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种抛沙灭火车的控制方法。

背景技术：

随着抛沙灭火技术的迅速发展，抛沙灭火车的机械化、自动化程度愈来愈高。抛沙灭火车是由柴油机作为动力源，经过一套复杂的液压系统驱动运转，主要包含动力系统、进料系统、抛撒系统、电气控制系统四大部分，进料和抛撒是整车的主要功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抛沙灭火车的控制方法，以优化控制。

本发明提供一种抛沙灭火车的控制方法，所述抛沙灭火车包括发动机、进料液压系统和抛撒液压系统，所述抛撒液压系统包括抛撒马达，所述发动机为所述进料液压系统和所述抛撒液压系统共同提供动力，包括如下步骤：

获取所述发动机在当前工况下的最大输出扭矩；

设定当前工况下所述抛撒马达的实际转速并获取所述抛撒液压系统的实际抛撒压力以根据所述实际转速和所述实际抛撒压力计算获得当前工况下的实际抛撒扭矩；

根据所述发动机的最大输出扭矩和所述实际抛撒扭矩计算获得所述进料液压系统的最大进料扭矩。

在一些实施例中，所述抛撒液压系统还包括用于为所述抛撒马达供油并调节所述抛撒马达的转速的抛撒变量泵，所述进料液压系统包括进料油缸和用于为所述进料油缸供油的进料变量泵，所述抛撒变量泵和所述进料变量泵串联连接并与所述发动机驱动连接，所述控制方法还包括根据所述最大进料扭矩控制所述进料变量泵的实际进料排量。

在一些实施例中，根据所述实际转速和所述实际抛撒压力计算获得当前工况下的实际抛撒扭矩包括根据所述实际转速计算获得所述抛撒变量泵的实际抛撒排量；根据所述抛撒变量泵的实际抛撒排量和所述实际抛撒压力计算获得当前工况下的实际抛撒扭矩。

在一些实施例中，所述控制方法还包括比较所述实际抛撒压力与设定抛撒压力的大小并根据比较结果控制所述进料液压系统动作。

在一些实施例中，若所述实际抛撒压力大于等于所述设定抛撒压力，则控制所述进料液压系统的实际进料为零；若所述实际抛撒压力小于所述设定抛撒压力，则根据所述最大进料扭矩控制所述进料液压系统工作。

在一些实施例中，根据所述最大进料扭矩控制所述进料液压系统工作包括设定所述进料液压系统的目标进料扭矩并比较所述目标进料扭矩与所述最大进料扭矩的大小，根据所述比较结果控制所述进料液压系统工作。

在一些实施例中，若所述目标进料扭矩小于所述最大进料扭矩，则控制所述进料液压系统在所述目标进料扭矩的驱动下工作；若所述目标进料扭矩大于所述最大进料扭矩，则控制所述进料液压系统在所述最大进料扭矩的驱动下工作。

在一些实施例中，若所述实际抛撒压力小于所述设定抛撒压力，直接控制所述进料液压系统在所述最大进料扭矩的驱动下工作。

基于本发明提供的技术方案，本发明的抛沙灭火车的控制方法根据实际抛撒扭矩来计算得到此时可以运用到的最大进料扭矩来对进料液压系统的工作进行控制从而更好地满足用户的需求。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

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：

图1为本发明实施例的抛沙灭火车的驱动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的抛沙灭火车的第一控制模式的原理示意图；

图3为本发明实施例的抛沙灭火车的第二控制模式的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

抛沙灭火车的抛撒液压系统的输出速度和输出扭矩不仅对抛撒距离和抛撒量有着重要的影响，而且当抛撒马达降速时物料难以抛出或降扭矩时物料排出不及时会导致抛撒系统卡滞，容易发生物料的堵塞。进料液压系统的进料速度决定进料量的大小，进料量的大小决定抛撒量的大小，因此在正常情况下我们希望以较大的速度给料，以满足大抛撒量的需求。在抛撒液压系统抛撒扭矩较大容易发生堵料卡滞时，需要降低进料速度或停止进料以防止抛撒系统堵料的发生。在满足基本功能要求的基础上希望整车的功率利用率较高从而满足节能高效的用户需求。

本发明实施例的抛沙灭火车包括发动机、进料液压系统和抛撒液压系统。抛撒液压系统包括抛撒马达，发动机为进料液压系统和抛撒液压系统共同提供动力。

本发明实施例的抛沙灭火车的控制方法包括如下步骤：

获取发动机的最大输出扭矩；

设定当前工况下抛撒马达的实际转速并获取抛撒液压系统的实际抛撒压力以根据实际转速和实际抛撒压力计算获得当前工况下的实际抛撒扭矩；

根据发动机的最大输出扭矩和实际抛撒扭矩计算获得进料液压系统的最大进料扭矩。

本发明实施例的抛沙灭火车的控制方法根据实际抛撒扭矩来计算得到此时可以运用到的最大进料扭矩来对进料液压系统的工作进行控制从而更好地满足用户的需求。

具体在本实施例中，抛撒液压系统还包括用于为抛撒马达供油并调节抛撒马达的转速的抛撒变量泵，进料液压系统包括进料油缸和用于为进料油缸供油的进料变量泵，抛撒变量泵和进料变量泵串联连接并与发动机驱动连接，控制方法还包括根据最大进料扭矩控制进料变量泵的实际进料排量。

根据实际转速和实际抛撒压力计算获得当前工况下的实际抛撒扭矩包括根据实际转速计算获得抛撒变量泵的实际抛撒排量；根据抛撒变量泵的实际抛撒排量和实际抛撒压力计算获得当前工况下的实际抛撒扭矩。具体地，由于抛撒马达的转速可以通过泵控调速来进行控制，因此可以由抛撒马达的实际转速获得抛撒变量泵的实际抛撒排量v0，然后将实际抛撒排量v0与实际抛撒压力p0根据公式n0＝p0×v0获得实际抛撒扭矩n0。

为了避免抛撒液压系统发生堵料，本实施例的控制方法还包括比较实际抛撒压力p0与设定抛撒压力p的大小并根据比较结果控制进料液压系统动作。

具体地，若实际抛撒压力p0大于等于设定抛撒压力p，则控制进料液压系统的实际进料为零。也就是说当实际抛撒压力够大时，停止进料以防止更多的进料导致的堵料。若实际抛撒压力p0小于设定抛撒压力p，则根据最大进料扭矩控制进料液压系统工作。

优选地，为了更好地对进料液压系统进行控制，本实施例的控制方法中，根据最大进料扭矩控制进料液压系统工作包括设定进料液压系统的目标进料扭矩并比较目标进料扭矩与最大进料扭矩的大小，根据比较结果控制进料液压系统工作。

具体地，若目标进料扭矩小于最大进料扭矩，则控制进料液压系统在目标进料扭矩的驱动下工作；若目标进料扭矩大于最大进料扭矩，则控制进料液压系统在最大进料扭矩的驱动下工作。

为了提高发动机功率的利用率，若实际抛撒压力小于设定抛撒压力，可以直接控制进料液压系统在最大进料扭矩的驱动下工作。

如图1所示，本发明实施例的抛沙灭火车包括发动机1、抛撒液压系统、进料液压系统和电气控制系统。

抛撒液压系统包括抛撒变量泵2、抛撒控制阀组4、抛撒马达6以及用于对实际抛撒压力进行测量的第一压力传感器5。进料液压系统包括进料变量泵3、进料控制阀组7、进料油缸8以及用于对实际进料压力进行测量的第二压力传感器9。电气控制系统包括控制器10和控制面板11。具体在本实施例中，抛撒变量泵2和进料变量泵3均为变量柱塞泵。

发动机1通过取力器或分动箱带动抛撒变量泵2工作。抛撒变量泵2具有电比例调速、负载感应、压力切断等功能。抛撒变量泵2的出油口与抛撒控制阀组4连接，抛撒控制阀组4具有速度调节、卸荷、溢流等功能以对抛撒马达6进行控制。抛撒控制阀组4上装有第一压力传感器5，可将测得的实际抛撒压力转化为电信号输入给控制器10。控制面板11用于输入目标马达转速，控制器10接收目标马达转速并将该目标马达转速转换成抛撒变量泵2的相应大小的控制电流，从而控制抛撒变量泵2的排量从而对抛撒马达6的转速进行泵控调速。当然也可以通过控制抛撒控制阀组4的阀开口大小从而对抛撒马达6的转速进行阀控调速。

如图1所示，进料变量泵3直接与抛撒变量泵2串联连接。进料变量泵3具有电比例调速、负载感应、压力切断等功能。进料变量泵3的出油口与进料控制阀组7连接且进料控制阀组7具有速度调节、卸荷、溢流等功能以实现对进料油缸8的控制。进料控制阀组7上装有第二压力传感器9。

本实施例的抛沙灭火车有两种控制模式。

第一控制模式的原理如图2所示，第一控制模式包括如下步骤：

根据整车工况和实验数据通过控制面板11输入设定抛撒压力p以及进料变量泵的设定排量v，其中设定抛撒压力p由与发动机1连接的取力器或分动箱的输出扭矩以及物料发生堵料时的压力共同决定；

第一压力传感器5采集抛撒液压系统的实际抛撒压力p0并将实际抛撒压力p0的值传输至控制器10；第二压力传感器9采集进料液压系统的实际进料压力p1并将实际进料压力p1的值传输至控制器10；

控制器10将实际抛撒压力p0与设定抛撒压力p进行比较：

若p0≥p，则控制进料变量泵的实际排量v1＝0，也就是说当实际抛撒压力很大且超过了设定抛撒压力时，控制进料变量泵排量为零以停止进料从而防止抛撒液压系统发生堵料；

若p0＜p，通过控制面板11上设置的抛撒变量泵的设定排量获得抛撒变量泵的实际排量v0，通过发动机功率曲线、取力器或变速箱的相关参数获得取力器或分动箱输出端的最大扭矩n，控制器10通过实际抛撒压力p0、抛撒变量泵的实际排量v0以及最大扭矩n，可计算出取力器或分动箱输出最大扭矩时进料液压系统的进料变量泵可有的最大排量vmax＝(n-p0×v0)/p1，若进料变量泵的设定排量v＜vmax，则控制进料变量泵的实际排量v1＝v，否则v1＝vmax。第一控制模式的进料的最大速度可受用户自主控制，因此其操作性较好。

第二控制模式的原理如图2所示，与第一控制模式的原理不同的是，在p0＜p时，直接以v1＝vmax来控制进料变量泵的实际排量。第二控制模式可自动匹配最佳工况点，因此其发动机功率的利用率较高。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。