[发明专利]一种旋挖钻机功率自适应控制系统及其方法

说明书

本发明公开了一种旋挖钻机功率自适应控制系统，该系统包括：压力传感器和控制器，其中压力传感器用于测量变量泵的出口压力，并将所述出口压力传送至控制器，控制器用于获取所述出口压力和发动机的目标转速，根据所述发动机的目标转速、所述出口压力以及泵控电流值的对应关系，查找所述泵控电流值并将泵控电流输出至所述变量泵，以调节变量泵的吸收功率。从而本发明实现了变量泵吸收功率对发动机输出功率的跟随，降低油耗。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种旋挖钻机功率自适应控制系统及其方法。

背景技术

在旋挖钻机的实际工作中，工况条件比较恶劣，且负载多变化，常因地质载荷变化大，动力系统与作业工况不匹配，使得发动机偏离低油耗区工作，机器性能得不到发挥。

目前，尽管采用了例如恒功率泵控系统，但在实际使用中，还是常常出现发动机与液压系统匹配效果差，调节不及时的现象，导致发动机转速下降过多，而较大的掉速行为会使系统工作不稳定，发动机偏离最佳工作点，增加油耗。

由于现有的旋挖钻机控制技术，单一考虑发动机的速度特性，当发动机掉速超过设定值时，才进行调节，因此出现调节不及时的现象，并且现有的旋挖钻机变量泵和液压系统的匹配方法，没有对发动机、液压系统及负载三者进行有效的协调匹配，因此节能效果较差。

发动机与变量泵是否很好的匹配，关键在于变量泵的吸收功率是否实现对发动机输出功率的跟随，而现有技术中变量泵吸收功率对发动机输出功率跟随的效果较差。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是：现有技术中变量泵吸收功率对发动机输出功率跟随的效果较差，导致油耗较高。

根据本发明的第一方面，提供了一种旋挖钻机功率自适应控制系统，包括：

压力传感器，用于测量变量泵的出口压力，并将所述出口压力传送至控制器；

控制器，用于获取所述出口压力和发动机的目标转速，根据所述发动机的目标转速、所述出口压力以及泵控电流值的对应关系，查找所述泵控电流值并将泵控电流输出至所述变量泵。

进一步，还包括：计算机，用于采集发动机的目标转速、变量泵出口压力、动力头转速、负载扭矩、泵控电流值以及油耗值，根据动力头转速和负载扭矩计算油耗比，确定在设定的发动机的目标转速情况下的最小油耗比，并获取与所述最小油耗比对应的泵控电流值以及出口压力，建立所述发动机的目标转速、出口压力以及泵控电流值之间的映射关系。

进一步，所述计算机根据动力头转速和负载扭矩计算油耗比为

进一步，还包括：所述控制器用于获取所述发动机的实际转速，计算所述实际转速与所述目标转速的差值，并且判断所述差值是否超过设定的门限值；如果是，则获取调节电流值并将调节电流输出至所述变量泵。

进一步，所述调节电流值为

调节电流值＝a×(发动机目标转速-发动机实际转速)

其中，a为计算调节电流值的系数。

进一步，包括：所述控制器从档位旋钮获取档位值，并根据已保存的档位值与发动机的目标转速的对应关系，获取发动机的目标转速。

进一步，还包括：

钻杆转速传感器，用于测量动力头转速，并将所述动力头转速传输至所述控制器；

试验台，用于提供负载扭矩，并将所述负载扭矩传输至所述控制器；以及

燃油流量计，用于测量油耗值，并将所述油耗值传输至所述控制器。

进一步，还包括：转速传感器，用于测量所述发动机的实际转速，并将所述实际转速传送至所述控制器。