一种混凝土泵车泵送方法及混凝土泵车泵送控制装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种混凝土泵车泵送方法及混凝土泵车泵送控制装置。所述混凝土泵车泵送方法及混凝土泵车泵送控制装置具体应用于混凝土臂架泵车系列产品,也可以应用与车载泵、拖泵、砂浆泵等产品。

背景技术

混凝土输送泵车是将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在重型汽车底盘上，并沿臂架铺设输送管道，最终通过末端软管输出混凝土的专用车辆。目前，在很多建设项目的混凝土施工中都采用了混凝土泵车泵送技术，其使用范围已经遍及水利、水电、地铁、桥梁、大型基础、高层建筑和民用建筑等工程中。混凝土输送泵车由底盘和上装两部分组成。底盘主要提供动力并起载体作用。上装属于作业机构，主要包括底盘系统、布料系统、液压系统、电控系统。

在现有技术中（参见图1），混凝土泵车采用单一模式泵送方法。此种泵送方法不考虑混凝土的标号和配比，统一按照单一方式进行泵送。操作流程如下：按照单一的基准发动机转速对发动机进行升速及速度控制。在后续运行过程中，根据混凝土泵送压力值来调整发动机的实时速度。而压力的测量值在整个系统响应里面有相当大的不稳定性。变化太快则稳定性不高，处理的过慢则响应时间过长，主动适应性大打折扣。

上述泵送方式在一定程度上解决了油耗高的问题，但同时带来稳定性较差，响应比较滞后的问题。泵送压力是一个变化相当频繁的瞬态变量。采集所述压力信号并将之处理成准确可用的稳定值，需要做滤波和均值处理。这个处理周期如果设置的较长，会影响整个系统的响应性。如果处理周期设置过短或数据处理不当，很可能处理结果值与实际真实值偏差过大，造成转速的调整过于频繁，有时甚至造成掉速危及系统稳定。

在明知某种混凝土泵送时压力很低，实际负荷不大。但也是采用统一的控制模式（通常是考虑最恶劣的情况设置的）将转速升到最高，保证系统足够安全，然后再后续进行适应性负载调节。这样一来，主动适应性将大打折扣。

因此，希望有一种混凝土泵车多模式泵送方法来克服或至少减轻上述缺陷中的至少一个。

发明内容

“泵送”是指混凝土设备的一种常规作业方式，即将混凝土从料斗通过输送管送达作业区域，主要是靠两个砼缸的交替与摆阀的配合完成。

“多模式泵送”是指针对混凝土不同标号或配比以及所需泵送速率来设置泵送模式，例如包括对应于五种混凝土种类C20，C30，C40，C50，C60及10种档位的50种工作模式。为了安全与节能，还可以包括强力泵送模式和经济运行模式。

本发明的目的是提供一种混凝土泵车泵送方法来更主动地适应所使用混凝土的种类，从而节省对系统和负载进行适应的时间。

为实现上述目的，本发明提供一种混凝土泵车泵送方法，所述混凝土泵车泵送方法包括下述步骤：基于所使用的混凝土种类及所需混凝土输出速率选择泵送模式；确定与所选择的泵送模式相对应的基准发动机转速；使得发动机升速至所述基准发动机转速；开启油泵排量开度；开始泵送作业。

优选地，所述混凝土泵车泵送方法进一步包括下述步骤：根据负载变化情况，在与所选择的泵送模式相对应的最低发动机转速和最高发动机转速之间的范围内对发动机转速进行调整，其中，对于每一泵送模式，其最低发动机转速低于其基准发动机转速，其最高发动机转速高于其基准发动机转速。

优选地，对于每种泵送模式来说，泵车在对应的基准发动机转速所能输出的功率大于泵车对于对应的混凝土种类进行所需混凝土输出速率输出的送时所需要的测定功率。

优选地，功率裕度为5%至10%。

优选地，选择泵送模式包括：基于实际使用的混凝土标号及混凝土配比选择混凝土种类；以及基于所需混凝土输出速率，选择排量档位。

优选地，基于实验测试数据或经验数据预先设定并存储与各泵送模式对应的基准发动机转速，在选择泵送模式后，自动调取与所选择的泵送模式相对应的基准发动机转速。

优选地，在负载急剧增加时，将发动机转速升到最高允许转速，防止发动机掉速或熄火。

优选地，当泵车在平稳工况下持续工作的时间超过设定时长时，转换至对应较低基准发动机转速的泵送模式。

本发明还提供一种混凝土泵车泵送控制装置，所述混凝土泵车泵送控制装置包括：混凝土种类选择开关，用于基于所使用的混凝土标号及混凝土配比选择混凝土种类；排量挡位选择开关，用于根据所需混凝土输出速率选择排量档位；存储装置，其存储与各混凝土种类及各排量档位的组合相对应泵送模式的基准发动机转速；控制装置，其控制泵车基于所述基准发动机转速运行。

优选地，所述混凝土种类选择开关与排量挡位选择开关设置在遥控器上。

本发明的方法对于不同的混凝土类型设定不同的泵送模式，可以更好更快地适应混凝土的类型，从而节省对系统和负载进行适应的大量的时间，并且能够具有更高的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中的混凝土泵车泵送方法的示意性流程图。

图2是根据本发明一实施例的混凝土泵车泵送方法的示意性流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图2是根据本发明一实施例的混凝土泵车泵送方法的示意性流程图。图2所示的混凝土泵车泵送方法包括下述步骤：基于所使用的混凝土种类及所需混凝土输出速率选择泵送模式；确定与所选择的泵送模式相对应的基准发动机转速；使得发动机升速至所述基准发动机转速；开启油泵排量开度；开始泵送作业。

在一个实施例中，将混凝土种类分为五种：C20，C30，C40，C50，C60，各自对应相应的混凝土标号。在操作泵车时，根据实际使用的混凝土标号及混凝土配比来在上述五种混凝土种类中进行选择。例如，如果实际使用的混凝土的标号为C25，则选择C20混凝土种类或者C30混凝土种类。有利的是，选择较高的混凝土种类，以提高工作的安全与稳定性，这有利于对泵车提供保护，并有利于泵车的顺利启动。

在一个实施例中，排量档位有1-10档，基于所需混凝土输出速率，选择排量档位，以确保可以满足所需的混凝土输出速率。10个档位与五种混凝土种类配合可以有50个工作模式。可以理解的是，对于这50个工作模式，可以进行简化与合并。例如，简化为10个工作模式。如C20的5档位与C30的1档位具有相同的泵送模式（基准发动机转速，最高发动机转速，最低发动机转速等参数相同）。

可以理解是，排量档位和混凝土种类的设置，可以根据实际情况进行设置，而不限于上述的实施例。

为了节能，所述混凝土泵车泵送方法进一步包括下述步骤：根据负载变化情况，在与所选择的泵送模式相对应的最低发动机转速和最高发动机转速之间的范围内对发动机转速进行调整，其中，对于每一泵送模式，其最低发动机转速低于其基准发动机转速，其最高发动机转速高于其基准发动机转速。

有利的是，对于每种泵送模式来说，泵车在对应的基准发动机转速所能输出的功率大于泵车对于对应的混凝土种类进行所需混凝土输出速率输出的送时所需要的测定功率。例如，对于每个泵送模式，功率裕度为5%至10%。

有利的是，在负载急剧增加时，将发动机转速升到最高允许转速，防止发动机掉速或熄火。在一个优选实施例中，特别设置一个强力泵送模式。在选择强力泵送模式时，直接将发动机转速升到最高允许转速。在强力泵送模式下，根据发动机允许功率和当前压力值确定油泵斜盘开度。这种情况下，定然是负载处在极其恶劣的情况下，发挥发动机允许最高的功率以疏通作业工况，防止意外发生。

有利的是，当泵车在平稳工况下持续工作的时间超过设定时长时，转换至对应较低基准发动机转速的泵送模式。在一个优选实施例中，特别设置一个节能模式。在选择节能模式时，直接将发动机转速下降至节能转速（例如1000转/分钟）。

根据本发明一实施例的混凝土泵车泵送控制装置包括：混凝土种类选择开关，用于基于所使用的混凝土标号及混凝土配比选择混凝土种类；排量挡位选择开关，用于根据所需混凝土输出速率选择排量档位；存储装置，其存储与各混凝土种类及各排量档位的组合相对应泵送模式的基准发动机转速；控制装置，其控制泵车基于所述基准发动机转速运行。

有利的是，所述混凝土种类选择开关与排量挡位选择开关设置在遥控器上。从而，以遥控的方式进行模式设置，由操作人员方便地选择或调整泵送模式，使得及时对混凝土种类和泵送工况的变化进行主动响应。在一优选实施例中，上述选择或调整在混凝土种类和泵送工况变化之前预先进行。

本发明的方法对于不同的混凝土类型设定不同的泵送模式，可以更好更快地适应混凝土的类型，从而节省对系统和负载进行适应的大量的时间，并且能够具有更高的稳定性。

本发明的方法对于不同的混凝土类型设定不同的泵送模式，可以更好更快地适应混凝土的类型，从而节省对系统和负载进行适应的大量的时间，并且能够具有更高的稳定性。

能够基于实验测试数据或经验数据预先设定并存储与各泵送模式对应的基准发动机转速，在选择泵送模式后，自动调取与所选择的泵送模式相对应的基准发动机转速。

对于与C20混凝土种类及排量档位1档相对应的模式，确定基准发动机转速的方法如下。

通过实际混凝土测试，在不同的温度以及湿度条件下，测试出其泵送的压力值基本维持在10兆帕左右，根据环境不同，有+/-2兆帕的浮动。

假设泵送共有10个档位，1至10档分别对应不同的泵送次数，例如一个均匀递增的数据（假设是6,8,10,12,14,16,17,18,20,22）。

在1档的时候，根据测试的经验值，计算出来此时泵送混凝土需要的功率。

计算公式：功率=流量*压力=（泵送次数*每次泵送供油的体积）*压力=（泵送次数*（油缸截面积*长度））*压力

计算出理论功率为106KW,在98至114KW左右浮动。即，在C20混凝土的此种工况下，所能使用到的功率区间确定。根据发动机特性，可以确定该功率区间对应的转速区间。如750转/分为基准转速，发动机满足要求的转速区间为700转/分至900转/分。但发动机要求适合工作的最低转速为1000转/分。因此，确定C20混凝土种类及排量档位1档相对应的模式的基准发动机转速为1000转/分

C20混凝土在10档时按照此方式计算出理论功率为232KW，在219KW至245KW的范围内浮动。那么根据发动机特性，该功率区间对应的转速区间可以确定。如确定1170转/分为基准转速，发动机满足要求的转速区间为1100转/分（最低转速）至1200转/分（最高转速）。

本发明的泵送方式或控制方式主动性强，调整范围小。例如，传统模式采用的是全功率匹配的办法，对于各种工况，都是在大的范围内改变泵排量和发动机转速：如排量开度的范围在0至100%，发动机转速范围在整个工作区间1000转/分至1600转/分。

本发明泵送方式的优点：更加主动灵活的负载适应性能；更加精确的油耗节省，功率匹配方案；更加安全的操作应急空间。

本发明的泵送方法按照不同混凝土种类，来判定一般在泵车管道内形成的压力情况。根据不同档位的压力和换向次数，折合成油泵的输出流量，计算出泵车在对不同标号的混凝土输送时所产生的功率。从而预先确定发动机基准转速。根据不同泵车底盘所采用的发动机，得出其不同转速所能输出的功率。根据实际需要的功率情况，预留一定的功率裕度，将泵车的输出功率限制在安全区域。根据这个安全功率，按照发动机的特性，取得相应的安全转速进行控制。

采用本发明的泵送方法后，相比现有技术具有以下优势。

A、突发情况，操作手可以马上感知，并立即作出调整，防止发动机掉速甚至熄火。

B、长时间工作在平稳的工况，可以根据实际混凝土标号来降标号处理，保证稳定性的同时，可灵活性地节能。例如，当前施工处在C35的标号，为了安全起见，将模式选择为C40,工作一段时间后，系统稳定，可选择降至C30档位，工作如稳定则能达到节能效果。

C、客户可直接根据负载来匹配模式，减少了程序自适应的过程，在初始的时候，很大程度上提高了泵送的稳定性和流畅性，在一定程度上，可以达到降低臂架抖动的效果。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。