一种具有优化控制系统的建筑用打夯装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有优化控制系统的建筑用打夯装置，包括打夯机和与打夯机相连的发动机,发动机用于驱动打夯机，发动机包括动力部分、喷油系统和液压部分，液压部分包括压缩腔、泵腔、回位腔以及液压回路，压缩腔设置于发动机的后部，在其上设置有第一油口、第二油口，所述第一油口、第二油口分别通过第一控制阀和第二控制阀与压缩蓄能器相连，泵腔通过单向阀分别与低压油路和高压油路相连，低压油路与上设置有回位控制阀和低压蓄能器；高压蓄能器到缸体的油管路上设置有减压阀，压缩蓄能器与所述高压蓄能器之间的油管路上设置有启动阀。该打夯装置结构简单、制造方便、扫气效率高、性能稳定、输出扭矩大，并设计了完整的控制系统和位置检测系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑施工领域，具体涉及一种具有优化控制系统的建筑用打夯装置。
技术介绍
打夯装置是一种用于夯实的机械,多用于建设时对地基进行打平、夯实,其中火力夯是指有内燃发动机带动的打夯机，例如申请号为201120543435.2的专利文献就公开了一种由发动机带动的打夯机。如何进一步降低打夯装置的工作能耗并提高效率，是人们一直关心的问题。现在的打夯机，基本都是用发动机驱动的,而现有的发动机普遍存在结构过于复杂、控制不够精准、输出扭矩不足等问题，因此我们可以从这个方面着手改善打夯装置的性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种结构紧凑、控制精确、性能稳定且输出扭矩大的打夯装置。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种具有优化控制系统的建筑用打夯装置，包括打夯机和与打夯机相连的发动机,发动机用于驱动打夯机，其特征是，发动机包括动力部分、喷油系统和液压部分，所述的动力部分包括进气单向阀、动力活塞、燃烧室、喷油器、扫气口，液压部分包括压缩腔、泵腔、回位腔以及液压回路，所述压缩腔设置于发动机的后部，在其上设置有第一油口、第二油口，所述第一油口、第二油口分别通过第一控制阀和第二控制阀与压缩蓄能器相连，所述泵腔通过单向阀分别与低压油路和高压油路相连，高压油路用于向发动机负载供油，低压油路上设置有回位控制阀和低压蓄能器，回位控制阀上旁路设置有回油单向阀；所述回位腔与高压蓄能器直接连接，在所述高压蓄能器到缸体的油管路上设置有减压阀，起动工况和失火工况时减压阀保持开启，正常工况时减压阀关闭；所述压缩蓄能器与高压蓄能器通过油管路相连通，且所述压缩蓄能器与高压蓄能器之间的油管路上设置有启动阀，用于启动工况时提高发动机的压缩比，正常工况时启动阀关闭；所述高压油路连接有一负载蓄能器，减压阀后引出有一路与所述压缩蓄能器相连；发动机的末端设置有液压球囊，液压球囊内充满预先注入的压力油，其底部通过油管路与低压蓄能器相连，液压球囊与低压蓄能器之间还设置有弹簧式安全阀；所述液压球囊的左上方设置有倾斜的死区油口，其所在直线与液压球囊相切，死区油口和压缩蓄能器通过设置在两者之间的死区回位电磁阀相连，在失火工况，当活塞组件的末端处于第二油口与液压球囊之间的死区位置时，通过打开死区回位电磁阀使活塞组件回到第二油口与第一油口之间的理想下止点区域以开始下一个行程；所述喷油系统为高压共轨式电控喷射系统，包括高压油泵、共轨管、电控喷油器、压力传感器以及电子控制单元，发动机工作时，在输油泵的作用下，燃油经过滤清器进入高压油泵，经过高压油泵的压缩后，低压油变为高压油，并被高压油泵输入共轨管，在共轨管中，电子控制单元接收压力传感器的反馈并控制限压阀，以调节轨内压力值并使其保持恒定，随后将高压油输入电控喷油器内，等待电子控制单元的喷油指令；所述发动机还包括位置检测系统，位置检测系统通过线性位移传感器和位置触发传感器检测并发出活塞组件到达上止点位置、下止点位置和前馈位置时的信号，前馈位置位于上止点位置与下止点位置之间靠近上止点位置的一侧，用于启动工况活塞压缩行程时控制第一控制阀的关闭，前馈位置根据活塞的速度值配合位置检测系统确定；所述发动机还包括恒压驱动系统，所述恒压驱动系统包括发动机和液压变量马达，通过马达驱动力矩与负载阻力矩保持输出油液压力的恒定；液压变量马达由输出高压油液驱动，并通过减速装置与负载联接，其排量随工作压力的变化而自动调节；所述发动机还包括起动控制系统、正常工作控制系统和失火控制系统：起动控制系统，用于发动机起动工况的控制：当起动信号发出后，打开启动阀和减压阀，压缩蓄能器由于与高压蓄能器连通而压力升高，发动机的压缩比得到提高；发动机控制单元对位移传感器的信号进行检测，如果检测结果显示活塞组件处于下止点，则将第一控制阀和第二控制阀打开，活塞组件在压缩蓄能器的作用下，开始压缩行程，如果检测到活塞组件不在下止点，首先打开回位控制阀，将泵腔和压缩腔内的液压油由低压油路放出，使活塞组件在高压蓄能器压力的作用下回复到下止点位置，关闭回位控制阀，再开始压缩行程；当活塞到达前馈位置时，第二控制阀关闭，当活塞到达上止点后，第一控制阀关闭，回位控制阀打开，活塞组件重新回到下止点后，关闭回位控制阀，活塞组件完成一个工作循环，该过程中记录活塞组件到达上止点时缸内的压力和温度值，当频率阀开启信号再次发出，判断上一循环记录的缸压和温度是否满足柴油的着火条件，如果缸内压力和温度不满足着火条件，则重复以上所述的工作过程，直到压力和温度满足着火条件后，开始进入正常工作的控制过程；正常工作控制系统，用于发动机正常工况的控制：进入正常工况后，关闭启动阀和减压阀，第一控制阀保持常开状态，当起动信号发出后，第二控制阀打开，压缩蓄能器内的液压油首先通过第二控制阀进入压缩腔，推动活塞组件向上止点运动，当第一油口打开后，第二控制阀关闭，压缩腔和压缩蓄能器之间由第一油口连通，当活塞组件到达喷油位置时，触发传感器，产生喷油信号，并控制喷油量使得压缩时间和膨胀时间之比等于液压泵两个冲程的容积变化之比，从而使得膨胀流量与压缩流量相等，以减小发动机输出流量脉动，由喷油系统完成燃料喷射过程，在上止点附近，燃料燃烧放热，活塞组件在气缸压力的作用下回到下止点，并在第二控制阀再次开启前稳定在下止点；失火控制系统，用于发动机失火工况的控制：在发动机工作过程中，当起动信号发出后，都对活塞组件位置进行一次检测，如果发动机频率和频率变化率均小于设定值，则检测活塞组件的位置，如果活塞组件不在下止点位置，且缸温缸压小于失火值，则认为发动机在上一循环中发生失火，此时首先关闭第一控制阀，并打开减压阀和回位控制阀，使活塞组件回复到下止点位置，然后第一控制阀开启，等待下一个起动脉冲信号，发动机再按照正常工作循环运动。本专利技术的有益效果为：1、液压系统在压缩和膨胀过程中均能向负载供油，并能有效防止系统之间不该出现的串压串油现象；配合各个蓄能器来减小输出流量脉动、减低噪音；针对各个工况发动机的运行特点，设计了新的控制系统，能更精准、有效地控制发动机的运行；2、在上止点和下止点之间增加了前馈位置，在启动工况下活塞组件到达前馈位置时就关闭频率阀，在到达上止点后再关闭开关阀，这样既保证了压缩行程的速度，又减小了膨胀行程的阻力，整体上提高了发动机的工作效率并减小行程时间；3、通过控制高压蓄能器和压缩蓄能器之间的启动阀，来增加发动机的压缩比，而且不会对输出油压造成影响发生油压脉动，正常工况后关闭启动阀，取代传统的油站系统调高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有优化控制系统的建筑用打夯装置，包括打夯机和与打夯机相连的发动机，发动机用于驱动打夯机，其特征是，发动机包括动力部分、喷油系统和液压部分，所述的动力部分包括进气单向阀、动力活塞、燃烧室、喷油器、扫气口，液压部分包括压缩腔、泵腔、回位腔以及液压回路，所述压缩腔设置于发动机的后部，在其上设置有第一油口、第二油口，所述第一油口、第二油口分别通过第一控制阀和第二控制阀与压缩蓄能器相连，所述泵腔通过单向阀分别与低压油路和高压油路相连，高压油路用于向发动机负载供油，低压油路上设置有回位控制阀和低压蓄能器，回位控制阀上旁路设置有回油单向阀；所述回位腔与高压蓄能器直接连接，在所述高压蓄能器到缸体的油管路上设置有减压阀，起动工况和失火工况时减压阀保持开启，正常工况时减压阀关闭；所述压缩蓄能器与高压蓄能器通过油管路相连通，且所述压缩蓄能器与高压蓄能器之间的油管路上设置有启动阀，用于启动工况时提高发动机的压缩比，正常工况时启动阀关闭；所述高压油路连接有一负载蓄能器，减压阀后引出有一路与所述压缩蓄能器相连；发动机的末端设置有液压球囊，液压球囊内充满预先注入的压力油，其底部通过油管路与低压蓄能器相连，液压球囊与低压蓄能器之间还设置有弹簧式安全阀；所述液压球囊的左上方设置有倾斜的死区油口，其所在直线与液压球囊相切，死区油口和压缩蓄能器通过设置在两者之间的死区回位电磁阀相连，在失火工况，当活塞组件的末端处于第二油口与液压球囊之间的死区位置时，通过打开死区回位电磁阀使活塞组件回到第二油口与第一油口之间的理想下止点区域以开始下一个行程；所述喷油系统为高压共轨式电控喷射系统，包括高压油泵、共轨管、电控喷油器、压力传感器以及电子控制单元，发动机工作时，在输油泵的作用下，燃油经过滤清器进入高压油泵，经过高压油泵的压缩后，低压油变为高压油，并被高压油泵输入共轨管，在共轨管中，电子控制单元接收压力传感器的反馈并控制限压阀，以调节轨内压力值并使其保持恒定，随后将高压油输入电控喷油器内，等待电子控制单元的喷油指令；所述发动机还包括位置检测系统，位置检测系统通过线性位移传感器和位置触发传感器检测并发出活塞组件到达上止点位置、下止点位置和前馈位置时的信号，前馈位置位于上止点位置与下止点位置之间靠近上止点位置的一侧，用于启动工况活塞压缩行程时控制第一控制阀的关闭，前馈位置根据活塞的速度值配合位置检测系统确定；所述发动机还包括恒压驱动系统，所述恒压驱动系统包括发动机和液压变量马达，通过马达驱动力矩与负载阻力矩保持输出油液压力的恒定；液压变量马达由输出高压油液驱动，并通过减速装置与负载联接，其排量随工作压力的变化而自动调节；所述发动机还包括正常工作控制系统和失火控制系统：正常工作控制系统，用于发动机正常工况的控制：进入正常工况后，关闭启动阀和减压阀，第一控制阀保持常开状态，当起动信号发出后，第二控制阀打开，压缩蓄能器内的液压油首先通过第二控制阀进入压缩腔，推动活塞组件向上止点运动，当第一油口打开后，第二控制阀关闭，压缩腔和压缩蓄能器之间由第一油口连通，当活塞组件到达喷油位置时，触发传感器，产生喷油信号，并控制喷油量使得压缩时间和膨胀时间之比等于液压泵两个冲程的容积变化之比，从而使得膨胀流量与压缩流量相等，以减小发动机输出流量脉动，由喷油系统完成燃料喷射过程，在上止点附近，燃料燃烧放热，活塞组件在气缸压力的作用下回到下止点，并在第二控制阀再次开启前稳定在下止点；失火控制系统，用于发动机失火工况的控制：在发动机工作过程中，当起动信号发出后，都对活塞组件位置进行一次检测，如果发动机频率和频率变化率均小于设定值，则检测活塞组件的位置，如果活塞组件不在下止点位置，且缸温缸压小于失火值，则认为发动机在上一循环中发生失火，此时首先关闭第一控制阀，并打开减压阀和回位控制阀，使活塞组件回复到下止点位置，然后第一控制阀开启，等待下一个起动脉冲信号，发动机再按照正常工作循环运动；所述第二控制阀采用最大流量为250L/min的高频电液伺服阀，其开启脉宽为10ms。...

【技术特征摘要】
1.一种具有优化控制系统的建筑用打夯装置，包括打夯机和与打夯机相连的发动机，发
动机用于驱动打夯机，其特征是，发动机包括动力部分、喷油系统和液压部分，所述的动力
部分包括进气单向阀、动力活塞、燃烧室、喷油器、扫气口，液压部分包括压缩腔、泵腔、
回位腔以及液压回路，所述压缩腔设置于发动机的后部，在其上设置有第一油口、第二油口，
所述第一油口、第二油口分别通过第一控制阀和第二控制阀与压缩蓄能器相连，所述泵腔通
过单向阀分别与低压油路和高压油路相连，高压油路用于向发动机负载供油，低压油路上设
置有回位控制阀和低压蓄能器，回位控制阀上旁路设置有回油单向阀；所述回位腔与高压蓄
能器直接连接，在所述高压蓄能器到缸体的油管路上设置有减压阀，起动工况和失火工况时
减压阀保持开启，正常工况时减压阀关闭；所述压缩蓄能器与高压蓄能器通过油管路相连通，
且所述压缩蓄能器与高压蓄能器之间的油管路上设置有启动阀，用于启动工况时提高发动机
的压缩比，正常工况时启动阀关闭；所述高压油路连接有一负载蓄能器，减压阀后引出有一
路与所述压缩蓄能器相连；发动机的末端设置有液压球囊，液压球囊内充满预先注入的压力
油，其底部通过油管路与低压蓄能器相连，液压球囊与低压蓄能器之间还设置有弹簧式安全
阀；所述液压球囊的左上方设置有倾斜的死区油口，其所在直线与液压球囊相切，死区油口
和压缩蓄能器通过设置在两者之间的死区回位电磁阀相连，在失火工况，当活塞组件的末端
处于第二油口与液压球囊之间的死区位置时，通过打开死区回位电磁阀使活塞组件回到第二
油口与第一油口之间的理想下止点区域以开始下一个行程；所述喷油系统为高压共轨式电控
喷射系统，包括高压油泵、共轨管、电控喷油器、压力传感器以及电子控制单元，发动机工
作时，在输油泵的作用下，燃油经过滤清器进入高压油泵，经过高压油泵的压缩后，低压油
变为高压油，并被高压油泵输入共轨管，在共轨管中，电子控制单元接收压力传感器的反馈
并控制限压阀，以调节轨内压力值并使其保持恒定，随后将高压油输入电控喷油器内，等待
电子控制单元的喷油指令；
所述发动机还包括位置检测系统，位置检测系统通过线性位移传感器和位置触发传感器
检测并发出活塞组件到达上止点位置、下止点位置和前馈位置时的信号，前馈位置位于上止
点位置与下止点位置之间靠近上止点位置的一侧，用于启动工况活塞压缩行程时控制第一控
制阀的关闭，前馈位置根据活塞的速度值配合位置检测系统确定；所述发动机还包括恒压驱
动系统，所述恒压驱动系统包括发动机和液压变量马达，通过马达驱动力矩与负载阻力矩保
持输出油液压力的恒定；液压变量马达由输出高压油液驱动，并通过减速装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨炳，
申请(专利权)人：杨炳，
类型：发明
国别省市：浙江;33