筒式柴油打樁錘中上活塞跳高值的測量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種筒式柴油打粧錘，特別是涉及一種筒式柴油打粧錘中上活塞跳高值的測量系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，筒式柴油打粧錘采用的燃油系統(tǒng)都是機械式燃油系統(tǒng)，導(dǎo)致其存在很多缺陷和問題，例如，無法準確計算上活塞的跳高值并且無法實時顯示上活塞的跳高值，而且當(dāng)上活塞的跳高高于設(shè)定的最高限制值時，無法自動停止;并且，無法自動記錄打粧錘的實際打擊次數(shù)、無法實時顯示打粧錘的實際跳數(shù)以及無法自動記錄打粧錘的總跳高，上述問題都亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中筒式柴油打粧錘存在各種缺陷和問題，提供一種筒式柴油打粧錘中上活塞跳高值的測量系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:
[0005]本發(fā)明提供了一種筒式柴油打粧錘中上活塞跳高值的測量方法，其特點在于，包括以下步驟:
[0006]在油量控制箱內(nèi)部設(shè)置壓力傳感器，以實時檢測回油管路內(nèi)部的壓力值；
[0007]獲取所述壓力傳感器輸出的檢測信號，并從所述檢測信號中獲取在打粧錘的每個工作周期內(nèi)所述壓力傳感器檢測出的壓力值；
[0008]預(yù)設(shè)一臨界壓力值；
[0009]檢測在打粧錘的每個工作周期內(nèi)檢測出的壓力值首次達到所述臨界壓力值的時刻；
[0010]計算相鄰兩個工作周期內(nèi)檢測出的壓力值超過臨界壓力值的時間差，計算公式為:t=t2-t1;其中t為所述時間差，t2為相鄰兩個工作周期中后一個周期內(nèi)檢測出的所述時刻，為相鄰兩個工作周期中前一個周期內(nèi)檢測出的所述時刻；
[0011]計算所述上活塞的跳高值，計算公式為:h= gt2/2;其中h為所述跳高值，g為重力加速度。
[0012]較佳地，所述測量方法還包括:
[0013]判斷計算出的跳高值是否超出一最大閾值，并在判斷為是時控制噴油量為0。
[0014]較佳地，所述測量方法還包括:
[0015]在檢測出在打粧錘的每個工作周期內(nèi)檢測出的壓力值首次達到所述臨界壓力值時，控制用于記錄打粧錘的打擊次數(shù)的計數(shù)器的計數(shù)值自動加1。
[0016]較佳地，所述測量方法還包括:
[0017]在計算出所述時間差之后，還計算所述打粧錘的實際跳數(shù)，計算公式為:m= 60/t;其中m為所述實際跳數(shù)。
[0018]較佳地，所述測量方法中在計算所述實際跳數(shù)時，還獲取連續(xù)N次計算出的所述時間差的平均值t3，并利用公式m=60/t3計算所述實際跳數(shù)，其中N為正整數(shù)。
[0019]較佳地，在所述測量方法中還通過將在所述打粧錘的任意兩個相鄰工作周期內(nèi)計算出的跳高值疊加，以計算所述上活塞的總跳高值。
[0020]較佳地，所述回油管路內(nèi)部設(shè)有油量調(diào)節(jié)閥，所述壓力傳感器設(shè)置于所述油量調(diào)節(jié)閥的側(cè)面。
[0021]本發(fā)明的目的在于還提供了一種筒式柴油打粧錘中上活塞跳高值的測量系統(tǒng)，其特點在于，包括:
[0022]壓力傳感器，設(shè)置在油量控制箱內(nèi)部，用于實時檢測回油管路內(nèi)部的壓力值；
[0023]信號獲取模塊，用于獲取所述壓力傳感器輸出的檢測信號，并從所述檢測信號中獲取在打粧錘的每個工作周期內(nèi)所述壓力傳感器檢測出的壓力值；
[0024]檢測模塊，用于檢測在打粧錘的每個工作周期內(nèi)檢測出的壓力值首次達到一臨界壓力值的時刻；
[0025]時間差計算模塊，用于計算相鄰兩個工作周期內(nèi)檢測出的壓力值超過臨界壓力值的時間差，計算公式為:t = t2_t1;其中t為所述時間差，t2為相鄰兩個工作周期中后一個周期內(nèi)檢測出的所述時刻，^為相鄰兩個工作周期中前一個周期內(nèi)檢測出的所述時刻；
[0026]跳高值計算模塊，用于計算所述上活塞的跳高值，計算公式為:h= gt2/2;其中h為所述跳高值，g為重力加速度。
[0027]較佳地，所述測量系統(tǒng)還包括ECU(油量控制箱中的電控單元)，所述ECU用于判斷計算出的跳高值是否超出一最大閾值，并在判斷為是時控制噴油量為0。
[0028]較佳地，所述測量系統(tǒng)還包括用于記錄打粧錘的打擊次數(shù)的計數(shù)器，在所述檢測模塊檢測出在打粧錘的每個工作周期內(nèi)檢測出的壓力值首次達到所述臨界壓力值時，所述ECU還控制所述計數(shù)器的計數(shù)值自動加1。
[0029]較佳地，所述測量系統(tǒng)還包括跳數(shù)計算模塊，用于計算所述打粧錘的實際跳數(shù)，計算公式為:m = 60/t;其中m為所述實際跳數(shù)。
[0030]較佳地，所述跳數(shù)計算模塊還用于獲取連續(xù)N次計算出的所述時間差的平均值t3，并利用公式m = 60/t3計算所述實際跳數(shù)，其中N為正整數(shù)。
[0031]較佳地，跳高值計算模塊還用于通過將在所述打粧錘的任意兩個相鄰工作周期內(nèi)計算出的跳高值疊加，以計算所述上活塞的總跳高值。
[0032]較佳地，所述回油管路內(nèi)部設(shè)有油量調(diào)節(jié)閥，所述壓力傳感器設(shè)置于所述油量調(diào)節(jié)閥的側(cè)面。
[0033]較佳地，所述測量系統(tǒng)還包括一斷油裝置，所述斷油裝置包括一油量控制單元、一壓油杠桿、一轉(zhuǎn)軸、一油栗、一噴嘴和一停油機構(gòu)；
[0034]所述壓油杠桿可旋轉(zhuǎn)連接于所述轉(zhuǎn)軸，用以驅(qū)動所述油栗向所述噴嘴供油；
[0035]所述停油機構(gòu)包括一緊停電磁閥、一搖臂和一掛鉤，所述緊停電磁閥與所述搖臂連接，所述搖臂還與所述掛鉤連接；
[0036]所述油量控制單元包括一控制器，所述緊停電磁閥在所述控制器接收到一停油信號時帶動所述搖臂擺動，進而帶動所述掛鉤擺動；
[0037]在所述掛鉤擺動時，所述壓油杠桿的第一端部通過旋轉(zhuǎn)鉤于所述掛鉤上，以使得所述油栗向所述噴嘴供油的供油量為零。
[0038]較佳地，所述斷油裝置還包括一HMI (人機界面)操作箱，所述HMI操作箱與所述控制器電連接，所述HMI操作箱用于接收一第一外部控制指令并將所述第一外部控制指令轉(zhuǎn)換為停油信號傳輸至所述控制器。
[0039]較佳地，所述油量控制單元還包括一油量控制閥，所述油量控制閥用于控制噴嘴的噴油量；
[0040]所述HMI操作箱還用于接收一第二外部控制指令，并在接收到所述第二外部控制指令之后，接收輸入的油量值，并將接收到的油量值轉(zhuǎn)換為油量信號傳輸至所述控制器，以使得所述控制器通過所述油量信號調(diào)節(jié)所述油量控制閥；
[0041]所述HMI操作箱還用于接收一第三外部控制指令，并在接收到所述第三外部控制指令之后，接收輸入的油量值和柴油打粧錘的打擊次數(shù)，并將接收到的打擊次數(shù)和由輸入的油量值轉(zhuǎn)換成的油量信號傳輸至所述控制器，以使得所述控制器通過所述油量信號調(diào)節(jié)所述油量控制閥以及控制所述柴油打粧錘在實際的打擊次數(shù)達到輸入的打擊次數(shù)時停止打擊。
[0042]本發(fā)明利用上述的斷油裝置可以使得筒式柴油打粧錘具備四種功能:手動油量控制、手動跳高控制、自動控制(包括自動油量控制和自動跳高控制)。
[0043]四種功能的具體實現(xiàn)方式如下:
[0044]手動油量控制是指操作人員可以通過HMI操作箱實時、連續(xù)改變噴嘴噴入打粧錘筒壁內(nèi)的油量。具體實現(xiàn)方式:操作人員通過HMI操作箱設(shè)置噴入打粧錘筒壁內(nèi)的燃油量(如:50 %，亦可設(shè)置為“10ml” )，控制單元接收到HMI的操作指令(50 % )，控制電磁閥帶動油量控制閥的閥芯運動，改變回油管的流通面積，從而改變油栗回流至油箱內(nèi)部的油量。由于每個工作循環(huán)，進入油栗內(nèi)的油量是一定值(19ml，與油栗的設(shè)計有關(guān))，因此，通過改變回油量，即可改變噴嘴噴入打粧錘內(nèi)的油量。由于電磁閥可以連續(xù)地對油量調(diào)節(jié)閥的閥芯進行控制，因此，操作人員可以控制噴油量連續(xù)改變，即可實現(xiàn)19ml內(nèi)的任意數(shù)值。
[0045]手動跳高控制是指操作人員可以通過HMI操作箱實時、連續(xù)改變打粧錘上活塞的跳高值。具體實現(xiàn)方式:操作人員通過HMI操作箱設(shè)置打粧錘上活塞的跳高(如:3.0m)，控制單元接收到HMI的操作指令(3.0m)，并檢測打粧錘上活塞的跳高，通過閉環(huán)控制算法控制電磁閥帶動油量控制閥的閥芯運動，改變回油管的流通面積，從而改變油栗回流至油箱內(nèi)部的油量，由于進入油栗的油量為一定值，因此可以控制噴入打粧錘的油量，而在地質(zhì)狀況相同的條件下，打粧錘的跳高與噴入打粧錘的油量相關(guān)，從而實現(xiàn)對打粧錘上活塞跳高的控制。
[0046]自動控制包括自動油量控制和自動跳高控制。
[0047]自動油量控制是指操作人員通過HMI操作箱設(shè)置打粧錘的打擊次數(shù)、以及每個工作循環(huán)所