针对液压挖掘机功率匹配节能方法研究

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1、液压挖掘机功率匹配节能方法研究陈欠根，费望龙，蒋!苹（中南大学&机电工程学院，湖南长沙’%""()）［摘要］!通过对目前广泛用于液压挖掘机的几种功率匹配节能方法的深入分析，提出了一种由混合动力系统实现液压挖掘机全局功率匹配节能的方法，研究了混合动力系统全局功率匹配的机理，探讨了混合动力全局功率匹配在液压挖掘机上的工程实现。［关键词］!液压挖掘机；节能；混合动力；全局功率匹配［中图分类号］*+,!%&&&［文献标识码］-&&&［文章编号］%""%.//’0（!""#）%!."",/."’"#$%&’()()*+&,-./(+0)#1’%,’23’4)*0-#

2、51/(+2’*1&%*-$6/5)75-.-#’*12345678.9:8，;3<=789.>?89，@

3、压系统发热，工作性能恶化。89:后向功率匹配和前向功率匹配目前在工程机械节能方面的研究主要体现在前述研究都是将传动链分为发动机—液压泵如下)个方面：提高工作元件（柴油机和液压元和液压泵—负载!个环节，分别研究这!个环节的件）性能、改进液压系统和改善发动机—液压系局部功率匹配。!个环节都是靠调节泵的排量来实［%］统—执行器的功率匹配。前!种技术已相对比较现局部功率匹配，因此，现有液压挖掘机!个环节成熟，而在发动机—液压系统—执行器的功率匹的局部功率匹配是不协调的，不可能实现全局功配方面，由于种种原因，实现从动力源到负载的［!］率匹配。全局功率匹配时必须以牺牲

4、发动机的工作条件或为了克服上述两环节的不可调和性，目前在系统的操纵性为代价，没有最大程度地挖掘系统全局功率匹配方面前人已做了一些探讨性研究。的节能潜力，实际应用还有很大的欠缺。本文充分分析其共性，按实现匹配的先后顺序将本文将发动机—泵—液压回路—负载动力传这些研究分为两类，一种是如图%中的方向!，先动链分为发动机—泵和泵—负载!个环节，从全局实现泵与负载的匹配，然后实现发动机与泵的匹和系统的角度研究!个环节的功率匹配。利用与发配，该匹配方向与功率传递方向相反，定义为后向动机并联的电动机的“削峰填谷”作用，使动力功率匹配；另一种如图%中的方向"，液压泵吸收源

5、在提供负载所需功率的同时，发动机工作在高功率匹配发动机的输出功率，然后不断调节负载吸效区或节能区，从而实现全局功率匹配和节能，收功率，使负载吸收功率等于泵的输出功率，该匹具有很大的实用价值。配方向与功率传递方向相同，定义为前向功率匹配。8挖掘机功率匹配节能技术研究现状分析&［收稿日期］!""#H",H",898研究现状［基金项目］国家“(,)”计划项目，编号!"")AA’)"!""国外各大公司的挖掘机均不同程度地配备了［通讯地址］陈欠根，中南大学机电工程学院智能机械研究所!""#$%!（上半月刊）#!"目前尚未发现该方案在实际产品中的应用，笔者认为一个关键

6、原因就是要调节负载吸收功率来匹配泵的输出功率，使得系统操纵性差，阀口图!后向功率匹配和前向功率匹配开度和作业速度不受人为控制。另外发动机的多挡功率模式由驾驶员在挖掘作业前手动设置，带!"#节能效果分析有很大的主观性，且功率模式和输出模式选定后，在后向功率匹配方案中，液压泵与负载的匹发动机就以固定的输出功率工作，没有考虑到挖配可采用正流量控制、负流量控制、负载传感控掘机作业循环中不同阶段所对应的不同功率需求，制等按需流量控制系统或者是它们的综合运用来不能很好地实现节能目的。再者，当负载过大或实现。泵根据工况和操作手柄实时调节排量来按过小时，通过调节泵的排量已

7、经不能使泵出口压需供给流量，由于泵的出口压力与负载是自适应力与排量的乘积即转矩保持常数，从而发动机不的，因此两者功率是匹配的，液压系统节能效果能稳定在最佳工作点工作，转速感应控制失效。显著。而在发动机—泵环节，现有挖掘机动力系文献［+］提出了另外一种前向功率匹配方统都是由发动机单独驱动液压泵工作，由于挖掘案：输出压力做滤波处理来识别挖掘机工况，控机在具体工作过程中所遇到的工况千变万化，柴制系统根据识别的结果自动设定发动机调速拉杆，油发动机的调速拉杆如果事先由驾驶员设定，则同时调节泵的排量来控制液压泵的吸收转矩，使在工作过程中很多时候都是处于“大马拉小车”发

8、动机输出功率不仅能与挖掘机工况相适应，而或“小马拉大车”的不匹配状