针对液压挖掘机恒功率与变功率协调控制节能系统研究

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1、液压挖掘机恒功率与变功率协调控制节能系统研究何清华，常毅华，郝!鹏（中南大学!机电工程学院智能机械研究所，湖南!长沙!&’""(%）!摘要"!提出一种新的挖掘机节能控制策略###恒功率与变功率协调控制$根据负载变化的多样性与复杂性$通过控制器对发动机和泵进行调节$使发动机#泵#负载进行恒功率#变功率协调匹配$可使发动机的输出功率充分被泵吸收$并且使发动机工作在最优工作点上$提高燃油利用率和整机效率%!关键词"!液压挖掘机&恒功率&变功率&功率匹配&节能!中图分类号")*#!’!!!文献标识码"+!!!文章编号"’""’,--&.#!""#$"%,""--,"&!"#$%&’()*%"#+

2、),,#$-).’+).%,)/0#%1##.+).$%2.%-)1#,2.’32,420/#-)1#,)*"(’,2&/4+#5+232%),/01234,567$8/+9:;2,567$/+<=>34!?3@>AA24>3@B>C5732C7A23D@2@6@>$8EAA>4>EFB>C5732C7A73G>A>C@HE32CD>3423>>H234$8>3@H7AIE6@5*32J>HD2@K$85734D57/6373$&’""(%"60$%,2+%%)52DL7DD74>L6@DFEHM7HG73>MCE3@HEAB>@5EG235KGH76A2C>NC7J7@EH23EHG>

3、H@ED7J>>3>H4K###@5>CEHH>,DLE3GCE3@HEAO>@M>>3CE3D@73@LEM>H73GJ7H27OA>LEM>HP+CCEHG234@E@5>J7H2>@K73GCEBLA>N2@KEFAE7G234M>C736D>CE3@HEAA>H@ECE3@HEA@5>>3423>73G@5>L6BL@EB7Q>@5>BB7@C5234@5>AE7G234P?3@52DB>@5EG@5>LEM>HEF@5>>3423>C73O>6D>G7DB6C57DLEDD2OA>73G@5>>3423>C73MEHQE32@RD>NC>AA>3@LE23@@E23CH>7D>

4、@5>6D74>EF@5>F6>A73G@5>>F,F2C2>3CKEF@5>M5EA>B7C523>P7#(1),’$%5KGH76A2C>NC7J7@EH&CE3D@73@LEM>H&J7H27OA>LEM>H&LEM>HB7@C5234&>3>H4KD7J234目前国内液压挖掘机大部分采用恒功率控制泵的输出功率为’系统$但是这种系统不能完全满足主机要求$不!%S&%’%)#"S&%(%$%)#""""能很好地解决柴油机和负载的匹配$也不能对柴式中!%为泵的输出功率!QU"$&%为泵出口油机输出功率进行调节$因而不能适应不同作业压力!V=7"$’%为泵出口流量!W)B23"$(%为泵

5、工况的需要%为了使液压挖掘机能适应不同作业的排量!BW)H"$$%为泵的转速!H)B23"%工况的需求和节能的需要$在挖掘机节能控制过当发动机期望工作在某一最佳工作点时$其程中采用了分工况#恒功率#变功率相结合的控输出转矩为一常数$所以泵与发动机功率匹配$制方法$使发动机#泵#阀#执行机构达到合理有关系式’匹配$提高了生产效率和发动机燃油利用率$减#%S&%(%)!!S常数轻了操作手劳动强度%式中#%为泵的吸收转矩!9B"%在发动机转速不断波动的情况下$燃油燃烧不8!发动机&泵&负载的匹配!898!发动机&泵的匹配!收稿日期"!""-X’’X’&发动机输出功率’!基金项目"国家(#%项目

6、“液压挖掘机机电一体化及制造!"S#"($")T-&T信息化”，课题编号：!""%++&%"!""式中!"为发动机输出功率!QU"$#"为发动!通讯地址"何清华，长沙中南大学机电工程学院智能机械机转矩!9B"$$"为发动机转速!H)B23"%研究所!""#$"%!上半月刊"!!充分#油耗升高$当负载压力&%变大#通过减小泵的排量(%使得泵吸收的转矩不变#实现发动机的恒转速控制#使发动机工作在最佳工作点上$变量泵的恒功率调节可采用机械式或微控制器!V8"来实现$一般挖掘机采用机械式控制方式#通过功率设定弹簧设定最大功率值#当泵吸收功率达到最大功率设定值时#进行恒功率控制调节$图8!功率曲线

7、与控制电流关系曲线而装有微控器的变量泵则通过调节输入的电信号来调节泵的排量#达到恒功率控制的目的$需功率增大#则需提高泵的输出功率#通过泵控89:!泵!负载的匹配调节器#调整泵的排量增大#则其功率曲线升高挖掘机工作过程中#泵出口压力的大小由负到曲线!位置$当泵吸收功率曲线达到发动机输出载决定$负载压力增大#泵出口压力随之增大#功率时#如果泵的吸收功率继续升高#发动机转流量和所需功率也增大$若此时流量不变#则泵速必然下降$通过控制器感