液压挖掘机全局功率匹配与协调控制.pdfVIP

第37卷第ll期 机 械 工 程 学 报 v乩37№I】 2oo1年I1月 CHINESE OF JOLRNALMECHANlCALENGINEERING＼。。 2Dol 液压挖掘机全局功率匹配与协调控制+ 彭天好 杨华勇 傅 新 (浙江大学流体传动及控制国家重点实验室抗州310027) 摘要：研究了发动机一泵和泵～负载两个环节实现局部功率匹配的原理和方法．分析了现有渣压挖掘机两个环节 之间不能实现功率匹配与协凋的原因，提出了液压挖掘机全局功率匹配与冉诵的原理与方法，并给出了实现方案。 这项研究对于设计液压挖掘机新型节能控制系统，提高生产效率，具有较大意义；对于其他行走工程机般也具有参 考和借鉴作用。 叙词：全局功率匹配与挤嗣 渣压挖掘机生产效率节能控制 中图分类号：Tu622A 挖掘机的能量利用率和生产效率具有重要意义，对 0前言 于其他行走工程机械也具有参考和借鉴作用。 目前国内液压控掘机大部分采用恒功率控制系 1发动机工作特性 统，这种系统不能完全满足主机要求，不能很好地解 决柴油机和液压系统的匹配”J，也不能对柴油机输 如图1所示，曲线BASR是发动机在某一挡时 出功率进行调节，因而不能适应不同作业工况的需 的工作特性，当外负荷变化时．发动机输出转矩变 求。为了使得液压挖掘机能适应不同作业工况的需 化，工作点在词速特性段上波动，转速也相应变化， 求和节能的需要，现代液压挖掘机大多采用微机节 如A点、R点和s点，但A点输出功率最大。当发 能控制”oj，并且在发动机一泵环节，为谋求泵与发 动机换到不同的挡位时，其调速特性也会移动，如由 动机的匹配．发动机常设定为多挡功率工作模式，典 l到2。另外，发动机还有一条最佳比油耗线g。线， 型的分为三挡：全功率模式(100％全功率)、经济模当发动机工作在最佳比油耗线上时(如图中s点) 式(约85％全功率)、轻载模式(约70％全功率)。对晟节省燃油。 每一挡工作模式，都可以由转速感应控制实现泵与 发动机的局部功率匹配，控制量为液压泵的排量。 现代液压挖掘机的泵一负载环节常采用负载传感控 制01或负流量控制-41实现局部功率匹配，控制量也 是液压泵的排量。两个环节都是靠调节泵的排量来 实现局部功率匹配，因此．现有液压挖掘机两个环节 的局部功率匹配是不协调的，不可能实现全局功率 匹配。 转遂^／(r·s吖) 本文将发动机一泵一液压回路一负载动力传动 链分为发动机一泵和泵一负载两个环节，分别研究 图l发动机工作特性图 了两个环节实现局部功率匹配的原理和方法，从全 当发动机工作在最大功率点时，生产效率最高， 局和系统的角度讨论了两个环节之间的功率匹配与 称效率模式G；当工作点在最佳比油耗线上时最节 协调问题，提出了实现液压挖掘机全局功率匹配与 能，称节能模式J。发动机究竟工作在效率模式还 协调控制的原理和方法，并给出了实现方案。本文 是节能模式由发动机的输出模式选择确定(见本文 所提出的全局功率匹配与协调控制的原理和方法． 第5部分)。 对于设计液压挖掘机新型节能控制系统，提高液压 2泵与发动机的匹配 * 国家自然科学基金重点项目资助到 初稿，2帅10605收到謦改稿 根据图l知道，发动机在某一油门位置下有