針對液壓挖掘機(jī)負(fù)載自適應(yīng)全局功率匹配控制系統(tǒng)

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1、第38卷2007年2月工程機(jī)械TestandResearch試驗(yàn)·液壓挖掘機(jī)負(fù)載自適應(yīng)全局功率匹配控制系統(tǒng)﹡研究中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院陳欠根李延偉郝鵬"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!摘要：提出一種以發(fā)動機(jī)-泵-閥-鏟斗-負(fù)載作為整體來實(shí)現(xiàn)功率匹配的全局控制方案，并把全局功率匹配分!!!為發(fā)動機(jī)-泵的匹配和閥-負(fù)載的匹配兩部分，前一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)泵排量的調(diào)節(jié)，保證泵把發(fā)動機(jī)功率完全吸收，轉(zhuǎn)化為液!!壓能；后一環(huán)節(jié)則是調(diào)節(jié)閥的開口，使壓力隨負(fù)載變化，時刻把

2、液壓能發(fā)揮到最大。在鏟斗負(fù)載自適應(yīng)條件下發(fā)動機(jī)功!!"率與!負(fù)!載!的!匹!配和!控!制!方!法!的實(shí)!現(xiàn)!，!揭示!了!挖!掘!機(jī)!節(jié)能!的!一!種!方!法。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī)全局功率匹配負(fù)載自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)液壓挖掘機(jī)節(jié)能技術(shù)研究是當(dāng)前一個研究熱負(fù)載上的最終目的。如果能實(shí)現(xiàn)從“發(fā)動機(jī)-液壓系點(diǎn)。目前各種節(jié)能方案中得到成功應(yīng)用的主要是針統(tǒng)-負(fù)載”整個能量傳遞鏈各主要環(huán)節(jié)的功率匹配對發(fā)動機(jī)-泵的功率匹配和針對泵-負(fù)載的功率匹則可以解決這個問題，這里稱此方案為全局功率

3、匹配控制方案。本文提出一種以發(fā)動機(jī)-泵-閥-鏟斗-配方案。負(fù)載作為整體來實(shí)現(xiàn)功率匹配的全局控制方案，同實(shí)現(xiàn)全局功率匹配最直接的方法就是把目前廣時可以在挖掘機(jī)整個工作循環(huán)中識別出挖掘過程進(jìn)泛應(yīng)用的發(fā)動機(jī)-泵的局部功率匹配系統(tǒng)和泵-負(fù)而自動判斷并自動匹配挖掘時刻克服負(fù)載所需要的載的局部功率匹配系統(tǒng)連接起來。方案的關(guān)鍵就在最大功率，實(shí)現(xiàn)挖掘負(fù)載自適應(yīng)。于兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，但是在具體做出調(diào)節(jié)的時候，這當(dāng)前成功得到應(yīng)用的功率匹配方案多是在挖掘方案就出現(xiàn)了致命問題，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和泵的匹機(jī)“發(fā)動機(jī)-液壓系統(tǒng)-鏟斗-

4、負(fù)載”整個能量傳遞鏈配需要調(diào)節(jié)泵的排量，而實(shí)現(xiàn)泵與負(fù)載的匹配也需中上實(shí)現(xiàn)某個環(huán)節(jié)上的功率匹配，主要是發(fā)動機(jī)-要調(diào)節(jié)泵的排量，這就在調(diào)節(jié)時出現(xiàn)了干涉。泵的功率匹配和泵-負(fù)載的功率匹配。鑒于上述能如果把全局功率匹配分為發(fā)動機(jī)-泵的匹配和量傳遞鏈，這里暫稱這些方案為局部功率匹配方案。閥-負(fù)載的匹配就可以解決這個問題。前一環(huán)節(jié)在在液壓挖掘機(jī)上實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)-泵的功率匹配主實(shí)現(xiàn)中調(diào)節(jié)泵的排量，目的是保證泵把發(fā)動機(jī)的功要目的是提高泵對發(fā)動機(jī)輸出功率的吸收能力，在率完全吸收而轉(zhuǎn)化為液壓能；后一環(huán)節(jié)則是調(diào)節(jié)閥通過采用轉(zhuǎn)矩

5、控制或者轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制實(shí)現(xiàn)兩者的精的開口，目的是在壓力隨負(fù)載變化的情況下以改變確匹配的理想情況下，泵把吸收的發(fā)動機(jī)輸出功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度的方式時刻把液壓能發(fā)揮到最大，這盡可能多的轉(zhuǎn)化為液壓能，液壓能通過換向閥傳遞樣就可以分別調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)從發(fā)動機(jī)-液壓系統(tǒng)-負(fù)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用于負(fù)載；針對泵-負(fù)載功率匹配的載的全局功率匹配。方案中應(yīng)用比較廣泛的液壓控制有負(fù)荷傳感控制、1.2挖掘負(fù)載自適應(yīng)功能負(fù)流量控制等泵控系統(tǒng)，均為通過調(diào)節(jié)變量泵的擺1.2.1簡單設(shè)定發(fā)動機(jī)功率模式的弊端角變化使輸出流量與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要流量相匹配

6、，出于節(jié)能的目的，目前的液壓挖掘機(jī)一般都針而減少溢流損失和節(jié)流損失。對典型的工況劃分為重載、經(jīng)濟(jì)和輕載3個轉(zhuǎn)速擋位，分別對應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的100%、85%和65%。由1全局功率匹配方案于恒功率變量泵的吸收轉(zhuǎn)矩在恒功率調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)是不1.1方案的意義變的，所以3個轉(zhuǎn)速檔位的發(fā)動機(jī)輸出功率也相應(yīng)單純地實(shí)現(xiàn)局部功率匹配，并不能實(shí)現(xiàn)把發(fā)動的為全功率的100%、85%和65%。重載模式和輕載機(jī)的輸出功率經(jīng)過液壓系統(tǒng)和機(jī)械機(jī)構(gòu)完全施加在模式主要是在直觀單一工況中應(yīng)用，重載模式把單*基金項(xiàng)目:國家863項(xiàng)目“液壓挖掘機(jī)機(jī)

7、電一體化及制造信息化（”編號：2003AA430200）—21—TestandResearch工程機(jī)械第38卷2007年2月試位時間內(nèi)獲得最大挖掘能力和最大作業(yè)量作為目機(jī)功率與挖掘機(jī)的挖掘負(fù)載需要相匹配。另一種方驗(yàn)·標(biāo)，輕載模式主要用在平整工作等追求作業(yè)精度的法是通過檢測液壓泵出口壓力值而判斷出此時的負(fù)研工況中，一般負(fù)載挖掘時選擇經(jīng)濟(jì)模式，用在非單一載情況，然后對發(fā)動機(jī)作出調(diào)節(jié)，使其與負(fù)載要求相究工況中是應(yīng)用最主要的工作模式。適應(yīng)。以泵壓力作為判斷負(fù)載信號的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)一般的工作均屬于非單一工況，選擇

8、經(jīng)濟(jì)工作壓力可以直接反應(yīng)當(dāng)前負(fù)載情況，而以手柄運(yùn)動作模式。但是在實(shí)際操作中當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載超過設(shè)定的發(fā)為判斷信號則是以操作手的判斷為基礎(chǔ)的，是一種動機(jī)功率值時，雖然通過轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制調(diào)節(jié)泵的排間接的判斷手段。這里選擇以壓力作為鏟斗負(fù)載的量可以防止發(fā)動機(jī)因負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大造成失速或熄判斷信號?；穑谴藭r的發(fā)動機(jī)輸出功率仍然不足以使鏟斗挖掘機(jī)在“挖掘-提升-回轉(zhuǎn)-卸土-回轉(zhuǎn)-挖掘”克服負(fù)載。要想繼續(xù)工作只能手動增大發(fā)動機(jī)油門整個作業(yè)循環(huán)中，液壓系統(tǒng)壓力是不斷變化的，需