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  液压小型挖掘机发动机-液压系统-负载的功率匹配研究

  液压小型挖掘机系统的功率匹配一直是国内外学者研究的主要焦点。目前主要是采用先进的电子控制技术,如小型挖掘机分工况控制技术、转速传感控制技术和恒功率控制技术等,来提高系统的能量利用效率。这些控制技术对系统节能起到了一定的推动作用,并已被国内外小型挖掘机企业所普遍接受。

  1.  分工况控制技术

  由于液压小型挖掘机是一种能够完成多种性质不同工作的多功能设备,不同的作业工况对液压泵的能量需求是不同的。为了实现发动机的输出功率与液压泵的需求功率相匹配,就需要将发动机控制工况划分为:重载工况、经济工况、轻载工况和怠速工况等。分工况控制能够根据不同作业工况调整发动机工作状态,提高了系统的工作效率。
液压小型挖掘机发动机-液压系统-负载的功率匹配研究
  2.  转速传感控制技术

  发动机工作在最大功率点时,一旦出现超载,发动机转速会急剧下降甚至熄火。转速传感控制技术可时刻检测发动机转速,一旦发现发动机转速急剧下降,控制器会立即发出控制信号降低液压泵的吸收功率,以防止发动机失速停车。

  3.  恒功率控制技术

  在小型挖掘机实际作业过程中,操作人员只能根据工作经验选择某一档位来完成一批工作任务。而在此工作状态时,发动机只有一个最大功率点。为了能够在保持发动机高效的前提下充分利用发动机的输出功率,则液压泵需要相应地采用恒功率控制技术。 目前小型挖掘机企业一般采用全功率控制技术、分功率控制技术和交叉传感控技术。

  全功率控制技术是将两个液压泵的排量统一调节,充分利用了发动机的输出功率,但由于两个液压泵统一调节,降低了液压系统的流量利用效率,系统存在较大的功率损失;为了减小液压系统的流量损失,在全功率控制的基础上提出了分功率控制技术的节能方案。在分功率控制系统中,两个液压泵的排量实现了单独控制,使每台液压泵都能吸收发动机输出功率的50%。但由于液压泵不能完全吸收发动机的输出功率,降低了发动机的工作效率;交叉传感控技术是全功率和分功率控制技术的有机结合,既提高了发动机的工作效率,又能够按照系统工作工况提供所需流量。 恒功率控制的目的是当发动机处于最大功率点时液压泵能够有效的吸收发动机的输出功率,即恒功率控制是发动机—液压泵之间的功率匹配,忽略了液压泵和执行机构之间的功率匹配。
液压小型挖掘机发动机-液压系统-负载的功率匹配研究
  4.  发动机—液压泵—执行机构联合功率匹配控制

  针对恒功率控制系统存在的缺点,发动机—液压泵—执行机构联合功率匹配控制技术越来越受到国内外研究学者的普遍重视。提出了一种发动机—液压泵—控制阀—负载功率匹配控制方案,该方案克服了以往单纯采用压力或转速控制方式的不足,实现了工况的自动识别和发动机—液压泵—执行机构的功率匹配。


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