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  随着我国经济的快速发展,我国的市场越来越大。工作的环境具有复杂性和长时间作业的特点,作业时所承担负荷的变化非常大。通常,平均外在负荷只有最大负荷的50%~60%,但利用率只达到总利用率的30%左右。当发动机的输出功率过高时,而液压泵无法将发动机的输出功率完全吸收,或者液压元件出现故障导致漏油时,都会损失功率。此外,液压系统节流调节、回转机构或者铲斗等机械装置工作时,都会或多或少地出现功率损失。因此,节能控制技术在应用过程中有着非常重要的作用。

小型挖掘机节能液压控制系统分析与应用

  1、液压系统总体结构
  (1)分工况控制
  的工作过程和环境比较复杂,在挖掘过程中,土质也有一定区别。因此,为了使能够更好地适应各种各样的工作环境,系统应该进行分工况控制。根据工作环境的差异,大致上可以将的动力模式分为三种,分别为节能模式、重载模式以及轻载模式。这三种模式在使用过程中的功率分配情况一般分别为发动机额定功率的85%、100%以及60%。中的柴油机通常是恒扭矩调节,输出转速的变化直接影响输出的功率,因此在实际应用过程中应该分工况控制,采用三种不同的动力模式,以此来保证发动机运行的最大功率。
  (2)发动机-泵功率匹配
  工作时,液压控制的能量传递通过发动机—液压泵—负载来完成。能量在传递的过程中,液压泵的功率与发动机的功率是否匹配直接影响液压系统功率的利用率,同时也影响液压系统在工作中的平稳性。当液压系统的负载增大时,变量泵吸收扭矩也会随之增大,而变量泵吸收扭矩的增大会导致发动机转速减小。为保证发动机的转速稳定,需要将变量泵的排量减小,从而使得变量泵的吸收扭矩随之减小,使得发动机的转速返回到原本范围。反之,当负载减小时,需要经变量泵的排量增大。也就是说,发动机转速的变化直接决定着变量泵的排量变化。因此,发动机—泵功率匹配控制的关键是根据发动机当前转速的变化对变量泵的排量进行实时调整,从而使发动机的转速控制在预设的范围内,以提高液压控制系统的工作效率。

  工作的过程中,应该根据实时的工作环境选择合适的动力模式。当的作业环境是空载时,控制器根据设定空载转速对应的目标位移与油门拉杆反馈位移的差值,输出PWM驱动信号驱动油门电机动作。当油门拉杆达到指定的位置后,发动机的转速发生相应的变化。当在工作过程中负载发生变化时,控制器就会根据目前发动机的转速以及目标转速的差值输出电流驱动信号,控制扭矩阀的开度,改变变量泵的排量,使发动机的输出功率能够与液压泵的功率完成实时匹配,进而使发动机的转速保持在规定的范围之内,以保证的稳定运行。

小型挖掘机节能液压控制系统分析与应用

  2、节能液压控制系统的硬件设计
  节能液压控制系统的应用主要包括控制器、直线电机、显示器、继电器、扭矩阀、转速传感器、油门旋钮和24V直流电源等。在这些硬件设施中,显示器的主要作用是对的动力模式进行选择和设置,同时进行故障报警以及状态监测。显示器通过CAN总线连接到控制器。当的作业环境是空载时,控制直线电机会使油门旋钮设定的空载转速变化,直接影响发动机的转速。而工作状态为负载时,发动机的转速出现变化,控制器会输出PWM信号来调整扭矩阀的开度,同时也会对变量泵的排量进行调整,从而保证发动机的转速能够稳定运行。

  节能液压控制在不同的作业环境和不同种类作业的过程中,应该选择合适的作业模式。使用过程中,变量泵的吸收功率、模式选择、匹配问题、作业时间以及作业负荷等问题,都会直接影响的使用效率。因此,面对不同的作业环境,应根据分工况选择合适的模式工作,才能节能控制系统,达到低耗油高效率的目的。

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