工程队钩机运城地下室小型挖掘机小型挖掘机迷你

工程队钩机运城地下室小型挖掘机小型挖掘机 迷你小型挖机功率匹配控制的实现
用计算机技术实现柴油机与液压系统功率匹配控制的结构见图6一12。图中，
控制器需要检澳0柴油机转速和接收调速拉杆的位置信号，输出信号为液压泵排量
指令。调速杆位置指令被送到油门执行器，由执行器完成柴油机调速拉杆位置的
控制：扭矩指令被送到泵控制器，控制泵吸收扭矩为给定值。
油门执行器是一个位置随动
系统，核心部件是一台带转角检
测的伺服电机，它能够根据输入
电压信号的大小控制电机轴的转
角位置。将电机轴和柴油机调速
拉杆用连杆机构连接起来，就能
用电压信号控制柴油机转速，为
功率匹配控制提供了方便。
功率匹配控制器仍然根据第
2章中介绍的测控程序框架实
现。
联系方式:
杨先生：
对泵输出压力进行
滤波的算法见式(6一13)、(6-- 图6一12 功率匹配控制结构
14)，式中的矗、C参数需要根据具体试验效果确定。此外，在图6一13中，柴
油机调速拉杆的设定根据下式得到：
矿：丬+旦 4 (卜15)
k
式中，尸+一根据式(6～14)、(6—13)对泵输出压力进行处理得到的结果，
MPa；A、k～曲线拟合系数。
在挖掘机工作过程中，负载更大的工况应当是重载挖掘工况，负载更轻的应
当是修整作业，其他各种工况的负载状况可以看成介于这两种工况之间，并且成
线性关系，因此采用了式(6—15)来设定柴油机调速拉杆位置，参数A、k可以
根据修整作业和挖掘作业两种工况下的尸+来确定。例如，根据图6—13中处理
后得到的数*据，当进行轻载操作时泵输出平均压力约为4MPa左右，而进行重载
操作时的平均压力约为7—8MPa。如果轻载时采用3V的调速杆设定值，重载时
采用5V的设定值，根据式(6—15)可以列出如下方程：
126液压系统与柴油机的功率匹配捧制
10
名8
苫6
、，
R 4
出2
O
图6—13 发动机一液压泵功率匹配中断控制流程
(a)挖掘时的泵输出压力滤波结果(重载)
图6_一14
(b)场地整理时的泵输出压力滤波结果(轻载)
挖掘机在不同负载状况下压泵输出压力滤波结果

联系方式:
杨先生：
从中可以解出A=I、k=-2。需要指出的是，A、k的值与重载和轻载下柴油机调速
拉杆位置的选择关系密切，需要根据经验确定。图6一14为液压系统采用负流量
+正流量控制策略时，在挖掘和场地整理两种工况下对测得的泵输出压力进行滤
波处理后得到的结果(1／RC=O．00025)，从图中可以看出，当挖掘机器人作轻载
113博士学位沦支
操纵时，滤波处理后的泵输出压力要比重载时的小很多，可以作为挖掘机负载功
率状况的识别依据。
图6一15为实测得到的功率匹配控制中发动机调速拉杆位置随工作负载功率
变化的情况。在轻载状态下，调速拉杆位置显然较低，调速电压输出大约在3V
左右；而在重载状态下，调速拉杆位置较高，甚至达到了更大值。这样，挖掘机
器人在工作时其柴油机调速拉杆位置就根据泵输出压力的大小自动调节，使柴油
机更佳工作点尽量与实际工况匹配。
此外．通过检测泵输出压力的大小，很容易实现柴油机的自动怠速功能，以
减小挖掘机空载状态下的燃油消耗，从而可以取消国外挖掘机上常用的利用先导
压力检测实现自动怠速时所用的梭阀组【9¨．简化了液压系统。
在以上算法中，进行功率匹配控制时．特意将扭矩值作为泵的控制量，而不
是排量值，原因是目前许多液压泵都具有扭矩调节功能，以上算法就可以直接移
≥喜 斟嚣三藩聪 誊V 叫g鞋捌馨
0 50 100 150 200 时问(s)
(a)挖掘时蔡输出功率(重载)

联系方式:
杨先生：
(b)挖掘时的柴油机调速拉杆变化(重载)
0 50 1∞ 150 200 250 时间(s)
(c)场地平整时的泵输出功率(轻载)
(d)场地平整时的柴油机调速拉杆变化(轻载)
图6一15 挖掘机在不同负载状况下柴油机调速拉杆变化6．渡压系统与柴油帆的功率匹配持!制
植为这种泉的控制策略，为控制器的产品化提供理论基础。
从以上实现功率匹配控制的策略来看．其控制算法分三方面．第*一是发动机
工作点与挖掘机工作状况的匹配，第*一是防止柴油机过载的全程极限负荷控制，
第三是液压泵与柴油机工作点的匹配，三者配合使挖掘机工作在高教节能状态，
同时能适应多种标号和质量的燃油，以及能适应多种自然条件，不至于因柴油机
性能的改变而熄火。
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