淺談挖掘機(jī)液壓柱塞泵功率匹配調(diào)節(jié)及性能分析

液壓柱塞泵連結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)與整個(gè)液壓系統(tǒng)的中間環(huán) 節(jié)。一方面它作為發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)負(fù)載,應(yīng)能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸 出功率,同時(shí)又要保證發(fā)動(dòng)機(jī)不因負(fù)載轉(zhuǎn)矩太大而造成熄火,在液壓柱塞泵功率上達(dá)到協(xié)調(diào)匹配。另一方面,作為整個(gè)液壓系統(tǒng)的源動(dòng)力,為適應(yīng)外負(fù)載的變化,液壓柱塞泵必須提供工作時(shí)所需要的壓力及流量。

為了達(dá)到上述兩個(gè)的要求,柱塞泵廠家說在實(shí)際工作中要通過調(diào)節(jié)柱塞液壓柱塞泵的排量來實(shí)現(xiàn)。在轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制中,液壓柱塞泵的功率設(shè)定其實(shí)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速差來調(diào)節(jié)液壓柱塞泵的大吸收功率,從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)不過載。對(duì)于變量液壓柱塞泵來說調(diào)節(jié)功率是通過調(diào)節(jié)其排量實(shí)現(xiàn)的。

因此,液壓柱塞泵輸出功率Pp 可以表達(dá)為: πd2zDfZFPCLKnPp4L液壓柱塞泵s (11)對(duì)式(1)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn):當(dāng)恒功率變量液壓柱塞泵結(jié)構(gòu)確定后,在轉(zhuǎn)速n 和功率調(diào)節(jié)閥芯所受合力 FPC 一定的情況下,輸出功率是恒定的。

發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓傳動(dòng)裝置匹配的實(shí)質(zhì)是提出合 理的控制方法,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出扭矩能適應(yīng)外部負(fù)荷 的變化,保持發(fā)動(dòng)機(jī)在工作點(diǎn)附近工作,有較高的功率利用和較低的燃油消耗率。
 

對(duì)于變量液壓柱塞泵的恒功率調(diào)節(jié)有很多種方式,傳統(tǒng)的恒功率變量是根據(jù)折線擬合,依靠多根彈簧(利用彈簧的不同剛度)來實(shí)現(xiàn)的,而液壓柱塞泵11V0 液壓柱塞泵恒功率控制裝置是利用杠桿力矩平衡原理對(duì)液壓柱塞泵實(shí)行恒功率控 制的。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,精度高,且便于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)。 如圖2 為整個(gè)恒功率控制原理圖。

其中功率控制閥閥芯受到3 力(IP產(chǎn)生的電磁力,K1,K2 彈簧分別產(chǎn)生的彈性力)的作用。設(shè)這3 力的合力為FPC,那么對(duì)杠桿機(jī)構(gòu)做平衡分析有以下公式成立:(3)FPCLk=F1Lp 式中:Lk———恒功率閥閥芯力作用點(diǎn)到杠桿原點(diǎn)的 距離;F1———控制壓力;Lp———控制壓力作用點(diǎn)到杠桿原點(diǎn)的 距離。而由圖2 可以看出其控制壓力可以表示為 的幾何關(guān)系可以得出:θLp=e+Ltg 點(diǎn)間的距離; 式中:e———液壓柱塞泵斜盤傾角為零度時(shí)變量柱塞與杠桿原(4)、(5)可以得出:

在有些工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)的恒功率控制不能滿足作業(yè)高效性和經(jīng)濟(jì)性的要求,具體有2 個(gè)方面:一方面,為了追求作業(yè)速度,提高工作效率, 必須人為地液壓柱塞泵11V0變排量液壓柱塞泵恒功率調(diào)節(jié)功能原理圖提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。此時(shí)液壓柱塞泵的輸出功率也相應(yīng)提高.恒功率控制無法跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率變化。