CN101761105B - 一种液压挖掘机的功率匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液压挖掘机的功率匹配方法，步骤为：根据已知的发动机转速-功率特性数据设定多种转速，输出不同功率，以满足不同工况输求，其特征在于，当液压挖掘机工作时，使得液压泵的功率与发动机的输出功率相匹配；在液压挖掘机工作的过程中突加外负载时，分步增大液压泵的比例阀电流I，使得液压泵的排量V得到分步增大，最终使得液压泵的输出功率平稳提高；在液压挖掘机工作的过程中稳定加入外负载时，通过跟踪发动机的转速变化情况及检测到的实时泵压力输出动态实际电流。本发明的优点是充分利用发动机的功率满足挖机作业需求，从而达到提高作业效率及减少油耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压挖掘机的功率匹配方法，用于液压挖掘机的液压***与动力***的功率匹配，属于液压挖掘机动力与液压控制技术领域。
背景技术
液压挖掘机的液压功率(即挖机负载)的特点是跳变不稳定，且与工况关联大，不同工况的功率输求不同。合理地利用发动机的功率满足挖机作业需求，一方面可提高效率，另一方面也是节能的要求。
发动机的功率输出特性如图1所示，发动机油门位置固定时，输出功率随转速变化，在峰值功率转速的后一段为输出功率的经济高效区，能保证最大功率的输出。
发动机的油耗特性如图2所示，A、B...为等油耗比线(油耗/功率)。A线以上为低油耗区，A-B间为一般油耗区，B线以下为高油耗区。在发动机转速一定条件下，输出功率高时对应的油耗比小，即一定的油耗能输出更多的功率，相对的工作效率高并省油。
发动机的转速一功率特性(即带载特性)为外负载加大时，转速下降使输出扭矩增大以适用外负载，在高于功率峰值转速区时相应的功率增加。
上述便是发动机的一些特性介绍，目前为止并没有一种成熟的方法使得液压挖掘机在分析上述特性的基础上，利用发动机的功率满足挖机作业需求的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种液压挖掘机的功率匹配方法，能利用发动机的功率满足挖机作业需求，从而达到提高作业效率及减少油耗的目的。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种液压挖掘机的功率匹配方法，步骤为：
步骤1、根据已知的发动机转速-功率特性数据设定多种转速，输出不同功率，以满足不同工况输求，其特征在于，
步骤2、当液压挖掘机工作时，将液压挖掘机的液压泵在对应转速下的最大比例阀电流值调节为目标电流Iob，使得液压泵的功率与发动机的输出功率相匹配；
步骤3、在液压挖掘机工作的过程中突加外负载时，分步增大液压泵的比例阀电流I，使得液压泵的排量V得到分步增大，最终使得液压泵的输出功率平稳提高；
步骤4、在液压挖掘机工作的过程中稳定加入外负载时，通过跟踪发动机的转速变化情况及检测到的实时泵压力计算出泵电流的动态偏移值DIob，DIob＝k*Iob，其中，k通过实验测量确定，Iob为步骤2得到的目标电流，将动态电流偏移值DIob叠加到目标电流Iob上，输出动态实际电流I＝(1+k)*Iob。
本发明将液压挖掘机的液压泵在对应转速下的最大比例阀电流值调节为目标电流Iob，使得液压泵的功率与发动机的输出功率相匹配，可以使得发动机转速稳定在高输出功率区；而分步增大液压泵的比例阀电流I，一方面是使发动机转速相对平稳，另一方面减少液压冲击，使机器的动作速度有平稳的过度，使机器操作柔和，动作平衡。
本发明的优点是充分利用发动机的功率满足挖机作业需求，从而达到提高作业效率及减少油耗的目的。
附图说明
图1为发动机的功率输出特性图；
图2为发动机的油耗特性特性图；
图3为分步调节电流时间控制图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本发明。
实施例
本发明提供的一种液压挖掘机的功率匹配方法，其步骤为：
步骤1、根据已知的发动机转速-功率特性数据设定多种转速，输出不同功率，以满足不同工况输求，如设定发动机转速分别为输出功率为109kW/102kW/97kW/82kW对应的转速；
步骤2、当液压挖掘机工作时，将液压挖掘机的液压泵在对应转速下的最大比例阀电流值调节为目标电流Iob，使得液压泵的功率与发动机的输出功率相匹配；
步骤2.1、检测发动机的实时转速，根据已知的发动机转速-功率参数得到对应的发动机输出功率，同时检测得到液压泵的压力P，即外负载大小；
步骤2.2、液压泵功率＝压力P*流量Q＝压力P*排量V*发动机转速n＝发动机输出功率，而排量V＝比例阀的电流i*系数K，K通过实验测量确定，通过上述公式计算得到液压挖掘机的液压泵在对应转速下的最大比例阀电流值调节为目标电流Iob。
步骤3、在液压挖掘机工作的过程中突加外负载时，分步增大液压泵的比例阀电流I，使得液压泵的排量V得到分步增大，最终使得液压泵的输出功率平稳提高；如图3所示，为分步调节电流时间控制图，其时间分为四个阶段，即无负载阶段1、突加负载阶段2、平稳负载阶段3及卸载阶段4。将突加负载阶段2分至少三个时间段，即时间段T1、时间段T2及时间段T3，分布加大泵控制电流I，使得在平稳负载阶段3时达到所述步骤2中的目标电流Iob，其中，泵控制电流I按先小步后大步方式，即时间段T1的电流It1＝1/6Iob，时间段T2的电流It2＝1/3Iob，时间段T3的电流It3＝1/2Iob。
步骤4、在液压挖掘机工作的过程中稳定加入外负载时，通过跟踪发动机的转速变化情况及检测到的实时泵压力计算出泵电流的动态偏移值DIob，DIob＝k*Iob，其中，k通过实验测量确定，Iob为步骤2得到的目标电流，将动态电流偏移值DIob叠加到目标电流Iob上，输出动态实际电流I＝(1+k)*Iob。
上述液压挖掘机的功率匹配方法应用于麦珂斯电控***(MCSS)中。
Claims (3)
1.一种液压挖掘机的功率匹配方法，步骤为：
步骤1、根据已知的发动机转速-功率特性数据设定多种转速，输出不同功率，以满足不同工况需求，其特征在于，
步骤2、当液压挖掘机工作时，将液压挖掘机的液压泵在对应转速下的最大比例阀电流值调节为目标电流Iob，使得液压泵的功率与发动机的输出功率相匹配；
步骤3、在液压挖掘机工作的过程中突加外负载时，分步增大液压泵的比例阀电流I，使得液压泵的排量V得到分步增大，最终使得液压泵的输出功率平稳提高；
步骤4、在液压挖掘机工作的过程中稳定加入外负载时，通过跟踪发动机的转速变化情况及检测到的实时泵压力计算出泵电流的动态偏移值DIob，DIob＝k*Iob，其中，k通过实验测量确定，Iob为步骤2得到的目标电流，将动态电流偏移值DIob叠加到目标电流Iob上，输出动态实际电流I＝(1+k)*Iob。
2.如权利要求1所述的一种液压挖掘机的功率匹配方法，其特征在于，所述步骤2中目标电流Iob的计算方法为：
步骤2.1、检测发动机的实时转速，根据已知的发动机转速-功率特性数据得到对应的发动机输出功率，同时检测得到液压泵的压力P，即外负载大小；
步骤2.2、液压泵功率＝压力P*流量Q＝压力P*排量V*发动机转速n＝发动机输出功率，而排量V＝比例阀的电流i*系数K，K通过实验测量确定，通过上述公式计算得到液压挖掘机的液压泵在对应转速下的最大比例阀电流值调节为目标电流Iob。
3.如权利要求1所述的一种液压挖掘机的功率匹配方法，其特征在于，所述步骤3中分步增大液压泵的比例阀电流I的具体步骤为：将突加负载阶段2分至少三个时间段，即时间段T1、时间段T2及时间段T3，分步加大泵控制电流I，使得在平稳负载阶段3时达到所述步骤2中的目标电流Iob，其中，泵控制电流I按先小步后大步方式，即时间段T1的电流It1＝1/6Iob，时间段T2的电流It2＝1/3Iob，时间段T3的电流It3＝1/2Iob。
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