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)動機(jī)與整個液壓系統(tǒng)的中間環(huán) 節(jié)。一方面它作為發(fā)動機(jī)的可調(diào)負(fù)載,應(yīng)能充分利用發(fā)動機(jī)的輸 出功率,同時又要保證發(fā)動機(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,作為整個液壓系統(tǒng)的源動力,為適應(yīng)外負(fù)載的變化,液壓柱塞泵必須提供工作時所需要的壓力及流量。

為了達(dá)到上述兩個的要求,柱塞泵廠家說在實際工作中要通過調(diào)節(jié)柱塞液壓柱塞泵的排量來實現(xiàn)。在轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制中,液壓柱塞泵的功率設(shè)定其實是根據(jù)發(fā)動機(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)動機(jī)不過載。對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)動機(jī)與液壓傳動裝置匹配的實質(zhì)是提出合 理的控制方法,從而使發(fā)動機(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)動機(jī)在工作點附近工作,有較高的功率利用和較低的燃油消耗率。
 

對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液壓柱塞泵實行恒功率控 制的。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,精度高,且便于實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)。 如圖2 為整個恒功率控制原理圖。

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到杠桿原點的 距離;F1———控制壓力;Lp———控制壓力作用點到杠桿原點的 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 點間的距離; 式中:e———液壓柱塞泵斜盤傾角為零度時變量柱塞與杠桿原(4)、(5)可以得出:

在有些工況下,發(fā)動機(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速。此時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)動機(jī)輸出功率變化。