劉富

摘 要：目前國產(chǎn)大中型履帶式液壓挖掘機(jī)的液壓泵基本上都是采用全功率液壓泵，為了能在有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的同時(shí)能達(dá)到最省油，我們需要對發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵進(jìn)行有效的動(dòng)力匹配。一般廠家對整機(jī)進(jìn)行動(dòng)力匹配時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定都采用空載標(biāo)定，即在液壓泵不帶載的情況下進(jìn)行標(biāo)定，本文將介紹另外一種標(biāo)定方式，帶載標(biāo)定，即在液壓泵帶載的情況下對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力匹配;空載標(biāo)定;帶載標(biāo)定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.027

1 空載標(biāo)定

目前國產(chǎn)大中型履帶式液壓挖掘機(jī)基本上用的都是定油門控制的方式（發(fā)動(dòng)機(jī)走速度特性曲線），且液壓泵基本上都是采用全功率液壓泵。目前對這種定油門控制都是采用空載標(biāo)定油門，即在液壓泵不帶載（泵的出口無壓力）的情況下設(shè)定各檔的油門位置（即設(shè)定空載轉(zhuǎn)速）。然后在對挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中通過不斷調(diào)整供給泵比例減壓閥的電流值來調(diào)定泵的功率，以使泵能很好的匹配發(fā)動(dòng)機(jī)。這種方法實(shí)質(zhì)上是讓泵（負(fù)載）來匹配發(fā)動(dòng)機(jī)，在匹配的過程中很難讓發(fā)動(dòng)機(jī)和泵匹配在對應(yīng)速度特性曲線下的最優(yōu)點(diǎn)，要想讓其匹配到最優(yōu)的點(diǎn)，就必須經(jīng)過大量試驗(yàn)，不斷調(diào)整供給比例電磁閥的電流得到。

2 帶載標(biāo)定

我想介紹另一種匹配方式，它能很快使發(fā)動(dòng)機(jī)和泵匹配在對應(yīng)速度特性曲線下的最優(yōu)點(diǎn)，能在全功率液壓泵進(jìn)入恒功率區(qū)后使發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率達(dá)到最大，這樣便能在充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的同時(shí)達(dá)到最省油。這種匹配方式叫帶載油門標(biāo)定。首先根據(jù)泵的P-Q曲線圖，設(shè)定工作時(shí)泵所要達(dá)到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速（非空載轉(zhuǎn)速），同時(shí)設(shè)定此轉(zhuǎn)速下需要向泵的比例電磁閥供給多少電流，將轉(zhuǎn)速和電流都在控制器里設(shè)定好。在油門標(biāo)定的過程中，讓控制器將設(shè)定好的每個(gè)檔位的電流供給液壓泵的比例減壓電磁閥，同時(shí)操作操縱手柄使前后泵都達(dá)到溢流，這時(shí)液壓泵進(jìn)入對應(yīng)電流的恒功率區(qū)。根據(jù)全功率泵的扭矩曲線可知，一旦泵進(jìn)入恒功率，泵的扭矩及功率便達(dá)到最大，而且近似恒定（全功率泵的特性決定）。待發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下來，讓控制器自動(dòng)記住此時(shí)的油門位置，該檔位的油門便標(biāo)定好了。該方法實(shí)際上是讓發(fā)動(dòng)機(jī)來匹配泵，即讓發(fā)動(dòng)機(jī)來適應(yīng)負(fù)載而不是像空載標(biāo)定那樣讓負(fù)載適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

松開操縱手柄，每個(gè)檔位的轉(zhuǎn)速會比設(shè)定的轉(zhuǎn)速要高，但不用擔(dān)心，這個(gè)轉(zhuǎn)速只是空載轉(zhuǎn)速，并不是我們需要的工作轉(zhuǎn)速，但只要挖掘機(jī)工作使泵進(jìn)入恒功率區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)便能落到我們所需要的工作轉(zhuǎn)速。下面通過對挖掘機(jī)的第10檔的標(biāo)定來說明兩種匹配的不同。

在匹配的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)廠家一般只提供一組外特性曲線圖。下面就以某個(gè)廠家的外特性曲為例來說明。如下圖所示。

該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩為，488N.m@1500r/min，額定轉(zhuǎn)速為1950轉(zhuǎn)。現(xiàn)在需要標(biāo)定第10檔的油門，目標(biāo)讓工作時(shí)泵處在額定轉(zhuǎn)速1950轉(zhuǎn)，且讓泵的比例減壓閥的工作電流為650mA。

（1）采用空載標(biāo)定。在泵不帶載荷的情況下將該檔的轉(zhuǎn)速設(shè)定在1950轉(zhuǎn)，工作時(shí)讓控制器給泵的比例減壓閥供650mA電流，該檔位就標(biāo)定好了。但是泵一帶載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會跌出1950轉(zhuǎn);如果將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定了高于1950轉(zhuǎn)，那么工作時(shí)（進(jìn)入恒功率區(qū)），對應(yīng)電流650mA下泵的扭矩不一定就剛好與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配到1950轉(zhuǎn)對應(yīng)的扭矩上，要么高于或低于1950轉(zhuǎn)。要使其工作時(shí)（進(jìn)入恒功率區(qū)）剛好落在1950轉(zhuǎn)上，就必須不斷更改設(shè)定轉(zhuǎn)速（更改油門位置），并通過大量試驗(yàn)最終得到一個(gè)油門位置使其工作時(shí)落在1950轉(zhuǎn)上，這將會造成大量的工作量。

（2）采用帶載標(biāo)定。將工作時(shí)泵的工作轉(zhuǎn)速1950及泵的比例電磁閥的電流650mA在控制器里設(shè)定好，標(biāo)定過程中讓雙泵達(dá)到溢流（泵進(jìn)入恒功率區(qū)），同時(shí)讓控制器以逐漸加載的方法將泵的比例減壓閥電流加載到650mA，待電流加載到650mA且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1950轉(zhuǎn)時(shí)，讓控制器記住此時(shí)油門位置，該檔位的油門便標(biāo)定好了?？蛰d時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會高于1950轉(zhuǎn)，但是只要工作時(shí)泵進(jìn)入恒功率區(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速便會落到穩(wěn)定的1950轉(zhuǎn)。

但是這樣的標(biāo)定存在一個(gè)問題，將會把該點(diǎn)匹配到該油門拉線（速度特性曲線）對應(yīng)下的最大扭矩點(diǎn)，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)基本上沒有儲備功率。如果工作過程中，負(fù)載變化率過大，可能會造成發(fā)動(dòng)機(jī)有所憋車甚至熄火，因此采用這種匹配，在工作過程中需要對比例減壓閥的電流進(jìn)行微調(diào)。

3 結(jié)束語

（1）空載標(biāo)定實(shí)際上是通過大量試驗(yàn)尋找到一個(gè)合適的負(fù)載與相對應(yīng)油門位置下（速度特性曲線）發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配，是負(fù)載適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在標(biāo)定過程中如果試驗(yàn)做得不到位會導(dǎo)致相應(yīng)速度特性曲線下發(fā)動(dòng)機(jī)功率的浪費(fèi)，會使工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載率過低。同時(shí)該方法會投入大量的工作量。

（2）帶載標(biāo)定實(shí)際上是在設(shè)定了負(fù)載的情況下讓發(fā)動(dòng)機(jī)來適應(yīng)（匹配）負(fù)載，在標(biāo)定過程中能夠一步到位，省去了做試驗(yàn)的大工作量，且工作時(shí)能使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到在對應(yīng)速度特性曲線下的負(fù)載率最大，但是相應(yīng)的儲備功率過低，因此工作過程中需要對負(fù)載進(jìn)行調(diào)整。該方法還可以驗(yàn)證自己所選發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力是否與泵相符，在標(biāo)定過程中將泵的負(fù)載設(shè)定為最大，如果所選發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不足，那么在標(biāo)定過程中發(fā)動(dòng)機(jī)便會憋車甚至熄火。

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作者簡介：劉富（1986-），男，云南曲靖人，本科，學(xué)士，助教，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)。