山东蓝翔讲解挖掘机控制系统的功能 -行业资讯

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本控制系统具有以下几个功能：
2．1 自动怠速
当挖掘机处于不工作状态时，计算机自动减小发动机油门开度，使发动机处于怠速状态，其判断依据是液压系统压力。据实测，当各操纵阀均处于中位时，系统压力在5MPa左右，而当挖掘机工作时，系统压力在1MPa以上，所以，将判断压力设定在2MPa。为确信挖掘机确实处于不工作状态，要求系统在小于2MPa 的压力下，保持4s后开始操纵油门。当系统压力高于2MPa时，即认为挖掘机处于工作状态，计算机立即控制发动机，使它迅速恢复到设定的工作转速。
2．2 动力模式控制
系统设有高、中、低三个挡位，相应的发动机转速为2000r/min（即**速）、1760r/min（**速的 85％）和 1300r/min（**速的 65％）。当司机根据工作需要选定某一档位时，计算机即可控制发动机，使其稳定在相应的转速附近工作。由于全功率变量泵的吸收扭矩在恒功率调节区段内是不变的，所以高、中、低三个档位的发动机功率也相应地为全功率的11％、85％和65％。
2．3 超载时超载功能
挖掘机液压系统设定的**压力有一定的余量，当系统在短时间内超载工作时，一般不会对系统产生太大影响，但不能长时间超载工作，否则有可能影响系统和其它元器件的寿命以及产生其它不良后果。为此，控制系统设有短时超载功能。当液压系统压力超过原设计的**压力（暂定30MPa）ZMPa以内时，挖掘机仍能正常工作8s，以便工作装置能克服临时的较大阻力，以提高工作效率。同时，为保护系统安全，不致使液压系统长时间超载工作，当超载8s后，控制系统自动将发动机转速降低到1100r/min左右并报警，让司机改变操作方式。当系统压力降到**设计压力以下时，控制系统使发动机迅速恢复到原来的转速。
2．4 溢流控制
当液压系统压力接近或达到溢流阀开启压力（暂定32MPa）时，控制系统自动迅速降低发动机转速至 1100r/min，以减小溢流量；当液压系统压力小于设定的**压力（暂定30MPa）时，控制系统将使发动机迅速恢复到原来的转速。
2．5 具有手动控制和微机自动控制并行、手动控制优先的功能
3 控制系统的节能效果
3．1 降低液压系统中位损失
当单斗液压挖掘机暂时处于不工作状态，各操纵阀均处于中位时，液压系统的压力一般较低，而由变量泵特性知，此时流量达到**，即为图2所示的Qmax，系统总的功率损失为：
N1=（QmaxP0/ηeηB）+Nf (1)
QmaxP0的值为图 2中P0－ C－ Qmax－0所围成的面积。
自动控制系统的自动怠速功能可实现当各控制阀处于中位时自动迅速减小发动机油门，使发动机工作在规定的**转速。在该转速下，液压泵的工作特性曲线为图 2中的Pmax－a－b－c－Q0曲线。图中，Q0的值基本上与液压泵的转速成正比，而附加功率Nf的大小也近似地与转速成正比。当发动机转速从ne降到 ne’时，其能耗下降率约为：
un=(ne-ne?)/ne (2)
如以一拖公司生产的DF—WY32单斗液压挖掘机而言，ne＝2000r／min，根据发动机的怠速特性，确定ne?＝800r／min，则能耗下降约为 60％左右。转速下降后，变量泵部分的能耗下降量为图2中阴影面积。

3．2 发动机和变目泵的经济性匹配运转
发动机和变量泵的联合工作效率为：
η=ηeηB=MeneP0Q0/GehnMInI=f(Me、ne、MI、nI) （3）
系统的联合工作效率η仅仅是压力P0和转速nI（或ne）的函数。由于压力凡取决于外载，因此仅有转速ne是可选择的。对于某一确定的发动机一变量泵系统，对每一个压力P0都存在一个使联合工作效率η**的**转速ne1。对DF－WY32型单斗液压挖掘机而言，在不同工作压力时，发动机的**转速均在 1700r/min左右。为此，自动控制系统中设有*经济工作档位（即动力模式控制中的中档），选择该档工作时，比在额定转速（2000r／ndn）下工作时可节能 13％左右。
节流损失主要发生在轻载低速作业。如图3所示，设工作装置所需工作压力为Pl，所需工作流量为 Q2但在变量泵外特性曲线AB上Pl和Q2分别对应于d、c两个工作点。为满足工作的需要，司机必须利用控制阀的部分节流作用，将变量泵工作压力提高到 P2，使之工作在c点，由此产生的节流损失为：δ=Nj（P2－P1）Q0。，即为图3中阴影部分的面积。如果能改变变量泵的转速，使工作特性曲线通过e 点，便可**这一损失。本控制系统的工作模式控制主要是为此而设置。适当选择其中的某一工作档，虽不能使工作曲线恰好通过e点，但能接近于e点，从而减少了节流损失。
3．4 降低溢流损失
溢流损失主要发生在低速和超载。如图4所示，当工作装置所需流量为Q1，小于Q0，或工作压力超过溢流阀调定压力时，溢流问将被打开，产生溢流损失。所损失能量为现一（Q1－Q0）
Pmax，其值为图4阴影面积。为**或减少溢流损失，自动控制装置在溢流闹开启之前能自动降低发动机转速，使原工作特性曲线AB变为ah，直至发动机降到设定的*
4 作用
本系统以节能为主要目的，同时兼有改善操作性能、减轻司机劳动强度和提高作业效率的作用。
4．1 节能效果
该系统能较好地减少挖掘机的中位损失、溢流损失和节流损失。该系统装在DF－WY32上，经验证明节约能源10％一15％左右。对于具有单泵和定量泵系统的单斗液压挖掘机，则效果更好。
4．2 改善操作性能
采用本控制系统后，司机一旦根据作业对象等确定了系统的动力模式后，不管挖掘机处于什么工作状态，发动机均可由计算机控制，并使之处于较为理想的工作状态，从而改善了操作性能。
4．3 提高作业效率
本控制系统的短期超载功能，既**地保护了系统的安全，又提高了挖掘机克服短时间超载的能力，从而节省时间、提**率。另外，液压系统的压力油能量损失降低后，减少了液压系统的发热，从而提高和稳定了系统的工作性能。

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