淺談挖掘機液壓柱塞泵功率匹配調節及性能分析

液壓柱塞泵連結發動機與整個液壓系統的中間環 節。一方面它作為發動機的可調負載,應能充分利用發動機的輸 出功率,同時又要保證發動機不因負載轉矩太大而造成熄火,在液壓柱塞泵功率上達到協調匹配。另一方面,作為整個液壓系統的源動力,為適應外負載的變化,液壓柱塞泵必須提供工作時所需要的壓力及流量。

為了達到上述兩個的要求,柱塞泵廠家說在實際工作中要通過調節柱塞液壓柱塞泵的排量來實現。在轉速感應控制中,液壓柱塞泵的功率設定其實是根據發動機的轉速差來調節液壓柱塞泵的大吸收功率,從而保證發動機不過載。對于變量液壓柱塞泵來說調節功率是通過調節其排量實現的。

因此,液壓柱塞泵輸出功率Pp 可以表達為: πd2zDfZFPCLKnPp4L液壓柱塞泵s (11)對式(1)進行分析可以發現:當恒功率變量液壓柱塞泵結構確定后,在轉速n 和功率調節閥芯所受合力 FPC 一定的情況下,輸出功率是恒定的。

發動機與液壓傳動裝置匹配的實質是提出合 理的控制方法,從而使發動機的轉速、輸出扭矩能適應外部負荷 的變化,保持發動機在工作點附近工作,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節有很多種方式,傳統的恒功率變量是根據折線擬合,依靠多根彈簧(利用彈簧的不同剛度)來實現的,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。該裝置結構簡單,精度高,且便于實現無級調節。 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產生的電磁力,K1,K2 彈簧分別產生的彈性力)的作用。設這3 力的合力為FPC,那么對杠桿機構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,發動機的恒功率控制不能滿足作業高效性和經濟性的要求,具體有2 個方面:一方面,為了追求作業速度,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節功能原理圖提高發動機轉速。此時液壓柱塞泵的輸出功率也相應提高.恒功率控制無法跟隨發動機輸出功率變化。