液压挖掘机功率匹配节能控制方法及试验研究

摘要

液压挖掘机广泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程等行业，在国民经济建设中占有重要地位。但是挖掘机能耗巨大，能量利用率仅有20％，因此对其进行节能性研究具有十分重要的意义。 文章首先阐述了国内外在挖掘机节能方面的研究现状，并通过分析挖掘机的主要能量损失，把减小动力匹配不合理所造成的损失作为工作重点。 接着分析了发动机的工作特性，对发动机采取了限制转速波动范围的转速感应控制策略，并设计了发动机的自动怠速装置。挖掘机在工作过程中，发动机与泵的匹配不合理是造成能量损失的重要原因之一，采取把液压泵的吸收功率设定在发动机的最大输出功率之上，取消发动机的功率储备，更大限度地发挥了发动机的潜能；同时把发动机一液压泵一负载作为一个整体进行研究，提出了“变P—Q曲线”协调控制的方法，通过转速感应控制，使泵在工作过程中能够根据负载的变化来调节排量以实现调节泵的吸收功率使之与发动机相匹配的目的。文中还确定了发动机的不同的动力输出模式和挖掘机的不同工作工况，并针对不同工况下的不同要求，对发动机和泵分别进行不同的控制。在此基础上，制定了整体控制策略，使发动机尽可能工作在最优区域，达到节省燃油消耗的目的。 最后通过大量的试验研究完成了以下三个方面内容：一．分别验证了发动机空载和重载下转速波动对油耗的影响，确定了发动机自动怠速转速；二．确定了发动机在不同转速下发动机与泵匹配的最大功率点和与之对应的泵控电流值；三．确定了P—Q曲线的调节范围和对应的电流调节范围。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章液压挖掘机主要能量损失分析和整机节能方案确定

第三章发动机特性研究及转速感效控制和自动怠速设计

第四章液压挖掘机动力系统功率匹配与协调控制

第五章试验研究

第六章全文总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果

致谢