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挖掘機液壓泵及其控製係統介紹

這種轉速感應控製係統組成如圖13(a)所示。挖掘機維修該係統由泵傾斜盤控製機構、電液比例減壓閥、控製器、轉速傳感器和油門開度傳感器等組成。由油門開度傳感器檢出發動機油門開度，輸入控製器，由微處理機計算出此油門開度下，發動機大功率的轉速nR，並以此轉速作為控製目標。轉速低於目標轉速時，控製器發出控製信號，通過電液比例減壓閥，使泵吸收功率降低，減小發動機負荷，使發動機轉速上升。當泵吸收功率過小時使發動機轉速高於目標轉速時，控製器發出控製信號，通過電液比例減壓閥，使泵吸收功率增加，增加發動機負荷，使發動機轉速下降，發動機始終保持大功率轉速nR處工作，如圖14所示。一般采用脈寬調製方式來控製電液比例減壓閥，控製器向電液比例減壓閥輸出控製液壓。

電液比例減壓閥特性如圖15所示。隨著輸入控製電流I的增加，輸出控製液壓增加。挖掘機修理通過電液比例減壓閥控製的液壓泵特性曲線如圖16所示。實現變功率控製。為了充分利用發動機功率，轉速感應控製係統發動機和液壓泵的匹配采取超馬力設定，即液壓泵大吸收功率超過發動機大額定功率，因為有轉速感應控製，可以把液壓泵功率拉回發動機的額定功率，充分吸收發動機全功率，而且發動機不會過載。一般還將液壓泵大負荷力矩(電液比例減壓閥電流小時)設定低於發動機大力矩，以保證電液比例減壓閥失效時，發動機也不會熄火。其匹配情況如圖17所示，圖17為泵p-Q特性上，液壓泵與發動機功率匹配情況。其控製係統方塊圖如圖18所示，在此圖中也表示了整個控製係統的組成。

油門開度傳感器檢出發動機油門開度，通過A/D變換輸入計算機，通過內存查表求得控製的目標轉速。轉速傳感器檢出旋轉脈衝，通過F/D變換將脈衝量變為數字量，求得發動機實際轉速，與目標轉速進行比較得到轉速差△ne，通過微機PID運算，以脈寬調製方式輸出，經功率放大輸入電液比例減壓閥，對液壓泵進行控製調節。當轉速感應控製係統出現故障時，可以通過後備開關將此係統切斷，同時將電液比例減壓閥通過電阻和電源相連接，使得能以一定的電流通過電液比例減壓閥，轉速感應控製功能消除。液壓泵吸收功率設定和壓力感應控製一樣，一般按發動機額定功率90%來設定，為此要正確選擇電阻值，使得通過電液比例減壓閥的電流值產生液壓泵90%設定的控製液壓。

這種轉速感應控製係統的組成如圖19所示。這種轉速感應控製係統的液壓泵排量控製是電子化的，完全由軟件來確定，液壓泵變量控製特性可以任意設定，而且控製係統的響應也可變化，按照需要來設定。液壓泵的排量由伺服活塞7的位置來確定，伺服活塞兩端液壓作用b麵積不相等，其小端一直與控製泵壓力油相通，其大端通過高速電磁閥6可與控製泵相通或斷開，大端又可通過高速電磁閥5與回油相通或切斷。當兩高速電磁閥都處於關閉狀態，伺服活塞固定液壓泵排量不變；高速電磁閥5閉、高速電磁閥6開，液壓泵排量增加；反之液壓泵排量減少，兩高速電磁閥的開閉通過控製器中微機來控製的，微機根據油門開度傳感器、壓力傳感器和轉速傳感器等信號，根據控製軟件確定液壓泵排量。

輸出控製電信號來操縱高速電磁閥，改變液壓泵傾斜盤轉角，又通過液壓泵傾斜盤角度傳感器，進行反饋控製。挖掘機是一種多功能的機械，進行的作業內容有挖掘、裝載、挖溝、填埋、整修、搬運、破碎和平地等。所遇到的作業對象――土質變化較大，有軟性粘土、鬆沙質土、緊密沙質土，較緊密砂礫混合土，砂礫原石和軟岩等。另外使用方式和要求也不同：有時追求大作業量，要求發揮大功率，進行強有力地掘削；有時強調燃料經濟性，生產率要求不突出，進行一般挖掘和裝載工作；有時則重視精度和安全，進行精細工作和微調作業，在窄小的場地進行操作。為了適應不同作業和使用工況，滿足人們的使用願望，就需要進行分工況控製，根據作業工況和使用要求來對發動機和液壓泵進行優化設定。

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