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液压挖掘机节能控制系统的研究

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（hydraulic)系统(Hydraulic systems)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/min85％）和1300r/min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（excavate)机液压系统设定的高压力有一定的余量，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元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高压力能正常工作8s，以便工作装置能克服临时的较大阻力，以提高工作效率(efficiency)。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（reduce)到1100r/min左右并报警，让司机改变操作方式。当系统压力降到高设计压力以下时，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发动机转速1100r/min，以减小溢流量；当液压系统压力小于设定的高压力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

3．3降低节流损失
节流损失（loss)主要发生在轻载低速作业。设工作装置所需工作压力为Pl，所需工作流量(单位:立方米每秒)为Q2但在变量(Variable)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，便可消除这一损失。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(单位:立方米每秒)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。所损失能量为现一图4阴影面积。为消除或减少溢流损失，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，直发动机降到设定的低转速为止。即使还不能完全消除溢流，但溢流量已减少了很多。
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。挖掘机维修维修人员将以优质的服务，娴熟的维修技术为用户进行全方位维修服务。同时我公司拥有目前国内比较先进的进口工程机械液压系统试验台，能准确地对不同的进口工程机械的液压系统疑难杂症进行准确判断及维修调校，以恢复该机械设备的使用效果。
4．3提高作业效率
本控制系统的短期超载功能，既有效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、提高效率。另外，液压系统的压力油能量损失降低（reduce)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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