小型液壓挖掘機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)

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1、小型液壓挖掘機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)開發(fā)Ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｄｅｓｉｇｎｏｆｍｉｎｉ－ｅｘｃａｖａｔｏｒ夏兆沂，劉崇ＸＩＡＺｈａｏ－ｘｉ，ＬＩＵＣｈｏｎｇ（山東臨工工程機(jī)械有限公司，山東臨沂２７６０２３）【摘要】介紹了ＬＧ６６０－７小型液壓挖掘機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)性能與系統(tǒng)組成，主要從柴油機(jī)工作模式、轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制說明節(jié)能原理，并從閉中心ＬｕＤＶ力士樂系統(tǒng)工作原理進(jìn)行說明，分析該液壓系統(tǒng)使用效率，介紹整機(jī)其它系統(tǒng)的組成情況?！娟P(guān)鍵詞】液壓挖掘機(jī)；節(jié)能控制；液壓系統(tǒng)近年來，我國國產(chǎn)液壓挖掘機(jī)快速發(fā)展，技術(shù)水平不斷提高，為增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力

2、，我們開發(fā)了節(jié)能型小型液壓挖掘機(jī)ＬＧ６６０－７。其整機(jī)操作質(zhì)量５８００ｋｇ，鏟斗標(biāo)準(zhǔn)容量０．２４ｍ３０該機(jī)使用基于功率匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)、泵、閥聯(lián)合控制節(jié)能技術(shù)，能夠節(jié)約資源，降低產(chǎn)品故障，提高產(chǎn)品使用壽命，也為用戶節(jié)約了使用成本。用柴油機(jī)功率，根據(jù)挖掘機(jī)作業(yè)情況與柴油機(jī)特性，對(duì)柴油機(jī)功率分級(jí)，設(shè)置模式控制、轉(zhuǎn)速控制和自動(dòng)怠速控制。１．１模式控制在４ＴＮＶ９４Ｌ柴油機(jī)調(diào)速特性中，如圖２，最大扭矩，最低———————————————————————————————————————————————比油耗和額定功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速不重合。按

3、挖掘機(jī)作業(yè)情況，將其分為三級(jí)功率模式：重負(fù)荷（額定功率），標(biāo)準(zhǔn)作、世（經(jīng)濟(jì)油耗為主，１發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)選用日本洋馬的４ＴＮＶ９４Ｌ型機(jī)械全程調(diào)速式柴油機(jī)，額定功率３９ｋＷ，燃油消耗率２３ｌｇ／ｋＷｈ。挖掘機(jī)作業(yè)復(fù)雜，工況不同，如挖掘土壤，破碎巖石或平整作業(yè)，需要功率不同；同一工作循環(huán)中挖掘、提升、空載返回時(shí)負(fù)荷不同需用功率也不同，靠操作者進(jìn)行瞬時(shí)油門控制易造成疲勞，而固定在大油門狀態(tài)，則造成發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率富余，油耗高，不利于節(jié)能。為充分利８０％～８５％額定功率）、輕載作業(yè)（低油耗，６５％～７０％額定功率），各模

4、式對(duì)油門進(jìn)行初步定位，通過變量泵功率調(diào)節(jié)彈簧實(shí)現(xiàn)恒功率控制。柴油機(jī)在穩(wěn)定的功率負(fù)載下受外載荷變化影響小，工作性能穩(wěn)定，容易按照作業(yè)情況實(shí)現(xiàn)功率匹配，完成節(jié)能要求。一ｌ一｝豢蓑耗ｉ！卜、≤：：…撾矩一｝ｆ｛……－｛ｉ—爭(zhēng)—≤ｆ?。椋。眨欤帧В欤铩睢馊?；———————————————————————————————————————————————！——?一－■Ｉ＇功蜜三ｉ：；；ｊ善岳睪霉ｌ｜鼯謄…ｉ｜－－弋＋…～鎏蘭車…一皇…獸一離竭鯔習(xí)：：：擘：：ｊ圖２柴油機(jī)調(diào)速特性ｆＨｌ線ｚ呼７｛｛…一＿｝……．｝－

5、……卜…一｝……｛……｛…一｛……｝……．圖１ＬＧ６６０－７小型挖掘機(jī)外觀５６萬方數(shù)據(jù)　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＭＥＣＨＡＮＩＺＡＴＩＯＮ設(shè)計(jì)開發(fā)———————————————————————————————————————————————柴油機(jī)輸出功率依靠電液比例減壓閥控制變量泵排量實(shí)現(xiàn)，為充分利用柴油機(jī)的功率，可設(shè)定變量泵最大吸收功率高于柴油機(jī)輸出功率。柴油機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)速感應(yīng)與變量泵控制，當(dāng)負(fù)荷增大柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降，傳感器感應(yīng)柴油機(jī)下降轉(zhuǎn)速，反饋到控制器，控制器輸出電流信號(hào)到電液比例減壓閥，減小變量泵斜盤角度，流量降低，輸

6、出功率下降，轉(zhuǎn)速提高，泵的實(shí)際吸收功率不大于柴油機(jī)輸出功率，不會(huì)造成超載熄火現(xiàn)象，提高了柴油機(jī)功率利用率。１．２轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)速控制由轉(zhuǎn)速旋鈕、控制器、轉(zhuǎn)速傳感器、直流伺服電機(jī)、油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和油門位移傳感器組成，完成發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制。柴油機(jī)扭矩特性曲線平，而挖掘機(jī)負(fù)荷不穩(wěn)，低頻波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生較大變化，柴油機(jī)工況變差，造成油耗上升。設(shè)置轉(zhuǎn)速控制進(jìn)行電子油門控制時(shí)，當(dāng)負(fù)荷增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，傳感器感應(yīng)下降轉(zhuǎn)速，控制器輸出信號(hào)控制直流伺服電機(jī)增大油門，轉(zhuǎn)速上升穩(wěn)定，輸出功率增大，適應(yīng)外負(fù)荷，同樣有效提高柴油機(jī)功率利用率。１

7、．３自動(dòng)怠速通過對(duì)先導(dǎo)操縱的壓力進(jìn)行感應(yīng)，挖掘機(jī)進(jìn)流閥回油箱，由于執(zhí)行器無動(dòng)作，先導(dǎo)壓力為０，溢流壓力為彈簧調(diào)定的較小壓力，功率損失為溢流損失，因流量與溢流壓力都小，因此功率損失爿、。２．２控制原理與效率計(jì)算———————————————————————————————————————————————多路閥并聯(lián)，由于挖掘機(jī)執(zhí)行器多，作業(yè)存在復(fù)合動(dòng)作，如行走，滿斗提升回轉(zhuǎn)等。如不進(jìn)行控制液壓油將先流向壓力低的執(zhí)行器，負(fù)荷大的執(zhí)行補(bǔ)圖３液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖入待機(jī)狀況不作業(yè)時(shí)，操縱手柄無動(dòng)作后５ｓ，油門自動(dòng)調(diào)整進(jìn)入怠速，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速低

8、油耗。先導(dǎo)手柄動(dòng)作后油門進(jìn)入上次設(shè)定位置。也可手動(dòng)直接進(jìn)入怠速。在以上幾種柴油機(jī)功率控制方式的聯(lián)合作用下，柴油機(jī)輸出功率得到較高的利用，柴油機(jī)工況穩(wěn)定，能夠有效節(jié)能。２器動(dòng)作變慢或停止，因此流量需要合理分配，ＬＵＤＶ系統(tǒng)中采用負(fù)荷傳感壓力補(bǔ)償控制，如圖４。各執(zhí)行器的最高負(fù)荷壓力被梭閥選出后傳遞到圖４負(fù)荷傳感壓力補(bǔ)償原理各壓力補(bǔ)償閥