小型液压挖掘机的节能设计

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1、小型液压挖掘机的节能设计设计开发Ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｄｅｓｉｇｎｏｆｍｉｎｉ－ｅｘｃａｖａｔｏｒ夏兆沂，刘崇ＸＩＡＺｈａｏ－ｘｉ，ＬＩＵＣｈｏｎｇ（山东临工工程机械有限公司，山东临沂２７６０２３）【摘要】介绍了ＬＧ６６０－７小型液压挖掘机的整机设计性能与系统组成，主要从柴油机工作模式、转速感应控制说明节能原理，并从闭中心ＬｕＤＶ力士乐系统工作原理进行说明，分析该液压系统使用效率，介绍整机其它系统的组成情况。【关键词】液压挖掘机；节能控制；液压系统近年来，我国国产液压挖掘机快速发展，技术水平不断提高，为增强产品竞争力

2、，我们开发了节能型小型液压挖掘机ＬＧ６６０－７。其整机操作质量５８００ｋｇ，铲斗标准容量０．２４ｍ３０该机使用基于功率匹配的发动机、泵、阀联合控制节能技术，能够节约资源，降低产品故障，提高产品使用寿命，也为用户节约了使用成本。用柴油机功率，根据挖掘机作业情况与柴油机特性，对柴油机功率分级，设置模式控制、转速控制和自动怠速控制。１．１模式控制在４ＴＮＶ９４Ｌ柴油机调速特性中，如图２，最大扭矩，最低———————————————————————————————————————————————比油耗和额定功率点转速不重合。按

3、挖掘机作业情况，将其分为三级功率模式：重负荷（额定功率），标准作、世（经济油耗为主，１发动机节能控制系统发动机选用日本洋马的４ＴＮＶ９４Ｌ型机械全程调速式柴油机，额定功率３９ｋＷ，燃油消耗率２３ｌｇ／ｋＷｈ。挖掘机作业复杂，工况不同，如挖掘土壤，破碎岩石或平整作业，需要功率不同；同一工作循环中挖掘、提升、空载返回时负荷不同需用功率也不同，靠操作者进行瞬时油门控制易造成疲劳，而固定在大油门状态，则造成发动机输出功率富余，油耗高，不利于节能。为充分利８０％～８５％额定功率）、轻载作业（低油耗，６５％～７０％额定功率），各模

4、式对油门进行初步定位，通过变量泵功率调节弹簧实现恒功率控制。柴油机在稳定的功率负载下受外载荷变化影响小，工作性能稳定，容易按照作业情况实现功率匹配，完成节能要求。一ｌ一｝豢蓑耗ｉ！卜、≤：：…挝矩一｝ｆ｛……－｛ｉ—争—≤ｆ堋｝……ｉ！ＵｌＶ¨＋……ｌ｜匡…差～糕三；———————————————————————————————————————————————！——?一－■Ｉ＇功蜜三ｉ：；；ｊ善岳睾霉ｌ｜鼯誊…ｉ｜－－弋＋…～鎏兰车…一皇…兽一离竭鲻习：：：擘：：ｊ图２柴油机调速特性ｆＨｌ线ｚ呼７｛｛…一＿｝……．｝－

5、……卜…一｝……｛……｛…一｛……｝……．图１ＬＧ６６０－７小型挖掘机外观５６万方数据　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＭＥＣＨＡＮＩＺＡＴＩＯＮ设计开发———————————————————————————————————————————————柴油机输出功率依靠电液比例减压阀控制变量泵排量实现，为充分利用柴油机的功率，可设定变量泵最大吸收功率高于柴油机输出功率。柴油机经转速感应与变量泵控制，当负荷增大柴油机转速下降，传感器感应柴油机下降转速，反馈到控制器，控制器输出电流信号到电液比例减压阀，减小变量泵斜盘角度，流量降低，输

6、出功率下降，转速提高，泵的实际吸收功率不大于柴油机输出功率，不会造成超载熄火现象，提高了柴油机功率利用率。１．２转速控制转速控制由转速旋钮、控制器、转速传感器、直流伺服电机、油门执行机构和油门位移传感器组成，完成发动机功率控制。柴油机扭矩特性曲线平，而挖掘机负荷不稳，低频波动时，转速会发生较大变化，柴油机工况变差，造成油耗上升。设置转速控制进行电子油门控制时，当负荷增加，发动机转速下降时，传感器感应下降转速，控制器输出信号控制直流伺服电机增大油门，转速上升稳定，输出功率增大，适应外负荷，同样有效提高柴油机功率利用率。１

7、．３自动怠速通过对先导操纵的压力进行感应，挖掘机进流阀回油箱，由于执行器无动作，先导压力为０，溢流压力为弹簧调定的较小压力，功率损失为溢流损失，因流量与溢流压力都小，因此功率损失爿、。２．２控制原理与效率计算———————————————————————————————————————————————多路阀并联，由于挖掘机执行器多，作业存在复合动作，如行走，满斗提升回转等。如不进行控制液压油将先流向压力低的执行器，负荷大的执行补图３液压系统简图入待机状况不作业时，操纵手柄无动作后５ｓ，油门自动调整进入怠速，实现低转速低

8、油耗。先导手柄动作后油门进入上次设定位置。也可手动直接进入怠速。在以上几种柴油机功率控制方式的联合作用下，柴油机输出功率得到较高的利用，柴油机工况稳定，能够有效节能。２器动作变慢或停止，因此流量需要合理分配，ＬＵＤＶ系统中采用负荷传感压力补偿控制，如图４。各执行器的最高负荷压力被梭阀选出后传递到图４负荷传感压力补偿原理各压力补偿阀