对于全液压平地机恒速控制方法探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com全液压平地iIi几速控制方法探讨肖峰，李卫国，郑鹏飞，熊卫民(三一重工路机研究院)摘要：平地机在现代化工程建设、道路施工中扮演着重要的角色，施工单位对平地机的作业效率、作业平整度要求较高。平地机在平整作业时，作业速度越平稳，平整度越高，靠经验丰富的操作手控制油门开度和挡位的搭配虽然能达到较高的作业平整度，但是加大了操作手的劳动强度和技术积累时间。介绍一种全液压平地机的恒速控制系统，该系统适合长距离精确作业施工，可提高施工的平整度和作业效率，降低操作手的劳动强度，提升道路、机场等工程施工的自动化程度和智能化水平。关键词

2、：平地机；恒速；自动控制；施工达(双马达)一减速平衡箱驱动车轮。发动机与主l恒速控制系统的组成液压泵通过花键连接轴相连，液压马达通过花键与本文所论述的全液压平地机为电控变量泵一减速平衡箱连接，马达到车轮为定传动比。电控变量马达的闭式液压回路，采用同步分流阀主控制器、电喷发动机ECU(电子控制单元)、防止单边打滑的泵、马达驱动结构。如图1所示，显示器、速度传感器、压力传感器、电磁阀等组成控主液压泵输出的高压油通过液压胶管连接到液压制系统。主控制器、电喷发动机ECU、显示器之间采马达的工作油口，通过压力、流量的变化改变整车用CAN总线进行数据通信，可实现系

3、统数据通信的的车速和牵引力【”。实时性、稳定性、可靠性。主控制器采集马达转速传动路线为：电喷发动机一主液压泵一液压马信号，发动机(泵)转速信号、系统压力传感器的数图1全液压平地机恒速控制系统结构组成一14一学兔兔www.xuetutu.com据，通过控制泵前进电磁阀Y11(或泵后退电磁阀车轮的输出功率P只与系统压力、泵排量、泵Y12)、马达电磁阀Y3的电流，改变泵、马达的排量，转速有关，通过控制策略可以充分发挥发动机的功控制整车的速度和输出牵引力。率，提高作业效率。主控制器通过CAN总线与电喷发动机ECU进2．4恒速控制流程设计行数据通信，控制发动机的

4、转速和输出功率。某全液压平地机选用变量柱塞泵和变量柱塞马达组成的闭式回路行走驱动系统和电喷发动机。通过2系统中控制变量的函数关系调节泵的斜盘角度、马达排量的大小和发动机动态转2．1车速与马达排量关系速来控制平地机的速度大小。其主要参数如下：发动60n机额定功率N~=145kW，额定转速n。=2300r／min，液m×21TR×l0：姓×：一‘gm压泵和液压马达的最大排量分别为qp~=125mUr和q=~=160mldr。综合减速平衡箱的传动比、驱动轮动订Ra×l0=()(等)(1)力半径，发动机额定转速下，泵和马达都为最大排量式中：I，——整车行驶速度

5、，km／h；时，车速6-3km／h，设为常量Vo。n。为发动机的最佳降——马达输出轴转速，r／min；速工作点，此时的功率不小于总功率的95％，输出转——减速平衡箱的传动比；矩不小于最大转矩的95％。厂_驱动轮动力半径，m；由公式(2)可知，动态改变泵或马达的排量均凡泵的转速，r／min；可达到恒速；对液压系统效率而言，在泵调到最大g泵的排量，mL／r；排量，开始下调马达排量的拐点附近，即泵和马达—单个马达排量，mL／r；同时处在最大排量的工作点就是液压系统的最大叼_一容积效率。效率点_3l。当负载较小时，可考虑降低发动机转速，令：卢=q?q提供适应负

6、载的功率，同时燃油经济性得到提升，满足作业需求。则：V=K。np"fl(2)根据工况的不同和施工方的作业习惯兼顾作车速只与泵(发动机)的转速成正比，与泵和马业效率，提供的控制系统可设置3～10km／h的作业达的排量比成正比。理论上可通过改变rt和达速度。到任意车速。恒速控制流程如图2所示。当设置车速等于2．2牵引力与马达排量关系。时，在发动机额定转速下，泵和马达都为最大排F=i×=××10=量；当设置车速大于。时，必须使泵排量和发动机转速最大，其次改变马达排量实现车速为，并采×10(△p)(3)用PID算法调节马达，实现车速快速动态响应；当式中：卜车轮

7、输出牵引力，N；设置车速小于。时，首先使马达处于最大排量状卜马达输出转矩，N·m；态，选择事先设计好的高效率泵、马达的排量比，根△p——系统压力与补油压力之差，Pa；据公式计算设定速度所需要的发动机转速，若叼一马达到车轮的机械效率。计算的发动机转速大于则确定泵的排量，并采假设地面能提供足够的摩擦系数，马达的输出用PID算法调节发动机转速，实现车速快速动态响牵引力与马达排量、液压系统压力成正比，则最大应；若计算的发动机转速小于n。，则重新选择泵、马牵引力受系统最高许可压力限制。达的排量比，重复上述流程。2．3输出功率计算由公式(4)得：Ⅳ()一P=-N(

8、n)一Knp—qp=8则：p=[Ⅳ(n)一e]／(Knq)(5)P=2FV=蔫(△p)×10×