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1、中国机械工程第18卷第4期2007年2月下半月发动机-变量泵功率匹配极限负荷控制柳波何清华杨忠炯中南大学,长沙,410083摘要:根据负荷多变工况条件下发动机变量泵系统的节能要求,分析了发动机功率极限负荷的控制机理;运用转速传感控制原理,提出了变量泵随发动机功率变化进行功率匹配的动态调节方法;给出了发动机电比例控制变量泵功率匹配控制方框图,推导出系统控制调节传递函数。实验证明:外负荷变化时变量泵吸收功率与发动机输出功率基本匹配,发动机无须功率储备就可以保持正常工作,节能效果明显。关键词:功率匹配;转速感应控制;极限负荷控制;匹配调节控制中图分类号:
2、U270.11文章编号:1004132X(2007)04050004LoadLimitSensingControlofPowerMatchingforEngine-variablePumpSystemLiuBoHeQinghuaYangZhongjiongCentralSouthUniversity,Changsha,410083Abstract:Basedontheenergy-savingdemandsforload-changefulengine-variablepumpsystem,themechanismfortheutmostu
3、singofenginepowerwasanalyzed.Adynamicadjustablemethodofpowermatchingbasedontheelectronregulationbetweentheengineandthevariablepumpwasachievedbymeansoftherotationspeedfeedbackloadlimitingcontrol.Thepowermatchingcontrolprincipleandtransferfunctionofthesystemwasestablishedfortheengin
4、e-electronregulatedvariablepumpsystem.Theperfectconditionwiththeoptimumefficiencyofpowermatchingisshowntobetruebyexperimentsonahydraulicdrilling-rig.Keywords:powermatching;rotationspeedfeedbackcontrol;loadlimitingcontrol;matchingadjustment0引言为了实现节能,在进一步提高器件单体效率的难度越来越大的情况下,学者们将研究重
5、心转移到提高发动机与液压系统整体最佳效率的匹配[1]图1发动机与液压系统的简化模型上,通过电子节能控制方法实现高效率的功率Pe=Mene(1)转化。目前电子节能控制系统的研究主要针对以式中,Me为发动机输出扭矩;ne为发动机转速。下几个环节:动力系统与负载的控制、液压泵的控泵的吸收功率为[24]制、发动机与液压泵的控制。Pp=ppqVp=ppVpnp=Mpnp(2)本文基于电比例控制变量泵跟随发动机转速式中,pp为泵出口压力;qVp为泵输出流量;Vp为泵排量;偏差变化的吸收功率的匹配控制原理,分析了极np为泵转速;Mp为泵吸收扭矩。限负荷实现机理,通
6、过发动机转速感应偏差和电发动机与泵直接相连时,np=ne。不考虑机械比例控制变量泵负荷传感实现极限负荷控制,以传动的损失时,Mp=Me,则发动机的输出功率Pe[5]柴油机控制的A8VO变量泵为对象,提出发动与泵的吸收功率Pp相等,系统无功率损失。由机变量泵的功率匹配控制方法,并在SWD-20式(2)可见,当负载变化即泵的出口压力pp发生旋挖钻机上进行了实验验证。变化时,实时调整泵的排量Vp,可使泵的吸收扭矩Mp始终跟踪发动机的输出扭矩Me,实现发动1极限负荷控制机理与转速感应极限负机与泵的功率匹配。由于系统具备实时调节的跟荷控制方法随性能,因此发动机不需
7、设置功率储备,该方式为1.1极限负荷控制机理极限负荷控制。通过极限负荷控制,可以提高系统发动机与液压系统的简化模型如图1所示。功率利用率,达到节能目的。发动机的输出功率为1.2转速感应极限负荷控制方法将系统功率流与电子流(负荷传感与电反馈收稿日期:20060904基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目控制)有机结合起来,通过检测负荷变化引起的(2003AA430200)发动机转速变化,运用自适应模糊PID参数调节500发动机-变量泵功率匹配极限负荷控制柳波何清华杨忠炯整定的转速感应控制方法,利用变量泵的电液比通油箱)时开口度随px和
8、pb增大而减小,使无3例控制技术,调节电液比例控制变
