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挖掘机液压泵及其控制系统介绍

这种转速感应控制系统组成如图13(a)所示。挖掘机维修该系统由泵倾斜盘控制机构、电液比例减压阀、控制器、转速传感器和油门开度传感器等组成。由油门开度传感器检出发动机油门开度，输入控制器，由微处理机计算出此油门开度下，发动机大功率的转速nR，并以此转速作为控制目标。转速低于目标转速时，控制器发出控制信号，通过电液比例减压阀，使泵吸收功率降低，减小发动机负荷，使发动机转速上升。当泵吸收功率过小时使发动机转速高于目标转速时，控制器发出控制信号，通过电液比例减压阀，使泵吸收功率增加，增加发动机负荷，使发动机转速下降，发动机始终保持大功率转速nR处工作，如图14所示。一般采用脉宽调制方式来控制电液比例减压阀，控制器向电液比例减压阀输出控制液压。

电液比例减压阀特性如图15所示。随着输入控制电流I的增加，输出控制液压增加。挖掘机修理通过电液比例减压阀控制的液压泵特性曲线如图16所示。实现变功率控制。为了充分利用发动机功率，转速感应控制系统发动机和液压泵的匹配采取超马力设定，即液压泵大吸收功率超过发动机大额定功率，因为有转速感应控制，可以把液压泵功率拉回发动机的额定功率，充分吸收发动机全功率，而且发动机不会过载。一般还将液压泵大负荷力矩(电液比例减压阀电流小时)设定低于发动机大力矩，以保证电液比例减压阀失效时，发动机也不会熄火。其匹配情况如图17所示，图17为泵p-Q特性上，液压泵与发动机功率匹配情况。其控制系统方块图如图18所示，在此图中也表示了整个控制系统的组成。

油门开度传感器检出发动机油门开度，通过A/D变换输入计算机，通过内存查表求得控制的目标转速。转速传感器检出旋转脉冲，通过F/D变换将脉冲量变为数字量，求得发动机实际转速，与目标转速进行比较得到转速差△ne，通过微机PID运算，以脉宽调制方式输出，经功率放大输入电液比例减压阀，对液压泵进行控制调节。当转速感应控制系统出现故障时，可以通过后备开关将此系统切断，同时将电液比例减压阀通过电阻和电源相连接，使得能以一定的电流通过电液比例减压阀，转速感应控制功能消除。液压泵吸收功率设定和压力感应控制一样，一般按发动机额定功率90%来设定，为此要正确选择电阻值，使得通过电液比例减压阀的电流值产生液压泵90%设定的控制液压。

这种转速感应控制系统的组成如图19所示。这种转速感应控制系统的液压泵排量控制是电子化的，完全由软件来确定，液压泵变量控制特性可以任意设定，而且控制系统的响应也可变化，按照需要来设定。液压泵的排量由伺服活塞7的位置来确定，伺服活塞两端液压作用b面积不相等，其小端一直与控制泵压力油相通，其大端通过高速电磁阀6可与控制泵相通或断开，大端又可通过高速电磁阀5与回油相通或切断。当两高速电磁阀都处于关闭状态，伺服活塞固定液压泵排量不变；高速电磁阀5闭、高速电磁阀6开，液压泵排量增加；反之液压泵排量减少，两高速电磁阀的开闭通过控制器中微机来控制的，微机根据油门开度传感器、压力传感器和转速传感器等信号，根据控制软件确定液压泵排量。

输出控制电信号来操纵高速电磁阀，改变液压泵倾斜盘转角，又通过液压泵倾斜盘角度传感器，进行反馈控制。挖掘机是一种多功能的机械，进行的作业内容有挖掘、装载、挖沟、填埋、整修、搬运、破碎和平地等。所遇到的作业对象――土质变化较大，有软性粘土、松沙质土、紧密沙质土，较紧密砂砾混合土，砂砾原石和软岩等。另外使用方式和要求也不同：有时追求大作业量，要求发挥大功率，进行强有力地掘削；有时强调燃料经济性，生产率要求不突出，进行一般挖掘和装载工作；有时则重视精度和安全，进行精细工作和微调作业，在窄小的场地进行操作。为了适应不同作业和使用工况，满足人们的使用愿望，就需要进行分工况控制，根据作业工况和使用要求来对发动机和液压泵进行优化设定。

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