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  国内农用小型挖掘机的应用规模逐渐增大,已经发展成为工程车辆中较为常见的机械设备。大数据调查结果表明,工程项目施工中,60%的土石方量开挖工作是液压小型挖掘机完成的,为此,加强该设备液压系统的优化具有较高应用价值。农用小型挖掘机包括电器、液压、传动等多个子系统,各个部分之间相互配合,目的在于对农用小型挖掘机进行工作状态、位置方面的改变,从而实现土方开发、采矿处理等方面的工作。当下工作环境复杂度高,农用小型挖掘机液压系统的控制难度相对增加,实际工作中必须有针对性的进行性能优化、成本控制,即加强液压节能系统的开发和应用具有明显必要性。

农用小型挖掘机节能液压控制系统的应用

  1、农用小型挖掘机液压系统的能耗分析
  1.1机械耗损小型挖掘机是大功率设备,其机械损耗主要来源于摩擦和相对运动,是不可避免的能量损失。小型挖掘机液压系统工作中,摩擦损耗主要发生位置在频繁摩擦的区域,如液压缸活塞。工作期间,该位置一般会产生较大的能量损失,易产生升温发热等伴随现象,需要冷却系统及时进行降温操作。如果小型挖掘机设备长期运转,其工作强度将会进一步增加,这种状况下发动机必须及时提高转速。柴油机摩擦损耗过高会导致小型挖掘机长期处于超载状况,如果设备长时间处于这种状态,极易导致小型挖掘机使用寿命下降。
  1.2泵能量耗损
  液压泵一般可看做液压系统的重要组成部分,该设备的能耗起因在于泄露引发的容积损失、泵内液体流动引发的能量损失,这对泵设备的性能发挥起到了明显的阻碍作用,无法保证泵能量的高速转化。此外,液压泵能量转化环节中也有可能发生温度增加的现象,该部分热量一般无法得到二次利用,也归属于能耗范畴。
  1.3匹配能量耗损
  农用小型挖掘机作业中,其液压系统管理中,发动机、泵必须完成良好的配合效果,但是实际作业中,发动机、泵的效率可能无法实现完全同步,极易产生发动机输出功率高于液压泵吸收功率的现象。这一状况下,未被有效吸收利用的功率可能会被浪费,对周边环境会造成较为严重的损害作用,也有可能引发发动机油耗增加的现象,一定程度上增加了设备运营成本。此外,发动机工作效率还会随着液压泵的转速、压力等发生改变,其实际操作性能受外界环境因素、人为因素多方面影响,使得其联合特性可能不满足。预期设计目标,无法避免作业处理中的能耗问题。
  1.4液压系统管道压降引发的耗损

  液压系统的管道设计并不具有统一参考标准,其走向、布置等可能存在不合理的状况,阀门、管道沿程等均会产生压力损失,这是引发主泵负载增加的主要原因,加强相关要素的分析研究是避免发动机功率耗损的必要措施。

农用小型挖掘机节能液压控制系统的应用

  2液压系统节能控制措施
  2.1分工况控制
  农用小型挖掘机一般在复杂多变的环境中进行作业,同时挖掘效果和当地地质条件息息相关。因此,为了保证小型挖掘机更好的适应工作环境,必须充分落实分工况控制管理体系。考虑到不同的工作环境,小型挖掘机的动力模式可分为:节能、重载、轻载三种模式。上述三种工作模式对应的功率分配一般为额定功率的85%、100、60%。小型挖掘机作业中,柴油机一般采用恒定扭矩,调节转速来实现输出功率的调节,即小型挖掘机应用中可以采用分工况法进行控制,借助三种模式来保证发动机功率的最大化。
  2.2发动机-泵功率的匹配
  农用小型挖掘机作业中,液压系统工作中,其能量传递依次经过发动机、液压泵、负载来实现。因此能量传递中,液压泵和发动机的功率必须相互匹配,才能提高液压系统的利用效率,同时提高该模块的平稳度。一旦小型挖掘机液压系统负载快速增加,对应变量泵的扭矩便随之升高,扭矩作用下发动机转速降低。为了确保发动机转速满足预期要求,需要及时进行变量泵流量的控制,最终发动机转速回归正常工作范围内。从上可以看出,发动机-泵功率进行匹配作用中较为关键的部分是结合发动机当下转速变化状况对变量泵流量进行调整,保证发动机的转速在预期范围内,这是保证液压系统工作效率的关键部分。
  农用小型挖掘机作业中,必须结合实际环境进行动力模式的选择和切换。如小型挖掘机空载,控制器需要结合空在转速相关的目标位移、油门拉杆信息差值等进行设定,在PWM信号下油门电动机发生作用。当油门拉杆动作到预期位置后,发动机转速会随之发生改变。如果小型挖掘机在作业环节中,其负载发生变化,控制器会结合转速、转速差值效应下产生的电流信号进行处理,从而实现对扭矩阀开度的调节和控制,并及时调节变量泵通过流量,完成发动机、液压泵功率匹配的最终目的,从而使得小型挖掘机发动机转速在合理的工作范围之内,提高整个设备的稳定性、合理性,其具体运作控制。、
  2.3液压泵控制
  农用小型挖掘机液压节能系统控制的关键部分便是液压泵,为了保证小型挖掘机作业的稳定性、合理性,首先需要加强液压夯质量的优化和管理,尽量选择性能良好的液压泵,并及时进行维修、检修处理。具体控制作业中,可借助液压泵流量的调节达到节能的最终目的,其控制方法一般包括负流量控制、正流量控制、负荷控制几种形式,其中极限负荷控制是当下应用效果较好的方法。极限负荷控制的目的在于合理协调小型挖掘机液压系统中液压泵消耗功率,保证发动机

  在额定功率范围内进行作业,降低发动机超负荷状况等引发的缺陷问题,这对合理控制发动机功率起到了保障作用。此外,该控制方法还可及时进行发动机负荷的调节处理,从而实现提高发动机效率的目的。

农用小型挖掘机节能液压控制系统的应用

  综上,经济进步带动各行业的能耗需求不断增加,大量的资源耗竭已经引起社会大众的关注,节能减耗是当下各行业的主要任务。机械制造和加工中,考虑到小型挖掘机属于高能耗设备,其液压系统的能耗问题十分突出,必须引起相关人员的关注和重视,积极采取各种措施进行能耗处理。实践经验表明,液压泵、发动机两大设备进行节能降耗处理具有较好效果,加强液压系统运行效率的提升,一方面可以降低能耗,另一方面提高了小型挖掘机性能,可达到环境效益、经济效益双赢的新局面。


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