关于液压挖掘机全功率泵的动力匹配

刘富

摘 要：目前国产大中型履带式液压挖掘机的液压泵基本上都是采用全功率液压泵，为了能在有效利用发动机动力的同时能达到最省油，我们需要对发动机和液压泵进行有效的动力匹配。一般厂家对整机进行动力匹配时，发动机的标定都采用空载标定，即在液压泵不带载的情况下进行标定，本文将介绍另外一种标定方式，带载标定，即在液压泵带载的情况下对发动机进行标定。

关键词：动力匹配;空载标定;带载标定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.027

1 空载标定

目前国产大中型履带式液压挖掘机基本上用的都是定油门控制的方式（发动机走速度特性曲线），且液压泵基本上都是采用全功率液压泵。目前对这种定油门控制都是采用空载标定油门，即在液压泵不带载（泵的出口无压力）的情况下设定各档的油门位置（即设定空载转速）。然后在对挖掘机进行挖掘试验，试验过程中通过不断调整供给泵比例减压阀的电流值来调定泵的功率，以使泵能很好的匹配发动机。这种方法实质上是让泵（负载）来匹配发动机，在匹配的过程中很难让发动机和泵匹配在对应速度特性曲线下的最优点，要想让其匹配到最优的点，就必须经过大量试验，不断调整供给比例电磁阀的电流得到。

2 带载标定

我想介绍另一种匹配方式，它能很快使发动机和泵匹配在对应速度特性曲线下的最优点，能在全功率液压泵进入恒功率区后使发动机的负荷率达到最大，这样便能在充分发挥发动机动力的同时达到最省油。这种匹配方式叫带载油门标定。首先根据泵的P-Q曲线图，设定工作时泵所要达到的目标转速（非空载转速），同时设定此转速下需要向泵的比例电磁阀供给多少电流，将转速和电流都在控制器里设定好。在油门标定的过程中，让控制器将设定好的每个档位的电流供给液压泵的比例减压电磁阀，同时操作操纵手柄使前后泵都达到溢流，这时液压泵进入对应电流的恒功率区。根据全功率泵的扭矩曲线可知，一旦泵进入恒功率，泵的扭矩及功率便达到最大，而且近似恒定（全功率泵的特性决定）。待发动机转速稳定下来，让控制器自动记住此时的油门位置，该档位的油门便标定好了。该方法实际上是让发动机来匹配泵，即让发动机来适应负载而不是像空载标定那样让负载适应发动机。

松开操纵手柄，每个档位的转速会比设定的转速要高，但不用担心，这个转速只是空载转速，并不是我们需要的工作转速，但只要挖掘机工作使泵进入恒功率区，发动机便能落到我们所需要的工作转速。下面通过对挖掘机的第10档的标定来说明两种匹配的不同。

在匹配的过程中，发动机厂家一般只提供一组外特性曲线图。下面就以某个厂家的外特性曲为例来说明。如下图所示。

该发动机的最大扭矩为，488N.m@1500r/min，额定转速为1950转。现在需要标定第10档的油门，目标让工作时泵处在额定转速1950转，且让泵的比例减压阀的工作电流为650mA。

（1）采用空载标定。在泵不带载荷的情况下将该档的转速设定在1950转，工作时让控制器给泵的比例减压阀供650mA电流，该档位就标定好了。但是泵一带载，发动机转速就会跌出1950转;如果将发动机转速设定了高于1950转，那么工作时（进入恒功率区），对应电流650mA下泵的扭矩不一定就刚好与发动机匹配到1950转对应的扭矩上，要么高于或低于1950转。要使其工作时（进入恒功率区）刚好落在1950转上，就必须不断更改设定转速（更改油門位置），并通过大量试验最终得到一个油门位置使其工作时落在1950转上，这将会造成大量的工作量。

（2）采用带载标定。将工作时泵的工作转速1950及泵的比例电磁阀的电流650mA在控制器里设定好，标定过程中让双泵达到溢流（泵进入恒功率区），同时让控制器以逐渐加载的方法将泵的比例减压阀电流加载到650mA，待电流加载到650mA且发动机转速稳定在1950转时，让控制器记住此时油门位置，该档位的油门便标定好了。空载时发动机的转速会高于1950转，但是只要工作时泵进入恒功率区，发动机的转速便会落到稳定的1950转。

但是这样的标定存在一个问题，将会把该点匹配到该油门拉线（速度特性曲线）对应下的最大扭矩点，这样发动机基本上没有储备功率。如果工作过程中，负载变化率过大，可能会造成发动机有所憋车甚至熄火，因此采用这种匹配，在工作过程中需要对比例减压阀的电流进行微调。

3 结束语

（1）空载标定实际上是通过大量试验寻找到一个合适的负载与相对应油门位置下（速度特性曲线）发动机的匹配，是负载适应发动机。在标定过程中如果试验做得不到位会导致相应速度特性曲线下发动机功率的浪费，会使工作时发动机的负载率过低。同时该方法会投入大量的工作量。

（2）带载标定实际上是在设定了负载的情况下让发动机来适应（匹配）负载，在标定过程中能够一步到位，省去了做试验的大工作量，且工作时能使发动机达到在对应速度特性曲线下的负载率最大，但是相应的储备功率过低，因此工作过程中需要对负载进行调整。该方法还可以验证自己所选发动机的动力是否与泵相符，在标定过程中将泵的负载设定为最大，如果所选发动机的动力不足，那么在标定过程中发动机便会憋车甚至熄火。

参考文献：

[1]董敬，庄志，常思勤.汽车拖拉机发动机[M].机械工业出版社， 2000（03）.

[2]孔德文，赵克利，徐宁生.液压挖掘机[M].化学工业出版社，第1版.

作者简介：刘富（1986-），男，云南曲靖人，本科，学士，助教，研究方向：先进制造技术。