摘要：挖掘机采用泵阀复合进出口独立控制液压系统较传统抗流量饱和的负载敏感系统(LUDV)可显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,同时降低柴油机转速及其扭矩输出,改善柴油机的燃油经济性,但在动臂下降、回转制动工况时液压系统功率输出较小,柴油机工作于低负荷工况,尚有较大节油空间。为优化柴油机工作区域,进一步提高泵阀复合进出口独立控制挖掘机的整机经济性,提出基于柴油机万有特性分析的柴油机-液压泵功率匹配方案。通过对比泵阀复合进出口独立控制系统与LUDV系统的动臂工作特性和回转特性,明确动臂单动作、回转单动作时的功率范围,并依据柴油机万有特性曲线,分析2个系统在相应工况时柴油机的工作区域,指出对于泵阀复合进出口独立控制系统,当动臂下降、回转制动时,柴油机输出功率远小于1 800 r·min^-1所对应的额定功率。为改善此工况时柴油机的经济性,基于柴油机三缸工作模式和柴油机两缸工作模的万有特性曲线,确定功率匹配的控制策略,当挖掘机动臂举升时,柴油机全部气缸工作,动臂下降时,柴油机采用两缸工作模式;当以最大半径回转启动时,柴油机全部气缸工作;以最小半径回转启动时,柴油机采用三缸工作模式;回转制动阶段,柴油机工作于两缸模式。建立整机动力系统试验平台,进行动力性和经济性比较试验。试验结果表明:在满足的动力性的前提下,采用柴油机多个气缸停缸技术,动臂单动作举升过程中降低燃油消耗20%,在最大半径回转过程中,可降低燃油消耗40%,在最小半径回转过程中,燃油消耗降低20%,节能效果明显。

关键词：机械工程 功率匹配 进出口独立控制 停缸 柴油机 

单位：太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室; 山西太原030024; 甘肃农业大学资源与环境学院; 甘肃兰州730070