一种液压挖掘机功率匹配的方法技术

本发明专利技术涉及液压挖掘机技术领域，具体是一种液压挖掘机功率匹配的方法，以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流；根据PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系；将上述推算出的压力和功率，通过等效的方法，得出不同压力下实时功率Q与实时压力P之间的关系；计算双泵压力，并比较双泵压力的值，根据比较的结果选择不同的公式计算出当前压力下的主泵功率。本发明专利技术提供的方法能充分利用动力源的功率满足挖掘机作业需求，能提升整机的工作效率，另外还能控制在动力源的经济耗区，使能源消耗更为经济。

A method of power matching for hydraulic excavator

【技术实现步骤摘要】
一种液压挖掘机功率匹配的方法
本专利技术涉及液压挖掘机
，具体是一种液压挖掘机功率匹配的方法。
技术介绍
常规的液压挖掘机功率匹配办法是通过调速率控制发动机，发动机负载大时，转速会降低，输出大扭矩，提供更大的功率。主机电脑通过检测掉速情况，判断发动机负荷情况进而调节主泵电流，整个控制流程时效性差，响应慢。液压挖掘机的液压功率(即挖机负载)的特点是跳跃不稳定，且与工况关联大，不同工况的功率需求不同。合理地利用发动机的功率满足挖掘机作业需求，一方面可提高效率，另一方面也是节能的要求。因电机系统超扭能力强，系统在大负载情况下基本不会掉速，本系统通过压力情况直接计算出主泵需要的功率，并与发动机可提供的功率进行比较，直接调节电流，检测回路短，响应快，并能精确控制负载落点在经济油耗区。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液压挖掘机功率匹配的方法，能利用动力系统的功率满足挖机作业需求，从而达到提高作业效率及减少能耗的目的。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流；根据PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系；将上述推算出的压力和功率，通过等效的方法，得出不同压力下实时功率Q与实时压力P之间的关系；计算双泵压力，并比较双泵压力的值，根据比较的结果选择不同的公式计算出当前压力下的主泵功率。进一步，以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流，计算公式如下：Q1＝0.789×P1+5.23式中，P1为起调压力；Q1为起调功率。P1＝0.0005×I2-0.08×I+42式中，P1为起调压力；I为起调电流。进一步，根据PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系，其计算公式如下：(1)斜盘切换点压力P2与起调电流I之间的关系：P2＝0.000347×I2+0.1027×I+91.68式中，P2为斜盘切换点压力；I为起调电流。(2)斜盘切换点功率Q2与斜盘切换点压力P2关系：Q2＝0.43×P2+5.3式中，Q2为斜盘切换点功率；P2斜盘切换点压力。(3)1#斜盘高点压力P3与起调电流I之间的关系：P3＝0.0001×I2+0.107×I+94.5式中，P3为1#斜盘高点压力；I为起调电流。(4)1#斜盘高点功率Q3与1#斜盘高点压力P3关系：式中，Q3为1#斜盘高点功率；P3为1#斜盘高点压力。(5)2#斜盘高点压力P4与起调电流I之间的关系：P4＝0.0002×I2+0.0176×I+235式中，P4为2#斜盘高点压力；I为起调电流。(6)2#斜盘高点功率Q4与2#斜盘高点压力P4关系：式中，Q4为2#斜盘高点功率；P4为2#斜盘高点压力。(7)溢流功率Q5与起调电流I之间的关系：Q5＝0.000135×I2+0.039×I+54.37式中，Q5为溢流功率；I为起调电流。进一步，将上述推算出的压力和功率，通过等效的方法，得出不同压力下实时功率Q与实时压力P之间的关系，其等效方式、实时功率Q与实时压力P之间的关系如下：A、将0Mpa至起调压力间的功率等效为直线，得实时功率Q与实时压力P之间的关系为：B、将起调压力至1#斜盘高点压力间的功率等效为直线，得实时功率Q与实时压力P之间的关系为：C、将1#斜盘高点压力至斜盘切换点压力间的功率等效为直线，得实时功率Q与实时压力P之间的关系为：D、将斜盘切换点压力至2#斜盘高点压力间的功率等效为直线，得实时功率Q与实时压力P之间的关系为：E、将2#斜盘高点压力至溢流压力间的功率等效为直线，得实时功率Q与实时压力P之间的关系为：进一步，计算双泵压力，并比较双泵压力的值，根据比较的结果选择不同的公式计算出当前压力下的主泵功率，包括：双泵压力等于前后泵压力相加后除以2；判断双泵压力与起调压力的大小关系，若小于等于起调压力，则以公式A为基础，计算出当前电流压力下主泵功率，并设置输出电流为起调点前电流；若双泵压力大于起调压力小于等于1#斜盘高点压力，则以公式B为基础，计算出当前电流压力下主泵功率，并将目标功率与计算功率进行PID计算，得出△u(n)的值，调整输出电流值；所述PID计算公式如下：△u(n)＝u(n)-u(n-1)e(n)＝Q目标值-Q计算值式中，Kp为比例系数，T为采样周期，TI为积分时间，TD为微分时间，u(n)为电流值，△u(n)为电流差值。若双泵压力大于1#斜盘高点压力小于等于斜盘切换点压力，则以公式C为基础，计算出当前电流压力下主泵功率，并将目标功率与计算功率进行PID计算，得出△u(n)的值，调整输出电流值；若双泵压力大于斜盘切换点压力小于等于2#斜盘高点压力，则以公式D为基础，计算出当前电流压力下主泵功率，并将目标功率与计算功率进行PID计算，得出△u(n)的值，调整输出电流值；若双泵压力大于等于2#斜盘高点压力，则以公式E为基础，计算出当前电流压力下主泵功率，并将目标功率与计算功率进行PID计算，得出△u(n)的值，调整输出电流值。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的优点是充分利用发动机的功率满足挖机作业需求，能提升整机的工作效率，另外还能控制在发动机的经济油耗区，使燃油消耗更为经济。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的PQ曲线图；图3是本专利技术的计算控制流程图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。本实施例，如图1所示，一种液压挖掘机功率匹配的方法，具有以下四个步骤：以当前挖掘机档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流；根据PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系；将上述推算出的压力和功率，通过等效的方法，得出不同压力下实时功率Q与实时压力P之间的关系；计算双泵压力，并比较双泵压力的值，根据比较的结果选择不同的公式计算出当前压力下的主泵功率。进一步，以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流；其中档位设置情况如下：挖掘机档位转速设置情况：以康明斯QSB7发动机为例：额定功率110kW的三相异步电动机所提供的最大功率＝(转速*扭矩)/9549,0转速至工频运行扭矩为定值，故功率与转速成线性关系，在工频转速(1450rpm)后进入超频状态，该状态下为恒功率状态，转速上升，扭矩下降。通过该关系，可以通过转速计算出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压挖掘机功率匹配的方法，其特征在于具有如下步骤：/n以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流；/n根据PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系；/n将上述推算出的压力和功率，通过等效的方法，得出不同压力下实时功率Q与实时压力P之间的关系；/n计算双泵压力，并比较双泵压力的值，根据比较的结果选择不同的公式计算出当前压力下的主泵功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种液压挖掘机功率匹配的方法，其特征在于具有如下步骤：
以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流；
根据PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系；
将上述推算出的压力和功率，通过等效的方法，得出不同压力下实时功率Q与实时压力P之间的关系；
计算双泵压力，并比较双泵压力的值，根据比较的结果选择不同的公式计算出当前压力下的主泵功率。


2.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机功率匹配的方法，其特征在于：以当前档位最大功率值为起调功率，计算出起调压力、起调电流，计算公式如下：
Q1＝0.789×P1+5.23
式中，P1为起调压力；Q1为起调功率；
P1＝0.0005×I2-0.08×I+42
式中，P1为起调压力；I为起调电流。


3.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机功率匹配的方法，其特征在于：根据所述PQ曲线图，推算出压力、电流、功率之间的关系，其计算公式如下：
(1)斜盘切换点压力P2与起调电流I之间的关系：
P2＝0.000347×I2+0.1027×I+91.68
式中，P2为斜盘切换点压力；I为起调电流；
(2)斜盘切换点功率Q2与斜盘切换点压力P2关系：
Q2＝0.43×P2+5.3
式中，Q2为斜盘切换点功率；P2斜盘切换点压力；
(3)1#斜盘高点压力P3与起调电流I之间的关系：
P3＝0.0001×I2+0.107×I+94.5
式中，P3为1#斜盘高点压力；I为起调电流；
(4)1#斜盘高点功率Q3与1#斜盘高点压力P3关系：
Q3＝0.0056×P32-0.62×P3+54
式中，Q3为1#斜盘高点功率；P3为1#斜盘高点压力；
(5)2#斜盘高点压力P4与起调电流I之间的关系：
P4＝0.0002×I2+0.0176×I+235
式中，P4为2#斜盘高点压力；I为起调电流；
(6)2#斜盘高点功率Q4与2#斜盘高点压力P4关系：



式中，Q4为2#斜盘高点功率；P4为2#斜盘高点压；
(7)溢流功率Q5与起调电流I之间的关系：
Q5＝0.000135×I2+0.039×I+54.37
式中，Q5为溢流功率；I为起调电流。


4.根据权利要求1所述的一种液压挖掘机功率匹配的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱勇，刘浩，严洁银，彭文彬，
申请(专利权)人：国机重工集团常林有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32