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小型混凝土泵液壓系統(tǒng)節(jié)能-換向能量均衡

   2020-01-03 1200
核心提示:相比電氣、機(jī)械傳動(dòng)而言,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的不足在于其能量損失較大,傳動(dòng)效率較低,是小型混凝土泵能源損耗的主要源頭之一,采用節(jié)
相比電氣、機(jī)械傳動(dòng)而言,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的不足在于其能量損失較大,傳動(dòng)效率較低,是小型混凝土泵能源損耗的主要源頭之一,采用節(jié)能技術(shù)降低液壓系統(tǒng)能耗,對于節(jié)省小型混凝土泵送作業(yè)成本,提高產(chǎn)品市場競爭力意義重大。
小型混凝土泵液壓系統(tǒng)的功率等于系統(tǒng)壓力與流量的乘積,故液壓系統(tǒng)的功率損失主要體現(xiàn)在液壓系統(tǒng)壓力的損失和流量的損失上。因此,液壓系統(tǒng)節(jié)能的出發(fā)點(diǎn)在于如何減小液壓系統(tǒng)壓力的損失和流量損失以及節(jié)省液壓油這三個(gè)方面。
小型混凝土泵主液壓缸包含吸料、換向和壓送料三個(gè)往復(fù)循環(huán)的工作過程,在換向過程中發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速重載工況,絕大多數(shù)的能量轉(zhuǎn)化為熱量,不僅造成了功率損耗,還帶來了液壓系統(tǒng)油溫過高的問題,為此提出了壓差感應(yīng)換向技術(shù)。在液壓缸末端的適當(dāng)位置開有信號口,將液壓缸工作壓力引人壓差傳感器,在換向過程中根據(jù)壓差信號,實(shí)時(shí)控制主液壓泵的排量,在換向開始后,將主液壓泵的排量調(diào)到較小,使液壓系統(tǒng)處于低功耗狀態(tài),使發(fā)動(dòng)機(jī)接近空載工作;在換向結(jié)束后逐步提高主液壓泵排量。因此減小了換向過程中的功率損失,提升了換向效率,降低了液壓系統(tǒng)能耗。
從理論上來說,在換向過程中相應(yīng)地降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也能減少能耗,但液壓泵排量的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級,而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間達(dá)到了秒級,無法實(shí)規(guī)換向過程中的變速節(jié)能。同時(shí),當(dāng)面臨突發(fā)大載荷時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)由于功率密度小,無法滿足突發(fā)載荷的要求,容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急速降低,甚至是熄火,這對系統(tǒng)的燃油消耗影響也很大,為此,提出了換向能量回收及載荷均衡的節(jié)能新方法,在小型混凝土泵主液壓系統(tǒng)中增設(shè)了蓄能器,吸料和泵料時(shí),主液壓泵輸出波壓能驅(qū)動(dòng)主液壓缸,而在換向過程中,切換液壓閥將主液壓泵輸出的液壓能存儲于蓄能器,從而減少換向過程的功率損失;當(dāng)系統(tǒng)面臨突發(fā)大載荷時(shí),通過蓄能器存儲的能量輔助發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)雙動(dòng)力輸出,宏觀上達(dá)到載荷均衡的效果,避免了發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后再次起動(dòng)帶來的能源損耗。

新型液壓主閥塊提高了液壓系統(tǒng)集成度,解決了在液壓泵流量約束以及各液壓回路相互影響下,小型混凝土泵多個(gè)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的解耦控制難題,實(shí)現(xiàn)了液壓閥的快速切換。

 
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