doi :10.3969/j .issn .1008-0813.2018.09.013
王绪桥
(山东常林机械集团股份有限公司，山东临沭276715)
摘要：液压挖掘机是以开挖、装载土石方工程为主的工程机械设备之一，其施工效率、燃油经济性、排放标准备受用户关注，主要体 现在柴油发动机、液压泵、载荷合理匹配及控制方面。一般依据发动机转速、扭矩、液压泵出口压力、载荷等方面，系统自动调节柴油 发动机油门开度和液压泵的排量，确保多工况下液压泵吸收功率跟随发动机输出功率，液压泵与载荷的功率匹配，从而避免功率 浪费。
关键词！柴油发动机；液压泵；最佳工作点；功率与控制；电液比例阀中图分类号:TH137
文献标志码:A
文章编号= 1008-0813 (2018) 09A046-04
Matching Analysis of Hydraulic Excavator Engine and Hydraulic Pump
WANG Xu-qiao
(Shandong Chang Lin Machinery Group Limited Gy Share Ltd .，Linshu 276715，China )
A bstract: Hydraulic excavator is one
of the
engineering
machinery a nd
equipment，mainly the earth
efficiency，fuel economy，emission standards by users
attention，mainly reflected in the
diesel
engine ， hydraulic pum
control. According to the
engine
speed and torque，the hydraulic pump
outlet
pressure and load，automatic adjustment syst
throttle opening and hydraulic p ump to ensure hydraulic pump absorption power with the output power of the engine，hydraulic pump and power load，so as to avoid the waste of power.
Key w ords ： diesel engines ； h ydraulic pumps ； optimum operating points ； power and control ； electrohydraulic proportional valves
泵排出油液容积发生变化，以此调节油液流量；调整液压 泵的驱动转速，可以实现无级改变液压泵的输出流量。
1液压挖掘机发动机与液压泵匹配的前
提条件
液压挖掘机动力匹配主要控制发动机供油量、液 压泵排量、主控制阀开度。发动机控制是改变供油量、 发动机转速、随供油量变化的工作点；液压泵控制是改 变液压泵排量，而发动机负载扭矩是随着液压泵排量 的改变而改变；主控制阀开度控制是调节自身通流面 积，从而控制工作装置液压系统流量大小。
液压挖掘机的随机载荷均值变化很大，应将“满铲 时的平均载荷”作为挖掘机的额定载荷与柴油发动机 额定功率相匹配。柴油发动机匹配原则为充分发挥发 动机的动力性和燃油经济性，从而改善动力系统可靠 性。液压泵匹配时，通常将全排量最高转速同发动机 转速相匹配，因为发动机转速已经设定好，大排量最高 转速即为液压泵最恶劣工况。柴油发动机在选配时其 功率要大于液压泵功率，取1. 1 ~ 1. 3倍液压泵功率， 确保柴油发动机有一定的功率储备，以满足液压泵在
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0引言
液压挖掘机动力系统由柴油发动机、液压泵、主控
制阀、载荷（负载）驱动组成，液压泵是发动机和主控制 阀两者之间的中枢连接纽带，同时液压泵也
是发动机 的直接载荷。发动机输出扭矩、转速，液压泵把发动机 的扭矩转化为压力、排量，作为液压挖掘机的两个主要 大件柴油发动机、液压泵，两者功率只有合理匹配，才 能实现节能和提高整机性能。液压挖掘机所用柴油发 动机要求具有低速大扭矩特性，其排放标准及燃油经 济性备受用户关注。挖掘机液压泵有串联与并联两 种，并联液压泵结构复杂、造价昂贵，目前多为串联斜 盘式变量轴向柱塞液压泵，工作时液压泵多采用交叉 恒功率调节控制与负流量控制。以川崎K V 112D 液压 泵为例(22吨液压挖掘机用），此液压泵属于恒功率变 量液压泵，用通轴将两个柱塞液压泵串联，再串一个先 导液压泵；通过改变斜盘摆角来改变柱塞行程，使液压
收稿日期：2017-08-28
作者简介：王绪桥（1974-)，男，江苏连云港人，高级工程师，本 科，研究方向：液压挖掘机研发。
载甚至在超载情 施工，以及 液压栗、操作系、冷却装置等 设备的 消耗。
2功率控制
2.1发动机功率控制
柴油发动机 制，主要 进行控制，通过制柴油机油门开度的大 柴油机输出 ，制发动机油门开 两种方式，其 进电机或直 制，制直喷发动机，其二发动机电子制，制电喷发动机。
发动机的油门与发动机的输出 成 ，发动 机油门 喷入气缸内的供油量，加大油门就是加大
喷人气缸内的燃油量，同时曲 加快，发机转速加快，液压栗排量随着发动机 的而发生
，一定的油门位置 定的最大 点（最大扭矩点）及 的最佳节能点。发机制：通两种途径，其 载荷将发动机 在 ：位置点上，随后 液压栗的吸 ，柴油发动机稳定运行在 点上；其 发动机 ，依直 制液压栗吸 。
2.2液压泵功率控制
液压 机只有保持液压栗与柴油发动机的合理
，能证机整机性能，才能确保其施工效率与燃油经济性。液压栗的吸 定，但是 机 时的载荷是 的，载荷所吸收的是 的，需确保柴油发动机与液压栗：匹，液压栗与载荷所吸收的 ，这样需要：载荷所吸收的 ，使载荷所吸收的 始 ？近液压栗的输出 。
液压 机发动机与液压栗 时，载荷与
需求，发机在最佳 点 内，以适外部负荷 ，发机的较油消耗 作的。最佳 点指在发动机外特性曲线 上，点其各项性能 指标均优于其它点，位置上的 点 为最佳 点 ，在
位置点上发动机 能够得到充分发挥，使发动机 外界负载 佳状态。液压栗与发动机的 是发动机在 油门位置下，确佳 点在最大（最大 点）输出点和最佳节能点附近。
发动机在最佳 点运行，若要 液压栗与发机的精确 ，液压栗 能。发机
在 佳工作点 时，输出 数值，液压栗充分吸收发动机功率应无限趋近发动机的这个稳 定地 点。当载荷发 ，液压栗排量，确保液压栗的输出 定。
柴油发动机最佳 点设定 后，若液压栗吸收功率同发动机输出输出 ，大偏差，发动机的 点 发动机外特性曲线、发机调特性曲 移。高发动机输出输出时，成发动机 降低，抗载荷、燃油经济性变差；当发动机输出输出 ，成柴油发动机的输
出浪费。
>工作模式控制
机 模 制是 机控制器模
择控制指令，机上的各种功能电磁阀进行控制，机 各种 模 。
液压伺服控制 定延时性，而电 则
的设计缺陷，把大的电气控制信号放大到 载荷，因而 电液 （又称P S V阀）来调节液压栗的排量，通过电液比例阀转 ，液压泵斜盘随压力增大或减 斜盘角，随 液压栗排量，因而电液 是 液压栗输出 大小的 部件（参见1)。电液 阀制信号是电流信号，输人油压是先导油压；电液 载荷（负载）的制液压栗 ，达到充分利用柴油发动机 的。
电液比例阀工作原理：采用双液压栗双回路负流 量总 液压 ，电液 制双液压栗的，现液压栗与发动机 的合理 。控制
油门旋钮的档位，控制发动机油门电机的转角，以此设定发动机油门档位；发动机飞轮壳上安装转
感器，检测发动机 并将信号 制器。
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控制器依据实际转速与标定转速的差值，动态调整电 液比例阀电流，即可控制液压泵功率，避免发动机掉速 超标。反电液比例阀输入电流与出口压力成反比，电液比例阀输出压力越低，液压泵功率越大。电液比例 阀变量控制过程：①发动机转速传感器;②电子控制 器;③电液比例阀;④电液比例阀输入油压导入液压泵 变量柱塞;⑤控制液压泵输出流量，达到在任何转速状 况下，液压泵功率与发动机功率基本一致。
4发动机与液压泵匹配效率与经济性
当前液压挖掘机与液压泵的匹配兼顾生产效率和 经济性两个方面，不同的作业工况所需发动机功率不 同，对于不同的施工工况，根据发动机转速、液压泵出 口压力，利用节能控制系统自动调节油门开度和液压 泵的排量，从而达到发动机与液压泵之间功率合理匹 配，使发动机的转速始终保持在规定的低油耗区范围 内，从而实现节能；发动机转速稳定在某一范围内，有 利于系统效率提升，充分发挥发动机性能，控制液压泵 排量，使发动机的工作点尽量趋近最佳工作点。根据 工况作业需求适当设定5种作业模式，选择最合适的 发动机扭矩，使液压泵能够把发动机每个输出点的扭 矩全部吸收过来，现以22吨液压挖掘机为例说明5种 作业模式的发动机转速：全功率模式（重载）7('-= 2100~2200r/min)，发动机处于最大转速，液压泵处于 最大排量；经济作业模式1('e=1600 ~1700 $m i n)，对 应全功率转
速的75 ~ 80% ；轻载作业模式-('e= 1200 ~1300 /.()，又#应全功率转速的55 ~60%；怠速模式 ('e = 1100 ~ 1200r/min)，主要用于暂停作业；破碎工 作模式 A('e= 1200 ~ 1300 r/min)。
川崎K M X15R A主阀（用于22吨液压挖掘机）上 有Y、Y两接口都连接压力传感器，Y检测除行走以 外的所有动作，只要回转平台以上任何一个动作，Y 口就建立起一定的压力，通过传感器传递给控制器，控制 发动机转速（怠速或高速），若移动换向阀阀芯会把自 动怠速阀的回油油路切断，其内部压力升高，自动解除 怠速，时间是由控制器来设定的。同样Y 口检测左右 行走动作，Y 口的工作过程与Y大体相同。
从发动机的工作特性曲线来看，通常发动机工作 功率曲线低于最大功率曲线，最佳节能曲线低于工作 功率曲线。最佳工作点究竟选取最大功率点，还是最 佳节能点，应根据作业需要，若追求单位时间内最大作 业量，应选择最大功率点为最大工作点，但这样抗过载 能力差，需留一定过载余量，不至于导致发动机熄火;
48若追求在单位时间内完成相同作业量、最佳节能节能 油时，佳 能点为 佳 点。
5挖掘机发动机与液压泵匹配控制方式
发动机变功率控制与发动机恒功率控制是挖掘机
发动机与液压泵匹配控制的两种方式。由于受外载荷
变化的影响，为了保持挖掘机施工效率及燃油经济性，把发 机 制 发 机 制 两种方
发动机额定功率结合运用，能够稳定发动机转速，使发动机在整个工作
范围内都适应载荷变化，确保柴油发动机的输出功率
能被液压泵充分吸收。发动机恒功率与变功率两者复
合控制形成夹逼发动机工作区域，液压泵的恒功率特
性将屏蔽负载传感功能，使发动机保持恒功率。
5.1发动机恒功率控制
发动机在最佳工作点工作时，液压泵需具有恒功
率特性。对于液压泵来说恒功率控制就是控制扭矩不 变，而流量控制就是控制排量。在发动机转速保持
不变的情况下，液压泵功率Y由发动机输出扭矩Z的
决定，一旦载荷发生改变，为了保持发动机在最佳工作
点上 定 ，液压泵 量，确 发 机
的 出。
5.2发动机变功率控制
液压 机发 机 制，制
调节发动机转速、液压泵功率，保证液压泵吸收功率紧
随发动机输出功率，同时燃油消耗降低，生产效率提 高。但在一些工况，需要增加发动机转速来提高挖掘
机运行速度时，用P I D控制发动机输出功率来调节液
压泵的输出功率，它能够有效稳定变量液压泵的输出
流量，避免不必要的功率损失。
6结束语
液压 机发 机 液压泵 时，其
与燃油经济性是当前挖掘机主机厂追求的目标。发动
机恒功率与变功率相结合合理使用，发动机转速稳定
波动起伏幅度小，更加适应了载荷的变化，确保了发动
机与液压泵最佳功率利用率，从而更加完美诠释了转
速感应与恒扭矩相结合控制的优越性。
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doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2018.09.014
再生吸附式过滤干燥器的应用探讨
高泽普9，李向斌2，邱伟\蒋艳灵1
(1.宁波星箭航天机械有限公司，浙江宁波315153; 2.火箭军驻上海地区军事代表室，上海201109)
摘要：再生吸附式过滤干燥器广泛应用于压缩气体的处理流程，尤其是压缩空气的后处理。该文以干燥器的工作流程为基础，针
对使用过程中存在的常见问题，分析了问题产生的原因和影响因素，提出了干燥器正确使用、维护的具体措施以及配套选型的建议，
可为使用者提供指导和帮助。
关键词：再生吸附式过滤干燥器；流程；常见问题；原因分析
中图分类号:TH138 文献标志码：A 文章编号= 1008-0813 (2018 $09 A049-03
Discussion on the Regenerative Adsorption Filter Dryer
GAOZe-pu1，LI Xiang-bin2，QIU W ei1，JIANGYan-ling1
(1.Ningbo Xingian Space Machinery Co.，Ltd.，Ningbo315153，China;
2. PLARocket Force Military Representative Office in Somewhere，Shanghai201109，China)
A bstract：The regenerative adsorption filter dryer is widely used in the compressed gas treatment process，especially the compressed air treatment. In this paper，based on the working process of the dryer，in view of the common problems existing in the use process，analyzes the
reasons and influencing factors，put forward the dryer used correctly，the concrete measures of maintenance and the sele set，can provide guidance and heljD for users.
Key words：regeneration adsorption filter dryer; process %common problems；cause analysis
0引言
压缩气体广泛应用于现代制造、机械、医药、食品、石油化工业以及国防等领域。各领域对气体的洁
净程 度都有一定的要求，医药、食品、电子等工业领域更是 要求使用超净气体。再生吸附式过滤干燥器（简称“干 燥器+)在压缩气体的处理流程中广泛使用，尤其是压 缩空气的后处理。
收稿日期：2017-09-05
作者简介：高泽普（1954-)，男，河北深州人，教授级高级工程 师，主要从事流体传动与控制技术研发工作，重点为高压、特种 介质流体控制系统及其元件的开发、制造。
本文结合干燥器的工作流程及应用经验，归纳了 其使用中常见的故障现象、产生原因及影响因素，阐明 了使用、操作和维护的工作要点。
1工作流程
干燥器以变压吸附原理除去压缩气体中的水分; 利用机械过滤机理除去压缩气体中的液态和固态杂 质，获得干燥、洁净的气体。干燥器的工作流程为：吸 附-再生-均压-吸附，见图1。
1)液态油、水和固态微粒去除
干燥器吸附过程仅对压缩气体中以蒸汽形态存 在的水分发生作用，液态油和水、固态微粒需以机械 过滤方式去除。前置过滤器和精密除油过滤器对进
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