混凝土泵車的泵送作業是耗油的主要工況。當前國內泵車生產企業通過引進和消化國外先進技術,將電控系統由傳統的PLC 控制改變為專用控制器和電腦智能控制,使發動機盡量工作在低油耗區,使泵車節能成為可能。為達到泵車節能的目的,需要根據泵車的實際工況,研究分析泵車各環節的工作特性和匹配原理,從而制定出泵車的節能控制策略。
1 泵車工作特性分析
混凝土泵車主要由行走底盤、輸送臂架、泵送系統、攪拌系統、駕駛室、發動機、電氣控制系統等組成。在實際泵送作業過程中,發動機保持在一定轉速運轉,并根據泵送負載發出一定的功率和轉矩,主液壓泵吸收功率和轉矩驅動泵送系統完成作業。所以泵車的泵送作業主要受到發動機和液壓泵工作特性的影響。
1.1 泵送負載分析
泵送施工作業包括泵車移位與混凝土泵送兩個階段。泵車移位就是調整泵車位置至施工地點,由整車行走、支腿伸開等動作分步獨立完成,不屬于作業工況,所占時間和消耗功率較小;混凝土泵送則由輸送臂架展開,攪拌系統攪拌,泵送系統泵送等步驟完成,為泵車的主要作業工況。根據混凝土泵送要求,通過調整變量泵排量,可獲得需要的泵送速度。因此泵送負載是由泵送壓力和單位時間輸送量決定的。一般情況下,泵送時負載是相對穩定的,負載在整個泵送動力系統中表現為等功率工況。
1.2 發動機特性分析
泵車發動機普遍采用工程機械用柴油機。圖1所示為某柴油機的萬有特性,其綜合了柴油機的速度特性和負荷特性,比較全面地反映了柴油機的性能。在萬有特性曲線中,柴油機在每一個運行功率值下,等功率曲線和等耗油曲線的切點即為經濟工作點,將所有功率下的最經濟工作點連起來,就形成了一條經濟工作曲線。無論柴油機輸出功率是多少,只要工作點位于經濟工作曲線附近,其燃油在此功率下的利用率就高。利用該特性,就能有效地控制柴油機與液壓系統間的功率匹配,使柴油機高效節能地工作。
1.3 恒功率變量泵的特性分析
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