挖掘機常見故障
單斗液壓挖掘機在工作過程中的能量損失,除了一般的機械損失、管道損失和泵的效率損失等以外,還有以下幾個主要方面:
。
即當(dāng)發(fā)動機和液壓泵聯(lián)合工作時,存在一個聯(lián)合工作特性,其中的聯(lián)合工作效率與泵的轉(zhuǎn)速、壓力和流量(單位:立方米每秒)相關(guān)。挖掘機維修維修人員將以最優(yōu)質(zhì)的服務(wù),嫻熟的維修技術(shù)為用戶進行全方位維修服務(wù)。同時我公司擁有目前國內(nèi)比較先進的進口工程機械液壓系統(tǒng)試驗臺,能準確地對不同國家的進口工程機械的液壓系統(tǒng)疑難雜癥進行準確判斷及維修調(diào)校,以恢復(fù)該機械設(shè)備的使用效果。一般情況下,發(fā)動機一液壓泵系統(tǒng)不大可能在各種工況下都處于最佳經(jīng)濟工作狀態(tài),從而造成一定的能量損失。發(fā)動機——液壓泵的總功率損失為:
Nz=P0Qmax/ηmηy
式中:ηm——發(fā)動機機械效率,即ηm=Ne/Nt;
ηy——液壓泵總效率。應(yīng)當(dāng)注意,發(fā)動機和液壓泵在低負荷、高轉(zhuǎn)速下的效率ηm、ηy是很低的。
功率損失面ΔN=PΔQ下列幾部分組成:
如果不降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速,則液壓功率的損失為:
Ny1=P0Qmax
式中:P0——液壓系統(tǒng)的背壓;Qmax——液壓泵(Hydraulic pumps)的最大流量。
為:
Ny2=PmaxΔQ
式中:Pmax——溢流閥開啟壓力BR>
由溢流引起的發(fā)動機一液壓泵系統(tǒng)的總功率損失為:
Nz=Ny2ηm/ηy=PmaxΔQ/ηmηy
這種工況下的ηm\、ηy都比較高。
第一部分是當(dāng)液壓油通過管道和接頭等的沿程損失,這種損失是不可避兔的;另一部分是當(dāng)挖掘機進行精細作業(yè)時,液壓油經(jīng)過控制閥節(jié)流時產(chǎn)生的損失。維修挖掘機公司始終堅持以一流質(zhì)量、一流技術(shù)、一流信譽為用戶提供一流的服務(wù),國內(nèi)專注挖掘機疑難技術(shù)多年,挖掘機維修售經(jīng)驗豐富,擁有世界尖端的挖掘機液壓泵調(diào)試臺、液壓閥綜合實驗臺、電腦板調(diào)試臺"等一系列高精尖挖掘機維修檢測設(shè)備,為用戶提供一流服務(wù)。竭誠為廣大進口工程機械新老客戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)!
2控制系統(tǒng)的方案與功能
本控制系統(tǒng)是以節(jié)能為主要目的,然而,在不改變液壓系統(tǒng)和發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下,要全面徹底(thorough)地消除上述能量損失是不可能的。本著積極穩(wěn)妥和實用的原則,確定所開發(fā)的控制系統(tǒng)以液壓系統(tǒng)壓力為判斷信號,判斷挖掘(excavate)機的工作狀態(tài)。由微機根據(jù)挖掘機所處的不同狀態(tài),通過步進電機控制發(fā)動機油門,使發(fā)動機穩(wěn)定在要求的轉(zhuǎn)速附近,其原理如圖1。
本控制系統(tǒng)具有以下幾個功能:
2.1自動怠速
當(dāng)挖掘機處于不工作狀態(tài)時,計算機自動減小發(fā)動機油門開度,使發(fā)動機處于怠速狀態(tài),其判斷依據(jù)是液壓(hydraulic)系統(tǒng)(Hydraulic systems)壓力。據(jù)實測,當(dāng)各操縱閥均處于中位時,系統(tǒng)壓力在5MPa左右,而當(dāng)挖掘機工作時,系統(tǒng)壓力在1MPa以上,所以,將判斷壓力設(shè)定在2MPa。為確信挖掘機確實處于不工作狀態(tài),要求系統(tǒng)在小于2MPa的壓力下,保持4s后開始操縱油門。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于2MPa時,即認為挖掘機處于工作狀態(tài),計算機立即控制發(fā)動機,使它迅速恢復(fù)到設(shè)定的工作轉(zhuǎn)速。
2.2動力模式控制
系統(tǒng)設(shè)有高、中、低三個擋位,相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min85%)和1300r/min定某一檔位時,計算機即可控制發(fā)動機,使其穩(wěn)定在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速附近工作。由于全功率變量泵的吸收扭矩在恒功率調(diào)節(jié)區(qū)段內(nèi)是不變的,所以高、中、低三個檔位的發(fā)動機功率也相應(yīng)地為全功率的11%、85%和65%。
2.3超載時超載功能
挖掘(excavate)機液壓系統(tǒng)設(shè)定的最高壓力有一定的余量,當(dāng)系統(tǒng)在短時間內(nèi)超載工作時,一般不會對系統(tǒng)產(chǎn)生太大影響,但不能長時間超載工作,否則有可能影響系統(tǒng)和其它元器元件的壽命以及產(chǎn)生其它不良后果。為此,控制系統(tǒng)設(shè)有短時超載功能。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力超過原設(shè)計的最高壓力能正常工作8s,以便工作裝置能克服臨時的較大阻力,以提高工作效率(efficiency)。同時,為保護系統(tǒng)安全,不致使液壓系統(tǒng)長時間超載工作,當(dāng)超載8s后,控制系統(tǒng)自動將發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低(reduce)到1100r/min左右并報警,讓司機改變操作方式。當(dāng)系統(tǒng)壓力降到最高設(shè)計壓力以下時,控制系統(tǒng)使發(fā)動機迅速恢復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速。
2.4溢流控制
當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力接近或達到溢流閥開啟壓力發(fā)動機轉(zhuǎn)速至1100r/min,以減小溢流量;當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力小于設(shè)定的最高壓力速恢復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速。
2.5具有手動控制和微機自動控制并行、手動控制優(yōu)先的功能
3控制系統(tǒng)的節(jié)能效果
3.1降低液壓系統(tǒng)中位損失
當(dāng)單斗液壓(hydraulic)挖掘機暫時處于不工作狀態(tài),各操縱閥均處于中位時,液壓系統(tǒng)的壓力一般較低,而由變量泵特性知,此時流量達到最大,即為圖2所示的Qmax,系統(tǒng)總的功率損失(loss)為:
N1=BR>
式中:P0——液壓(hydraulic)系統(tǒng)的背壓;ηe——發(fā)動機的有效效率;ηB——液壓泵效率;Nf——附加功率。
QmaxP0的值為圖2中P0-C-Qmax-0所圍成的面積。
自動控制系統(tǒng)的自動怠速功能可實現(xiàn)當(dāng)各控制閥處于中位時自動迅速減小發(fā)動機油門,使發(fā)動機工作在規(guī)定的最低轉(zhuǎn)速。在該轉(zhuǎn)速下,液壓泵的工作特性曲線為圖2中的Pmax-a-b-c-Q0曲線。圖中,Q0的值基本上與液壓泵的轉(zhuǎn)速成正比,而附加功率Nf的大小也近似地與轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速從ne降到ne’時,其能耗下降率約為:
un=—WY32單斗液壓挖掘機而言,ne=2000r/min,根據(jù)發(fā)動機的怠速特性,確定ne=800r/min,則能耗下降約為60%左右。轉(zhuǎn)速下降后,變量泵部分的能耗下降量為圖2中陰影面積。
3.2發(fā)動機和變目泵的經(jīng)濟性匹配運轉(zhuǎn)
發(fā)動機和變量泵的聯(lián)合工作效率為:
η=ηeηB=MeneP0Q0/GehnMInI=f
系統(tǒng)的聯(lián)合工作效率η僅僅是壓力P0和轉(zhuǎn)速nI此僅有轉(zhuǎn)速ne是可選擇的。對于某一確定的發(fā)動機一變量泵系統(tǒng),對每一個壓力P0都存在一個使聯(lián)合工作效率η最大的最優(yōu)轉(zhuǎn)速ne1。對DF-WY32型單斗液壓挖掘(excavate)機而言,在不同工作壓力時,發(fā)動機的最優(yōu)轉(zhuǎn)速均在1700r/min左右。為此,自動控制系統(tǒng)中設(shè)有最經(jīng)濟工作檔位,比在額定轉(zhuǎn)速%左右。
3.3降低節(jié)流損失
節(jié)流損失(loss)主要發(fā)生在輕載低速作業(yè)。設(shè)工作裝置所需工作壓力為Pl,所需工作流量(單位:立方米每秒)為Q2但在變量(Variable)泵外特性曲線AB上Pl和Q2分別對應(yīng)于d、c兩個工作點。為滿足工作的需要,司機必須利用控制閥的部分節(jié)流作用,將變量泵工作壓力提高到P2,使之工作在c點,由此產(chǎn)生的節(jié)流損失為:δ=Nj面積。如果能改變變量泵的轉(zhuǎn)速,使工作特性曲線通過e點,便可消除這一損失。本控制系統(tǒng)的工作模式控制主要是為此而設(shè)置。適當(dāng)選擇其中的某一工作檔,雖不能使工作曲線恰好通過e點,但能接近于e點,從而減少了節(jié)流損失。
3.4降低溢流損失
溢流損失主要發(fā)生在低速和超載。如圖4所示,當(dāng)工作裝置所需流量(單位:立方米每秒)為Q1,小于Q0,或工作壓力超過溢流閥調(diào)定壓力時,溢流問將被打開,產(chǎn)生溢流損失。所損失能量為現(xiàn)一圖4陰影面積。為消除或減少溢流損失,自動控制裝置在溢流鬧開啟之前能自動降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速,使原工作特性曲線AB變?yōu)閍h,直至發(fā)動機降到設(shè)定的最低轉(zhuǎn)速為止。即使還不能完全消除溢流,但溢流量已減少了很多。
4作用
本系統(tǒng)以節(jié)能為主要目的,同時兼有改善操作性能、減輕司機勞動強度和提高作業(yè)效率的作用。
4.1節(jié)能效果
該系統(tǒng)能較好地減少挖掘機的中位損失、溢流損失和節(jié)流損失。該系統(tǒng)裝在DF-WY32上,經(jīng)驗證明節(jié)約能源10%一15%左右。對于具有單泵和定量泵系統(tǒng)的單斗液壓挖掘機,則效果更好。
4.2改善操作性能
采用本控制系統(tǒng)后,司機一旦根據(jù)作業(yè)對象等確定了系統(tǒng)的動力模式后,不管挖掘機處于什么工作狀態(tài),發(fā)動機均可由計算機控制,并使之處于較為理想的工作狀態(tài),從而改善了操作性能。挖掘機維修維修人員將以最優(yōu)質(zhì)的服務(wù),嫻熟的維修技術(shù)為用戶進行全方位維修服務(wù)。同時我公司擁有目前國內(nèi)比較先進的進口工程機械液壓系統(tǒng)試驗臺,能準確地對不同國家的進口工程機械的液壓系統(tǒng)疑難雜癥進行準確判斷及維修調(diào)校,以恢復(fù)該機械設(shè)備的使用效果。
4.3提高作業(yè)效率
本控制系統(tǒng)的短期超載功能,既有效地保護了系統(tǒng)的安全,又提高了挖掘機克服短時間超載的能力,從而節(jié)省時間、提高效率。另外,液壓系統(tǒng)的壓力油能量損失降低(reduce)后,減少了液壓系統(tǒng)的發(fā)熱,從而提高和穩(wěn)定了系統(tǒng)的工作性能。