混凝土泵车的泵送作业是耗油的主要工况。当前国内泵车生产企业通过引进和消化国外先进技术,将电控系统由传统的PLC 控制改变为专用控制器和电脑智能控制,使发动机尽量工作在低油耗区,使泵车节能成为可能。为达到泵车节能的目的,需要根据泵车的实际工况,研究分析泵车各环节的工作特性和匹配原理,从而制定出泵车的节能控制策略。
1 泵车工作特性分析
混凝土泵车主要由行走底盘、输送臂架、泵送系统、搅拌系统、驾驶室、发动机、电气控制系统等组成。在实际泵送作业过程中,发动机保持在一定转速运转,并根据泵送负载发出一定的功率和转矩,主液压泵吸收功率和转矩驱动泵送系统完成作业。所以泵车的泵送作业主要受到发动机和液压泵工作特性的影响。
1.1 泵送负载分析
泵送施工作业包括泵车移位与混凝土泵送两个阶段。泵车移位就是调整泵车位置至施工地点,由整车行走、支腿伸开等动作分步独立完成,不属于作业工况,所占时间和消耗功率较小;混凝土泵送则由输送臂架展开,搅拌系统搅拌,泵送系统泵送等步骤完成,为泵车的主要作业工况。根据混凝土泵送要求,通过调整变量泵排量,可获得需要的泵送速度。因此泵送负载是由泵送压力和单位时间输送量决定的。一般情况下,泵送时负载是相对稳定的,负载在整个泵送动力系统中表现为等功率工况。
1.2 发动机特性分析
泵车发动机普遍采用工程机械用柴油机。图1所示为某柴油机的万有特性,其综合了柴油机的速度特性和负荷特性,比较全面地反映了柴油机的性能。在万有特性曲线中,柴油机在每一个运行功率值下,等功率曲线和等耗油曲线的切点即为经济工作点,将所有功率下的最经济工作点连起来,就形成了一条经济工作曲线。无论柴油机输出功率是多少,只要工作点位于经济工作曲线附近,其燃油在此功率下的利用率就高。利用该特性,就能有效地控制柴油机与液压系统间的功率匹配,使柴油机高效节能地工作。
1.3 恒功率变量泵的特性分析
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