挖掘機(jī)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制原理 

本系統(tǒng)采用控制器控制器，油門控制器作為控制單元，油門機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制柴油機(jī)油門的開度 。

升速時(shí)，由控制器給出步進(jìn)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)油門機(jī)構(gòu)正轉(zhuǎn)，柴油機(jī)油門開度加大，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速上升，同時(shí)油門位置參數(shù)減少，達(dá)到設(shè)定的油門位置后，升速信號(hào)停止，進(jìn)入轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)階段。

油門位置信號(hào)由安裝在油門機(jī)構(gòu)上的油門位置傳感器獲得，控制器通過模擬通道采集此信號(hào)，并送入控制器內(nèi)部寄存器處理，控制器根據(jù)實(shí)際油門位置與設(shè)定油門位置的差值，進(jìn)行處理運(yùn)算后，輸出相應(yīng)數(shù)量的脈沖，控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制及自動(dòng)調(diào)節(jié)。

降速時(shí)，控制器給出步進(jìn)脈沖和步進(jìn)方向信號(hào)，轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)斷開，油門機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)，油門開度減少，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降，達(dá)到怠速狀態(tài)時(shí)，EPS給出停止信號(hào)，油門機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，柴油機(jī)在怠速狀態(tài)運(yùn)行，其工作原理見圖3-48。

圖3-48  柴油機(jī)閉環(huán)控制原理框圖

當(dāng)挖掘機(jī)在低怠速下工作（1300rpm以下），油門調(diào)速機(jī)構(gòu)能自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升到1300rpm，以避免因發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不足引起的懣車熄火現(xiàn)象。

為了防止柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過允許的最高工作速度，以免造成設(shè)備的損壞，對(duì)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行限幅。在柴油機(jī)升速和降速調(diào)節(jié)過程中，油門機(jī)構(gòu)的油門位置信號(hào)反饋回控制器，由控制器進(jìn)行分析，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，油門位置傳感器參數(shù)減小；步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，油門位置傳感器參數(shù)增加，控制器自動(dòng)分析柴油機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)步數(shù)，并進(jìn)行運(yùn)算處理得出步進(jìn)電機(jī)允許正轉(zhuǎn)的最高步數(shù)，當(dāng)由于意外原因引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速向最高轉(zhuǎn)速上升時(shí)，到達(dá)異常油門位置區(qū)，控制器能自動(dòng)封鎖步進(jìn)電機(jī)，以保證柴油機(jī)不會(huì)超過所允許的最高轉(zhuǎn)速。

2.8.4 自動(dòng)怠速系統(tǒng)

    SY2XXC5挖掘機(jī)具有自動(dòng)怠速裝置，當(dāng)操縱桿回中位達(dá)5秒后，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可減小液壓系統(tǒng)的空流損失和發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，起到節(jié)能和降低噪聲的作用。當(dāng)扳動(dòng)操縱桿重新作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)。

2.8.5 過熱保護(hù)控制

當(dāng)冷卻水達(dá)到一定溫度時(shí)， 控制工作模式自動(dòng)降低一檔，即從H模式降至S模式再至L模式、B模式。當(dāng)冷卻水溫過熱達(dá)到二極報(bào)警（冷卻液溫度超過103度）時(shí)，柴油機(jī)自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)怠速工作狀態(tài)（轉(zhuǎn)速下降），直至冷卻液溫度降至正常溫度為止。

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三一挖掘機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

三一重機(jī)挖掘機(jī)事業(yè)部目前生產(chǎn)的挖掘機(jī)主要是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上產(chǎn)銷量最大的20t級(jí)挖掘機(jī)，有SY200C5、SY210C5、SY220C5、SY230C5四種規(guī)格。

5.1 品種、規(guī)格

SY200C5挖掘機(jī)液壓主泵采用K3V112DT柱塞式變量雙泵，流量為207×2升/分；SY210C5、 SY220C5 、SY230C5挖掘機(jī)液壓主泵采用K3V112DT柱塞式變量雙泵，流量為228×2升/分；

5.2 主要用途及適用范圍

SY系列挖掘機(jī)是一種土石方施工機(jī)械，其功能強(qiáng)、適用范圍廣，可進(jìn)行挖掘、裝卸，其標(biāo)準(zhǔn)配置可用于Ⅲ級(jí)以下土壤的挖掘，在配置特殊附屬裝置后還可以進(jìn)行碎石、拆卸、抓木、抓鋼等作業(yè)，兼有推土、裝載的功能。

5.3 性能特點(diǎn)

5.3.1 配置性能卓越

   在動(dòng)力系統(tǒng)方面，三一挖掘機(jī)采用日本生產(chǎn)的康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)，該產(chǎn)品的可靠性、動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放性等指標(biāo)在國(guó)際上都具有領(lǐng)先水平，滿足歐美排放標(biāo)準(zhǔn)。

  在電控系統(tǒng)方面，自主開發(fā)了PLC電子控制系統(tǒng)，這在國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)中屬第一家。

該系統(tǒng)對(duì)整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行全面監(jiān)控，機(jī)器一旦發(fā)生異常就能及時(shí)報(bào)警，并自動(dòng)查找故障，電腦根據(jù)測(cè)得的故障參數(shù)找出故障發(fā)生的部位;同時(shí)還具有歷史故障記憶功能和維護(hù)保養(yǎng)信息自動(dòng)提示功能,從而可及時(shí)排除事故隱患，延長(zhǎng)用戶維修周期，降低維護(hù)和保養(yǎng)費(fèi)用。

另外,電子控制系統(tǒng)能對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制，使二者達(dá)到最佳匹配，協(xié)調(diào)工作,起到明顯的節(jié)能效果，生產(chǎn)效率高。它具有下列兩個(gè)特點(diǎn)：一是自動(dòng)怠速功能——當(dāng)操縱桿回中位8秒后，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)入每分鐘1250轉(zhuǎn)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可減少液壓系統(tǒng)的空流損失和發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，起到節(jié)能和降低噪聲的作用。當(dāng)扳動(dòng)操縱桿重新作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的轉(zhuǎn)速狀態(tài),進(jìn)入作業(yè)工況。二是發(fā)動(dòng)機(jī)過熱自動(dòng)保護(hù)功能——當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度過高時(shí)，工作模式自動(dòng)降低一檔，當(dāng)冷卻水溫度過熱報(bào)警時(shí)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入自動(dòng)降速狀態(tài)，直到冷卻水溫度降至正常溫度為止。

在液壓系統(tǒng)方面, 三一挖掘機(jī)采用了負(fù)荷傳感控制或雙泵雙回路恒功率負(fù)流量控制的液壓系統(tǒng)。三一挖掘機(jī)在行駛過程中能根據(jù)路況實(shí)現(xiàn)高速與低速的自動(dòng)切換。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力過小時(shí)，在左邊操縱手柄上按下“升壓按鈕”，觸摸屏上將提示“壓力補(bǔ)償5秒”，5秒鐘后提示消失，從而保證了系統(tǒng)的正常壓力。與此同時(shí),還采用了液壓?jiǎn)?dòng)操縱桿,通過鎖住、開鎖的切換，避免錯(cuò)誤操作，保證駕駛員的人身安全。

三一挖掘機(jī)充分利用當(dāng)今世界最先進(jìn)的高科技成果，通過國(guó)際化采購(gòu),保證了整機(jī)的高可靠性。其中，主泵、多路閥、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、油缸和行走馬達(dá)等選用日本進(jìn)口產(chǎn)品，核心部件的配置達(dá)到了高品質(zhì)、長(zhǎng)壽命、少維護(hù)的目的。

三一挖掘機(jī)所有高壓油管配置都是經(jīng)過嚴(yán)格探傷處理、并進(jìn)行過58.9MPa壓力測(cè)試和100萬(wàn)次壓力脈沖試驗(yàn)的國(guó)外知名品牌，確保了整機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行可靠。

另外，動(dòng)臂保持系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)緩沖控制系統(tǒng)、動(dòng)臂和斗桿油缸回油補(bǔ)償系統(tǒng)還能有效地提高機(jī)械使用的安全性與穩(wěn)定性。

在工作裝置方面，三一挖掘機(jī)優(yōu)化了國(guó)外設(shè)計(jì), 并進(jìn)行加強(qiáng)；在高應(yīng)力區(qū)用多塊厚板加強(qiáng)；在動(dòng)臂、斗桿油缸支承處增加隔板，所有這些都較好的延長(zhǎng)了整機(jī)使用壽命。

履帶架采用當(dāng)今世界流行的X形設(shè)計(jì)，提高了車架的剛度、強(qiáng)度、通過性。由于架體兩側(cè)面平滑，減少泥土堆積，便于清潔。四輪一帶為意大利、韓國(guó)等原裝產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)產(chǎn)品中屬高檔配置。

5.3.2生產(chǎn)效率更高

為了提高整機(jī)的生產(chǎn)效率，根據(jù)作業(yè)環(huán)境的不同，三一挖掘機(jī)設(shè)置了三種作業(yè)模式，即重負(fù)荷挖掘的H模式,標(biāo)準(zhǔn)挖掘的S模式，輕載挖掘的L模式。每種模式的設(shè)計(jì)與發(fā)動(dòng)機(jī)、主泵的轉(zhuǎn)速及系統(tǒng)壓力相匹配。這樣，使整機(jī)獲得了最大的生產(chǎn)效率和最少的油耗。三一挖掘機(jī)每分鐘可裝4～5斗，可與美國(guó)卡特和日本小松同規(guī)格挖掘機(jī)的挖掘裝載速度相媲美。另外,由于三一挖掘機(jī)還特別設(shè)置了“升壓按鈕”,功率可再提高十個(gè)百分點(diǎn)，使機(jī)器獲得一個(gè)持續(xù)8秒鐘的爆發(fā)力，從而滿足瞬間惡劣工況的需要,使生產(chǎn)效率大大提高。

5.3.3操作環(huán)境舒適

由于駕駛室內(nèi)部按人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，致使每個(gè)操縱按鈕都在駕駛員伸手可及的范圍之內(nèi)，駕駛室底部采用先進(jìn)的硅油橡膠安裝座，防振效果更佳；座椅可全方位調(diào)整，操縱箱可以在二級(jí)軌道上移動(dòng)到最理想的位置。駕駛室內(nèi)設(shè)有大功率冷暖空調(diào)，冬暖夏涼，舒適宜人。

另外,整機(jī)視野開闊，駕駛室的天窗還可以打開，前窗可以向上翻至頂部,后窗可提供后方和兩側(cè)良好的視野。

為了避免顯示屏反光對(duì)可視性的影響，控制面板還可以向內(nèi)側(cè)傾斜移動(dòng)。

5.3.4維護(hù)保養(yǎng)便捷

三一挖掘機(jī)所有的電器元件均采取集中布置設(shè)計(jì)，而且重要部件非常容易靠近作業(yè),維護(hù)保養(yǎng)十分方便；自潤(rùn)滑軸承，大大延長(zhǎng)了工作裝置的維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間；大型油水分離器，提高了燃油系統(tǒng)的使用壽命；高效雙濾芯的空氣濾清器，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的供氣質(zhì)量。

此外,三一挖掘機(jī)的外觀設(shè)計(jì)屬二十一世紀(jì)世界一流水準(zhǔn),特別是油漆工藝,除美觀大方外,良好的光潔度還有利于除塵,大大減少了駕駛員的保潔勞動(dòng)強(qiáng)度,充分體現(xiàn)出三一挖掘機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)和人文關(guān)愛。

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