挖掘机柴油机转速控制原理

挖掘机柴油机转速控制原理 

本系统采用控制器控制器，油门控制器作为控制单元，油门机构作为执行机构控制柴油机油门的开度 。

升速时，由控制器给出步进脉冲信号，驱动油门机构正转，柴油机油门开度加大，柴油机转速上升，同时油门位置参数减少，达到设定的油门位置后，升速信号停止，进入转速自动调节阶段。

油门位置信号由安装在油门机构上的油门位置传感器获得，控制器通过模拟通道采集此信号，并送入控制器内部寄存器处理，控制器根据实际油门位置与设定油门位置的差值，进行处理运算后，输出相应数量的脉冲，控制步进电机运行，从而实现对柴油机转速的自动控制及自动调节。

降速时，控制器给出步进脉冲和步进方向信号，转速自动调节断开，油门机构反转，油门开度减少，柴油机转速下降，达到怠速状态时，EPS给出停止信号，油门机构停止运行，柴油机在怠速状态运行，其工作原理见图3-48。

图3-48  柴油机闭环控制原理框图

当挖掘机在低怠速下工作（1300rpm以下），油门调速机构能自动将发动机转速提升到1300rpm，以避免因发动机输出功率不足引起的懑车熄火现象。

为了防止柴油机转速超过允许的最高工作速度，以免造成设备的损坏，对柴油机的转速进行限幅。在柴油机升速和降速调节过程中，油门机构的油门位置信号反馈回控制器，由控制器进行分析，步进电机正转，油门位置传感器参数减小；步进电机反转，油门位置传感器参数增加，控制器自动分析柴油机正常运行时的步进电机正转步数，并进行运算处理得出步进电机允许正转的最高步数，当由于意外原因引起柴油机转速向最高转速上升时，到达异常油门位置区，控制器能自动封锁步进电机，以保证柴油机不会超过所允许的最高转速。

2.8.4 自动怠速系统

    SY2XXC5挖掘机具有自动怠速装置，当操纵杆回中位达5秒后，发动机自动进入低速运转，从而可减小液压系统的空流损失和发动机的磨损，起到节能和降低噪声的作用。当扳动操纵杆重新作业时，发动机自动恢复到原来的转速状态。

2.8.5 过热保护控制

当冷却水达到一定温度时， 控制工作模式自动降低一档，即从H模式降至S模式再至L模式、B模式。当冷却水温过热达到二极报警（冷却液温度超过103度）时，柴油机自动进入自动怠速工作状态（转速下降），直至冷却液温度降至正常温度为止。

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三一挖掘机的技术特点

三一重机挖掘机事业部目前生产的挖掘机主要是目前国内市场上产销量最大的20t级挖掘机，有SY200C5、SY210C5、SY220C5、SY230C5四种规格。

5.1 品种、规格

SY200C5挖掘机液压主泵采用K3V112DT柱塞式变量双泵，流量为207×2升/分；SY210C5、 SY220C5 、SY230C5挖掘机液压主泵采用K3V112DT柱塞式变量双泵，流量为228×2升/分；

5.2 主要用途及适用范围

SY系列挖掘机是一种土石方施工机械，其功能强、适用范围广，可进行挖掘、装卸，其标准配置可用于Ⅲ级以下土壤的挖掘，在配置特殊附属装置后还可以进行碎石、拆卸、抓木、抓钢等作业，兼有推土、装载的功能。

5.3 性能特点

5.3.1 配置性能卓越

   在动力系统方面，三一挖掘机采用日本生产的康明斯发动机，该产品的可靠性、动力性、燃油经济性和低排放性等指标在国际上都具有领先水平，满足欧美排放标准。

  在电控系统方面，自主开发了PLC电子控制系统，这在国内挖掘机生产制造企业中属第一家。

该系统对整机运行状态实行全面监控，机器一旦发生异常就能及时报警，并自动查找故障，电脑根据测得的故障参数找出故障发生的部位;同时还具有历史故障记忆功能和维护保养信息自动提示功能,从而可及时排除事故隐患，延长用户维修周期，降低维护和保养费用。

另外,电子控制系统能对动力系统和液压系统进行综合控制，使二者达到最佳匹配，协调工作,起到明显的节能效果，生产效率高。它具有下列两个特点：一是自动怠速功能——当操纵杆回中位8秒后，发动机自动进入每分钟1250转的低速运转，从而可减少液压系统的空流损失和发动机的磨损，起到节能和降低噪声的作用。当扳动操纵杆重新作业时，发动机自动恢复到原来的转速状态,进入作业工况。二是发动机过热自动保护功能——当发动机冷却水的温度过高时，工作模式自动降低一档，当冷却水温度过热报警时，柴油发动机进入自动降速状态，直到冷却水温度降至正常温度为止。

在液压系统方面, 三一挖掘机采用了负荷传感控制或双泵双回路恒功率负流量控制的液压系统。三一挖掘机在行驶过程中能根据路况实现高速与低速的自动切换。当液压系统压力过小时，在左边操纵手柄上按下“升压按钮”，触摸屏上将提示“压力补偿5秒”，5秒钟后提示消失，从而保证了系统的正常压力。与此同时,还采用了液压启动操纵杆,通过锁住、开锁的切换，避免错误操作，保证驾驶员的人身安全。

三一挖掘机充分利用当今世界最先进的高科技成果，通过国际化采购,保证了整机的高可靠性。其中，主泵、多路阀、回转马达、油缸和行走马达等选用日本进口产品，核心部件的配置达到了高品质、长寿命、少维护的目的。

三一挖掘机所有高压油管配置都是经过严格探伤处理、并进行过58.9MPa压力测试和100万次压力脉冲试验的国外知名品牌，确保了整机液压系统的运行可靠。

另外，动臂保持系统、回转缓冲控制系统、动臂和斗杆油缸回油补偿系统还能有效地提高机械使用的安全性与稳定性。

在工作装置方面，三一挖掘机优化了国外设计, 并进行加强；在高应力区用多块厚板加强；在动臂、斗杆油缸支承处增加隔板，所有这些都较好的延长了整机使用寿命。

履带架采用当今世界流行的X形设计，提高了车架的刚度、强度、通过性。由于架体两侧面平滑，减少泥土堆积，便于清洁。四轮一带为意大利、韩国等原装产品，在国内同行业产品中属高档配置。

5.3.2生产效率更高

为了提高整机的生产效率，根据作业环境的不同，三一挖掘机设置了三种作业模式，即重负荷挖掘的H模式,标准挖掘的S模式，轻载挖掘的L模式。每种模式的设计与发动机、主泵的转速及系统压力相匹配。这样，使整机获得了最大的生产效率和最少的油耗。三一挖掘机每分钟可装4～5斗，可与美国卡特和日本小松同规格挖掘机的挖掘装载速度相媲美。另外,由于三一挖掘机还特别设置了“升压按钮”,功率可再提高十个百分点，使机器获得一个持续8秒钟的爆发力，从而满足瞬间恶劣工况的需要,使生产效率大大提高。

5.3.3操作环境舒适

由于驾驶室内部按人体工程学原理设计，致使每个操纵按钮都在驾驶员伸手可及的范围之内，驾驶室底部采用先进的硅油橡胶安装座，防振效果更佳；座椅可全方位调整，操纵箱可以在二级轨道上移动到最理想的位置。驾驶室内设有大功率冷暖空调，冬暖夏凉，舒适宜人。

另外,整机视野开阔，驾驶室的天窗还可以打开，前窗可以向上翻至顶部,后窗可提供后方和两侧良好的视野。

为了避免显示屏反光对可视性的影响，控制面板还可以向内侧倾斜移动。

5.3.4维护保养便捷

三一挖掘机所有的电器元件均采取集中布置设计，而且重要部件非常容易靠近作业,维护保养十分方便；自润滑轴承，大大延长了工作装置的维护保养时间；大型油水分离器，提高了燃油系统的使用寿命；高效双滤芯的空气滤清器，保证了发动机的供气质量。

此外,三一挖掘机的外观设计属二十一世纪世界一流水准,特别是油漆工艺,除美观大方外,良好的光洁度还有利于除尘,大大减少了驾驶员的保洁劳动强度,充分体现出三一挖掘机个性化设计和人文关爱。

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