第9期
第28卷
文章编号：1006-9348(2011)09-038604
计算机仿真
2011年9月
匹配发动机的液压泵复合式控制特性研究
黄新磊'，胡军科"，陈鹤梅”，罗宁！
（1，中南大学机电工程学院，期南长沙410075;2.中南林业科技大学涉外学院，湖南长沙410004）
摘要：研究液压系统优化控制间题，针对工程机械的复杂工况经书使得液压泵与发动机扭矩匹配不合理，造成发动机熄火或功率利用过低。为提高系统性能，提出了DA(排量转速控制)与EP(电比例控制)的复合式控制方案，调节泵排缺使其扭矩与发动机外待性相适应。建立流量连续方程和力平衡方程复合式控制微分形式的数学模型，并导出其传递函数。在MAT LAB/Simulink平台搭建模型，对控制待性进行了伤真研究。结果表明，复合式控制可使液压泵与发动机高效匹配，为发动机的液压系统优化控制提供了科学依据。
关键调：匹配发动机；液压泵变量；复合式控制；动态分析
中图分类号：TH137
文献标识码：A
Study on Combined Control for Matching
Hydraulic Pumps to Engine
HUANG Xin-lei',HU Jun-ke',CHEN He-mei2,LUO Ning'
(1, College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha Hunan 410075, China;
2. Swan College, Central South University of Forrest & Technology, Changsha Hunan 410004, China)
ABSTRACT: Complex working conditions in construction machinery result in the torque mismatch between hydraulic pumps and the engine, which probably leads to engine stalling or poor power utilizing. The control scheme eombined EP with DA has been proposed against this, thus pumps' placement is regulated to cope with the engine's external characteristic. After demonstrating principles of the displacement varying, this paper builds up the dynamic math-ematic model of the combined control in differential form, which deduces the system's block diagram in transfer func-tion. Therefore, the control scheme's simulation is able to be carried out with MATLAB/Simulink. Results of the simulation manifest that the combined control can make hydraulic pumps and engines match well and has effect on rieanpeuaeeaauaooeoadseoaioeoasuonund
KEYWORDS: Engine match; Displacement variation of hydraulic pump: Combined control; Dynamic analysis
1引言
波压泵是工程机械液压系统的核心动力元件，通常由发动机直接察动。工程机械工况复杂，负载变化频累，经常造成发动机熄火等间题"。为此操作人员要调节油门使发动机转速变化，以输出不同扭矩提供给液压泵。而发动机输出扭矩随转速变化的关系是由其外特性决定的，所以如何使泵扭矩与发动机外特性匹配成为解决间题的关键。
目前工程机板大多采用DA极限匹配法2)，保证发动机不过载，但它会造成发动机的扭矩利用率低，功率浪费严重。理论上也可以采用专用电子控制器(3)，使泵理想匹配发动机扭矩变化，但控制算法复杂，可靠性低，应用在工程实际中还不现实。据此本文提出DA与EP的复合式控制方案，通过
收稿日期：2010-08-19-386
万方数据
修同日期：201009-14
分段应用两种成熟技术实现泵与发动机较好匹配，并对复合式控制动态特性进行研究。
泵与发动机的特性分析 2
2.1
液压泵特性分析
液压泵的输入扭矩计算可用下式表示：
T=P.-+n
(1)
其中T为发动机扭矩，P为液压泵的压力，为液压泵的
排量，"为效率因子。为便于研究假定系的压力不变，匹配研究转化为控制排量适应发动机扭矩变化。
DA控制是一种排转速控制方案，即发动机的转速升高时，液压泵的先导控制压力升高，系的排量随之增大。对 DA控制进行静态计算表明，泵控制压力与转速的平方成正比(4]，即泵排量与转速的平方正相关。