工程机械功率传输的优化匹配

来源：焦作挖掘机培训学校时间：2019/4/24 10:36:49

工程机械一般通过柴油机—取力器—液压泵—液压马达(或液压缸)—减速器—执行元件进行功率传输，其中可调控功率的部件为柴油机、液压泵和液压马达。工程机械在作业过程中负载变化很大，如果其功率传输系统匹配不合理，不仅会造成系统发热、能源浪费和环境污染，还会影响整机性能、作业效率和使用寿命。功率传输优化匹配，就是使柴油机输出功率适应负载变化需要，以实现功率损失最小、污染最少、油耗与噪声最低和作业效率最高的目的。

1.柴油机的最佳运转状态

柴油机的运转状态直接影响整机动力性能和经济性。柴油机的外特性曲线如图1所示。从图1可以看出，功率、扭矩和油耗随转速变化而变化。功率曲线是一个上升的抛物线，功率随着转速的增大而增大;扭矩曲线是一个不对称的抛物线，在0～n1(n1为最大扭矩点转速)之间扭矩呈上升趋势，之后呈下降趋势;油耗曲线呈凹形曲线，在某一转速时耗油量最低。柴油机的最佳工作区域一般在最大功率的85%、扭矩较大、油耗较低的区域内。

2.液压泵和马达的最佳转速

液压泵、液压马达同柴油机一样，有一个最佳的运转速度区域。在该区域内，其机械效率ηC、容积效率ηV为最佳，发热量、噪声最小，使用寿命最长。因此，应使工程机械在液压泵、液压马达的最佳转速区域内工作，一般最佳转速为最高转速的85%左右。

3.功率可调部件的合理匹配

柴油机、液压泵和液压马达为可调控功率部件。当柴油机、液压泵和液压马达的最佳工作转速确定后，可通过改变取力器、减速器(变速器)的传速比i来协调它们之间的参数关系，以实现它们之间的合理匹配。如柴油机的最佳转速为nf为1600?r/min，液压泵的最佳转速为nb为2000?r/min，则取力器(或减速机)的速比为两者比值(0.80)，即取力器(或减速机)的速比i为0.80时，柴油机、液压泵和液压马达均处于最佳运转状态。