新型自动怠速系统的工作原理

1.系统特征

图7-30为新型自动怠速系统原理图，其主要特征为：自动怠速时，对液压蓄能器充油以提前建立起与克服最大负载相适应的压力，电动机的转速可降到整机能耗最低点，从而实现节能、减噪，同时又保证了取消自动怠速时，即使电动机的转速响应不足时，仍然可以依靠液压蓄能器的压力油辅助液压泵快速建立起克服负载所需的压力。相对传统的基于发动机转速控制的自动怠速控制系统，该系统具有以下特色。

图7-30 新型自动怠速系统原理图^[3]

图7-31 动力电动机的效率特性图

1）结合图7-31的实测永磁同步电动机的效率特性图，动力电动机调速范围较宽，工作在低速时额定效率仍能达到90%以上，且噪声小和无污染。新型自动怠速系统基于动力锂电池电量储存单元，动力系统采用变频动力电动机驱动定量液压泵的结构实现液压泵的变流量功能，充分利用变频调速的高效率驱动性能和良好控制特性，达到动力系统与负载的全功率匹配。

2）液压泵出口处配置了具有负载压力适应功能的液压蓄能器辅助驱动单元，取消自动怠速时辅助液压泵出口快速建立起克服负载所需的压力。(www.xing528.com)

3）多路阀中位回油增加了压力加载单元，保证基于负流量原理的多路阀处于中位时，切断液压泵和油箱连接，保证液压泵对液压蓄能器进行充油，完成负载压力适应控制。

2.系统工作原理

当先导操作手柄回到中位，控制器检测到先导操作手柄两侧压差绝对值小于某正值，此时控制器发出信号，使多路换向阀处于中位，新型自动怠速系统分为一级自动怠速、二级自动怠速和取消自动怠速三个阶段。

1）一级自动怠速通过比较液压蓄能器压力和负载最大压力的关系，决定是否需要用液压泵对液压蓄能器充油，使液压蓄能器压力匹配负载最大压力。若蓄能器的压力低于执行器两腔最大压力某设定阈值时，此时控制器使电磁换向阀1和2均通电，液压泵通过电磁换向阀1给蓄能器充油，控制器使变频电动机处于一级怠速转速；当控制器检测到蓄能器压力达到设定值后，控制器使电磁换向阀1和2均处于断电状态，液压泵通过电磁换向阀2回油卸荷，从而降低了怠速工作时液压泵和动力电动机的无功损耗。这一过程即为一级怠速过程。

2）二级自动怠速无须考虑负载最大压力匹配问题，动力系统输出功率只须满足维持整机运转的摩擦损耗，使整机能耗降到最低点。当控制器检测到操作手柄处于中位的时间超过设定时间后，此时进入二级怠速控制阶段，控制器控制动力电动机处于较低的二级转速下运转。

3）取消自动怠速时液压蓄能器释放压力油，辅助液压泵出口快速建立起克服负载所需的压力，合理匹配液压泵和液压蓄能器的输出流量，共同驱动执行器平稳恢复工作。当先导操作手柄离开中位，控制器检测到先导操作手柄两侧压力差绝对值大于设定值δ，此时需要取消怠速工况恢复正常工作，控制器根据先导手柄信号使多路换向阀处于相应工位，电磁换向阀1和2均通电，切断液压泵与油箱的通路，并将蓄能器中储存的液压油引入到多路换向阀的进油口，辅助液压泵快速建立压力，促使执行器快速恢复目标运动；当蓄能器的出口压力小于等于液压泵的出口压力时，电磁换向阀1断电，使蓄能器的压力保持恒定。