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液 压 气动 与 密 封／ 2 0 1 2年 第1 1期 1 8 ／功能的泵在静液压行走车辆中的应用 刘 超 萨澳 行走 液压 上海 有限公 司 ， 上 海2 0 0 2 3 3 摘 要 新排放法规给机器的设计者及使用者带来 了很 多挑 战， 而发动机制动扭矩 的降低使发动机和泵 的超速风险进一步增加 ． 该文 主要介 绍集成速度限制功能 的泵在静液压行走车辆 中如何吸收制动扭矩 ， 如何实现发动机和泵的过速保护功能 。 关键词 发动机制动扭矩 ； I S L ； 过速保护 中图分类号 T H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 l l 一 0 0 7 0 0 3 Th e Ap p h c a t i o n o f Hy d r a u l i c Pr o p e l S y s t e m wi t h Pu m p s U s i n g I S L LI U Cha o S a u e r D a n f o s s D a i k i n Mo b i l e H y d r a u l i c s S h a n g h a i C o ． ， L t d ． ，S h a n g h a i 2 0 0 2 3 3 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e n e w e mi s s i o n s r e g u l a t i o n s b ri n g ma n y c h a l l e n g e s f o r ma c h i n e d e s i g n e a n d u s e r s ， t h e e n g i n e b r a k i n g t o r q u e t o r e d u c e t h e r i s k o f s p e e d i n g o f t h e e n g i n e a n d p u mp t o f u r t h e r i n c r e a s e ．T h i s p a p e r d e s c r i b e s h o w p u mp i n t e g r a t e d s p e e d l i mi t f u n c t i o n c a n b e u s e d t o a b s o r b e n g i n e b r a k e t o r q u e a n d p r e v e n t e n g i n e a n d p u mp o v e r s p e e d i n t h e h y d r o s t a t i c p r o p e l v e h i c l e s ． Ke y wo r d s e n g i n e b r a k e t o r q u e； I S L； o v e r s p e e d p r o t e c t i o n O 引言 新排放法规要求柴油发动机明显减少氮氧化合物 和微颗粒物的排放，对发动机的以下特性产生影响 发 动机的工作转速降低 ， 功率等级和扭矩将降低 ， 散热功 率将增加， 随着发动机的装机功率的降低 ， 发动机用于 制动的扭矩也将降低 。而发动机制动扭矩的降低对机 器设计者带来 了以下挑战，当车辆长距离下坡或紧急 制动时， 发动机和泵的超速风险将进一步增加。本文描 述 了长距离下坡或紧急制动工况时 ，集成速度限制功 能的泵如何实现发动机和泵过速保护，为机器设计者 如何实现发动机和泵的过速保护提供解决方案。 1 问题描述 许多机器把静液压行走系统作为他们主要的制动 系统 ， 当静液压行走系统用于车辆制动时， 它传递功率 的顺序是从车轮一 马达一泵一发动机，泵此时作为马 达工况 ． 把功率传给发动机 ， 发动机的制动扭矩吸收液 压制动时产生 的能量。但是 ， 在一些机器 中， 如发动机 的制 动扭 矩不 能 完全 吸 收制 动时 产 生 的能量 ，可能 引 起发动机的过速 ， 这种风险在新的欧 Ⅲ， 欧Ⅳ涡轮增压 发动机的机器 中更大 ，因为这种发动机的反制动扭矩 的吸收能力更差。发动机和泵过速的风险在质量大的， 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 8 1 3 作者简介 刘超 1 9 7 9 一 ， 男 ， 湖南长沙人 ， 工程师 ， 学士 ， 主要从事液压系 统应用方面的工作 7 0 车速高的机器中影响更甚。 2 术语解 释 本文中将出现以下术语 ， 解释如下 I S L 集成速度限制功能 ， 应用 于萨澳 H1系列 泵 ， 仅 限于 1 1 5 c c以及 更大 排量 的泵 。 K i t s p r e s s u r e I S L阀这一侧泵的系统压力 。 L o o p p r e s s u r e 泵 和 马 达 之 间 的 系 统 压 力 如 图 l 所示 。 E． 1 - L2一 M A 带 1 1’ ． r ， __ 1 __ ． ； c c 、V 敬 芒 ⋯ _ eSSUre 7 L ～ I 一 图 1 集 成 l SL功 能泵 的 原 理 图 3 功能描述 图 l 是带 有 I S L功 能 HI 泵 的原 理 图 ， 区别 在 于 比 一 般闭式泵多了一个 I S L阀 ， I S L阀由 3个阀和一个阻 尼孔组成， 3个阀分别是减压阀， 先导阀， 单 向阀。减压 阀的设定压力 ，代表发动机反制动扭矩 的吸收能力大 小 ， 具体数值和发动机用于制动的功率 ， 车辆需要的最 Hy dr a u l i c s Pne u ma t i c s S e a l s ／ No ． 1 1 ． 201 2 大 的制动功率和泵 的压力 限制阀设定压力有关。当制 动时 。 一般发动机仅有 2 5 ～ 3 0 ％的功率用于制动扭矩 的 吸收 。而涡轮增压发动机用于制动扭矩吸收 的功率数 值更小 ，对应发动机的最 高转速 ，有一个输入扭矩限 制 ， 假如制动扭矩超过了这个值 ， 发动机和附属装置可 能因超速而损坏 。假设 I S L中的减压阀的设定压力是 2 0 0 b a r ， 即 K i t s p r e s s u r e的最大压力是 2 0 0 b a r ， 这一能 量通过泵被发动机吸收． 通过对 K i t s p r e s s u r e的最大值 限制 ， 避免制动扭矩超过发动机的最大反制动扭矩。从 而实现对发动机和泵的超速保护。 4 I S L具体应用分析 图 2是带有 I S L功能泵在静液压行走闭式系统 中 的原理图 ， 下面对各个工况做一分析 ， 当车辆 前进时 ， 该系统和一般的闭式系统一样 。在泵 的 A侧建立起高 压 ， 泵 的 B侧为低压 ， 由于低压侧 为补油压力 ， 由于未 达到减压 阀的开启压力 。油液由马达出 E l 经减压 阀回 到 到泵 。 } J ⋯ ． l 1 I 一 一瑶 c ＼2 9 T ， 最高车速I3 0 k m ／ h ， 发动 机的反制动扭矩不足以吸收此时车辆紧急制动时产生 的功率。 7 应用案例 图 5是集成 I S L功能的泵在收割机上的应用实际 测试 曲线 ， 紧急制动时泵侧 的 k i t s p r e s s u r e和后退方向 7 2 时问 秒 图 5 I S L在 收割机上的应用测试 曲线 1 现象描述 1 回转停止 冲击 ， 当 回转控制手柄 快速 回中位 时， 整机产生连续抖动及冲击； X2 X l 1 、 2 、 3 、 4 、 5 - 阻尼孔6 一 阀芯弹簧7 一 回转柱塞泵 8 一 回转漂移阀9 一回转柱塞马达 图 1 回转 系统原理 图 2 快速二次启动冲击 ， 当操作手短时连续两次以 - - 一 - 一 一 一 - - - - 一 一 一 一 一一 的 l o o p p r e s s u r e 之间的区域表示 I S L起作用时， 超过被 发动机吸收的的制动功率 ，这部分制动功率通过转化 成 了液压系统的热量消耗掉。从发动机的转速 曲线来 看 ， 制动时发动机的转速未增加 ， 达到了预期防止发动 机超速的效果。 8 结论 通过对集成 I S L功能泵的功能描述和具体应用分 析 ．为应对发动机新排放法规带来的不足的制动扭矩 问题 。为机器设计者如何实现发动机和泵的过速保护 提供解决方案。 参考 文 献 [ 1 】 赵杏新． 静液压驱动车辆 电子防打滑系统实现[ J 】 ． 液压气动与 密封 ， 2 0 1 1 ， 1 0 ． 【 2 】 邵国荣． 装载机行走静液压传动系统[ J 】 ． 工程 机械 ， 1 9 9 3 ， 3 ．