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高原徐工XE335C挖掘机启动困难、动力不足、冒黑烟的排除
摘要：高原挖掘机 徐工挖掘机 启动困难 动力不足 冒黑烟
高原徐工XE335C挖掘机启动困难、动力不足、冒黑烟的排除
1.系统构成
APAC系统主要包括主控制器、监控器、GPS控制器、主泵比例阀、发动机控制模块(ECM)、大气压力传感器.其中监控器、GPS控制器通过底盘CAN总线与主控制器互联.大气压力传感器(发动机进气压力传感器)、发动机控制模块(ECM)通过发动机CAN总线与主控制器互联.所有交互信息通过上述2条总线实时传输.APAC系统构成如图1所示.
2.基本原理
APAC系统先通过发动机控制模块(ECM)读取大气压力值,再通过GPS定位系统读取海拔高度值,从而判断该挖掘机在当前工作地点动力系统功率下降率.然后通过挖掘机主控制器自动调节主泵的输出功率,使主泵功率与发动机功率实时匹配.
配备非电控发动机的挖掘机所用的APAC系统,通过GPS控制器检测海拔高度,并通过总线将海拔高度信息传给主控制器.主控制器根据预先设计的海拔高度与功率下降率关系,调整主泵吸收功率,并将功率下降率转换为具体的PWM控制电流,来动态调整主泵比例阀电流.
配备电控发动机的挖掘机所用APAC系统,通过发动机控制模块设置大气压力传感器,可检测施工环境大气压力值.APAC系统设置的逻辑优先模式,可优先选择发动机控制模块采集的大气压力值,通过预先设定的大气压力值与功率下降关系调整主泵吸收功率,可以达到最佳的自适应控制效果.
3.配置方法
理想的APAC系统在不同的海拔高度均能自动调整主泵的吸收功率,以适应发动机实际功率输出的变化.某些挖掘机所用发动机设置的转速感应控制系统(ESS),可在一定程度抑制由于发动机输出功率下降过多而造成的掉速现象.
以康明斯QSM11型电控发动机为例,当该发动机在海拔高度3500m以下运转时,发动机输出功率下降率由转速感应控制系统(ESS)控制.当该发动机在海拔高度3500m以上运转时,海拔每上升1000m功率只下降4%.配备该型发动机的挖掘机,不必采用全程动态调节,可将海拔高度分为2个等级:即在海拔高度低于3500m时,不进行功率下降率调节;在海拔高度高于3500m时,功率下降率分级调节.分级调节时,可按海拔高度每上升1000m功率下降4%的比值,设为固定调节比例.
4.控制调节方法
APAC系统主控制器对发动机功率下降率及主泵的控制,采用改进型增量式PID转速感应控制算法,可使APAC系统结构简单、工作稳定、物理量明确、抗变换性强,并可实现稳态无偏差.PID转速感应控制框图如图3所示.
发动机功率下降率不仅受海拔高度的影响,还受温度及天气影响,故预存在主控制器中经验值不能完全适应所有高原环境,需要根据实际情况对功率下降率进行调节.通常,操作人员可通过人机界面对发动机功率下降率进行修改.
当达到预定的海拔高度控制阈值时,APAC系统监控器会弹出是否选择进入自适应控制状态.如果使用者选择否,系统将不执行APAC系统控制.另外,操作人员也可以通过监控器直接设置APAC系统控制状态,监控器默认APAC系统控制为不生效状态.
5.数据库建立
不同的发动机对高原环境的适应性不同,完善APAC系统,不仅需要收集不同发动机功率受高原环境影响的资料,还需通过大量的高原实地实验进行数据收集及验证.然后对验证后的数据进行梳理,将功率下降率类似的不同型号发动机的数据再进行整合,简化控制数据,最后形成数据库,作为APAC系统控制依据.
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APAC系统先通过发动机控制模块(ECM)读取大气压力值,再通过GPS定位系统读取海拔高度值,从而判断该挖掘机在当前工作地点动力系统功率下降率.然后通过挖掘机主控制器自动调节主泵的输出功率,使主泵功率与发动机功率实时匹配.
配备非电控发动机的挖掘机所用的APAC系统,通过GPS控制器检测海拔高度,并通过总线将海拔高度信息传给主控制器.主控制器根据预先设计的海拔高度与功率下降率关系,调整主泵吸收功率,并将功率下降率转换为具体的PWM控制电流,来动态调整主泵比例阀电流.
配备电控发动机的挖掘机所用APAC系统,通过发动机控制模块设置大气压力传感器,可检测施工环境大气压力值.APAC系统设置的逻辑优先模式,可优先选择发动机控制模块采集的大气压力值,通过预先设定的大气压力值与功率下降关系调整主泵吸收功率,可以达到最佳的自适应控制效果.
3.配置方法
理想的APAC系统在不同的海拔高度均能自动调整主泵的吸收功率,以适应发动机实际功率输出的变化.某些挖掘机所用发动机设置的转速感应控制系统(ESS),可在一定程度抑制由于发动机输出功率下降过多而造成的掉速现象.
以康明斯QSM11型电控发动机为例,当该发动机在海拔高度3500m以下运转时,发动机输出功率下降率由转速感应控制系统(ESS)控制.当该发动机在海拔高度3500m以上运转时,海拔每上升1000m功率只下降4%.配备该型发动机的挖掘机,不必采用全程动态调节,可将海拔高度分为2个等级:即在海拔高度低于3500m时,不进行功率下降率调节;在海拔高度高于3500m时,功率下降率分级调节.分级调节时,可按海拔高度每上升1000m功率下降4%的比值,设为固定调节比例.
4.控制调节方法
APAC系统主控制器对发动机功率下降率及主泵的控制,采用改进型增量式PID转速感应控制算法,可使APAC系统结构简单、工作稳定、物理量明确、抗变换性强,并可实现稳态无偏差.PID转速感应控制框图如图3所示.
发动机功率下降率不仅受海拔高度的影响,还受温度及天气影响,故预存在主控制器中经验值不能完全适应所有高原环境,需要根据实际情况对功率下降率进行调节.通常,操作人员可通过人机界面对发动机功率下降率进行修改.
当达到预定的海拔高度控制阈值时,APAC系统监控器会弹出是否选择进入自适应控制状态.如果使用者选择否,系统将不执行APAC系统控制.另外,操作人员也可以通过监控器直接设置APAC系统控制状态,监控器默认APAC系统控制为不生效状态.
5.数据库建立
不同的发动机对高原环境的适应性不同,完善APAC系统,不仅需要收集不同发动机功率受高原环境影响的资料,还需通过大量的高原实地实验进行数据收集及验证.然后对验证后的数据进行梳理,将功率下降率类似的不同型号发动机的数据再进行整合,简化控制数据,最后形成数据库,作为APAC系统控制依据.
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