1.一种减小电控液压挖掘机斗杆卸载启动压力冲击的匹配方法,其特征在于,其包括如下步骤:S1、基于液压缸力平衡方程与大数据分析确定挖掘机在斗杆卸载动作启动时的理想启动加速度;
S11、建立挖掘机在斗杆卸载动作启动时的液压缸力平衡方程:p2A2‑p1A1=ma+Fl+f
其中,p1为启动时液压缸无杆腔压力;A1为液压缸无杆腔面积;p2为启动时液压缸有杆腔压力;A2为液压缸有杆腔面积;m为挖掘机斗杆所承受的等效质量;a为启动时斗杆卸载动作的加速度;Fl为启动时负载力;f为摩擦力;
S12、根据挖掘机各执行机构间夹角,计算斗杆液压缸等效质量m;并通过拟合Stribeck曲线求得摩擦力f;
S13、在进行斗杆卸载动作时,液压缸无杆腔连接油箱,压力为0,则液压缸有杆腔压力计算公式如下;
其中,p1'为启动前液压缸无杆腔压力;p2'为启动前液压缸有杆腔压力;
S14、由上述压力计算公式得知,压力p2取决于启动时斗杆卸载动作的加速度a;挖掘机进行多次斗杆卸载动作,获取多组实验数据,得到电控液压挖掘机在启动阶段压力冲击小于阈值M时对应的启动加速度范围,此处的启动阶段压力是指液压缸有杆腔压力;并从启动加速度范围中得到理想启动加速度;
S2、基于旁通阀阀口流量与主阀控制电流的关系,将斗杆液压缸有杆腔压力调节至理想启动压力;
S21、操纵手柄至斗杆液压缸刚启动时的位置,通过电流传感器记录此时手柄开度为x,已知手柄开度与主阀控制电流间为正比例关系,则主阀控制电流为kx,其中k为比例系数;
在某一位姿下,操纵手柄至斗杆液压缸刚启动时的位置进行斗杆卸载作业,以主阀控制电流作为自变量,主泵排量电流、旁通阀控制电流作为因变量,满足以下关系:y1=K1·kx
y2=K2·kx
其中,y1为主泵排量电流;K1为主泵排量电流与主阀控制电流间的比例系数;y2为旁通阀控制电流;K2为旁通阀控制电流与主阀控制电流间的比例系数;
S22、根据理想有杆腔启动压力得到旁通阀阀口流量Q与旁通阀回油口过流面积A的关系:其中,Cd为阀口流量系数;ρ为油液密度;
在斗杆卸载动作启动阶段,旁通阀阀口流量为液压泵输出流量,旁通阀阀口流量Q表示为:Q=Vn=(K1k1kx+b1)n
其中,V为液压泵排量;n为液压泵转速;
S23、在控制器中,以主阀控制电流为基准调控主泵排量电流与旁通阀控制电流,实现系统经旁通阀的旁路节流调速,从而将斗杆液压缸有杆腔压力调节至理想启动加速度下的理想启动压力;
S3、获取多组主泵排量电流‑主阀控制电流‑旁通阀控制电流的匹配数据;
S31、某位姿下,操纵手柄至斗杆液压缸刚启动时的位置,通过流量公式得到K1、K2与kx之间关系式:其中,k、k1、k2、k3、b1、b2、b3均为控制器参数,为已知量;
S32、不同位姿下,手柄推至斗杆液压缸刚启动时的位置,进行多次斗杆卸载动作,通过电流传感器记录手柄开度xn(n=1,2,3…),通过流量公式计算出多组K1n、K2n之间的关系,如下:S4、将多组kx与K1、K2之间的匹配关系进行曲线拟合,最终得到主泵排量电流‑主阀控制电流‑旁通阀控制电流间的具体匹配关系,使得主泵‑主阀‑旁通阀之间达到理想匹配,降低斗杆卸载动作启动阶段的压力冲击。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,基于压力传感器得知液压缸有杆腔、无杆腔压力值,启动阶段,液压缸位移很小,即Fl与启动前Fl'一致:Fl=Fl'=p1'A1‑p2'A2
其中,p1'为启动前液压缸无杆腔压力;p2'为启动前液压缸有杆腔压力;Fl'为启动前负载力。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2中,旁通阀先导压力使旁通阀阀芯移动形成过流面积,先导压力与回油口过流面积A近似简化为线性关系,则:A=k3[k2(K2·kx)+b2]+b3
其中,k3为旁通阀回油口过流面积与旁通阀先导压力之间的比例系数;b3为偏置量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤S22中,启动时,发动机挡位固定,液压泵在正流量阶段,主泵排量电流与主泵输出排量为线性关系,则:V=k1(K1·kx)+b1
其中,V为液压泵排量;k1为主泵输出排量与主泵控制电流之间比例系数;b1为偏置量。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤S22中,控制旁通阀的电比例减压阀输出压力与旁通阀控制电流为线性关系,则:pp=k2(K2·kx)+b2
其中,pp为旁通阀先导压力;k2为旁通阀先导压力与旁通阀控制电流之间的比例系数;
b2为偏置量。