CONTROLLO NEGATIVO DEL FLUSSO E CROSS-SENSING NEI DISTRIBUTORI PRINCIPALI DEGLI ESCAVATORI: UNA GUIDA AL SEGNALE-FLUSSO

Controllo del flusso negativo e cross-sensing nelle pompe principali dell'escavatore: una guida per il flusso del segnale

Chiedi a dieci tecnici di escavatori come una pompa Kawasaki K3V sappia distruggere quando l'operatore lascia andare i joystick,e otterrai otto risposte vaghe su "il regolatore sente la pressione" e due risposte sicure ma sbagliateLa realtà è un piccolo e elegante circuito di controllo con un orifizio di bypass all'interno della valvola di controllo principale (MCV), una linea di segnale a bassa pressione chiamata Pn,e due porte di cross-sensing sul regolatore che permettono ai due gruppi di pompe di negoziare coppia tra loro.

Questa guida spiega questo ciclo passo dopo passo, alla fine saprete esattamente quali segnali viaggiano dove, perché un escavatore con una pompa perfettamente buona può ancora rifiutare di produrre energia,e come il controllo del flusso negativo (NFC), Controllo del flusso positivo (PFC) e Load Sensing (LS) differiscono tra le tre più grandi architetture idrauliche sul mercato: Kawasaki (Volvo, Hyundai, Kobelco, Case, Doosan), Rexroth (Liebherr,un po'di Sany), e Komatsu CLSS.

1Perché le pompe per escavatori hanno bisogno di un sistema di controllo?
--------------------------------------------------------------------------- Il suo nome e'

La pompa principale di un escavatore è una unità di pistoni assiali a spostamento variabile.0 a 224 L/min su un K3V112DT mentre il motore gira a una rotazione quasi costanteIl meccanismo è una piattaforma che si inclina tra 0° e circa 18°. L'angolo di inclinazione è impostato da un piccolo servo pistone la cui posizione è comandata dal regolatore.

Il regolatore deve rispondere a tre domande, continuamente, dieci volte al secondo:

1Quanto flusso vuole effettivamente l'operatore in questo momento?
2. Quanta pressione è richiesta? (dal carico sul braccio, braccio o binari)
3. Quanta coppia può fornire il motore prima di fermarsi? (da giri motore e potenza nominale)

L'architettura del segnale utilizzata per rispondere alla domanda 1 è ciò che separa NFC, PFC e LS.Le domande 2 e 3 sono gestite da segnali di cross-sensing e di cambio di potenza che sovrappongono una delle tre architetture.

2Controllo di flusso negativo (NFC)
---------------------------------------------------------------------------------------------- --- E' il momento di iniziare a lavorare.

La NFC è la filosofia di controllo dominante sugli escavatori costruiti con pompe tandem Kawasaki K3V e K5V che copre quasi tutte le macchine da 6 tonnellate da Volvo, Hyundai, Kobelco, Case, Doosan, Sumitomo,e molti altri.

2.1 L'orizzonte di bypass

All'interno del MCV, a valle di ogni bobina di controllo principale, c'è un orifizio di dissoluzione calibrato (tipicamente da 1,8-2,5 mm) che collega la linea di consegna della pompa alla linea di ritorno a bassa pressione.Quando tutti i joystick sono centrati e tutti i bobine principali sono chiusi, il pieno flusso della pompa non ha altro modo di andare se non attraverso questo foro di bypass verso il serbatoio.

La caduta di pressione attraverso quell'orificio è chiamata segnale Pn.quando l'operatore non richiede il flusso) e cade quando l'operatore apre una bobina e devi il flusso verso un cilindro o un motore.

2.2 La linea di segnale Pn

Una linea idraulica a piccolo cavo attinge la pressione tra l'orificio e la porta di ritorno MCV e la porta alla porta Pn del regolatore della pompa.la pressione Pn sana con i joystick centrati è di circa 25-35 bar; con qualsiasi joystick completamente deviato scende a 0-3 bar.

2.3 Risposta del regolatore

All'interno del regolatore, Pn agisce su una piccola bobina che inclina il servo pistone verso lo spostamento minimo.

- Joysticks centrato → alto Pn → pompa va a flusso vicino allo zero → molto poca potenza parassitaria consumata
- Joystick tirato → orificio bypassato da bobina MCV aperta → Pn gocce → pompe colpi verso l'alto → flusso aumenta per soddisfare la domanda

Questo è l'intero circuito NFC, semplice, meccanico, e perché il segnale è l'inverso della domanda è il motivo per cui è chiamato negativo.

2.4 Come la NFC fallisce silenziosamente

I fallimenti NFC raramente innescano un codice di errore della macchina.

Un errore della NFC. Cosa è realmente successo. Sintomo di campo.
- E' il mio primo incontro.
Un buco di bypass ingrandito per usura o contaminazione. La Pn rimane alta anche quando si aprono le bobine. La pompa si rifiuta di colpire → indebolisce tutto.
L'apertura del bypass è intasata. Il Pn si satura alla pressione di sollievo. La pompa si blocca a pieno regime.
Pn sempre basso indipendentemente dalla domanda pompa sempre al massimo colpo → combustibile bruciato, stallo del motore
Il regolatore Pn si attacca alla bobina. Il segnale viene ignorato. Perdita casuale o eccesso di flusso, nessun modello.

Se lo spostamento della pompa non si allinea mai con la domanda del joystick, l'80% delle volte il difetto è nel percorso del segnale Pn, non nella pompa stessa.

3. Cross-Sensing Come due gruppi di pompe condividono un motore
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Una pompa K3V o K5V è una pompa in tandem: due gruppi di pompe a spostamento variabile su un albero di ingresso, che condividono il budget di coppia del motore.arrotolare un secchio pieno (Pompina 1) mentre si oscilla la struttura superiore contro un fermo (Pompina 2).

Il cross-sensing e' la soluzione meccanica.

3.1 Le porte Ps e Pi

Ogni regolatore K3V/K5V dispone di due porte di pressione sullo stesso bobinetto del compensatore:

- Ps self-pressure
- Pi ­ ∆ pressione incrociata ­ ∆ rileva la pressione di consegna dell'altro gruppo di pompe.

Quando la loro somma supera una soglia (impostata dalla molla limite di coppia all'interno del regolatore),il compensatore spinge il servo pistone verso lo spostamento minimo, riducendo il flusso della pompa e quindi la sua presa di coppia.

3.2 Perché è importante

Poiché i due regolatori sono interconnessi, i gruppi di pompe negoziano la coppia in tempo reale:

- pompa 1 ad alta pressione + pompa 2 a bassa pressione → pompa 2 rimane a pieno regime, pompa 1 si distrugge parzialmente per proteggere la coppia del motore.
- entrambe le pompe ad alta pressione simultaneamente → entrambe distruggono in quantità uguali → la coppia totale di assunzione rimane sotto la potenza del motore.

Senza cross-sensing, ogni funzione combinata (ascensore + oscillazione, scavo + pista, ecc.) bloccerebbe il motore o richiederebbe un motore di grandi dimensioni per garantire il margine.

3.3 La sovrapposizione del cambio di potenza

Un solenoide EPPR (Electronic Proportional Pressure Reducing), azionato dall'ECU della macchina, inieziona una pressione di bias, chiamata Pf, sulla stessa bobina di compensazione.Pf aumenta o abbassa efficacemente la soglia di coppia limite su richiesta:

- Modalità di potenza → ECU comando alto Pf → soglia aumenta → pompe rimangono a dislocamento più elevato più a lungo → più forza di scavo, più combustibile brucia
- Eco mode → ECU comandi bassi Pf → soglia scende → pompe si distruggono prima → funzionamento più fluido, migliore risparmio di carburante
- Anti-stall → sensore RPM del motore scende al di sotto di 1850 rpm → ECU spegne completamente Pf → pompe distruggono aggressivamente per salvare il motore

Un solenoide EPPR morto, un'imbracatura aperta o un connettore corrodito bloccano la pompa in qualsiasi modalità Pf imposta per impostazione predefinita a ± generalmente coppia minima,che l'operatore sperimenta come una macchina che "non ha potenza. "

4. NFC vs PFC vs Load Sensing ️ Matrice di confronto
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Tre filosofie di controllo dominano l'idraulica mobile. Sapere quale della due la macchina utilizza è importante quando si specificano pompe di ricambio, regolatori di sorgente o si diagnosticano comportamenti strani.

Attributo Controllo di flusso negativo (NFC) Controllo di flusso positivo (PFC) Sensore di carico (LS)
- E' il mio primo incontro.
♪ Direzione del segnale ♪ Segnale che scende con l'aumento della domanda ♪ Segnale che sale con l'aumento della domanda ♪ Pressione di carico rilevata ♪
♫ Fonte del segnale ♫ ♫ Bypass orifice downstream di MCV ♫ ♫ Joystick pilot pressure ♫ ♫ Port attuatore a massimo carico ♫
Potenza in attesa. Potenza molto bassa. Potenza molto bassa.
Velocità di risposta Velocità media dipende dall'orificio Velocità legge direttamente l'intenzione dell'operatore Velocità legge il carico effettivo
Coordinamento multifunzionale. Ottimo con i sensi incrociati. Eccellente. Eccellente.
♫ Marchi tipici ♫ ♫ Kawasaki K3V/K5V, la maggior parte degli OEM asiatici ♫ ♫ Kawasaki K3VG, Doosan Smart Power ♫ Rexroth A11VLO/A8VO, Komatsu CLSS ♫
Complessità del retrofit. Basso MCV e gruppo di pompe. Medio bisogno di un tocco del joystick. Alto bisogno di una linea di LS per ogni attuatore.
Perfetto per scavatori da 6 a 40 tonnellate mini scavatori ad alta precisione scavatori caricatori, caricatori a ruote, gru

4.1 Quando è importante per l'approvvigionamento del mercato posteriore

Una pompa K3V del mercato secondario costruita per una macchina NFC non funzionerà correttamente su una macchina PFC anche se si avvolge e le porte si allineano.Sempre abbinare la variante regolatore alla filosofia di controllo originale della macchinaIn caso di dubbio, fare un riferimento incrociato al codice completo della targa (ad esempio K3V112DTP-1XER-9N-2AL, dove 1X indica una variante del regolatore NFC).

5. Diagnosi sul campo
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L'abitudine singola più produttiva quando si diagnosticano i biglietti di "pompa debole" su un escavatore K3V/K5V è quella di tracciare i segnali in questo ordine:

1. Pn alla porta del regolatore con i joystick centrati (dovrebbero essere da 25 a 35 bar) e con i joystick completamente deviati (dovrebbero scendere a meno di 3 bar).
2. Ps alla porta del regolatore con la macchina senza testa contro una valvola di sollievo, Ps dovrebbe salire alla pressione di sollievo principale (320-350 bar).
3. Pi alla porta del regolatore ¢ tee-fit un gauge e verificare che Pi rispecchi la pressione di consegna dell'altra pompa. Una linea Pi bloccata disabilita il cross-sensing e permette al motore di fermarsi sotto carichi combinati.
4. Pf alla porta del regolatore con la macchina in ogni modalità selezionata dall'ECU. Pf dovrebbe aumentare di 5-8 bar tra le modalità eco e potenza.

5. Il flusso di scarico del casso solo dopo che i quattro segnali di cui sopra sono stati verificati sani. Vedi la nostra guida di accompagnamento, Kawasaki K3V/K5V Regulatore di regolazione del campo e SOP diagnostica del casso-drain,per la procedura di eliminazione completa dei casi.

Questo flusso di lavoro basato sul primo segnale chiude la maggior parte dei biglietti della pompa debole in meno di un'ora ed evita sostituzioni inutili della pompa.

6Domande frequenti
- Sì, signore.

Il controllo di flusso negativo è obsoleto ora che esiste il sensore di carico?
No. La NFC domina il segmento degli escavatori da 6 a 40 tonnellate perché è meccanicamente più semplice, più conveniente da mantenere sul campo e non richiede tubi aggiuntivi oltre la linea Pn.LS è preferito sulle macchine multifunzione come le retroescalatrici e le caricatrici a ruote, dove la condivisione del flusso è più importante dell'economia di carburante.

Posso convertire una macchina NFC in un sistema di rilevamento carico?
Tecnicamente sì, ma il retrofit richiede una nuova pompa, un nuovo MCV con circuiti di lancio LS e linee pilota LS per ogni attuatore.Non raccomandato.

Perche' la mia macchina ha piena potenza quando e' fredda, ma poca potenza quando e' calda?
Due principali sospetti: (1) perdite interne che aumentano con la temperatura dell'olio (verificare con una prova di flusso di scarico a 55 °C);o (2) un solenoide EPPR la cui resistenza della bobina si allontana con la temperatura e riduce il segnale Pf- Prova la resistenza della bobina a freddo e caldo.

Qual è la differenza tra il circuito pilota e il segnale Pn?
Il circuito pilota è un alimentatore costante da 35 a 40 bar che spinge le bobine principali del MCV quando l'operatore muove un joystick.Il segnale Pn è una linea di feedback variabile da 0 a 35 bar che indica al regolatore della pompa quanto flusso non viene utilizzatoSono due reti a bassa pressione completamente indipendenti.

Il cross-sensing funziona se viene sostituito un solo gruppo di pompe?
Sì, a condizione che la pompa di ricambio disponga di un regolatore con dimensioni di porta Ps/Pi corrispondenti e velocità di molla limite di coppia.La miscelazione di una pompa Reman con una variante di regolatore leggermente diversa sbilancierà la negoziazione della coppia e causerà stallo del motore o usura asimmetrica.

7In conclusione.
- Cosa?

Una pompa idraulica di escavatore non è una scatola nera. È un negoziatore meccanico che legge quattro segnali Pn, Ps, Pi, Pf e regola una piastra in risposta.Capire questi segnali trasforma "la pompa è debole" da un'ipotesi in un albero decisionaleTraccia i segnali in ordine, verifica ciascuno, e solo allora raggiungi la chiave inglese.

Per l'assistenza tecnica per la selezione della pompa di sostituzione K3V, K5V, A8VO o HPV corretta con una variante di regolatore corrispondente per la macchina,contattare il nostro ufficio tecnico con il codice completo della targa e il numero di serie della macchina.