节能技术在徐工XR320D型旋挖钻机上的应用

旋挖钻机施工工况复杂，负载变化较大，若不采用节能技术，将增加燃油消耗，降低施工效率。徐工XR320D型旋挖钻机采用了多种节能技术，节能效果明显。

1.节能液压系统

溢流损失、节流损失、空载功率损失以及液压系统与发动机匹配不合理是旋挖钻机功率损失的主要原因。徐工XR320D型旋挖钻机采用节能型双回路液压系统。

（1）主回路

主回路采用力士乐A8VO型双联变量泵与M7独立流量分配多路阀组成负载敏感系统。该系统可为主、副卷扬马达，动力头马达，左、右行走马达和变幅缸等执行元件供油。

A8V O型双联变量泵可采用正流量控制、恒功率控制和极限功率控制等多种控制技术。其中正流量控制能同时控制每片多路阀开口和主泵排量，实现系统流量的精确控制；恒功率控制能充分利用发动机功率，根据工况自动调节液压系统的吸收功率，较好地适应负载工况。上述节能控制技术可有效提高液压系统的工作效率。

（2） 副回路

副回路采用力士乐A10V O型开式变量泵与M4多路阀组成负载敏感控制系统。该系统可为加压缸、转台回转马达、履带伸缩缸、桅杆缸、支腿缸等对流量需求不高的执行元件供油。为了消除副回路液压系统过载时的溢流损失，副泵加装有压力切断阀。当系统压力超出溢流阀设定的压力值时，压力切断阀动作，强行将副泵的排量调整到几乎为0。这时虽然系统压力很高，但由于输出流量几乎为0，所以能大幅度降低液压系统的功率损失。

2.过载保护与自动怠速功能

（1）过载保护功能

过载保护功能是旋挖钻机极限功率控制系统的基本功能，它通过改变系统的吸收功率来避免发动机超负荷工作。旋挖钻机负载过大时，发动机转速下降，当转速传感器检测到转速下降至一定数值后，控制器会输出PWM信号使主泵电磁比例减压阀的输出压力降低，这样便可减小主泵的排量，使发动机恢复到额定转速。

（2）自动怠速功能

自动怠速功能是整机处于待机状态时为降低油耗而采取的一种节能技术。当自动怠速压力开关处于闭合状态、手柄无动作且系统压力较低时，3～5s后控制器即会发出指令减小油门，使发动机处于怠速状态。当手柄有动作时，油门从怠速位置恢复到原位置。

3．多种工作模式

X R320D型旋挖钻机设定了A模式（辅助模式）、B模式（节能模式）、M

模式 （全功率模式）、R模式 （入岩模式）4种工作模式。

A模式适用于立起桅杆、整机水平移动、拆装钢丝绳和下压护筒等工况。此时发动机转速为1300r/min，液压泵提供较小的流量，该模式适用于对平稳性要求较高、速度较低的辅助动作。

B模式适用于小直径孔、地层为硬岩的浅孔旋挖钻进。上述工况作业时，作业要求旋挖钻机钻进速度稳定。此时发动机转速为1800r/min，发动机处于最佳经济转速，工作效率较高。

C模式适用于大直径孔、深孔的旋挖钻进。此类工况作业要求旋挖钻机有较高的作业功率。此时发动机转速为2100r/min，发动机输出功率最大，液压系统流量最大，工作速度也最快，工作效率较高。

目前，大部分制造商生产的旋挖钻机动力头均采用力士乐A6V M-H A2系列自动变量式马达。该马达的排量随负载的增加而增大，适用于强风化岩石等硬度不高的地层。但对于硬度较高的岩层，钻进中负载变化很大，动力头不能平稳工作，钻具时转时停，严重影响施工效率。

为解决此问题，常将X R320D型旋挖钻机动力头采用A6VM-EP2型电控马达。针对入岩工况，通过程序控制锁定马达排量为最大排量，实现动力头稳定、低速、大扭矩工作。此即为R模式，该模式下发动机转速为1800r/min。

为实现旋挖钻机在土层钻进时的高效性，在“B、M”模式中，可通过程序控制，把A6VM-EP2型电控马达模拟成A6VM-HA2型自动变量式马达。

施工过程中，操作员针对不同的地层和工况及不同的作业要求，合理选择钻进模式，能达到很好的节能效果。