全液压单钢轮振动压路机自动防滑控制

全液压单钢轮振动压路机（以下简称单钢轮压路机）通常采用单泵双马达液压回路，2个驱动马达并联控制，分别驱动钢轮和胶轮。驱动马达为两点式变量马达，行走速度分为低速、中速、高速3挡：当挂低速挡行走时，2个马达排量均为最大排量；当挂中速挡行走时，前面的驱动马达为最小排量，后面的驱动马达为最大排量；当挂高速挡行走时， 2个马达均为最小排量。

1.自动防滑控制的必要性

目前大多数单钢轮压路机不具备防滑控制功能，其最大的爬坡能力受限于钢轮或胶轮的最小牵引力（附着力）。在爬坡路段、潮湿地段以及沙漠地带作业时，地面附着力很小。当钢轮或胶轮驱动力大于附着力时，钢轮或胶轮行驶中就会打滑，甚至在原地滑转，使机器不能正常作业。虽然驾驶员可以通过调节换挡开关来增大整机牵引力，但是驱动马达在最大与最小排量之间没有中间状态，不具备最佳爬坡能力，更不能实现自动防滑控制。

为此，单钢轮压路机应增加自动防滑控制功能，其作用是：当钢轮或胶轮开始打滑时，可通过自动防滑控制功能使钢轮或胶轮的驱动马达排量在最小与最大之间变化，使其驱动力小于或接近地面附着力，确保钢轮或胶轮不打滑，以增强防滑性能。

2.改进措施及自动防滑原理

单钢轮压路机自动防滑控制如图1所示。将2个两点式变量马达均改为电液比例马达。装有防滑程序的PID控制器通过测速传感器1采集钢轮马达转速和方向信号，并得到钢轮行驶速度和行驶方向；通过测速传感器2采集胶轮马达转速和方向信号，并得到胶轮行驶速度和行驶方向；通过转向传感器采集压路机转向角度；通过纵向倾角传感器采集压路机纵向倾斜角度。

单钢轮压路机直线行驶时，钢轮和胶轮的行驶速度应相同，否则判断速度快的钢轮或胶轮产生打滑现象；转向时，通过转向传感器得出机器转向角度，则PID程序计算出钢轮及胶轮相应的速度比，若实际速度比不同于计算速度比，则判断速度快的钢轮或胶轮产生打滑现象。钢轮或胶轮打滑时，通过控制器中的PID计算程序，使输出给打滑轮马达的电流发生变化，从而调节打滑轮马达的排量，使打滑轮马达的驱动力小于或接近其附着力，确保钢轮或胶轮不再打滑。

3.各挡位自动防滑控制

单钢轮压路机通过泵控手柄（即行驶方向手柄）控制其前进和后退。其行驶速度仍按原来的低速和中速、高速3挡控制，但是需要在各挡加入自动防滑控制装置。

（1）？低速挡马达排量设置

如图2所示，压路机挂上低速挡行驶，给定2个驱动马达最大排量（Qmax），此时若钢轮向前爬坡时开始打滑，控制器根据所采集的信号判定钢轮打滑，则给定打滑钢轮一个模糊参考速度值（模糊参考速度值为钢轮滑转时的瞬间速度值，至少是不滑转轮速度值的1.1倍），通过控制器中的PID程序，改变钢轮马达的电流，减小钢轮马达排量，使参考速度与实际速度相一致，以达到钢轮的最大扭矩，从而实现自动防滑控制。

（2）？中速挡马达排量设置

如图3所示，压路机挂中速挡，当向前行驶在平坦路面时，将钢轮马达排量给定为Qmin，胶轮马达排量给定为Qmax ；当向前行驶在下坡路面（坡度大于6%）时，控制器控制钢轮驱动马达排量变到Qmax，胶轮驱动马达排量变到Qmin，其后再次行驶于平坦路面时马达排量保持不变；当向前行驶在上坡路面时，将钢轮驱动马达排量设置为Qmin，胶轮驱动马达排量为Qmax ，其后在平坦路面上行驶时马达排量保持不变。压路机在平坦路面上后退行驶，马达排量的设定正好相反。

以上2个马达的基本设置，可使在上坡时附着力大的钢轮或胶轮的马达排量为最大值，防止机器打滑，增强机器的带载工作能力；为确保机器更平稳工作，在行驶方向不发生变化，以及上坡或下坡后行驶在平地上时，2个马达排量应保持不变。

当2个马达的排量基本设定后，若压路机行驶在上坡和下坡路面上开始打滑，则2个马达排量均调整为Qmax ，以增强机器的带载工作能力，防止机器打滑和速度过高；若2个马达排量均为最大排量后还继续打滑，则自动调整为低速挡，以实现防打滑控制。

（3）？高速挡马达排量设置

压路机起步行驶时，钢轮和胶轮2个行驶马达都设置为Qmin。压路机停止时，在前的驱动马达排量变为Qmax，以缩短停车距离，同时增大起步驱动力。若钢轮或胶轮发生打滑，则将不打滑轮的马达排量调到Qmax，以增强机器的带载工作能力，防止机器打滑；若继续打滑，则调为中速挡，以实现防打滑控制。

通过实施以上改进，使单钢轮压路机的钢轮或胶轮在打滑时自动调节马达排量，实现了自动防滑控制功能，增加了打滑时的牵引力，适用于坡道、潮湿和沙漠等特殊路面施工作业。此方案同样适用于双钢轮振动压路机防滑技术改造。