小型挖掘机液压控制系统分析与仿真

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1、西南交通大学硕士学位论文小型挖掘机液压控制系统分析与仿真姓名：蒋道成申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：于兰英20080401西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要小型液压挖掘机主要用于城市等狭窄地区，代替人力劳动，在世界工程机械市场，属于销量最大的工程机械产品之一。考虑到小挖的工作空间小、作业地形复杂、方便操作、可控性要求高，就要求小挖具有良好的复合动作、精简的液压系统以及优越的精细作业能力。博世力士乐公司开发的独立流量分配系统(LUDV)为单回路系统，具有装配费用低、占用空间小、系统紧凑等特点，仅用1台变量泵即满足了所有作业功能要求，同时小挖复合动作时各负载

2、相近，LUDV系统引起的能量损失较大挖少。文中以样机Pz70．7的研发、设计、制造及试验为基础，对小型液压挖掘机的液压控制系统进行研究。本机所采用的液压系统即为博世力士乐的带LUDV控制的系统。文章从整机液压系统的设计入手，详细地分析了该液压系统各组成部分的工作原理，并以此为基础，从两个方面分析了LUDV系统的控制特性，一是针对理论分析，对节流控制系统、LS控制系统与LUDV控制系统进行了详细的比较，得出在流量供应充足的情况下，LS系统与LUDV系统都具有良好的控制特性；另一方面是利用动态仿真，运用AMESim软件对饱和情况下的LS系统与LUDV系统进行动态仿真，仿真结果证

3、明LUDV系统比Ls系统的速度刚度好，与理论分析相符。并把此时的LUDV模型按照样机的液压原理图进一步完善，外界的输入根据样机测试数据设定，通过分析可知仿真结果与试验结果具有较好的一致性。理论分析、AMESim仿真和样机测试结果充分说明了LUDV系统适合小挖。因仿真结果是符合理论分析与测试结果，证明了仿真模型的准确性，为挖掘机液压系统更完善的建模仿真与液压系统的进一步优化提供了设计参考。AMESim软件的运用有利于挖掘机的系统设计与液压配件的选择，能充分减少调试时间，因此本文提出了一种减轻设计人员劳动强度与提高效率的设计方法。关键词：小型挖掘机；AMESim；LUDV；LS

4、；压力补偿西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractTheminihydraulicexcavatorreplacethemanpowerworkismainlyusedincabinedareasuchascity,inthewholeengineeringmachinerymarket，itbelongstooneofmaximumsalesvolumeengineeringmachineryproducts．Consideredthesmallworkingspace，complexterrain，convenientoperationandcontrol

5、lableoftheminiexcavator,itrequestsminiexcavatorspossessthegoodcompoundmovement，thesimplificationhydraulicsystemaswellassuperiorfineworkability．TheLUDVcontrolsystemofBOSCHREXROTHCorporationisthesinglereturnroutesystemandpossessescharacteristicsoflowerassemblyexpense，takingsmallerspace，compa

6、ctsystemandSOon，onlyonevariabledisplacementpumpcanbeusedtosatisfyallfunctionalrequirements，simultaneouslyvariousloadsareapproximateduringthecompoundmovements，theenergylosscausedbytheLUDVsystemissmallerthanthelargeexcavator．Inthepaper,basedontheprototypicalPZ70-7’Sresearch，design，manufactur

7、eandexperiment，hydrauliccontrolsystemsoftheminihydraulicexcavatorwerestudied．WeadopttheBOSCHREXROTHLUDVcontrolsysteminthisprototype．Startingfromthecompletemachinehydraulicsystem’Sdesign，thepaperanalyzedtheoperatingprincipleofhydraulicsystemdetailedly,then，LUDV