浅析多路阀控液压系统在工程机械中的应用研究

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1、２０１６年２月机床与液压Ｆｅｂ?２０１６第４４卷第４期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４４Ｎｏ?４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１６?０４?０２１多路阀控液压系统在工程机械中的应用研究１２１１贾文华，殷晨波，冯勇，吴婷婷（１?南京工程学院机械工程学院，江苏南京２１１１６７；２?南京工业大学车辆与工程机械研究所，江苏南京２１０００９）摘要：针对挖掘机挖掘工况的复杂性，采用ＡＭＥＳｉｍ以铲斗挖掘为例对挖掘机的多路阀控液压系统进行分析。结果显示：在铲斗齿尖过垂直位置之前，有杆腔压力一直大于无杆腔压力，在开始阶段液压泵出口压力为０，随着阀芯的移动，

2、中位过流面积逐渐减小，系统开始建立压力。关键词：挖掘机；ＡＭＥＳｉｍ仿真；多路阀中图分类号：ＴＨ１３７?５文献标志码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）４－０７０－３ＳｔｕｄｙｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉ⁃ｗａｙＶａｌｖｅＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｙｓｔｅｍｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙ１２１１ＪＩＡＷｅｎｈｕａ，ＹＩＮＣｈｅｎｂｏ，ＦＥＮＧＹｏｎｇ，ＷＵＴｉｎｇｔｉｎｇ（１?ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１１１６７，Ｃｈｉｎａ；２?Ｓｃｈｏｏｌ

3、ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｅｘｃａｖａｔｏｒｓ，ｂａｓｅｄｏｎＡＭＥＳｉｍ，ｔｈｅｂｕｃｋｅｔｄｉｇｇｉｎｇｅｘｃａｖａｔｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｅｆｏｒｅｔｈｅｂｕｃｋｅｔｔｏｏｔｈｔｉｐｉｓｏｖｅｒｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｒｏｄｃｈａｍｂｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｇｒｅ

4、ａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｒｏｄｌｅｓｓｃｈａｍｂｅｒ；ａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇ，ｔｈｅｐｕｍｐｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｚｅｒｏ；ａｓｔｈｅｓｐｏｏｌｍｏｖｉｎｇ，ｔｈｅｆｌｏｗａｒｅａｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂｅ⁃ｇｉｎｓｔｏｃｒｅａｔｅｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｘｃａｖａｔｏｒｓ；ＡＭＥＳｉｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｍｕｌｔｉ⁃ｗａｙｖａｌｖｅ液压挖掘机的作业对象和工作条件变化较大，它完成各种主要动作时，阻力与作业速度随时变化，液［１］压缸和马达的压力和流量也会相应变化。ＳＹ２１０Ｃ８Ｍ液压挖掘机采用的是川崎ＫＭＸ１５ＲＡ开中［２］心多路阀系统，

5、该阀采用的是整体式结构，能够实现两级安全保护且具有良好的静态特性，其最大流量为２５０Ｌ／ｍｉｎ，关键是提供了分片式多路阀不能实现的一些特殊功能，比如双泵合流、正流量控制、斗杆［３］锁定、动臂提升优先和回转优先等，适用于需要双泵双回路的高压变量系统。铲斗作为液压挖掘机挖掘过程的主要工作机构，只通过多路阀中的一联进行控制，且只有一个泵为其供油。１铲斗操纵回路原理分析ＳＹ２１０Ｃ８Ｍ挖掘机液压系统采用的是近似恒功率的泵控系统，其铲斗液压操纵回路如图１所示。铲斗是液压挖掘机实现挖掘动作的关键部件，主要通过铲斗阀２对铲斗的外摆和内收实现调节控制。图１ＳＹ２１０Ｃ８Ｍ液压挖掘机铲斗液压系统操纵回路收稿日

6、期：２０１４－１２－２３基金项目：南京工程学院校青年基金资助项目（ＱＫＪＡ２０１２０１）；江苏省自然科学青年基金资助项目（ＢＫ２０１３０７４１）；江苏省大学生实践创新训练计划项目（２０１４１１２７６０１１Ｚ）作者简介：贾文华（１９８０—），博士，副教授，主要研究方向为工程机械与流体传动。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｅｏｖｒｍｌ＠１６３?ｃｏｍ。第４期贾文华等：多路阀控液压系统在工程机械中的应用研究·７１·［４］液压挖掘机多路阀是多联三位六通阀的组合，铲斗外摆实现卸载的过程中，铲斗合流阀３处于通路铲斗挖掘开始前，铲斗主控阀２工作在左位，缸的有状态，后泵的流量不再与前泵合流。防反转阀４的作杆腔进油，铲斗实现

7、外摆，为挖掘动作做准备；当铲用是防止当挖掘负载压力过大时可能出现的铲斗活塞斗主控阀阀芯移到右位时，缸的无杆腔进油，活塞杆反向动作。伸出，铲斗开始挖掘作业。在铲斗内收挖掘中，铲斗２铲斗挖掘动作模型的建立合流阀３处于断开状态，液压泵后泵的部分或全部输根据液压挖掘机铲斗液压系统原理图，建立铲斗出压力油与液压泵前泵输出的压力油进行合流，经铲［３，５］单动作的ＡＭＥＳｉｍ液压系统模型，如图２所示。斗主控阀的右位供给铲斗