分析挖掘机液压系统控制性能

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第185期)机械工程与自动化NO．42014年O8月MECHANICALENGINEERING8LAUT0MATI()NAug．文章编号：1672-6413(2014)04—0150-02挖掘机液压系统控制性能分析米李丛山0—⋯(湖南机电职业技术学院，湖南长沙410151)摘要：介绍了挖掘机液压系统的功率参数与流量控制机理，从液压系统的功率角度分析了液压挖掘机的功率控制方式，从挖掘机负流量液压系统与正流量液压系统的工作原理方面分析了其控制性能及优缺点，并总结了挖掘机负流量液压系统与正流量液压系统的技术价值、应用场合及改善方向。关键词

2、：挖掘机；液压系统；控制性能中图分类号：TU621：TP271．31文献标识码：A0引言速，r／rain；Vb为液压泵排量，L／r。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相由式(1)可见，改变液压泵的转速和排量都可以改对较快，已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。变其流量，进而改变执行元件的速度。挖掘机在工作目前挖掘机基本采用了液压传动的方式驱动工作装置过程中，一般要求柴油机转速和功率稳定在某个设定和行走装置进行工作。在整个挖掘机液压系统中，不值附近，所以，在对液压泵的流量进行控制时，可以忽但工作系统和行走系统的动力传动是液压传动，甚至略挖掘机转速的小范围波动，而假定液压泵

3、输入转速大部分液压系统的控制也是由液压实现的，如液压泵是固定不变的。因此，控制液压泵输出流量的方式是的控制系统、液压阀的控制系统和液压执行机构的安控制其排量的大小。全控制系统等。液压阀主要对液压泵输出的流量进行分配和调液压系统所传递的功率表现为液压系统的工作压整。液压阀的流量计算公式为：力和有效流量，液压系统的控制实际上可划分为压力QfCqXAX．和流量两种控制方式。当液压挖掘机工作时，发动机将燃油的化学能转化为机械能，其输出功率通过液压其中：Q，为液压阀的流量，L／min；Cq为流量系数；A泵转化为液压能，液压能传递和转换为机械能后，通过为液压阀的开度；△p为液压阀上的压降，

4、MPa；p液压动臂、斗杆、铲斗等装置对外界负载进行工作，挖掘机油的密度。液压和控制系统运行时的系统压力决定于挖掘机所遇由式(2)可见，液压阀的流量主要由液压阀的开度到的负载，从经典控制理论的角度来分析，液压系统的A和阀上的压降,Sp两个变量决定。由于液压系统的压力是系统对外输入的响应，是不取决于系统本身的压力大小是由外负载决定的，而外负载往往是不可预参数。而液压系统的流量不是外界施加的参数，只能知的，因此，对液压阀的流量控制主要通过控制其开口间接受外负载的影响。由此可知，不能通过控制系统A来实现。即通过PWM电流信号驱动电磁铁推动阀压力来控制系统的功率，而只能通过控制系统的流量

5、芯产生一个位移，阀芯位移对应一个阀的开口A，从而来控制系统的功率。得到液压阀的输出流量。1挖掘机液压系统流量控制机理分析由前述分析可知，液压系统的流量控制分为泵控液压系统的流量由液压泵产生，由液压阀传递和和阀控两种方式，二者各有其优点和缺点。泵控方式控制，由此可见，液压系统可分为泵控液压系统和阀控能量损失小，节能性好，对于大功率工程机械的节能降液压系统。液压泵的理论流量计算公式为：耗有很大意义，但其调节时间相对较长，系统的响应速Q6一N×V6．(1)度较慢，因为改变液压泵的排量需要一定的时间，一般其中：Q6为液压泵流量，L／min；N为液压泵输入转是几百毫秒；而阀控系统响应速度

6、快，一般只需几十毫湖南省科技计划资助项目(2013GK3053)收稿日期：2O14一O2—25；修回日期：2014—03—18作者简介：李丛山(1960一)，男，湖南澧县人，助理实验师，大专。学兔兔www.xuetutu.com2014年第4期李丛山：挖掘机液压系统控制性能分析·151·秒即可，因为液压阀对流量的调节是通过改变阀芯的的缺点也日益凸显，主要体现在系统响应迟缓、液压泵同流面积实现的，其运动质量较小，动作很快，但其经的寿命和可靠性不高、在有些工况下挖掘机容易发生济性不好，因为阀控方式的本质不是改变总流量的大动作振荡。负流量系统是一种负反馈的闭环控制系小，而是从总流量中

7、获取一部分来工作，其余的部分全统，一般系统的时间常数较大，控制信号在系统的多个部回到油箱，这部分流量所承载的功率全部浪费了。环节之间传递需要较长的时间，因此导致系统的操控液压系统的两种流量控制方式各有其优点和缺性不高，响应速度较低。一般来讲，液压泵与液压阀总点，又优势互补，因此，目前主流的挖掘机液压系统的是不能达到供需平衡，不是供大于求就是供小于求，所技术路线都是通过集成这两种流量控制方式的优点，以，液压泵的排量总是在不断调节之中，如此加大了液同时消除这两种控制方式的缺点，形成一种混合的流压