挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)控制性能分析

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第4期(總第185期)機(jī)械工程與自動(dòng)化NO．42014年O8月MECHANICALENGINEERING8LAUT0MATI()NAug．文章編號(hào)：1672-6413(2014)04—0150-02挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)控制性能分析米李叢山0—?(湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410151)摘要：介紹了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的功率參數(shù)與流量控制機(jī)理，從液壓系統(tǒng)的功率角度分析了液壓挖掘機(jī)的功率控制方式，從挖掘機(jī)負(fù)流量液壓系統(tǒng)與正流量液壓系統(tǒng)的工作原理方面分析了其控制性能及優(yōu)缺點(diǎn)，并總結(jié)了挖掘機(jī)負(fù)流量液壓系統(tǒng)與正流量液壓系統(tǒng)的技術(shù)價(jià)值、應(yīng)用場(chǎng)合及改善方向。關(guān)鍵詞

2、：挖掘機(jī)；液壓系統(tǒng)；控制性能中圖分類號(hào)：TU621：TP271．31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0引言速，r／rain；Vb為液壓泵排量，L／r。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展來看，挖掘機(jī)的發(fā)展相由式(1)可見，改變液壓泵的轉(zhuǎn)速和排量都可以改對(duì)較快，已經(jīng)成為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械之一。變其流量，進(jìn)而改變執(zhí)行元件的速度。挖掘機(jī)在工作目前挖掘機(jī)基本采用了液壓傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)工作裝置過程中，一般要求柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和功率穩(wěn)定在某個(gè)設(shè)定和行走裝置進(jìn)行工作。在整個(gè)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中，不值附近，所以，在對(duì)液壓泵的流量進(jìn)行控制時(shí)，可以忽但工作系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)是液壓傳動(dòng)，甚至略挖掘機(jī)轉(zhuǎn)速的小范圍波動(dòng)，而假定液壓泵

3、輸入轉(zhuǎn)速大部分液壓系統(tǒng)的控制也是由液壓實(shí)現(xiàn)的，如液壓泵是固定不變的。因此，控制液壓泵輸出流量的方式是的控制系統(tǒng)、液壓閥的控制系統(tǒng)和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安控制其排量的大小。全控制系統(tǒng)等。液壓閥主要對(duì)液壓泵輸出的流量進(jìn)行分配和調(diào)液壓系統(tǒng)所傳遞的功率表現(xiàn)為液壓系統(tǒng)的工作壓整。液壓閥的流量計(jì)算公式為：力和有效流量，液壓系統(tǒng)的控制實(shí)際上可劃分為壓力QfCqXAX．和流量?jī)煞N控制方式。當(dāng)液壓挖掘機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其輸出功率通過液壓其中：Q，為液壓閥的流量，L／min；Cq為流量系數(shù)；A泵轉(zhuǎn)化為液壓能，液壓能傳遞和轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過為液壓閥的開度；△p為液壓閥上的壓降，

4、MPa；p液壓動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等裝置對(duì)外界負(fù)載進(jìn)行工作，挖掘機(jī)油的密度。液壓和控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)壓力決定于挖掘機(jī)所遇由式(2)可見，液壓閥的流量主要由液壓閥的開度到的負(fù)載，從經(jīng)典控制理論的角度來分析，液壓系統(tǒng)的A和閥上的壓降,Sp兩個(gè)變量決定。由于液壓系統(tǒng)的壓力是系統(tǒng)對(duì)外輸入的響應(yīng)，是不取決于系統(tǒng)本身的壓力大小是由外負(fù)載決定的，而外負(fù)載往往是不可預(yù)參數(shù)。而液壓系統(tǒng)的流量不是外界施加的參數(shù)，只能知的，因此，對(duì)液壓閥的流量控制主要通過控制其開口間接受外負(fù)載的影響。由此可知，不能通過控制系統(tǒng)A來實(shí)現(xiàn)。即通過PWM電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁鐵推動(dòng)閥壓力來控制系統(tǒng)的功率，而只能通過控制系統(tǒng)的流量

5、芯產(chǎn)生一個(gè)位移，閥芯位移對(duì)應(yīng)一個(gè)閥的開口A，從而來控制系統(tǒng)的功率。得到液壓閥的輸出流量。1挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)流量控制機(jī)理分析由前述分析可知，液壓系統(tǒng)的流量控制分為泵控液壓系統(tǒng)的流量由液壓泵產(chǎn)生，由液壓閥傳遞和和閥控兩種方式，二者各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。泵控方式控制，由此可見，液壓系統(tǒng)可分為泵控液壓系統(tǒng)和閥控能量損失小，節(jié)能性好，對(duì)于大功率工程機(jī)械的節(jié)能降液壓系統(tǒng)。液壓泵的理論流量計(jì)算公式為：耗有很大意義，但其調(diào)節(jié)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，系統(tǒng)的響應(yīng)速Q(mào)6一N×V6．(1)度較慢，因?yàn)楦淖円簤罕玫呐帕啃枰欢ǖ臅r(shí)間，一般其中：Q6為液壓泵流量，L／min；N為液壓泵輸入轉(zhuǎn)是幾百毫秒；而閥控系統(tǒng)響應(yīng)速度

6、快，一般只需幾十毫湖南省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2013GK3053)收稿日期：2O14一O2—25；修回日期：2014—03—18作者簡(jiǎn)介：李叢山(1960一)，男，湖南澧縣人，助理實(shí)驗(yàn)師，大專。學(xué)兔兔www.xuetutu.com2014年第4期李叢山：挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)控制性能分析·151·秒即可，因?yàn)橐簤洪y對(duì)流量的調(diào)節(jié)是通過改變閥芯的的缺點(diǎn)也日益凸顯，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)響應(yīng)遲緩、液壓泵同流面積實(shí)現(xiàn)的，其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量較小，動(dòng)作很快，但其經(jīng)的壽命和可靠性不高、在有些工況下挖掘機(jī)容易發(fā)生濟(jì)性不好，因?yàn)殚y控方式的本質(zhì)不是改變總流量的大動(dòng)作振蕩。負(fù)流量系統(tǒng)是一種負(fù)反饋的閉環(huán)控制系小，而是從總流量中

7、獲取一部分來工作，其余的部分全統(tǒng)，一般系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大，控制信號(hào)在系統(tǒng)的多個(gè)部回到油箱，這部分流量所承載的功率全部浪費(fèi)了。環(huán)節(jié)之間傳遞需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因此導(dǎo)致系統(tǒng)的操控液壓系統(tǒng)的兩種流量控制方式各有其優(yōu)點(diǎn)和缺性不高，響應(yīng)速度較低。一般來講，液壓泵與液壓閥總點(diǎn)，又優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，因此，目前主流的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的是不能達(dá)到供需平衡，不是供大于求就是供小于求，所技術(shù)路線都是通過集成這兩種流量控制方式的優(yōu)點(diǎn)，以，液壓泵的排量總是在不斷調(diào)節(jié)之中，如此加大了液同時(shí)消除這兩種控制方式的缺點(diǎn)，形成一種混合的流壓