挖掘机力士乐液压系统分析
力士乐液压系统常见故障的诊断及消除方法
(10)更换
(10)泵轴油封失效
2.吸入气泡 (1)油液中溶解一定量的空气,在工作(1)在油箱内增设隔板,将回油经过隔
过程中又生成的气泡
板消泡后再吸入,油液中加消泡剂
(2)回油涡流强烈生成泡沫
(2)吸油管与回油管要隔开一定距离,
(3)管道内或泵壳内存有空气
回油管口要插入油面以下
(4)吸油管浸入油面的深度不够
性。
5.1.2 液压系统原理图分析法 根据液压系统原理图分析液压传动系统出现的故障,找出故障产生的部位及原因,并提出
排除故障的方法。液压系统图分析法是目前工程技术人员应用最为普遍的方法,它要求人们
对液压知识具有一定基础并能看懂液压系统图掌握各图形符号所代表元件的名称、功能、对
元件的原理、结构及性能也应有一定的了解,有这样的基础,结合动作循环表对照分析、判
头
(7)油的粘度太高
(6)选择合的过滤精度,加大滤油器规
(8)叶片泵叶片未伸出,或卡死
格
(9)叶片泵变量机构动作不灵,使偏心 (7)检查油的粘度,更换适宜的油液,
量为零
冬季要检查加热器的效果
(10)柱塞泵变量机构失灵,如加工精 (8)拆开清洗,合理选配间隙,检查油
度差,装配不良,配合间隙太小,泵内 质,过滤或更换油液
断故障就很容易了。所以认真学习液压基础知识掌握液压原理图是故障诊断与排除最有力的
助手,也是其它故障分析法的基础。必须认真掌握。
5.1.3 其它分析法 液压系统发生故障时,往往不能立即找出故障发生的部位和根源,为了避免盲目性,人们
必须根据液压系统原理进行逻辑分析或采用因果分析等方法逐一排除,最后找出发生故障的
轴同轴度偏差太大;柱塞头部卡死;叶 3) 检查油质,过滤或更换油液
力士乐挖机LUVD液压系统
液压挖掘机有两种油路: 开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统, 我国国产液压挖掘机大多采用”开中心”系统, 而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用”闭中心”系统。
闭中心具有明显的优点, 但价格较贵。
国内厂家对开中心系统比较熟悉, 而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统, 本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV> 挖掘机油路。
LUDV 意为与负载无关的分配阀。
LUDV系统力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4 部分组成:①多路阀液压系统(主油路> 。
②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制> 。
③各液压作用元件液压子系统, 包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统, 还包括附属装置液压系统。
④多路阀操纵和控制液压系统。
LUDV系统是力士乐等公司在改进负荷传感技术的基础上发展起来的,它是不受负载影响的流量分配系统,它将常开式压力补偿改为常闭式,泵所提供的流量与负载所需相匹配,避免了不必要的空流和节流损失。
即使泵的流量小于系统复合动作所需的流量,各动作的相对速度也不会发生变化,从而保证动作的协调性,避免动作冲击。
1 多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路, 它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式, 决定了液压挖掘机的工作特性。
力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1 (因换向阀不影响原理分析, 故未画出> 。
图1 挖掘机力士乐主油路简图挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。
1.1 工装油路工作装置和行走油路(除回转外> 简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV>系统, 具有抗饱和功能。
在每个操纵阀阀杆节流口后, 设压力补偿阀, 然后通过方向阀向各液压作用元件供油。
LUDV 多路阀原理符号见图2 。
图2 力士乐多路阀原理符号图LUDV 每个阀块主要由操纵阀和压力补偿阀组成, 其原理符号如图2a 所示。
力士乐LUDV系统_全新液压挖掘机解决方案_续_
力士乐LUDV 系统——全新解决方案 (续)博世力士乐(中国)有限公司 江国耀/JIANG Guoyao液压挖掘机2.1.2 换向联(图10)换向联是多路阀的主体部分,对除了回转回路之外的所有执行元件提供方向和速度控制。
换向联由一个5联(如履带挖掘机的动臂斗杆铲斗和左右行走)或3联(如步履式挖掘机的作业部分)整体式LUDV 阀为主体,并且可以按需要安装一个至数个片式换向阀。
图10 M7多路阀的换向联LUDV 换向联的主要特点:(1)采用阀后压力补偿器,具有抗饱和功能。
(2)采用并联回路,具有良好的多执行元件扩展性,包括集成不同通径的阀,如M7-22多路阀可以安装较小通径的M720(最大流量220升)或SX14(最大流量140升)阀片。
(3)每联阀可以通过油泵最大流量,即单个执行元件可以支配最大液压功率。
在LUDV 系统中没有传统系统的“合流“概念。
需“合流”的执行元件在系统设计时就可支配最大流量,无需额外元件和管路。
(4)行程限制,通过改变阀芯的进口节流(meter-in)面积和对阀芯行程限位,可以设定任意执行元件所需最大流量,控制性能好,作业装置回路无须单向节流阀限速。
(5)再生:通过更换斗杆腔的多路阀芯,可以实现斗杆回路“再生”;动臂腔则为标准阀芯,动臂下降时,带背压的T 通道回油通过多路阀次级溢流补油阀再进入动臂油缸的低压腔,自动实现“再生”。
(6)中位冲洗:阀中位时,T 通道部分油通过阀芯的冲洗槽经阀盖和先导手柄回到油箱,使先导回路保持一定的油温,有利于系统的快速响应。
(7)LS 信号的传递直接在压力补偿器之间进行,不用梭阀,可靠性高。
2.1.3 回转联如前所述,LUDV 系统在系统饱和时,各执行元件将按比例降低流量,这意味着回转速度会受作业装置的影响而降低,对于司机来说,是不可接受的。
图11 回转系统的布置LUDV System for Hydraulic Excavators (Ⅱ)为确保回转优先,如图11所示,博世力士乐LUDV 系统的回转联采用标准的LS 阀,即采用阀前压力补偿器,其ΔP 值(一般为14bar)比LUDV 的ΔP 值(20bar)低很多。
力士乐工程机械液压培训资料007
力士乐工程机械液压培训资料007力士乐工程机械液压培训资料007本文将向大家介绍力士乐工程机械液压系统的基本概念、工作原理、常见故障诊断及排除方法。
通过深入了解和学习,大家将能够更好地掌握液压技术,为实际工作提供有力支持。
一、液压系统概述液压系统是一种利用流体动力学原理进行能量传递和控制的机械系统。
在工程机械中,液压系统被广泛应用于各种机构的运动控制、工作装置的操作以及整机调平、转向等领域。
力士乐工程机械液压系统作为业界领先的产品,具有高效率、高精度和高可靠性的特点。
二、工作原理力士乐工程机械液压系统主要由液压泵、控制阀、执行机构和液压油箱等组成。
当发动机驱动液压泵工作时,油液在压力作用下流入控制阀,根据不同的工况需求,控制阀对油液进行流量和方向的控制,最终推动执行机构完成相应的动作。
通过这样的工作流程,液压系统实现了对工程机械的精确操作和控制。
三、常见故障诊断及排除方法1、液压油污染:油液中混入杂质、水分等污染物,导致系统性能下降。
解决方法:定期更换液压油,加强油液过滤,避免污染。
2、液压泵故障:泵内零部件磨损、间隙过大等故障,影响泵的性能。
解决方法:对泵进行维修或更换,定期检查泵的运行状况。
3、控制阀故障:阀内节流口堵塞、弹簧断裂等故障,导致系统失控。
解决方法:定期清洗节流口,更换损坏的弹簧。
4、执行机构故障:如液压缸漏油、密封件磨损等,导致动作异常。
解决方法:更换密封件,对缸体进行维修。
四、总结力士乐工程机械液压系统在设计和性能上具有诸多优点,但在实际使用过程中,难免会出现各种故障。
通过对液压系统基本概念、工作原理的学习,以及常见故障的诊断和排除方法,我们可以更好地了解和掌握液压技术,提高工程机械的作业效率和使用寿命。
定期维护和保养液压系统对于预防故障发生、确保系统稳定运行具有重要意义。
希望本文能为大家提供有关力士乐工程机械液压系统的有益信息,如有更多疑问或需要进一步了解,请咨询相关专业人士。
挖掘机液压系统分析ppt课件
1
▍液压符号
一、油路的种类
(1)粗实线:表示主油路,为使驱动装置运转提供的 工作油路,由于流量相对较大,所以用实线表示。
(2)虚线:控制管路和控制油道、先导油路。 (3)双点划线:部件组成,它一般是封闭的。
二、油路的连接状态
(1)圆点与交叉:表示相互连接的油路; (2)交叉与小圆弧:表示相互错开的油路; (3)末尾打叉:表示油路被堵死。
5
▍先导——行走双速功能
问题1:行走电磁阀和泵比例电
磁阀控制方式相同吗?
图1:双速阀芯切换前
图2:双速阀芯切换后
按下速度切换 开关
控制器接收信号
DC3电磁阀线圈 得电
电磁阀换位
先导油引入二速 阀芯控制油口
阀芯换位,斜盘角 度变小,速度增大
6
▍先导——自动怠速功能
先导泵输出油液从P1口 进入主控阀PG口,分别 通过行走和工作装置阀 芯,回路为自动怠速油 路,压力开关通断信号 传到控制器,控制发动 机转速。
二、行走和其他动作一起进行时跑偏 确认及维修;1、调换d1和d2节流阀看故障是否消 除,消除则是节流阀堵塞,则清洗节流阀。 2、直线行走阀芯卡滞,则清洗阀芯。
15
▍动臂提升
XAb1
此处双泵合流
P2
XAb2
P1
16
▍动臂提升
Psp
XAb1 XAb2
回转优先功能:
1、当回转与斗杆、备用同时动 作时,Psp油口先导油作用在回 转优先阀左端,推动阀芯向右移
行走阀芯剖视图 12
▍先导——直线行走功能(直线行走模式)
行走阀芯剖视图
1、直线行走阀处于直线
PTa
行走模式时,阀芯切断pg
工程机械液压系统分析—挖掘机液压系统检修
• 8为制动阀(制动缸)
• 10和11为回转制动解除阀
第46页
2 回转液压马达控制油路
2.3 液压阀
第47页
2 回转液压马达控制油路
2.3 液压阀
① 防反转阀
旋转防反转
没有防摆动阀
• 回转制动靠液压制动,负载力矩
(与过载溢流阀有关)大于制动
力矩,由于惯性作用,两个溢流
2→油缸
• 进油流量受到二速逻辑阀内节流孔限制
• 保证铲斗或动臂工作正常
第31页
主要特点
1、斗杆提升或下降,双泵合流
2、空载或轻载,动臂下降时,油液再生
3、斗杆与铲斗或动臂同时动作时,斗杆限速
第32页
挖掘机负流量控制油路分析
第33页
Content
目
录
1
工作原理
2
工作特点
3
二级控制
第34页
1. 工作原理
控制阀处于中位,或工作过程中油
缸腔内压力瞬间增大
过载溢流阀
• 高压腔泄压,防止过载
单向阀
• 低压腔补油,防止负压
第5页
1 回路组成
铲斗负载单向阀
铲斗油缸进油通道
防止超高压液压油逆流
第6页
2 工作原理
铲斗外翻(小腔进油),P2泵供油
• 先导进油:先导泵→铲斗先导阀右位
→XAk→铲斗滑阀左端
回转限速(动臂优先)
• 选择“重载优先”模式,
动臂优先电磁阀得电
• 先导油→电磁阀Pns→
控制回转逻辑阀
2 工作原理
回转优
先阀
回转控
制阀
回转逻
辑阀
挖掘机力士乐液压系统分析解读
挖掘机力士乐液压系统分析解读液压系统概述液压系统是挖掘机中非常重要的一个系统,它主要是利用流体(液体或气体)在传递压力时的性质来实现各种机械运动。
在挖掘机中,液压系统应用广泛,比如液压缸、液压马达、液压泵等等。
其中力士乐是液压系统领域的知名品牌,其液压系统在挖掘机中也常被使用。
液压系统由几个主要组件组成,例如:液压油箱、液压泵、压力控制阀、扭转控制阀、比例控制阀、液压缸、液压马达、油管、滤清器等。
液压系统配备了必要的仪器和仪表(如压力表、热表、流量表、温度计等)来监测系统的运行情况,以保证液压系统在正常情况下运行。
力士乐液压系统力士乐作为液压系统领域的专家,其液压系统在挖掘机中得到广泛应用。
力士乐液压系统由多个组件构成,其中主要包括:液压泵力士乐液压泵是一种可变转速、轴向柱塞机构的过量式泵。
它通过控制分配体的位置和角度来实现输出流量的连续调整,满足挖掘机在不同功率工况下的操作需要。
液压缸液压缸是力士乐液压系统中的重要组成部分,用于实现各种动作,例如:翻转、伸缩、升起、旋转等。
液压缸受到液压系统的压力控制,并且通过各种控制阀的控制来改变各种动作的速度和力度。
液压马达液压马达也是力士乐液压系统中的重要组件,它主要用于将油液转换成转速或扭矩用于实现各种动作。
控制阀液压系统中的控制阀作为控制油液流动的关键元件,可以实现对压力、流量和方向等参数的控制。
常见的控制阀有比例控制阀、分配阀、压力阀、单向阀等。
液压油箱液压油箱是力士乐液压系统中存储液压油的地方。
它可以作为油液的储备,也可以用来散热,从而保证液压系统的稳定运行。
力士乐液压系统的运行原理力士乐液压系统的运行是基于流体力学原理的。
当液压泵工作时,会在液压系统中形成一定的压力,将油液送入各个液压元件中,通过各种控制阀的开启和关闭来实现液压缸、液压马达的运作。
液压泵通过液压油箱中的油液提供能量,而液压缸和液压马达则将这些能量转化成机械动力。
液压缸的作用是将液压能转化为各种机械运动,例如:升起和下降、旋转等。
力士乐LUDV液压系统培训
2011/5/21
22
定差减压阀的工作原理:
F弹簧 p p1 p2 恒定 A
郭振会: RR/服务部
2011/5/21
23
开芯系统:定量泵+三通减压阀+ DB
这时:-泵总是输出100%流量, -系统压力=负载压力p+压力补偿阀的 p;(“负荷敏感”称谓的由来) 系统效率提高较 大。 对于“节流系统+定量泵”:泵总是输出100%流 量, 而且系统压力也总是保持在100%。损失 很大 ,效率较低.
4
闭式回路系统的优点:
油泵较小:因为闭式系统中使用的油泵可以比开式系统中使用的 油泵的转速高很多(特别适合发动机驱动的系统). 没有控制阀,由油泵确定流量和流向. 没有制动阀,负载通过油泵作用在发动机上(负功率). 油箱小,只须给主回路补油(约为最大流量的25%),特别适 合于行走机械 冷却器小,负载下降时的能量不全部转变为热. 驱动可逆 通过使用电子技术可使控制更灵敏,精确.
传动装置:机械传 动,电气传动,流体 传动(单独或复合形
3
液压系统分类:
开式回路 闭式回路
闭式回路的基本组成:
主泵变量柱塞 主泵控制阀 补油单向阀 低压溢流阀 高压溢流阀 冲洗阀 冲洗溢流阀 液压马达
发动机
执行机构
郭振会: RR/服务部
2011/5/21
补油泵
滤油器
补油单向阀
泄漏油回路
郭振会:
2011/5/21
Interaction of consumers:用户之间的影响: -pressure summation -泵的压力为两个用户的压力之和 - consumer 2 - flow and pressure efficiency dependent from consumer -用户1的效率 影响用户2。 -效率低 -不在互相抢流量
挖掘机液压系统分析
动臂缸油路: 动臂提升时,两联同时换向、上位工作,实现双泵合流 动臂下落时,单独回油,平衡回路
平衡阀
合流导阀
铲斗缸油路: 通过合流导阀,实现大腔合流
四、负载敏感液压系统
具体系统:FR65型液压挖掘机液压系统 。 • 单个负载敏感泵:A10VO轴向柱塞泵(恒定驱动力矩) • 负载敏感多路阀(LUDV)
斗杆油缸
boom
arm
铲斗油缸
大臂油缸
bucket
动作特点: 复合动作:铲斗缸与斗杆杠同时动作;动臂缸与回转马达同时动作 优先动作:回转优先、铲斗优先 双泵合流(实现快速运动):斗杆、动臂缸上行、铲斗缸外伸
两泵分别向各自的多 路阀供油
单向节流阀调节动 臂等下落速度,防 止超速下落
行走马达可 双速调节
要求铲斗缸与斗杆杠同时动作;动臂缸与回转马达同时动作; 一个泵供铲斗缸、动臂缸和左行走马达;另一个泵供斗杆杠、回转马达和 右行走马达。 双泵合流:动臂或斗杆单独动作
(二)变量和功率调节方式
液压挖掘机常采用恒功率变量泵、负载敏感变量泵等。
(三)回路组合和合流方式
1. 串联油路 多路阀内第一联阀的回油为第二联阀的进油,依次直到最后一联。 可以实现多个执行机构的复合动作;系统压力高。
全液压挖掘机液压系统分析
冀宏 兰州理工大学
2013年8月
主要内容
• 液压系统特点 • 双泵双回路定量泵系统 • 双泵双回路全功率调节变量泵系统 • 负载敏感系统 • 负流量系统 • 正流量系统 • 节流控制系统
一 、液压系统特点
(一)液压系统的类型 • 多采用开式系统。
有些回转机构专用一个液压泵单独供油与回转液压马达组成闭式回路。 • 挖掘机液压系统常按液压泵和回路的数量、变量和功率调节方式来分类。 • 双泵双回路:
挖掘机工作装置液压系统分析
2.2 液压挖掘机的基本动作及工况分析
液压挖掘机的作业过程包括以下几个动作:
1.动臂 升降
其它辅 助动作
2.斗杆 收放
液压挖掘机作业过程
5.整机 行走 4.转台 回转
3.铲斗 装卸
除了辅助动作(例如整机转向等) 不需全功率驱动以外,其它都是液 压挖掘机的主要动作,要考虑全功 率驱动。
◆液压挖掘机的基本动作及工况分析
作业 效率 较国 外偏 低
国内挖掘机的趋势必然是以技术研发为主,放弃传统液压系统 挖掘机,迅速提高其市场竞争力。
1.2 本论文的研究内容
挖掘机液压系统方面的技术多种多样,本文主要以国外几 种知名品牌的挖掘机液压系统为主要研究对象,对其现有的关
键技术和控制方式进行比较和研究,采用数字仿真系统建模仿
真,为挖掘机的液压系统的控制理论研究提供一定的参考信息 挖掘机液压系统技术发展动态的分析研究 挖掘机液压系统分析
挖掘过程中主要以铲斗液压缸或斗杆液压缸分别单独进行 挖掘,或者两者复合动作,必要时配以动臂液压缸的动作。 (1)在平整土地或切削斜坡 时需要同时操纵动臂和斗杆, 以使斗尖能沿直线运动。
(a)或切削斜坡(b)时斗尖沿直线切削 平整土地
(a)或压整路面 铲斗保持一定角度切削
(2) 如果需要铲斗保持一定 切削角度并按照一定的轨逊进 行切削时,或者需要用铲斗斗 底压整地面时,就需要铲斗、 斗杆、动臂三者同时作用完成 复合动作
◆挖掘机液压系统的研究现状及发展趋势 ——国外
采用的高科技主要表现在以下五个方面:
液压系统逐渐从开式系统向闭式系统转变; 系统的节能技术成为研究的重点; 系统的高压化和高可靠性发展趋势日益凸显; 系统的操纵特性上升到很重要的地位;
力士乐挖掘机油路介绍
力士乐挖掘机油路介绍黄宗益李兴华目前液压挖掘机有两种油路:开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统,我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统,而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。
闭中心具有明显的优点,目前价格较贵。
国内厂家对开中心系统比较熟悉,而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统,下面介绍力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV)挖掘机油路。
力士乐液压挖掘机液压系统如图1所示。
挖掘机液压系统可以看作由以下4部分组成:1.多路阀液压系统(主油路)。
2.液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制)。
3.各液压作用元件液压子系统:包括动臂、斗杆、铲斗。
回转和行走液压系统,还应该包括附属装置液压系统。
4.多路阀操纵和控制液压系统。
图1力士乐液压挖掘机液压系统一.多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路,它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式,决定了液压挖掘机的工作特性。
力士乐挖掘机采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理如图2所示:图2 力士乐挖掘机主油路简图力士乐挖掘机主油路由二个负载敏感压力补偿系统组成:工装油路和回转油路(一)工作装置和行走油路(除回转外):简称工装油路,采用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿系统(LUDV 系统),具有抗饱和功能。
(b ) (c )图3 力士乐多路阀原理符号图LUDV 每个阀块主要由操纵阀和压力补偿阀组成,其原理符号如图3(a )所示,为了看清理解阀的原理,把操纵阀进行分解后可知,它实际上是两部分组成:阀的节流部分和阀的换向部分。
阀块原理展开图如图3(b )所示,压力油进入操纵阀先通过阀节流部分,后经压力补偿阀,最后通过阀换向部分去液压作用元件。
阀后补偿压力补偿阀布置在操纵阀可变节流口之后,由于液压作用元件一般都是双作用,有A 、B 两条油路,为了避免两条油路都设压力补偿阀,因此油路换向部分,必须设在压力补偿阀之后。
挖掘机液压系统的研究与分析
0 引言
随 着 国 民经济 的快 速 发展 ,液压 挖 掘机 在各 种 工
本 身 的设 计 因素造 成 的损失 大 于液 压元 件 固有 的能 量 损失 。在对 挖掘 机 的液 压 系统进 行选择 和设 计之 前 , 应 充 分 了解 各 种 液压 系 统 的类 型 、 理 、 优 缺 点 , 它 原 和 对 们进 行综 合 的分 析 和 比较 , 能选 择合 适 的液 压 系统 。 才 选择 合适 的液 压系 统对 充 分发 挥挖 掘 机 的性 能具 有 重
w l s a ay i g te a v n a e n ia v n a e fe e y s s m. el n lzn h d a tg sa d ds d a t g s o v r y t a e
Ke wo d : e c v tr n g t e l w y tm ; p st e l w y tm ; la s n i g y tm : f w o r d sr u i g y tm ; s n l y rs x a ao ; e ai f s se v o o i v f s s i o e o d e sn s se l b a d it b t s s o i n e i a g
开 中心 系统 是 指 当换 向 阀处 于 中位 时 ,液压 泵 的
压 传动 技 术被 证 明是 除特 大 型 以外 的挖 掘机 最适 合 的
传 动方式 。挖 掘机 的发 展与 液压技 术密不 可分 , 二者 相 互促进 , 方面 , 一 液压 技 术 是 现代 挖 掘 机 的技 术 基 础 , 另一方 面 , 掘机 的发 展又促 进 了液压 技术 的提 高 。挖 挖 掘 机 的液 压 系统 复杂 ,其性 能 的优 劣决 定 着挖 掘工 作 性 能 的高 低 ,可 以说 目前液 压 传动 的许 多 先进 技术 都 体 现在 挖掘 机上 。
设备挖掘机构机械液压系统的分析及控制研究
设备挖掘机构机械液压系统的分析及控制研究1. 引言1.1 研究背景研究背景:随着建筑、交通、矿山等行业的快速发展,对挖掘机的需求日益增加,挖掘机的工作环境和工作任务也变得越来越复杂。
传统的机械传动方式在满足高效工作的同时存在效率低、噪音大、维护成本高等问题。
而液压传动系统具有体积小、传动效率高、传动平稳等优点,成为现代挖掘机主要的传动方式。
研究挖掘机构机械液压系统的组成、工作原理、性能分析和控制方法具有重要的理论和应用意义。
本文将围绕这一问题展开深入研究,为挖掘机的性能提升和应用推广提供理论支持和技术指导。
1.2 研究意义通过深入研究挖掘机构机械液压系统的组成和工作原理,可以更好地了解其工作机理,为优化设计和改进提供理论基础。
对液压系统的性能分析可以帮助我们评估系统的工作效率、能耗情况,进而优化系统结构和工作参数,提高挖掘机构的工作效率和稳定性。
研究液压系统的控制方法可以为提高挖掘机构的精度、速度和负载能力提供技术支持,进一步提升挖掘机构的工作性能和安全性。
对挖掘机构机械液压系统的分析及控制研究不仅具有重要的理论意义,而且对于提高挖掘机构的工作效率和安全性具有实际应用价值。
希望本研究能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供参考和启发,促进液压技术在挖掘机构中的进一步应用和发展。
2. 正文2.1 挖掘机构机械液压系统的组成和工作原理挖掘机构机械液压系统是挖掘机的核心部件之一,它通过液压传动实现各种动作的执行。
液压系统主要由液压油箱、液压泵、液压缸、液压控制阀、液压马达、管路和连接件等几个基本部件组成。
1. 液压油箱:液压油箱用来存放液压油,保持液压系统的润滑和冷却。
液压油箱还起到沉淀杂质、消除气泡和冷却液压油的作用。
2. 液压泵:液压泵是液压系统的动力源,它将机械能转换为液压能,为液压系统提供动力。
4. 液压控制阀:液压控制阀用来控制液压系统中液压油的流向、压力和流量,实现各种动作的顺序控制。
5. 液压马达:液压马达是液压系统中的执行元件,它通过接收液压油的动力驱动机械设备运动。
挖掘机力士乐液压系统分析解读
挖掘机力士乐液压系统分析[主要内容]介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。
重点分析了多路阀液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。
目前液压挖掘机有两种油路: 开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统, 我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统, 而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。
闭中心具有明显的优点, 但价格较贵。
国内厂家对开中心系统比较熟悉, 而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统, 本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV) 挖掘机油路。
LUDV意为与负载无关的分配阀。
LUDV系统力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4 部分组成:①多路阀液压系统(主油路) ;②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制) ;③各液压作用元件液压子系统, 包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统, 还包括附属装置液压系统;④多路阀操纵和控制液压系统。
1 多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路, 它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式, 决定了液压挖掘机的工作特性。
力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1 (因换向阀不影响原理分析, 故未画出) 。
图1 挖掘机力士乐主油路简图挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。
1.1 工装油路工作装置和行走油路(除回转外) 简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统, 具有抗饱和功能。
在每个操纵阀阀杆节流口后, 设压力补偿阀, 然后通过方向阀向各液压作用元件供油。
LUDV 多路阀原理符号见图2 。
图2 力士乐多路阀原理符号图LUDV 每个阀块主要由操纵阀和压力补偿阀组成, 其原理符号如图2a 所示。
为了便于理解阀的原理, 把操纵阀进行分解后可知, 它实际上由阀的节流部分和阀的换向部分两部分组成。
浅谈工程机械液压系统
浅谈工程机械液压系统工程机械液压系统是工程机械中非常重要的一部分,它的作用是通过液压传动把机械能转化成液压能量,从而完成各种功能,例如提升、推拉、转动等。
液压系统主要由液压泵、控制阀、执行器、油箱、油管和液压油组成,其中液压泵是液压系统的动力源,利用液压泵将机械能与液压液转化,再通过控制阀控制液压油的流向和压力,最终由执行器实现对工程机械的控制。
工程机械液压系统的优点是传动平稳、效率高、传递力矩大、反应灵敏、运动稳定等,因此在现代工程机械中广泛应用,包括挖掘机、压路机、装载机、推土机、起重机等。
在这些设备中,液压系统通过各种液压元件的配合,实现了从简单的提升和推拉功能到复杂的多自由度运动控制,大大提高了设备的工作效率和可靠性。
在工程机械液压系统的设计中,需要考虑的因素非常多,包括液压油的选择、系统的工作压力、系统的安全性和稳定性等。
对于工程机械的使用和维护人员来说,了解液压系统的工作原理和常见故障处理方法也非常重要,可以提高设备的使用效率和延长设备的使用寿命。
液压系统的基本工作原理是利用压力传输液体的性质,通过液压泵将机械能转化为液压能,再通过控制阀控制液压油的流向和压力,最终由执行器执行具体的动作。
在液压系统中,液压泵使用驱动装置提供动力,通过不断地旋转,使液体进入泵腔,然后被推入输出装置,输出液压能,驱动机械运动。
控制阀则是液压系统的调节器,在液压系统中扮演着中枢神经的角色,它通过调节液压油的流向和压力,控制液压系统的动作。
在液压系统中有许多不同类型的控制阀,例如溢流阀、先导阀、节流阀等,它们分别用于不同的液压系统,能够控制液压油的流向和压力,保证机械的平稳运行。
执行器则是液压系统中的执行器件,它们接收液压泵提供的能量,通过转换能量来完成各项工作。
常用的执行器有液压缸和液压马达,它们通过接收液压系统提供的动力来进行推拉、升降等动作,是液压系统的输出端。
液压油是液压系统中的传动介质,它的选择对于液压系统的稳定性和寿命非常重要。
挖掘机液压系统及功率损失分析
挖掘机液压系统及功率损失分析唐伯尧,李加文,李从心(上海交通大学国家模具CAD 工程研究中心,上海200030)摘要:液压挖掘机是典型的重型工程机械,其液压系统的优劣对整机性能有举足轻重的作用。
本文详细阐明了常见挖掘机液压系统的组成、类型以及流量、功率特性;对引起液压系统功率损失的因素进行了较充分的分析,为液压挖掘机的节能控制提供了依据。
关键词:流量;功率损失;节能控制;液压挖掘机中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:1001-3881(2004)5-108-2The Analysis of Pow er Loss of Excavator H ydraulic SystemTAN G Bo 2yao ,L I Jia 2wen ,L I Cong 2xin(State Mould CAD Research Center ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030,China )Abstract :Hydraulic excavator is a kind of heavy construction equipment.It is very important for the quality of excavator hy 2draulic system.In the paper the kinds of hydraulic system of excavator and their characteristics of flux and power were described in detail ;The factors of causing power loss of hydraulic system were analysed.K eyw ords :Flux ;Power loss ;Energy saving controls ;Hydraulic excavator1 挖掘机液压系统的组成、类型和特性挖掘机液压系统经历了相当长的一段发展过程。
力士乐液压工程师为您详解闭式系统那些事
力士乐液压工程师为您详解闭式系统那些事通常,根据回路的形式,液压系统可分成三种基本类型:1:开式液压系统;2:闭式液压系统;3:半开/半闭式液压系统;其中,半开/半闭式系统可以理解成开式和闭式的“混血儿”,通常需要通过预充阀对系统进行补油。
如下图,这是一个典型的半开/半闭式泵,图中SA和SB油口用来连接补油,通过补油单向阀(也可理解为预冲阀)对系统进行补油。
开式回路是指执行机构的回油通过主控制阀回到油箱,下面要跳到的闭式回路中的补油回路即为典型的开始回路(见下面一(3)部分)。
下面我们重点聊聊闭式液压系统。
一:何谓闭式液压系统顾名思义,回路为封闭式的液压系统称作闭式液压系统,换言之,泵将液压油输送到执行机构(马达或油缸),驱动执行机构后,又直接回到泵(而不是回到油箱)如图2:图2 闭式液压系统1:任何液压系统必须要安全保护元件,闭式系统也不例外,要有安全阀。
由于闭式系统的高低压油路是可以切换的,所以要在A、B油路上各设置一个安全阀;2:任何液压元件都是有内泄漏的。
内泄油一方面是在运动副之间形成油膜润滑对元件进行润滑;另一方面内泄油可以将元件运转过程中产生的热量带回油箱,对元件起到冷却的作用。
因此,在泵马达的壳体上会有泄油管连接至油箱。
3:内泄油的存在要求闭式回路要有相应的补油回路,以确保闭式回路稳定正常地工作;这里的补油回路是一个典型的开式液压系统。
关于补油,液压匠提醒小伙伴们了解一下几点:•提供补油的补油泵有两种形式:内置式和外置式两种。
内置到主泵后面的通常是内啮合齿轮泵(节省空间);外置式的补油泵有的是齿轮泵,有的是柱塞泵(多为恒压变量泵)。
工程机械上的闭式系统多采用内置式补油泵;工业上,多为外置式补油泵。
•补油泵的排量一般是主泵排量的20%左右;•补油压力的大小,以力士乐A4VG闭式泵为例,补油压力一般为25bar,尖峰压力40bar,最低的补油压力(瞬间)不可以低于8bar;•根据经验,瞬间的补油压力不可以低于8bar,这主要是为了避免闭式系统发生吸空,所以,在某些闭式系统中(比如回转)由于工况恶劣,为了充分补油,通常需要增加蓄能器;•4:闭式系统中的控制回路,闭式系统中油液的流向改变是通过控制泵斜盘越过零位实现的。
力士乐 行走机械液压控制系统
行走机械液压控制系统如今,移动式工程机械领域高度注重对液压控制和电子技术的运用,已有几种不同类型的工程机械引入了电-液控制系统。
因此,力士乐提供具有各种专用特性的不同控制系统一般而言,可按基本设计分为以下几类:一、与负载压力有关的中位开启系统当阀芯在中位时,液压泵管路与回油路相连。
通过这种连接方式,泵在低速运行期间的多余流量会经过阀流回油箱。
力士乐为用户提供以下控制方式的中位开启型设计:1.1节流控制(DS)这套系统最初是为定排量泵而开发的,但也可用于带功率控制器的可变排量液压泵。
但在这两种情形下,泵都无法按当前的需要来输出流量,而只能输出最大流量。
当阀芯在中位时,泵的全部流量回到油箱,中位油路(1). 只产生较小的压降。
当阀芯(2) 移动时,中位管路上的收缩横截面积对油液起到节流的作用,以至于油泵的出口压力最终升高到与液压能耗环节的负载压力相匹配。
与此同时,打开了由液压泵到液压能耗环节的管路连接。
一旦液压泵的压力超出负载压力,油液就开始从泵流向液压能耗环节(= 开始移动)。
当多个液压能耗环节并联运行时,依赖于负载压力的特性使得流量优先进入压力最低的液压能耗环节节流控制的优点·结构简单,坚固耐用,因为阀块中除了主阀芯之外再无其它运动件·简单的结果设计,意味着元件成本低,系统调整方便·对污染的敏感性较低·与负载有关的精细控制特性·开环控制,因而具有出色的稳定性·在全速运行时具有较高的效率·通过串联回路,可轻易实现客户偏好的运行方式力士乐中位开启型控制块:·中位开启型控制块MO·中位开启型控制块M8·中位开启型控制块SM·中位开启型控制块SB1-OC系统采用节流控制方式的典型实例·履带式挖掘机·大型挖掘机·滑移装载机·电动叉车·起重机1.2正控制(PC)正控制代表了中位开启型系统的新发展。
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挖掘机力士乐液压系统分析[主要内容]介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。
重点分析了多路阀液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。
目前液压挖掘机有两种油路:开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统,我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统,而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。
闭中心具有明显的优点,但价格较贵。
国内厂家对开中心系统比较熟悉,而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统,本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV)挖掘机油路。
LUDV意为与负载无关的分配阀。
LUDV系统力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4部分组成:①多路阀液压系统(主油路);②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制);③各液压作用元件液压子系统,包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统,还包括附属装置液压系统;④多路阀操纵和控制液压系统。
1多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路,它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式,决定了液压挖掘机的工作特性。
力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1(因换向阀不影响原理分析,故未画出)。
图1挖掘机力士乐主油路简图挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。
1.1工装油路工作装置和行走油路(除回转外)简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统,具有抗饱和功能。
在每个操纵阀阀杆节流口后,设压力补偿阀,然后通过方向阀向各液压作用元件供油。
LUDV多路阀原理符号见图2。
图2力士乐多路阀原理符号图LUDV每个阀块主要由操纵阀和压力补偿阀组成,其原理符号如图2a所示。
为了便于理解阀的原理,把操纵阀进行分解后可知,它实际上由阀的节流部分和阀的换向部分两部分组成。
阀块原理展开如图2b 所示,压力油进入操纵阀先通过阀节流部分,后经压力补偿阀,最后通过阀换向部分去液压作用元件。
阀后补偿压力补偿阀布置在操纵阀可变节流口之后,由于液压作用元件一般都是双作用,有A、B两条油路,为了避免两条油路都设压力补偿阀,因此油路换向部分必须设在压力补偿阀之后。
为了简化阀的结构,把节流部分和换向部分集成于一体(操纵阀中),如图2a所示。
工作装置和行走操纵阀虽基本相同,但中位油路连通有所区别。
工作装置操纵阀中位A、B油口封闭,如图2a、2b所示,行走操纵阀中位A、B油口与回油路通过节流相通,如图2c所示。
对压力补偿阀取力平衡得(见图1):Pm1=PLmax=Pm2。
即压力补偿阀进口压力都相等,故经各操纵阀的压差都相等(△P1=△P2=△P=PP-PLmax),则通过各操纵阀的流量Q=kΔP,只与反映阀杆行程(开口量)的k有关,具有抗饱和的功能。
负荷低的压力补偿阀产生压力降:△PC=PLmax-PL2(设PL1=PLmax),此压降正好补偿负荷压力差,因此压力补偿阀实际上起了负荷均衡器的作用。
多路阀液压系统工作原理图1中,检出最高负载压力PLmax采用的是梭阀网,而实际液压系统中,工装和行走油路不采用梭阀网,而是采用三位三通的压力补偿阀来检出最高负载压力作为补偿压力。
1.2回转油路力士乐把回转独立出来,采用阀前补偿(减压阀型压力补偿阀)负载敏感压力补偿油路。
它与工作装置油路并联。
回转负载油压通过单向阀与油泵负载敏感腔相通。
当工作装置油路中各液压元件单独动作或同时动作时,就如同单泵阀后补偿分流比负载敏感压力补偿系统一样,油泵单独供该系统。
当回转单独动作时,为阀前补偿负载敏感系统。
回转油路和工装油路同时动作情况:当工装油路最高负载压力高于回转油路时,工装油压由于受单向阀阻隔,传不到回转油路,由于两油路是并联系统,油优先流向负载压力低的回转油路;当工装油路最高负载压力低于回转油路时,回转油压PC通过单向阀传至工装油路负载压力补偿,工装和回转负载压力均衡平衡相等,按各自操纵阀的开度大小向各执行器分配供油。
2液压泵控制系统力士乐挖掘机液压泵控制系统有不同的配置,具有不同的控制功能。
2.1A11VO的LRS控制系统图3A11VO控制系统如图3所示,该系统由以下部分组成。
2.1.1恒功率阀和杠杆式恒功率装置恒功率阀A是二位三通阀。
在弹簧力作用下,恒功率阀A处于右位,下油缸压力油通过A阀回油,在上油缸腔内油压和弹簧作用下油泵向大流量方向摆动。
油泵压力油通过上油缸腔作用在顶杆上,顶杆顶推杠杆使杠杆绕支点摆动,推动A阀向右移动,使A阀处于左位,油泵压力油通过A阀经B阀进入下油缸,推动其活塞杆,克服上油缸液压力并压缩弹簧使油泵向小流量方向摆动。
同时由于上油缸活塞杆右移,顶杆顶推杠杆的力臂减小,使杠杆推A阀的力下降,直至与A阀弹簧力相等,油泵摆角处于新的平衡位置。
这种恒功率装置通过杠杆机构来实现,只要杠杆系统设计得好,就能实现很理想的恒功率曲线。
2.1.2油泵流量调节阀油泵流量调节阀(补偿压力阀,见图3中B阀)为二位三通阀,阀的左端受泵的出口油压Pp作用,阀的右端受多路阀负载敏感腔的油压PLmax和弹簧力FS2作用,此阀的作用是设定系统的补偿压力。
从B阀力平衡可得:PA=PLmax A+FS△P=P-PLmax=FS/A当△P>FS/A时(A为受压面积),该阀处左位,油泵压力油通向下油缸,使油泵流量减少。
当△P<FS/A时,该阀处于右位,下油缸通过该阀回油,使油泵流量增大。
流量调节阀的作用是使系统压差△P(P-PLmax)保持定值。
△P由设计确定称为系统的补偿压差,是系统各操纵阀的进口压力P与出口压力Pm(=PLmax)之差,各操纵阀在保持补偿压差一定条件下,通过改变阀杆的开口面积来控制去各液压作用元件的流量。
系统通过油泵流量调节,按司机操纵阀杆的开度大小,提供所需流量,而且只供给比负载稍高一点(△P)的油压。
避免了系统的流量损失和过大的压力损失。
当弹簧力和阀的受压面积在设计时取定后,LRS油泵控制系统是不变的,因此恒功率阀设定功率是不变的。
油泵流量调节阀设定的补偿压力也是不变的,虽然可以停机通过调整弹簧来改变功率设定和补偿压力设定,但显然是不方便和不理想的,但实际挖掘机工作中需要改变功率和改变补偿压力,这是LRS系统的不足之处。
2.2A11VO的LE2S控制系统图4A11V0LE2S控制系统1-变功率控制阀;2-功率设定调整弹簧;3-变功率比例电磁铁;4-调节响应时间的单向节流阀;5-变补偿压力控制阀;6-补偿压力设定调整弹簧;7-变补偿压力比例电磁铁如图4所示,L E2S控制系统与LRS控制系统不同之处是采用了变功率比例电磁阀和变补偿压力比例电磁阀,可以实现变功率控制和变补偿压力控制。
为此,在LRS控制系统中恒功率阀和油泵流量调节阀中都加上了比例电磁铁,成为变功率比例电磁阀和变补偿压力比例电磁阀。
2.2.1变功率比例电磁阀在恒功率阀上加上比例电磁铁,其电磁力作用在阀杆上,其功能实际上是改变弹簧作用力。
油泵功率与弹簧力FS成正比,通过改变比例电磁铁的输入电流I使电磁力变化,从而改变了油泵的功率控制曲线。
油泵功率曲线随先导电流I的变化情况如图5所示,油泵功率曲线随电流I I的变化图5油泵功率曲线随电流为了充分利用发动机功率,电控设定的最大功率线高于发动机额定功率线PH,电控失效后,功率线低于PH,电控最小功率线更低。
从图5可见比例电磁铁控制的恒功率曲线是一个区间。
变功率控制在挖掘机有二大功用:①实现全功率控制:无变功率控制时,考虑到大气状态(气压,气温和湿度)变化、采用较差燃油和使用过程中发动机性能恶化等原因都会使得发动机功率有所下降,为了防止发动机过载和熄火,一般油泵功率设定都低于发动机额定功率。
采用变功率阀,最大功率设定高于发动机额定功率,可采用转速感应控制使发动机始终保持在发动机额定转速点工作,充分利用发动机功率。
②实现工况控制:挖掘机要求在不同工况下作业,例如重掘削工况、经济作业工况和精细作业工况等,要求油泵功率有不同的设定,变功率控制能实现这个要求。
2.2.2油泵流量调节变补偿压力阀在油泵流量调节阀上加上比例电磁铁,通过改变电流可改变其电磁力,此电磁力作用在流量调节阀上,实际上是改变了弹簧力,上面已说明油泵流量调节阀的补偿压力取决于弹簧力,改变弹簧力也就改变了补偿压力。
补偿压力与电流I成直线关系,如图6所示。
随电流和弹簧力变化曲线PLS随电流和弹簧力变化曲线补偿压力△△PLS图6补偿压力图中表示了调节弹簧力也可以改变补偿压力。
变化曲线图7阀杆行程一定时流量PLS变化曲线阀杆行程一定时流量Q Q随△PLS图7表示阀杆行程S一定,油泵流量Q随补偿压力△PLS的变化情况。
图8在不同的在不同的△△PLS PLS下流量随阀杆行程变化曲线下流量随阀杆行程变化曲线图8表示在不同的补偿压力下,供给液压作用元件的流量与阀杆行程的关系。
降低△PLS ,供油量减少;阀杆行程增大,流量增加比较平缓。
从这些图中可知,改变控制电流能使补偿压力变化,补偿压力变化能改变去液压作用元件的流量,起调速作用,变△PLS控制能更好地适应不同作业工况的流量需要,特别是改善了精细作业微动性能;另外随着发动机转速改变,泵的流量随着变化,补偿压力也应随之改变。
应当说明,补偿压力阀输出的控制油直接操纵液压泵变量油缸,而功率阀输出的控制油经补偿压力阀操纵液压泵变量油缸,因此两阀的控制关系为补偿压力阀优先。
3各液压作用元件液压回路3.1动臂、斗杆和铲斗液压回路其特征为:①在油缸的两条油路中都设有限压阀防止过载;②动臂和斗杆的液压回路中若需要可采用再生阀杆,实现再生功能。
3.2行走液压回路图9行走液压回路1-限压阀;2-平衡阀;3-制动操纵阀;4-减压阀;5-变速阀如图9所示,由以下阀组成:①限压阀———二个分别限制行走马达两油路压力,又起补油作用;②平衡阀———防止下坡时超速;③制动操纵阀———由左右油路通过梭形阀引入压力油,在压力油作用下此阀打开,压力油通向制动器;④减压阀———在压力油通向制动器的途中设减压阀,使通向制动器的油压降低,制动器承受较低压力,有压力油时制动器制动,卸压时制动器压力油通过节流孔回油,使制动器延时制动;⑤油马达自动变速先导控制阀———该阀为两位三通阀,平时在弹簧作用下,该阀处于上位,变速阀先导控制油与先导油泵相通,当行走负载压力大于弹簧压力时,压缩弹簧使该阀处于下位,变速阀先导控制油回油箱;⑥变速阀———在先导控制油作用下,该阀处于上位,变量油缸下腔进压力油,上腔回油,油马达处于小排量,当先导控制油回油时,在弹簧力作用下该阀处于下位,变量油缸上腔进压力油,下腔回油,油马达处于大排量。
行走操纵阀处于中位时,油马达两腔相通,并与回油路相通,使行走马达和管路始终保持充满状态。