液压挖掘机节能控制系统的研究

液压挖掘机电子监控节能系统的研究设计

摘
要：系统主要基于对柴油机和液压系统的联合控制，达到节能降耗和提高工作效率的目的。
通过对柴油机和泵的特性曲线的分析，建立控制模型；通过仿真测试，达到设计要求的控制效果。系统自动拟合液压泵和柴油机的功率曲线、采用ＣＰＵ单元对柴油机、液压泵进行控制，建立液压
挖掘机的智能节能控制系统。关键词：控制技术；电子节能；工程机械
中图分类号：ＴＨ１２２
文献标识码：Ａ
作为经济、高效的工程机械，液压挖掘机已广
泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水力电力工程、矿山采掘等机械化施工中。液压挖掘机虽然能
第３０卷第４期２０１３年８月
贵州大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．４
通讯作者：陈伟兴，Ｅｍａｉｌ：ｃｈｅｎｗｅｉｘｉｎｇｘｐｈ＠１２６．ｃｏｎ．
第４期
李少波等：液压挖掘机电子监控节能系统的研究设计
・５９・
功率配和节能控制。
方案２：分段与模拟结合控制
基金项目：贵州省社会发展攻关项目（黔科合ＧＹ字［２０１１］３０８９）作者简介：李少波（１９７３一），男，湖南岳阳人，教授，博导，研究方向：机械制造及其自动化，Ｅｍａｉｌ：ｌｉｓｈａｏｂｏ＠ｇｚｕ．ｅｄｕ．（２１１

《2024年液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》范文

《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言随着工程机械技术的不断进步，液压挖掘机已经成为现代工程施工中不可或缺的重要设备。

液压挖掘机以其高效率、大功率及灵活的操作方式，在建筑、采矿、道路建设等工程领域中得到了广泛应用。

液压挖掘机的工作性能及工作效率在很大程度上取决于其工作装置与液压系统的设计。

因此，对液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、液压挖掘机工作装置设计液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分，其设计直接关系到挖掘机的作业效率和作业质量。

1. 动臂设计：动臂是液压挖掘机的主要承重部件之一，其设计需考虑强度、刚度及重量等因素。

在设计中，应采用合理的截面形状和尺寸，以保证动臂在承受较大载荷时仍能保持足够的强度和刚度。

同时，动臂的设计还需考虑其重量的减轻，以降低整机的能耗。

2. 斗杆设计：斗杆是连接动臂和铲斗的部件，其设计需考虑与动臂和铲斗的配合精度及运动灵活性。

斗杆的设计应保证在各种工况下都能与动臂和铲斗协调工作，以实现高效的挖掘作业。

3. 铲斗设计：铲斗是直接与土壤或其他物料接触的部件，其设计需考虑斗体的形状、容积及开口大小等因素。

合理的铲斗设计可以提高挖掘作业的效率和质量，减少物料遗漏和浪费。

三、液压系统设计液压系统是液压挖掘机的核心部分，其设计直接影响到挖掘机的整体性能。

1. 液压系统组成：液压系统主要由液压泵、液压缸、阀组和控制装置等部分组成。

其中，液压泵提供动力，液压缸实现工作装置的运动，阀组和控制装置则负责控制和调节液压系统的压力、流量和方向。

2. 液压系统设计要点：在液压系统设计中，需考虑系统的稳定性、可靠性和经济性。

首先，要合理选择液压泵的类型和规格，以保证系统具有足够的动力和压力。

其次，要设计合理的阀组和控制装置，以实现对系统压力、流量和方向的精确控制。

此外，还需考虑系统的散热、过滤和防泄漏等问题，以保证系统的稳定性和可靠性。

挖掘机液压系统节能控制技术现状与发展

维普资讯
第ｌ０卷第４期
２００８年８月
辽宁省交通高等专科学校学报
ＪＵＮＬＦＩＯＩＧＲＶＮＩＬＣＬＥＥＯＣＭＵ１Ａ、ＮＯＲＡＯＬＡＮＮＰＯＩＣＡＯＬＧＦＯＭＮＣｑＯＳＩ
挖掘机超载时，安全阀或过载阀打开，压力油通过安全阀回油箱，发动机全部功率都会消耗在溢流阀上。挖掘机在回转启动时，由于挖掘机上车巨大的转动惯量，回转马达不能完全吸收泵输出的流量，多余流量只能通过平衡阀溢流回油箱，造成功率损失。挖掘机在制动时，回转多路阀关闭，因上车巨大的转但动惯量，回转马达继续转动（当于液压泵）排出的液压使相，油经平衡阀到回转马达的另一边，因此平衡阀起到溢流阀的作用，将上车的动能转化为液压系统的热量而耗散。（）纵阀中位时能量损失３操挖掘机工作装置停止作业时，操纵阀处于中位，时各此液压泵只克服管道阻力和为防止气蚀而设的背压，系统压力
１挖掘机的能量损失分析液压挖掘机在工作时，多路阀开口较大，统没有过若系
油机理想工作点应位于低耗油区。由于挖掘机工作负载的
多变性，动机一液压泵系统不大可能在各种工况下都处于发最经济工作状态，发动机工作点经常处在耗油率较高的区域
的挖掘作业时）恒功率控制与负载工作点不能很好地匹，配，液压能量损失很大。因此，目前在国外挖掘机液压系统

液压挖掘机混合动力系统控制策略研究

客户带来可观的经济效益。
的一般工作模式为发动机输出负载的平均功率，电动／电机吸收或补充负载需求功率与发动机输发出功率的差值，即用电动／电机对负载 “ 峰填发削谷 ” ，实现发动机工作点的稳定。同时，从储能元
功率不匹配造成的燃油经济性差的问题，也难以大
结构型式：并联式、串联式、混联式，而并联式混合动力结构被公认为是在挖掘机上最具发展前景的
结构型式。并联式液压挖掘机混合动力系统结构如图１所示，该系统由发动机、电动／电机、超级电发容、液压系统组成，采用发动机与电动／电机并发
件效率和使用寿命考虑，要பைடு நூலகம்证储能设备的荷电状
态（ＯＳＣ）在一定的安全范围，防止电池或电容的
“ 过充 ”和 “ 放 ” ，因此，研究混合动力挖掘机过
控制策略的目的主要是两方面：
（１）使发动机尽可能稳定地工作在经济
黪ＥＡＲｅ瓣
动臂油缸斗杆油缸
一
铲斗油缸
强。当挖掘机工作时，其负载的平均值不可避免地会随着作业任务、工作环境等的变化而变化，即使是完成同样的作业，不同的操作手也会有不同的负
Ｉ
控制阀
载功率需求。因此，发动机的单工作点控制策略会
目前，业内对于挖掘机节能技术的研究，多集中在提高相关元件的性能、改进液压系统及提高动力系统与液压系统的功率匹配３方面。传统的个节能研究对降低挖掘机油耗、改善排放起到一定的积极作用，但无法从根本上解决发动机与液压系统

液压挖掘机中的电控系统简介

液压挖掘机中的电控系统简介【摘要】文章在主要介绍了液压挖掘机电控系统发展的同时，还对其进行了简单的原理介绍。

【关键词】电气系统应用发展趋势节能控制一.电器系统在挖掘机工作监测中的应用和发展趋势电器系统在液压挖掘机中的监测作用都有目共睹，其主要组成部分就是显示仪表和各种传感器。

目前，在显示仪表上，有着这样一种趋势，将尽可能多的挖掘机工作参数显示在仪表上，如燃油量、发动机水温、液压油温、机油压力、发动机转速等，显示仪表功能越来越多，越来越复杂。

实际上，挖掘机监测系统功能的不断完善是发展的必然趋势，但监测仪表的设计也是多方面因素综合的结果，包括基本功能的需要，用户心理的研究、维修服务的考虑等多方面因素。

在基本功能需求方面，实际上监测仪表显示最需要的功能是燃油量，另外还有工作时间，这也是在早期的挖掘机显示中最不可缺少的数量上的显示，其他的显示都以报警量的形式给出。

限于当时的发展水平和成本考虑，这些报警量的具体值往往并不加以采集。

但发展到今天，仪表显示技术得到了很大得发展，从机械式电动仪表发展到段式液晶显示和发光二极管显示，又发展到单色点阵式液晶显示，进而发展到目前流行的彩色液晶显示，加上电子技术和传感器技术的发展，使得过去这些报警量的数据采集和显示变得成本低廉，形成一种将所有工作数据的具体值都显示在仪表上的趋势。

但从工程学角度来讲，显示量的设置与司机的经验、习惯有很大关系。

因为与仪表显示最相关的人是司机，他只需要知道与操作挖掘机工作最有关的量就可以了，显然这就是燃油量和工作时间。

燃油量显示可以提醒司机何时加油以保证工作的连续性；工作时间的显示则有助于司机把握自己的工作量。

对于有经验的司机来讲，发动机水温、燃油温度也是必不可少的，有助于司机调整自己的工作节奏，避免挖掘机长期工作在超负荷状态下，但这些量也可以以报警量的形式提醒司机；但对于没有经验的司机和用户来讲，则所显示的水温和油温有可能产生误解和歧义。

二.电器系统在挖掘机管理中的应用随着无线通讯网络的发展，利用gsm网络或cdma网络传递挖掘机工作信息成为一种潮流。

液压挖掘机节能系统与控制策略综述

和应用挖掘机节能技术。
以根据不同的负载选择不同的工作模式，系统根
据所选工作模式自动调节柴油机油门开度和液压
１国外挖掘机节能控制系统分析
为了在挖掘机市场竞争中占据一席之地，国外很多知名挖掘机厂纷纷提出了具有自主知识产权的节能控制系统。这些公司中比较有代表性的节能控制产品主要有德国奥加凯公司的ＰＭＳ系统、
简要分析。
１）小松公司的闭式负荷感应系统
负载传感
阀依据液压泵的出口压力与操作阀的出口压力之
差来控制液压泵的输出流量。液压泵控制阀可以
根据设定的功率级别，使液压泵的驱动功率不超过发动机的功率，实现恒功率控制。２）加藤公司的自动输出功率控制系统所控
中图分类号：ＴＵ６２１文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ０７８５（２０１３）０７—０００１ — ０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｅｌｆｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ，ａｎｄａｎ — ａｌｙｚｅｓｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｉｃａｌｅｎｅｒｇｙ — ｓａｖｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｂｒｏａｄａｎｄｔｈｅｅｎｅｒｇｙ — ｓａｖｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｙｇｃｕｒｒｅｎｔｌｙｕｓｅｄａｔｈｏｍｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｄｅｅｐｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｎｅｒｙ— ｇｓａｖｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒ；ｅｎｅｒｇｙ — ｓａｖｉｎｇ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｙｇ

小型液压挖掘机电控系统现状与发展

１小挖电控系统简介
１１小挖电控系统主要组成．
一
状态进行远程在线监控等。
（４）照明功能与其他辅助功能：主要有司机室厢灯、各个工作装置作业灯、检修灯以及雨刮
般小型挖掘机的电控系统主要包括电源及
器、喷水器、空调器和音响等。
监测功能属于电控系统最基本的功能，其主要组成
示，监控网络基于ＧＲ数据传输业务，按照节点ＰＳ
理论，每一台安装ＧＰ／Ｒ监控模块的小挖都是ＳＧＰＳ
一
个节点，ＧＰ／ＰＳＳＧＲ监控室为主节点。
小挖电控系统的典型构造可以简化为仪表显示部分、按键操作部分、油门执行机构、传感器部
［收稿日期］２１— ４１０２０—２
部分是液晶显示仪表和各种传感器。目前的发展趋
势是将尽可能多的挖掘机工作参数显示在仪表上，
如燃油量、发动机水温、液压油温、机油压力、
［通讯地址］刘会娟，江苏省徐州市金山桥开发区工业一
泵的匹配难题。
方向。
以调用，对挖掘机的工作状态进行专业评估，以便
于维修、保养。（２）控制功能：电控系统的控制功能是通过将控制器采集的参数整合，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行复合控制，是电控系统最核心
电控系统作为液压挖掘机的重要配套系统，是小型挖掘机（以下简称 “ 小挖 ” ）改善功能和技术发展的核心，小挖由于受到产品成本的限制，其

液压挖掘机节能控制系统研究

ＣｈｕｕｉＦｉｕｅＡｎｌｓｓｏｔｃｅ－ｕ — ｃａｍｅａｄｈｒ．ａｌｒａｙｉｆＳａｋｒｃｍＲｅｌｉｒ
为此而停产导致的经济损失巨大。本文就复杂受力情
况下计算局部板的屈曲问题提出了迦辽金法中引入屈曲
方法，控制效果不理想，存在着柴油机功率选择过大，时自动调整柴油机油门位置，即调整其功率输出，使
柴油机一液压泵二者功率匹配不合理等一系列问题【，之与实际功率需求相适应，如图１示。Ｉ】所
４结
语
参考文献
豳三一重机有限公司朱传宝／ＨＵＣｕｎａ涂晓丹／ＵＸｉｏａ邓园／ＥｕｎＺｈａｂｏＴａｄｎＤＮＧＹａ
摘要：掘机液压控制系统是一挖个滞后、非线性系统，以建立精确的数学模型，难应用常规的ＰＤ不能达到理想Ｉ的控制效果。本文针对液压挖掘机在工作过程中存在的大量能量损失，对液压泵和发动机的控制原理进行了分析，采用了一种新的电子节能模糊控制方案，免了对挖掘机复杂系统建模，避通过模糊推理算法，根据外负载的变化动态调
成的载体，向着高效节能、自动化和智能化的方向发展。负载～柴油机功率一变量泵吸收功率三者之问的静态
电控技术在液压挖掘机上的应用有两个方面：一方面功率设定和动态功率匹配问题。是液压挖掘机配套件的电控问题；一方面是液压挖另掘机整机的电控问题。由于挖掘机液压系统滞后、非１变量泵一柴油机功率匹配分析线性的特点，不能精确控制。采用ＰＤ控制器来调节，Ｉ液压挖掘机主要以柴油机为动力，工作时由柴油要应用工程方法来整定控制器的参数，但在运行中需机带动变量泵，负荷是变量泵的输入转矩＿。理想的２】要根据不同的工况来实时调整参数，常规的ＰＤ控制控制方法是根据挖掘机作业循环中不同的功率需求实Ｉ

液压挖掘机恒功率与变功率协调控制节能系统研究

目国内液压挖掘机大部分采用恒功率控制前系统，但是这种系统不能完全满足主机要求，不能很好地解决柴油机和负载的匹配，也不能对柴油机输出功率进行调节，因而不能适应不同作业工况的需要。为了使液压挖掘机能适应不同作业工况的需求和节能的需要，在挖掘机节能控制过程中采用了分工况一恒功率一变功率相结合的控制方法，使发动机一泵阀执行机构达到合理匹配，提高了生产效率和发动机燃油利用率，减轻了操作手劳动强度。
泵的输出功率为：
ＮＰ６／０６／００Ｑ６６＝Ｐｑ６００６
式中为泵的输出功率（ｗ）ｋ，为泵出口压力（ａ，为泵出口流量（／ｎ，为泵ＭＰ）Ｌｍｉ）的排量（Ｌｒ，ｎ为泵的转速（ｍｎ。ｍ／）ｂｒｉ）／当发动机期望工作在某一最佳工作点时，其输出转矩为一常数，所以泵与发动机功率匹配，有关系式：舰＝６６２＝常数Ｐｑ／ｎ
ＨＥＱｉｇｈａｎ —ｕ，ＣＨＡＮＧＹｉｕ，ＨＡＯＰｎａｈｅｇ
（ｎｅｌｅｔｍｅｈｎｃｌｎｔｕｅＣｌｇｆｍｅｈｎｃｌｎｌｃｒｎｃｎｉｅｒｇ，Ｉｔｌｇｎｃａｉａｓｉｔ，ｏｌｅｏｃａｉｄｅｅｔｏｉｓｅｇｎｅｉｉｉｔｅａａｎＣｅｔａｏｔｉｅｓｔｎｒｌｕｈＵｎｖｒｉＳｙ，ＣｈｎｓａＨｕａａｈｎｎ，４０８）ｇ１０３
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专题研究
ＳＰＥＣＩＲＥＳＥＡＲＣＨＡＬ
液压挖掘机恒功率与变功率协调控制节能系统研究

液压挖掘机节能技术概析

开挖的的主要设备，在建筑、矿山采掘、水利电力施工、交通运输、机工程、农等各类工程中都有着广泛的应用据报道，，世界上各种土方工程约有６％一０５７％的土方量由液压挖掘机来完成的。但是由于液压挖掘机的用量大、油高以及环境污耗染等诸多问题，当今世界节能减排、低碳经济已成为发展之主流，因此液压挖掘机节能技术的研究已成为当今研究的热门课题之一。２液压挖掘机能量损失探析．但由于液压挖掘机负载状况变化较大，在没有节能措施的情况下，液压系统的效率变化也非常大，存在各种形式的能量损失，主要如下：（）１空流损失液压挖掘机上多采用六通型多路阀作为液压系统换向和流量控制元件，用定量泵或变量泵供油。在这种系统中，由于存在回油背压，会造出旁路油料回流，从而产生能量损失，即旁路空流损失。（）２节流损失六通型多路阀液压挖掘机操作工作时，般会通过控制操纵阀开一度进行节流调速，需要利用旁路节流作用使系统压力升高，以克服负载压力，而造成能量损失，从即节流损失，直到系统压力升到预定高度，旁路节流调节停止，这种损失才会消失。（）３溢流损失挖掘机工作时，随着负载压力的增加，泵输出压力也逐渐增加，当超出安全阀或过载阀设定压力时，全阀或过载阀打开，安压力油通过安全或过载阀回油箱，系统开始溢流。当工作装置因负载过大而停止动作时，如果不采取措施，液压泵输出的全部流量都通过溢流阀回油箱，此时发动机的输出功率都消耗在溢流阀上变成热能，致油温升高。导由于工况的复杂性，经常处于过载状态，由于系统溢流而产生的功率损失就相当可观了。同时挖掘机在回转启动时，由于挖掘机上车巨大的转动惯量，马达不能完全吸收泵输出的流量，回转多余流量只能通过平衡阀溢流回油箱，因此平衡阀起到溢流阀的作用，将上车的动能转化为液压系统的热量而造成能量损失。（）４操纵阀中位时能量损失挖掘机停止作业时，各操纵阀处于中位，此时液压泵只克服管道阻力和为防止气蚀而设的背压，系统压力不高，变量泵因功率自动调节但流量却很大，这也会造成不小的能量损失。

混合动力液压挖掘机节能的研究

能器回收回转马达制动时能量，但蓄能器占用了很大安装空间。
发了ＥＯｘ７Ｂ混合动力挖掘机，其节能效果在２％５
～
４％之间。２０００６年和２１００年日本神钢分别开
发了Ｓ０Ｋ７Ｈ试验机和Ｓ８Ｈ混合动力挖掘机，据Ｋ０
验。
目前国内外很多挖掘机厂家和科研单位都对混合动力挖掘机进行了研究和开发，并且有一部分厂家已经推出了相关机型。
随着同外混合动力挖掘机的推出，国内厂家和科研单位也纷纷加入了混合动力系统的研究，有
型混合动力挖掘机，其节能效果２％左右；工０柳
推出了９２ｈｂｉ混合动力挖掘机，其节能效２Ｄｙｒｄ型果为３％左右。另外德尔重工（州恒天）还推０徐出了ＤＲ２ — Ｈ型油液混合动力挖掘机，利用蓄Ｅ３３８
Ｓｔｙｏａｉｎｅｇｆｈｙｒｄｈｙａｌｃｅｃｖｔｒｕｄｎｓｖｎｇｅｒｙｏｂｉｄｒｕｉｘａａｏ
ｗＵＷｅ — ａ，ＫＥＪａ，Ｌｅ，ＱＩＪａｎｈｉｉｎＩｉＰＮｎｉ
我国科技部２００８年组织了 “ 十一五 ”８３计６
９０
建荒缸娥
２主要原理
混合动力挖掘机按动力混合的种类有油电混合和油液混合两类，油电混合动力为发动机和电池（或超级电容）提供动力；液混合动力以发动机和蓄能油

液压挖掘机节能控制系统设计与研究

ｏｆｅｘｃａｖａｔｏｒ，ｔｈｅｅｎｅｒｙｇｓａｖｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃａｖａｔｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎＪＲＣＣ３００ｃｏｎ —
ｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏｉｓｖｅｒｙｌｏｗｅｒ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓａｈｕｇｅｗａｓｔｅｏｆｅｎｅｒｙ．ｇＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｎｅｒｙｇｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｉｏ
ｔｒｏｌｌｅｒｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｈｅｏｙｒｏｆｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ — ｐｕｍｐｍａｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅｓｙｓ — ｔｅｎｒｈａｓｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｍｏｔｏｒｔｈｒｏｔｔｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ — ｐｕｍｐｍａｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏ１．Ｉｔｈａｓ
・
９０・
《测控技术）２０１３年第３２卷第ｌ２期

液压挖掘机节能控制器的开发与研究

３．２．２防熄火功能
当发动机在转速低于自动待机转速时，动臂时极有可能使
发动机熄火。为了防止发动机熄火，检测到此情况，控制器会自
动将发动机转速提升到待机转速。如果还不能达到相应的功率
得出比较优越的控制算法。除上述控制策略外，本设计还提供了一种备用控制策略：利用微积分的原理将发动机功率一泵转
矩匹配曲线图分为若干份近似直线，再通过上位机将直线配置
进去。
反馈负反馈
图２油门电机控制结构图
要求。目前一些传统挖掘机所用的简单控制器，只是实现了对油门的简单控制，没有考虑到节能和防熄火等功能。由于挖掘
机用油量很多，所以现在的用户都在考虑节能增效问题。下面
ＣＡＮ协议中每一帧的数据量都不超过８个字节，以短帧多发的方式实现数据的高实时性；ＣＡＮ总线的纠错能力非常强，从而提高了数据的准确性；同时ＣＡＮ总线的速率可达到
（２）自动怠速和防熄火功能。（３）对油门电机比例阀的精确控制。（４）ＣＡＮ通讯、上位机设计、ＬＥＤ指示故障内容。
了短短的４Ｏ余年。特别是改革开放３Ｏ多年来，我国工程机械
行业发展尤为迅速。以＿丁程机械中具有代表性的挖掘机为例，１９９３年我国液压挖掘机总销量为２３４９台，１５年后的２００８年

液压机液压系统节能技术分析

液压机液压系统节能技术分析摘要：液压传动系统指的是运用液体的压力来实现对能量的传递、转化以及控制，其本身功率密度大、自动性好、调节范围广、控制性能好，因此，在冶金领域以及工程领域得到了极为广泛的运用。

液压系统应用中具有一定的优势，但同时还具有一定的不足，比如其工作效率相对较低、温度升高较快等，这样就会对系统的安全性与稳定性造成一定影响，导致能源和资源的浪费。

有鉴于此，本文对液压机技术在工程机械领域中的运用展开了一些分析，希望能够给同行业工作者提供一定的借鉴与参考。

关键词：工程机械；液压系统节能技术；发展现状；趋势液压机是液压技术应用的重要领域，液压机液压系统具有装机功率大、工作压力高、流量大、高频率的特点，由于液压系统的总效率低，大型液压机功率消耗很大，电动机功率的有效利用率有时还不到60%。

所以，研究液压机液压系统节能技术，对于节能降耗、保护环境具有重要意义。

本文提出一些在液压机液压系统节能方面的观点，与从事液压机节能技术研究的同仁分享。

1液压机液压系统能耗分析液压机液压系统能耗形式主要分为两类：①液压系统能耗，是指液压元件、系统的能源消耗，例如液压能通过元件的内泄漏、外泄漏、压力损失、管道损失、溢流、节流等形式，特别是由于系统设计和元件配置不合理产生的功率损耗；（1）内泄漏。

各类液压元件都是由相对运动的配合零件组成，它们之间存在着间隙，在间隙两端压差的作用下，必然存在着泄漏。

通常系统中所用的溢流阀的阀口经过长期高压油的冲刷，形成了气蚀破坏，阀口存在长期隐性的泄漏，尤其在高压情况下泄漏量很大。

（2）外泄漏。

元件、零部件的结合面、管路连接处、相对运动部件等由于密封不严，如阀的结合面、管接头、泵马达的轴封、油缸活塞杆等处，产生外泄漏而导致能耗。

（3）压力损失。

压力损失在液压系统中无处不在，阀口处、管路、管路连接处、管路弯头、变径处，等。

由于压力损失的存在导致能耗，使油液发热。

（4）溢流、节流损失。

液压挖掘机节能控制新策略

斗杆、铲斗的转动作速度来制定相应的节能控制方案。
目前出现的比较成熟的节能控制技术有］：负流量控制、压力切断、正流量控制系统、负荷
１控制原理及系统构成
造成挖掘机能量损失的因素有很多，但主
６１７）３７４，（９８：７９— ４．
幻振札止幻
［］佐久本政和，林亨．７／御ｊ、于于夕一５７ｆ制／二振扎止幻叉于厶／
Ｃ（１９９２）：１９７２～１９．７９
制御［．测自勤制御学会（ＩＥ）输文集，１Ｃ］ＳＣ４— ［］近藤良，武田亨．振勤周期ｃ基＜旋回夕一、９二／振札止制御［］Ｊ．楼输，６７—６５５，Ｃ（０１：２０）
给定转动速度，可利用单片机检测导杆移动的位移，根据导杆移动的位移可计算出手柄的转角，导杆的位移与手柄转角的关系如图２所示。手柄转角确定后即可根据下式给定相应的转动
式中：ｋ为采样序号，／为控制输出量，ｅ为２，控制偏差，Ｋ、Ｋ、。分别表示比例、积分和微。
分系数。单神经元作为构成神经网络的基本单位，具
速度传感器：把被测的速度作为输入参数转
液压技术的应用已逐步成熟，但其工作状况复

液压挖掘机节能控制技术的研究

液压挖掘机节能控制技术的研究一、概述液压挖掘机作为现代工程机械的重要代表，广泛应用于建筑、矿山、水利、交通等多个领域。

随着能源紧缺和环保要求的日益严格，液压挖掘机的节能控制技术成为了行业关注的焦点。

本文旨在探讨液压挖掘机节能控制技术的研究现状、发展趋势及应用前景，为液压挖掘机的高效、节能运行提供理论支持和实践指导。

液压挖掘机节能控制技术的研究涉及多个方面，包括发动机与液压系统的匹配优化、能量回收与再利用技术、智能控制策略等。

通过优化发动机与液压系统的匹配关系，可以减少功率损失，提高整机效率能量回收与再利用技术则可以将挖掘机在作业过程中产生的多余能量进行回收并再利用，从而降低能耗智能控制策略则可以根据挖掘机的实际工况和作业需求，实时调整挖掘机的工作参数，实现节能降耗。

目前，国内外学者在液压挖掘机节能控制技术方面已经取得了一系列的研究成果。

由于液压挖掘机作业环境的复杂性和多变性，以及不同用户对挖掘机性能需求的差异性，液压挖掘机节能控制技术仍面临诸多挑战和问题。

深入研究液压挖掘机节能控制技术，对于提高挖掘机的能效、降低运行成本、促进工程机械行业的可持续发展具有重要意义。

本文将从液压挖掘机节能控制技术的理论基础、关键技术、应用实践等方面展开论述，以期为液压挖掘机节能控制技术的发展提供有益的参考和借鉴。

1. 液压挖掘机在工程机械领域的重要地位液压挖掘机在工程机械领域的重要地位不可忽视。

作为现代工程机械的重要代表，液压挖掘机以其高效、灵活、适应性强等特点，在土方挖掘、矿山开采、道路建设、水利工程等众多领域发挥着关键作用。

液压挖掘机的高效性是其显著优势之一。

通过精确的液压传动系统和先进的控制系统，液压挖掘机能够实现快速、准确的挖掘动作，大大提高了工作效率。

同时，其强大的挖掘力和良好的稳定性，使得液压挖掘机能够轻松应对各种复杂工况和恶劣环境。

液压挖掘机的灵活性也是其受欢迎的重要原因。

液压挖掘机具有多种工作装置和附件，可根据不同的工作需求进行更换和组合，从而满足多样化的作业需求。

工程机械液压传动系统节能技术综述

工程机械液压传动系统节能技术综述摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，市场经济在快速发展，社会在不断进步，在“中国制造２０２５”的背景下，工程机械节能技术愈发受到重视。

针对工程机械液压系统节能技术，从液压元器件改进、液压系统匹配技术及动势能量回收和利用三方面，介绍和总结了国内外提高能量利用率技术的主要进展和成果，结合目前新时代的特点和存在的问题提出见解，为未来液压节能技术的发展提供思路和参考。

关键词：工程机械；节能；液压元件；动力匹配；能量回收引言液压机械传动系统是液压挖掘机的重要组成部分，作业功率较高、耗能较大，很大程度上决定了挖掘机能耗量。

因此，控制该系统作业能耗是改善液压挖掘机作业性能的重要研究内容。

以往关于这方面的研究，采用非电控节能装置，通过调控液压阀，实现泵变量摆角的有效控制，达到节能目的。

1大功率液压机械传动系统的做功特征大功率液压机械传动系统，是机械动力传输的根基部分，依据其做功传输的实际作用，可分为分流和回流两部分。

(1)分流部分，是指大功率液压机械系统，按照液压动力系统的实际需要，实行动力传输与供应。

更详细地说，就是大功率液压系统，机械做功的供应部分。

进行动力传输与调节时，它需要按照液压排放的实际需求，提供充足的动力供应。

(2)回流部分，是指依据大功率的调节情况，实现动力条件的综合回流调配，由此，大功率液压机械传动系统，又必须满足动力传输速率稳定，动力传输过程低损耗，高品质的周期循环要求。

2工程机械液压传动系统节能技术综述2.1高效节能控制高效节能控制措施的实施采用的是神经元控制体系，将神经元控制体系和大功率液压机械传动系统的控制结合在一起，进而在其结合过程中，能够发挥出对应的节能控制管理措施。

通过这种控制措施的实施能够提升整体的系统控制运行质量，对于保障控制系统的运行具有重要性研究意义。

按照大功率液压机械传动系统高效节能控制措施的实施。

在进行大功率液压机械传动系统高效节能措施的处理中，对于原有的系统内增加控制神经单元，即在系统控制中，对系统内增加PID控制神经单元，借助这种神经控制单元将对应的高效节能措施应用到现实的系统控制中，以此提升系统的应用效率提升。

基于功率协调控制的液压挖掘机节能系统研究

2007年第26卷2月第2期机械科学与技术Mechanical Science and Technol ogyFebruaryVol.262007No.2收稿日期:20051008基金项目:国家863项目(2003AA430200)资助作者简介:何清华(1946-),男(汉),湖南,教授,博士生导师,cyh_100@何清华基于功率协调控制的液压挖掘机节能系统研究何清华,郝　鹏,常毅华(中南大学机电工程学院,长沙　410083)摘　要:在分析发动机工作特性的基础上,根据负载变化的多样性与复杂性,提出了恒功率与变功率相结合的控制策略,通过节能控制器对发动机和泵进行控制,使发动机2泵2负载达到良好匹配。

并在液压挖掘机试验样机上进行试验。

试验结果表明,采用该控制策略后,缩小了发动机随负载的变化范围,提高了燃油利用率和整机效率,提高了系统的响应速度,达到较好节能效果。

关　键　词:液压挖掘机;恒功率;变功率中图分类号:U270 文献标识码:A 文章编号:100328728(2007)022******* Energy2s avi n g Syste m for a Hydrauli c Excavator Based on the Matchi n g of Const ant Power and Vavi a ble PowerHe Q inghua,Hao Peng,Chang Yihua(College ofM echanical&Electrical Engineering,Central South University,Changsha410083)Abstract:After analyzing the working characteristics of an engine and in light of the diversity and comp lexity of its l oad variati ons,the paper p r oposed a contr ol strategy that combines constant power with variable power.The strate2 gy used an energy2saving contr oller t o contr ol the engine and the pump,thus achieving the good matching of the en2 gine,the pu mp and l oad,an ex peri m ent on which was carried out using a p r ot otype of hydraulic excavat or.The ex2 peri m ental results show that the contr ol strategy adop ti on reduces the variati on range of the engine as it varies with that of the pu mp,raises the fuel utilizati on rate and the efficiency of the whole hydraulic excavat or,quickens its re2 s ponse s peed and p r oduces a better energy2saving effect.Key words:hydraulic excavat or;constant power;variable po wer 液压挖掘机是功能最典型、结构最复杂、用途最广泛的工程机械之一,作为工程机械的代表产品,它在工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、矿山采掘以及军事工程等施工中起着极为重要的作用[1,2]。

《大型矿用液压挖掘机电液控制系统关键技术研究》范文

《大型矿用液压挖掘机电液控制系统关键技术研究》篇一一、引言随着现代矿业开采的不断发展，大型矿用液压挖掘机作为重要的采矿设备，其电液控制系统的性能直接关系到设备的作业效率和安全性。

因此，对大型矿用液压挖掘机电液控制系统的关键技术研究显得尤为重要。

本文旨在探讨电液控制系统的核心技术，为提升设备性能和安全性提供理论支持。

二、电液控制系统概述大型矿用液压挖掘机电液控制系统是一种高度集成化的技术系统，其核心在于电液比例控制、电液伺服控制和电液开关控制等技术。

系统通过电子控制系统与液压系统相结合，实现对挖掘机的精确控制。

三、关键技术研究1. 电液比例控制技术电液比例控制技术是电液控制系统的核心，通过比例阀、比例泵等实现挖掘机的连续和动态控制。

研究中应注重提高比例控制的精度和响应速度，降低系统能耗。

此外，还要对比例阀的优化设计、电磁兼容性等问题进行研究。

2. 电液伺服控制技术电液伺服控制系统用于高精度和高动态响应的场合，如挖掘机的工作装置位置控制和姿态控制等。

在研究过程中，应关注伺服阀的精度、响应速度及抗干扰能力，同时优化伺服系统的算法和控制策略。

3. 电液开关控制技术电液开关控制系统主要用于挖掘机的简单动作和保护功能。

在研究中，应注重开关控制的可靠性和稳定性，同时优化开关动作的响应时间和能耗。

此外，还要对系统故障诊断和保护功能进行深入研究。

四、系统设计与优化1. 系统设计原则电液控制系统设计应遵循可靠性、经济性、可维护性和可扩展性等原则。

在设计中要充分考虑设备的实际工况和作业要求，确保系统能够满足设备的性能需求。

2. 优化策略在系统设计过程中，应采用先进的控制算法和优化策略，如模糊控制、神经网络控制等，以提高系统的控制精度和响应速度。

同时，还要对系统进行仿真分析，验证设计的合理性和可行性。

五、实验与验证通过搭建实验平台，对电液控制系统进行实验验证。

实验过程中要关注系统的动态性能、静态性能以及抗干扰能力等方面。

液压系统的控制技术研究

液压系统的控制技术研究液压系统是一种重要的力传递和控制机构，在工业生产和矿山设备等领域广泛应用。

液压系统的控制技术是实现系统高效、可靠工作的重要手段。

在过去的几十年里，液压系统的控制技术已经取得了长足的发展。

本篇文章将深入探讨液压系统的控制技术研究的发展历程、现状与未来趋势。

一、液压系统的控制技术研究的历史液压系统的控制技术最早起源于19世纪中叶的蒸汽机控制技术。

一些发明家试图通过改变蒸汽机的工作状态来控制机械的工作效率，这就是早期液压系统的控制技术的起源。

20世纪初，液压系统的控制技术得到快速的发展，主要原因是液压系统材料学、流体力学、控制理论等科学技术的迅猛发展。

由于液压系统的优点很明显，如可靠性高、发挥功率大、结构紧凑、效率高等，所以液压系统在日益繁荣的工业生产中得到了越来越广泛的应用，同时也促进了控制技术的进步。

二、液压系统的控制技术现状液压系统的控制技术现在已经非常成熟，应用液压系统控制技术的范围也更加广泛。

随着科学技术的不断进步，这方面的发展还将继续不断推进。

液压系统的控制技术主要就是为了满足作业要求，应用主要可以分成以下几个方面：1、液压机床控制技术。

液压机床在工业生产中非常常见，随着改进和软单元的引入，液压机床控制技术得到了很大的提高。

2、工业自动化中的应用。

液压系统的控制技术在工业自动化中的应用也越来越广泛，这是由于它的稳定性好、速度快、选材灵活的特点。

3、海上钻井平台的控制技术。

海上钻井平台的液压系统是重要的构成部分，通过依靠这些液压系统来完成许多操作。

可以利用模拟模型和数学模型来进行钻井平台的控制。

4、移动设备中的应用。

多数的移动设备通过液压控制技术来完成工作，如挖掘机、叉车、装载机等。

以上仅是液压系统控制技术的应用领域的一些简介，还有其他应用领域，例如航空、矿山等领域也得到了广泛的应用。

三、液压系统控制技术的未来趋势未来，随着人们需求的不断改变，液压系统控制技术也会发生相应的变化。