非对称柱塞泵直驱挖掘机液压缸控制特性研究
非对称液压缸的动态特性仿真研究_郝前华
第 6期
郝前华等 :非 对称液压缸的动态特性仿真研究
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由铲斗自重 通过 连杆 传 递到 活塞 杆上 的 负载 力 FL′。 该 负 载力 FL′与铲 斗液 压 缸瞬 时 长度 L有 关 [ 10] 。 为简化分析 , 假设在时间 t=0时 , 对液压缸输入一阶跃负载力 FL =2 500 N, 同时输入一阶跃 流量 Q1 =110 L/min。
第 6期
郝前华等 :非 对称液压缸的动态特性仿真研究
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现加速或减速的瞬态过程 。非对称液压缸的动态特性分析就是对这一瞬态过程中的输出压力和活塞运 动速度变化进行分析 [ 4] 。对液压系统的动态特性 , 国内有很多学者做了研究 。罗艳蕾 [ 5] 对液压节流调 速系统动态特性进行了仿真 , 崔昊等 [ 6] 对一开关型阀控液压缸进行了仿真与优化 , 史显忠等 [ 7] 对由对
根据式 (7)、(8)可求得外负载和流量单作用下液压缸活塞的速度 , 根据式 (9)、(10)可求得外负载 和流量单作用下液压缸工作腔的输出压力 。在外负载和流量的共同作用下 , 由叠加原理可知 , 液压缸的 输出压力和速度是它们单独作用于液压缸所引起的输出之和 。
根据式 (5)、(6)和图 2非对称液压缸方框图 , 在 MATLAB软件中建立铲斗液压缸仿真模块图 , 如图 3所示 。
质量 (kg);u为非对称液压缸活塞运动速度 (m/s);B为
粘性阻尼系数 (N· s/m);FL为负载力 (N)。 非对称液压缸工作腔的流量连续方程 [ 4]
图 1 非对称液压缸 ——— 负载系统 Fig.1 Theloadedsystem ofasymmetrical
Q1 =A1 u+CiP1 +Vβe1 ddPt1 ,
非对称轴向柱塞泵变排量控制特性分析
非对称轴向柱塞泵变排量控制特性分析张婉茹;熊晓燕;黄家海;罗刚;成杰【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2017(000)002【摘要】非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势,其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性.基于此,提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案,根据电液比例排量调节工作原理,考虑弹性负载刚度及外负载力干扰的影响,建立了非对称轴向柱塞泵的变排量控制系统模型.通过MATLAB/Simulink仿真分析了不同活塞直径、负载刚度、斜盘摆角、负载压力对泵的出口流量动态特性的影响.仿真结果表明,减小液压缸活塞直径、增大负载刚度可以加快响应速度;增大负载压力可以提高响应稳定性.通过实验验证了仿真结果正确性,实验表明非对称泵的变排量工作性能稳定可靠.【总页数】6页(P11-16)【作者】张婉茹;熊晓燕;黄家海;罗刚;成杰【作者单位】太原理工大学机械工程学院,山西太原030024;太原理工大学机械工程学院,山西太原030024;太原理工大学机械工程学院,山西太原030024;甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州730070;太原科技大学机械工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH137.7【相关文献】1.排量控制阻尼孔对轴向柱塞泵动态响应特性的影响分析 [J], 李和言;路华鹏;马彪2.变排量非对称轴向柱塞泵控制特性分析 [J], 黄家海;贺伟;郝惠敏;权龙3.变排量非对称轴向柱塞泵动态特性分析 [J], 贺伟; 黄家海; 郝惠敏; 权龙4.变排量非对称轴向柱塞泵控制性能分析 [J], 杨迦迪;赵斌;武兵;王君;兰媛5.变转速变排量双控轴向柱塞泵脉动特性及噪声研究 [J], 闫政;权龙;黄家海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》范文
《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》篇一一、引言随着现代工程机械的快速发展，挖掘机作为一种重要的土方工程机械，其性能和效率的提升成为了研究的热点。
其中，液压系统作为挖掘机的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到整机的作业效率和稳定性。
分布式泵控液压系统作为一种新型的液压控制技术，具有诸多优势，如能提高能量利用效率、减少液压冲击等。
因此，对挖掘机分布式泵控液压系统特性的研究具有重要的理论意义和实际价值。
二、挖掘机分布式泵控液压系统的基本原理与构成挖掘机分布式泵控液压系统主要由多个液压泵、控制系统、执行元件等组成。
其中，每个液压泵都独立地控制着挖掘机的一个或多个动作，通过控制系统实现多个液压泵的协同工作，以达到最佳的作业效果。
其基本原理是通过传感器实时监测挖掘机的工作状态和需求，将信息传输至控制系统，控制系统根据这些信息作出判断，并控制相应的液压泵进行工作。
三、挖掘机分布式泵控液压系统的特性分析（一）高效率性分布式泵控液压系统能够根据挖掘机的工作需求，实时调整液压泵的工作状态，使液压系统始终处于高效工作区。
同时，由于每个液压泵都独立工作，可以避免传统液压系统中出现的能量损失和液压冲击等问题，从而提高整个液压系统的效率。
（二）灵活性分布式泵控液压系统具有很高的灵活性，可以方便地实现多种动作的协调和配合。
通过控制系统的智能控制，可以实现挖掘机在不同工况下的自动适应和调整，从而提高作业效率和作业质量。
（三）可靠性分布式泵控液压系统采用模块化设计，每个模块都具有独立的功能和保护措施，当某个模块出现故障时，不会影响整个系统的运行。
同时，系统的自诊断功能可以实时监测系统的运行状态，及时发现并处理故障，保证系统的可靠性和稳定性。
四、挖掘机分布式泵控液压系统的应用与发展趋势（一）应用现状目前，挖掘机分布式泵控液压系统已经广泛应用于各种工程机械中，特别是在对作业效率和稳定性要求较高的场合，如建筑工地、矿山等。
通过应用分布式泵控液压系统，可以有效提高工程机械的作业效率和稳定性，降低能耗和成本。
变排量非对称轴向柱塞泵控制特性分析
《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》范文
《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》篇一一、引言随着现代工程机械技术的飞速发展，挖掘机作为典型的土方工程机械，其液压系统设计直接影响设备的作业性能、工作效率及能效比。
其中，分布式泵控液压系统是当前挖掘机领域的重要技术研究方向，其通过采用多路独立控制的液压泵，实现挖掘机各执行机构的独立控制，有效提高了挖掘机的作业效率和动力性能。
本文旨在研究挖掘机分布式泵控液压系统的特性，为相关技术研究和应用提供理论支持。
二、挖掘机分布式泵控液压系统概述挖掘机分布式泵控液压系统是一种先进的液压控制系统，它通过多个独立的液压泵来控制挖掘机各执行机构的动作。
该系统具有较高的控制精度和灵活性，可以满足挖掘机在不同工况下的作业需求。
同时，分布式泵控液压系统还能有效降低设备的能耗，提高挖掘机的能效比。
三、挖掘机分布式泵控液压系统特性分析1. 独立控制特性分布式泵控液压系统采用多路独立控制的液压泵，每个液压泵都配备独立的控制系统，可以实现各执行机构的独立控制。
这种独立控制特性使得挖掘机在作业过程中能够根据实际需求灵活调整各执行机构的动作，提高作业效率。
2. 高控制精度分布式泵控液压系统采用先进的电液比例控制技术，可以实现高精度的控制。
通过精确控制液压泵的流量和压力，可以确保挖掘机各执行机构的动作准确、平稳，提高作业质量。
3. 节能环保相比于传统的液压控制系统，分布式泵控液压系统具有较高的能效比。
通过优化液压系统的设计，可以有效降低设备的能耗，减少排放，符合当前节能环保的要求。
4. 适应性强分布式泵控液压系统可以适应不同工况下的作业需求。
在面对复杂的土方作业环境时，该系统能够根据实际需求调整各执行机构的动作，保证设备的稳定性和可靠性。
四、挖掘机分布式泵控液压系统的应用及发展趋势目前，挖掘机分布式泵控液压系统已广泛应用于各类挖掘机中。
随着技术的不断发展，该系统的控制精度和能效比将不断提高，进一步推动挖掘机行业的发展。
未来，挖掘机分布式泵控液压系统将更加注重智能化、自动化和绿色化的发展方向，为工程机械行业带来更多的创新和突破。
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》篇一一、引言挖掘机作为现代工程机械的重要设备，其动臂系统的性能直接关系到设备的整体效率和作业精度。
近年来，随着液压技术的不断进步，泵控集成液压缸系统在挖掘机动臂系统中得到了广泛应用。
本文旨在研究挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性，分析其工作原理、性能参数及影响因素，为进一步优化系统设计和提高设备性能提供理论依据。
二、系统工作原理挖掘机动臂泵控集成液压缸系统主要由液压泵、控制器、集成液压缸、传感器等组成。
系统通过控制器对液压泵进行控制，实现动臂的升降和定位。
具体工作原理如下：1. 液压泵：液压泵是系统的动力源，通过电机驱动，将机械能转化为液压能，为系统提供压力和流量。
2. 控制器：控制器根据操作人员的指令和动臂的实际情况，对液压泵进行控制，调节动臂的升降速度和位置。
3. 集成液压缸：集成液压缸是动臂的驱动装置，通过液压油的压力和流量，实现动臂的升降和定位。
4. 传感器：传感器实时监测动臂的位置、速度、压力等参数，为控制器提供反馈信息，保证系统的稳定性和可靠性。
三、系统性能参数及影响因素挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的性能参数主要包括动力性、稳定性和可靠性等方面。
影响系统性能的因素主要包括以下几个方面：1. 液压泵的性能：液压泵的输出压力和流量直接影响到系统的动力性和稳定性。
因此，选择合适的液压泵对于提高系统性能至关重要。
2. 控制器的精度：控制器的精度直接影响到动臂的定位精度和响应速度。
高精度的控制器可以保证动臂在各种工况下都能快速、准确地响应操作指令。
3. 集成液压缸的性能：集成液压缸的密封性能、刚度和耐磨性等性能参数直接影响系统的稳定性和可靠性。
因此，选择高质量的集成液压缸对于提高系统性能具有重要意义。
4. 传感器精度：传感器实时监测动臂的位置、速度、压力等参数，为控制器提供反馈信息。
传感器的精度直接影响系统的稳定性和可靠性。
因此，选用高精度的传感器对于保证系统性能具有重要意义。
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》一、引言挖掘机作为现代工程建设的核心设备，其动臂系统的性能直接关系到挖掘效率与作业精度。
随着液压技术的不断进步，动臂泵控集成液压缸系统成为了提升挖掘机动臂系统性能的关键。
本研究以挖掘机动臂泵控集成液压缸系统为研究对象，分析其系统特性，为进一步优化其性能提供理论依据。
二、系统构成与工作原理挖掘机动臂泵控集成液压缸系统主要由液压泵、动臂缸、控制系统等部分组成。
其中，液压泵为系统提供动力，动臂缸实现动臂的升降动作，控制系统则负责整个系统的协调工作。
在工作过程中，液压泵将机械能转化为液压能，通过管道输送到动臂缸。
动臂缸内的液压油在压力作用下推动活塞运动，从而实现动臂的升降。
控制系统根据动臂的升降需求，调节液压泵的供油量及压力，以实现动臂的精确控制。
三、系统特性分析1. 动力性能：挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的动力性能主要取决于液压泵的供油能力。
在保证足够供油量的前提下，系统能够提供稳定的动力，保证动臂的快速升降。
2. 控制性能：控制系统是挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的核心。
通过精确控制液压泵的供油量及压力，控制系统能够实现动臂的精确升降，提高作业精度。
3. 液压缸性能：动臂缸作为执行元件，其性能直接影响整个系统的性能。
动臂缸应具备较高的密封性能、承载能力和运动平稳性，以保证动臂的升降精度和速度。
4. 集成性能：挖掘机动臂泵控集成液压缸系统通过集成设计，将液压泵、动臂缸、控制系统等部分紧密结合，提高了系统的整体性能。
集成设计能够减小系统体积，降低能耗，提高系统的可靠性。
四、研究方法与实验结果本研究采用理论分析、仿真模拟和实验测试相结合的方法，对挖掘机动臂泵控集成液压缸系统进行深入研究。
通过建立系统的数学模型，分析系统的动态特性；利用仿真软件对系统进行仿真模拟，验证理论分析的正确性；最后通过实验测试，对系统的实际性能进行评估。
实验结果表明，挖掘机动臂泵控集成液压缸系统具有较好的动力性能、控制性能和液压缸性能。
《非对称轴向柱塞泵变排量研究》范文
《非对称轴向柱塞泵变排量研究》篇一一、引言非对称轴向柱塞泵作为一种重要的流体传动装置，广泛应用于各种工业领域。
随着现代工业的快速发展，对泵的排量调节性能提出了更高的要求。
因此，对非对称轴向柱塞泵的变排量技术进行研究，不仅有助于提高泵的工作效率，还能满足不同工况下的需求。
本文将针对非对称轴向柱塞泵的变排量技术进行深入研究，分析其工作原理及影响因素，并提出优化策略。
二、非对称轴向柱塞泵概述非对称轴向柱塞泵是一种通过轴向柱塞驱动液体流动的装置。
其结构特点为柱塞与缸体之间的非对称布置，使得泵在运行过程中能够产生较高的压力和流量。
这种泵具有较高的工作效率和良好的自吸能力，广泛应用于液压传动系统。
三、变排量技术研究（一）工作原理非对称轴向柱塞泵的变排量技术主要通过改变泵的排量来实现。
排量的改变可以通过调整柱塞的数量、行程或角度来实现。
通过改变这些参数，可以调整泵的输出流量和压力，从而满足不同工况下的需求。
（二）影响因素1. 液压系统的工作压力：工作压力直接影响泵的排量和输出流量。
在一定的范围内，增加工作压力可以提高泵的排量和输出流量。
2. 泵的结构参数：如柱塞数量、行程和直径等参数，都会对泵的排量和输出性能产生影响。
合理的结构参数设计对于提高泵的性能至关重要。
3. 工作介质特性：工作介质的粘度、温度等特性也会影响泵的排量和性能。
需要根据实际工作条件选择合适的工作介质。
（三）优化策略1. 智能控制技术：通过引入智能控制技术，实现泵的排量自动调节，根据实际需求自动调整泵的输出性能。
2. 优化结构设计：通过优化泵的结构设计，如改变柱塞的排列方式、采用更合理的缸体结构等，提高泵的排量和效率。
3. 材料选择：选择合适的材料，如高强度材料和耐磨材料，提高泵的耐用性和可靠性。
四、实验研究与分析为了验证非对称轴向柱塞泵变排量技术的有效性，我们进行了大量的实验研究。
实验结果表明，通过调整柱塞的数量和行程，可以有效地改变泵的排量和输出性能。
《非对称轴向柱塞泵变排量研究》范文
《非对称轴向柱塞泵变排量研究》篇一一、引言非对称轴向柱塞泵作为一种重要的流体传动装置，广泛应用于工程机械、船舶、航空等领域。
随着工业技术的不断发展，对泵的排量调节性能提出了更高的要求。
因此，研究非对称轴向柱塞泵的变排量技术，对于提高设备的能效、适应不同工况需求具有重要意义。
本文旨在探讨非对称轴向柱塞泵的变排量技术及其应用。
二、非对称轴向柱塞泵概述非对称轴向柱塞泵是一种通过柱塞在缸体中往复运动实现吸排液体的泵。
其非对称结构使得泵在运行过程中具有更高的效率和更优的排量调节能力。
这种泵主要由驱动机构、缸体、柱塞等部分组成，其中缸体和柱塞之间的相对运动是产生压力和流量的关键。
三、变排量技术研究（一）技术原理非对称轴向柱塞泵的变排量技术主要通过改变柱塞的行程和数量来实现。
通过调整驱动机构的参数，可以改变柱塞的行程，从而改变每个工作循环中柱塞的排液量。
同时，通过增加或减少柱塞的数量，也可以实现排量的调节。
（二）调节方式1. 机械调节：通过手动或机械装置调整驱动机构的参数，实现排量的快速调节。
这种方式适用于对排量变化范围不大，且需要频繁调整的工况。
2. 液压调节：利用液压系统中的压力和流量信号，通过控制阀门的开闭，实现排量的自动调节。
这种方式适用于对排量变化范围大，且需要快速响应的工况。
3. 电子调节：通过电子控制系统，根据设备的运行状态和外部环境信息，实时调整驱动机构的参数，实现排量的精确控制。
这种方式具有较高的自动化程度和智能性。
（三）技术特点非对称轴向柱塞泵的变排量技术具有以下特点：1. 高效性：通过优化缸体和柱塞的结构设计，提高泵的运行效率。
2. 灵活性：通过多种调节方式，实现排量的快速、精确调节。
3. 适应性：能够适应不同工况的需求，提高设备的能效。
四、应用领域及案例分析（一）应用领域非对称轴向柱塞泵的变排量技术广泛应用于工程机械、船舶、航空等领域。
在工程机械中，用于液压系统的动力传输；在船舶中，用于驱动推进装置；在航空领域，用于提供高压力、大流量的液压动力。
泵控非对称液压缸系统能效特性对比研究
泵控非对称液压缸系统能效特性对比研究王波;李运华;赵斌;葛磊;权龙【摘要】以现有对称泵控非对称缸系统和新型三油口泵控非对称缸系统为对象,对四象限工况下两种系统的能效特性进行了对比研究.介绍了两种系统的工作原理,对系统能效进行了理论分析,进一步在Simulation X软件中进行了仿真研究,并讨论了负载力大小对系统能效的影响.仿真结果表明,与对称泵控系统相比,三油口泵控系统第Ⅰ象限内,可提高系统能量效率7.6％,减少系统能量损失66％;第Ⅲ象限内,可提高系统能量效率21.2％,减少能量损失86.4％,因此具有更好的能效特性,节能效果显著.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】7页(P8-14)【关键词】对称泵;三油口泵;四象限工况;能效特性【作者】王波;李运华;赵斌;葛磊;权龙【作者单位】太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京 100191;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH137引言传统液压阀控系统响应速度快、控制精度高，但存在节流损失大、系统效率低和能量浪费大等问题[1]。
为了提高系统能量效率，最直接的方法是采用泵控系统，通过控制液压泵的排量或转速，直接无节流损失地驱动液压执行器，具有较高的能量效率[2]。
根据执行元件的不同，泵控系统进一步可分为泵控对称缸(马达)和泵控非对称缸两种。
其中，泵控对称缸系统研究起步较早，技术成熟，已广泛应用于飞机舵机等系统。
而泵控非对称缸系统、液压泵流量与液压缸两腔面积不匹配，如何补偿液压缸面积差造成的不对称流量是其需要解决的首要问题[3]。
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》范文
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》篇一一、引言挖掘机作为现代工程建设的核心设备之一，其动臂系统性能的优劣直接关系到整体作业效率和安全性。
近年来，随着液压技术的不断发展，挖掘机动臂泵控集成液压缸系统因其高效、节能的特点受到了广泛关注。
本文旨在研究挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性，为相关领域的进一步研究提供理论依据。
二、挖掘机动臂泵控集成液压缸系统概述挖掘机动臂泵控集成液压缸系统是一种将液压泵与动臂液压缸进行集成控制的系统。
该系统通过精确控制液压泵的输出压力和流量，实现对动臂液压缸的快速、准确控制，从而提高挖掘机动臂的工作效率和稳定性。
该系统具有结构紧凑、响应迅速、节能环保等优点。
三、系统组成及工作原理挖掘机动臂泵控集成液压缸系统主要由液压泵、集成阀块、动臂液压缸及传感器等部分组成。
其中，液压泵为系统提供动力，集成阀块负责控制液压油的流向和压力，动臂液压缸实现动臂的升降运动，传感器则负责实时监测系统的工作状态。
系统的工作原理如下：液压泵将机械能转化为液压能，通过集成阀块的控制，将液压能输送到动臂液压缸。
动臂液压缸根据工作需要，在液压能的驱动下实现升降运动。
同时，传感器实时监测系统的工作状态，将数据反馈给控制系统，实现系统的闭环控制。
四、系统特性研究1. 效率特性：挖掘机动臂泵控集成液压缸系统具有较高的工作效率。
通过精确控制液压泵的输出压力和流量，实现对动臂液压缸的快速、准确控制，从而提高工作效率。
同时，该系统还具有较好的负载适应性，能够在不同负载下保持较高的工作效率。
2. 节能特性：挖掘机动臂泵控集成液压缸系统采用先进的控制技术，实现系统的节能运行。
通过优化液压泵的工作曲线，减少不必要的能量损失，从而达到节能的目的。
此外，该系统还具有智能化的能耗管理功能，能够根据实际工作需要自动调整系统的工作状态，实现能量的合理利用。
3. 稳定性特性：挖掘机动臂泵控集成液压缸系统具有较好的稳定性。
通过集成阀块的控制，实现对动臂液压缸的精确控制，从而保证动臂的稳定升降。
非对称轴向柱塞泵配流盘泵控液压系统液压挖掘机论文
非对称泵配流特性及其在挖掘机动臂回路中的应用【摘要】液压挖掘机是最为常用的土方机械之一,作为一种多功能的工程机械,在建筑施工机械中有着非常重要的地位,由于其强大多功能适应性,在整个世界范围内都有很大的发展潜力。
目前市场上所使用的大多数挖掘机的液压系统都是运用各种控制阀来实现压力,流量和方向的控制,基于这种液压控制系统的传统液压挖掘机被称之为阀控挖掘机。
由于各类方向阀、压力阀和流量阀的飞速发展,阀控液压系统理论已经发展比较完善。
阀控式液压挖掘机占据很大的市场份额。
但是由于阀控液压系统本身存在的不可避免的节流损失问题,在增大系统装机功率的同时,导致阀控液压挖掘机出现燃油使用量大、耗油高、排放差、液压系统发热量大、效率低等问题。
近些年来随着人们的环保意识越来越强,高效节能的呼声越来越高,液压系统的各种控制技术及传动方式之间的竟争日趋激烈,节能型挖掘机必然会成为挖掘机发展的方向和趋势,挖掘机液压系统面临着节能减排的重大技术革新问题。
如何降低液压挖掘机的能耗、提高其能量利用率是各国液压挖掘机生产企业接下来要追求的主要目标,这也是论文的基本出发点。
阀控液压系统控制系统本身成为制约挖掘机技术进一步发展的技术难题,对比了泵直接闭式控制对称液压缸和泵控马... 更多还原【Abstract】 Hydraulic excavator is one of the most commonlyused earth mover, as one kind of the multi-functionalengineering machineries, because of its powerfulmulti-functional adaptation,Hydraulic excavator has a very important role in the construction machinery, and has a great potential in the whole world market. Currently, most of the hydraulic excavators used the variety of valves to control the pressure, flow and direction of hydraulic system, this based on the hydraulic control system traditional ... 更多还原【关键词】非对称轴向柱塞泵；配流盘；泵控液压系统；液压挖掘机；【Key words】New axial piston pump；Valve plate；Pump controlled hydraulic system；Mini hydraulic excavator；【索购硕士论文全文】Q联系Q：138113721 139938848 即付即发目录摘要3-6ABSTRACT 6-8第一章绪论13-271.1 课题研究的背景及科学意义131.2 电液控制系统的发展和运用13-231.2.1 阀控液压系统介绍14-181.2.2 泵控液压系统18-231.3 计算机仿真技术简介23-241.3.1 仿真技术产生的背景23-241.3.2 仿真技术的发展241.4 论文的主要研究内容和创新点24-271.4.1 论文研究的主要内容251.4.2 论文研究的创新点25-27第二章新配流原理及新型液压泵三维模型27-412.1 多学科仿真软件SimulationX功能介绍27-302.1.1 仿真软件SimulationX建模方式282.1.2 SimulationX的标准模型库28-292.1.3 SimulationX的主要特点29-302.2 三维建模软件Pro/E功能介绍30-322.3 新配流原理介绍32-342.3.1 新配流方案的提出32-332.3.2 系统集成技术控制方案33-342.4 新配流方案的特点34-362.4.1 两种配流方案的共同特点34-352.4.2 两种配流方案的对比352.4.3 新配流方案噪声来源分析35-362.5 两种新型液压泵三维模型36-402.5.1 液压泵普通元件模型36-382.5.2 液压泵核心元件模型38-392.5.3 泵总装模型39-40第三章串联型三配流窗口轴向柱塞泵特性研究41-613.1 串联型三配流窗口泵配流方案41-423.2 串联型三配流窗口柱塞泵建模及仿真42-473.2.1 单柱塞配流面积43-453.2.2 泵泄漏量计算45-473.2.3 单柱塞模型473.3 压力流量特性47-533.3.1 斜盘满偏角时泵出口排量47-483.3.2 不同转数下泵的各口流量曲线48-493.3.3 非死点过渡区域分析49-503.3.4 阻尼孔对流量压力脉动的影响503.3.5 软管对流量脉动的影响50-523.3.7 仿真验证52-533.4 泵几何结构及样机53-543.4.1 配流盘及泵后盖结构53-543.4.2 泵的缸体和样机结构543.5 试验验证54-593.5.1 时域分析55-563.5.2 频域分析56-583.5.3 噪声特性分析58-593.6 结论59-60第四章并联型双作用轴向柱塞泵特性研究61-874.1 双作用配流方案61-634.1.1 双作用配流方案的提出61-624.1.2 双作用泵缸体及样机模型62-634.2 应用前景63-654.3 双作用配流方案建模与仿真65-714.3.1 单柱塞配流面积计算65-694.3.2 泵泄漏量计算69-704.3.3 单柱塞模型70-714.4 泵压力流量特性研究71-734.4.1 单作用泵模式71-724.4.2 双作用泵模式72-734.5 仿真与试验对比73-794.5.1 时域分析74-764.5.2 频域分析76-774.5.3 泵噪声特性分析77-794.6 两种双作用泵对比79-844.6.1 回路控制原理79-814.6.2 试验对比分析81-844.7 结论84-854.8 本章小结85-87第五章泵控差动缸回路在小型挖掘机上的运用87-1095.1 阀控式小型液压挖掘机简介87-885.2 试验平台YC60-7小型挖掘机介绍88-895.3 阀控挖掘机虚拟样机的建立89-965.3.1 挖掘机三维实体模型89-945.3.2 阀控挖掘机液压系统模型建立94-965.4 挖掘机工作部分泵控系统的运用96-1025.4.1 新型液压泵模型975.4.2 泵直接控制差动缸回路模型97-1015.4.3 泵直接控制系统在挖掘机工作部分上的运用101-1025.5 两种系统能量消耗情况102-1075.5.1 阀控挖掘机工作循环及能量消耗103-1065.5.2 泵控挖掘机能量消耗106-1075.6 本章小结107-109第六章论文总结与工作展望109-1136.1 论文总结109-1106.2 工作展望110-113参考文献。
掘进机非对称式柱塞变量泵的工作特性
第12期㊀山西焦煤科技㊀No.122020年12月㊀㊀Shanxi Coking Coal Science &Technology㊀㊀Dec.2020㊀㊃专题综述㊃收稿日期:2020-10-31作者简介:赵振华(1990 ),男,辽宁本溪人,2014年毕业于太原工业学院,助理工程师,主要从事煤矿机电安全工作(E-mail)TZZDRZDR@掘进机非对称式柱塞变量泵的工作特性赵振华(山西焦煤机械电气有限公司,山西㊀太原㊀030024)㊀㊀摘㊀要㊀为进一步了解掘进机非对称式柱塞变量泵的工作特性,分析了非对称式柱塞变量泵的流量大小控制和流量分配原理,分别对柱塞泵变量控制系统的流量计算㊁斜盘动力学方程㊁伺服阀压力和流量控制方程等相关数学模型进行了研究,并利用AMESim 软件建立了该系统的仿真模型㊂仿真结果表明,为同时保证斜盘较快的响应速度和较低的系统能耗,应选择合适的T 口排油压力㊂关键词㊀掘进机;非对称式柱塞变量泵;单出杆液压系统中图分类号:TD421.5㊀文献标识码:B㊀文章编号:1672-0652(2020)12-0042-03㊀㊀掘进作业是煤矿开采的重要环节,主要利用掘进机的截割㊁转运㊁自行走等功能,不断切割煤岩形成一定断面形状的巷道,为后续开采作业提供切入空间㊂因此,掘进装备的技术水平直接关系着煤矿的安全高效生产㊂掘进机是典型的机电液一体化设备,其中,液压系统主要为截割升降㊁摆动㊁行走㊁支撑功能等提供液压动力,在截割过程中,截割臂的左右和上下运动完全依靠液压系统的准确控制,因此液压系统的工作效率和可靠性对掘进作业具有重要的影响㊂液压泵是液压系统的心脏,主要为各液压设备的动作提供流量和压力支撑[1-3].掘进机液压系统可分为开式阀控液压系统和闭式泵控液压系统,前者主要利用定量泵和各类阀体结合,对系统压力㊁执行元件运动速度等进行控制㊂因此调速和调压过程中存在明显的节流和溢流能量损失,系统温升较快,功率损失较大,同时,在外载荷变化情况下,油缸内的压力波动明显,因此缸体易发生气蚀㊂鉴于阀控系统的各种缺陷,诸如掘进机等重型煤矿设备应首选泵控系统㊂泵控系统采用变量泵控制系统的压力㊁流量和执行元件运动速度等,因此在调节过程中无溢流和节流损失,能量利用率较高,且调速范围宽,系统更加稳定㊂常见的对称式柱塞变量泵因无法消除单出杆液压缸两腔面积差带来的压力和速度突变问题,因此逐渐被非对称式柱塞变量泵替代[4-6].1㊀非对称柱塞泵工作原理非对称变量泵的流量大小控制原理图见图1.流量控制机构主要由PLC 控制器㊁角度编码器㊁变量控制缸㊁伺服比例阀㊁恒定压力源等元件组成,其中变量控制缸的活塞杆与变量泵内的斜盘以机械方式连接,通过调节活塞杆的位置,可控制斜盘的倾角,从而控制变量泵的输出压力㊂其它排油口T 和B 的出口压力分别与蓄能器和溢流阀的设定值有关㊂斜盘角度调整量可由角度编码器测得,由此计算输出压力反馈信号u b .u b 与输出压力控制信号u i 共同输入PLC 控制器内,通过内部逻辑运算,向伺服比例阀输出控制信号,由此控制变量缸内活塞杆及关联斜盘的运动,并最终控制变量泵的输出压力和流量㊂以上控制方式为压力和流量的闭环反馈控制㊂非对称变量泵的流量分配原理见图2,与定量泵的对称形式配流盘不同,非对称变量泵的配流盘采用三油口非对称结构,以串联式油口(图2)为例,3处配流窗口的面积从大到小依次为A㊁B㊁T,其中B 口1 PLC 控制器㊀2 角度编码器㊀3 蓄能器㊀4 变量泵㊀5 电机㊀6 溢流阀㊀7 恒定压力源㊀8 伺服比例阀9 变量控制缸图1㊀非对称变量泵的流量大小控制原理图和T 口为两个独立的吸油或排油口,随着斜盘角度的正负变化而改变工作状态㊂当斜盘倾角为正时,A 口从液压缸的无杆腔吸油,而B㊁T 口分别向液压缸的有杆腔和蓄能器排油,由于两腔面积差导致的流量突变被蓄能器吸收,因此可保证两腔压力稳定,活塞杆平稳收回;当斜盘倾角为负时,B㊁T 口分别从液压缸的有杆腔和蓄能器中吸油,然后再从A 口排向液压缸的无杆腔,活塞杆平稳伸出㊂单向阀负责控制蓄能器的补油方向㊂两处溢流阀可保证系统压力不超限㊂1 蓄能器㊀2 溢流阀㊀3 液压缸4 单向阀㊀5 配流盘及配流窗口图2㊀非对称变量泵的流量分配原理图2 非对称柱塞泵相关数学模型根据变量泵的流量分配原理可知,假设液压缸有杆腔和无杆腔的面积之比为λ,则变量泵配油盘上A㊁B㊁T 3处窗口的流量之比为:q A ʒq B ʒq T =1ʒλʒ(1-λ)(1)由轴向柱塞式变量泵的流量计算方法可知,配流盘B 口的流量q B 计算公式如下:q B =NA P rωtan απλ(2)式中:N 泵内的柱塞总数,个;A P 柱塞的横截面积,mm 2;r 柱塞所处分布圆半径,mm;ω 泵的输入转速,rpm;α为斜盘倾角,(ʎ).由变量泵斜盘的受力状态可知,斜盘的运动学方程为:I +mL 2+N 2m p r 2()d 2αd t2+C d αd t +2kL -N2m p r 2ω2()ˑα=p L AL -T t(3)式中:I 斜盘绕旋转中心的转动惯量,kg㊃m 2;m 变量控制缸中活塞的重量,kg;L 斜盘所受作用力的力臂长度,mm;m p 柱塞泵内单个柱塞的质量,kg;C 斜盘的黏性阻尼系数;k 变量控制缸中弹簧的刚度;p L 外载荷压力值,MPa;A 变量控制缸的活塞面积,mm 2;T t 变量泵内所有柱塞对斜盘的合力矩,N㊃m.由变量泵的工作原理可知,合力矩T t 是周期性变化的,以柱塞变量泵为例,若电机输入转速为2000r /min,则T t 的变化频率约为300Hz,该频率远高于通过伺服比例阀控制变量缸的频率,因此,T t 可用柱塞对斜盘的合力矩的平均值表示:T t =NA P r 2πp B -p T +p T +p B 2-p A ()γ1éëêêùûúú(4)式中:p T ㊁p B ㊁p A 分别为T㊁B㊁A 口的压力,MPa;γ1 变量缸内柱塞从配流口T(或A)到配流口A(或B)的等效压力过渡角,(ʎ).由于图1中伺服比例阀的频宽相对较大,因此可将其简化为一阶系统,则伺服比例阀满足以下数学模型:K v u i =T 1d x v d t+x v(5)式中:K v 螺线管力常数;㊃34㊃2020年第12期赵振华:掘进机非对称式柱塞变量泵的工作特性ui 控制电压,V;T1 时间常数;xv 比例阀阀芯的位移量,mm.伺服比例阀在零工作点位置时的流量满足以下公式:qL=K q x v-K c p L(6)式中:qL 零工作点位置的流量,即负载流量,m3/s;Kq 流量增益;Kc 流量压力系数;pL 变量控制缸两侧的压差,即p L=p1-p2,p1㊁p2分别为变量控制缸两腔的压力㊂伺服比例阀在其它工作位时,假设忽略管路沿程压力损失,压力介质温度恒定,且变量控制缸的各种泄漏损失均为层流,则变量控制缸的流量连续方程:q L =AL dαd t+C t p L+V t4βed p Ld t(7)式中:Ct 图1变量控制缸的总泄漏系数;Vt 变量控制缸的总压缩容积,mm3;βe 压力介质的体积弹性模量㊂以上各式即为不对称柱塞式变量泵的各元件参数的数学模型,由此可进行虚拟建模和仿真㊂3㊀非对称泵控单出杆液压系统仿真为进一步研究不对称柱塞式变量泵的系统特性,利用AMESim软件对该系统进行建模和仿真,并分别根据上述相关数学模型对系统参数进行设定㊂模型中,设定泵内斜盘倾角α=15ʎ,油口A处于吸油状态,压力p A=0,油口B和T处于排油状态,压力p B=20MPa,当T口排油压力p T分别为3MPa㊁9MPa时,斜盘的角度变化响应曲线见图3.由图3可见斜盘角度由1.5ʎ增大至15ʎ时,角度变化的响应时间受p T的影响较小;当斜盘角度由大变小时,p T= 3MPa对应的斜盘响应时间为0.215s,而p T=9MPa ㊀对应的斜盘响应时间缩短至0.076s.这是因为,当B 口和T口的压差由17MPa减小至11MPa时,由式(4)可知,作用在斜盘上的合力矩T t减小,而当斜盘倾角也减小时,则伺服比例阀阀口两侧的压差增大,相当于增大了流量增益K q,由此提高了斜盘角度变化的响应速度㊂图3㊀斜盘角度变化响应曲线图由此可知,对于串联式三油口非对称柱塞变量泵,为提高斜盘变化的响应速度,应尽量缩小B口和T口的压差,即增大T排油压力,而增大T口压力将增加系统耗能,因此在该类型泵使用过程中,应尽量选择合适的T口排油压力㊂4㊀结㊀论由于非对称式柱塞变量泵可消除由单出杆液压缸两腔面积差造成的压力和速度突变问题,因此适宜应用在掘进机液压系统中㊂为进一步了解该类型变量泵的工作特性,分析了非对称式柱塞变量泵的流量大小控制和流量分配原理,并分别对柱塞泵变量控制系统的流量计算㊁斜盘动力学方程㊁伺服阀压力和流量控制方程等相关数学模型进行了研究,并以此为基础,利用AMESim软件建立了该系统的仿真模型㊂仿真结果表明,为同时保证斜盘较快的响应速度和较低的系统能耗,应选择合适的T口排油压力㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀李㊀菊,路㊀震.掘进机中定量与变量液压系统的对比分析[J].山东工业技术,2015(17):269.[2]㊀秦彦凯.掘进机负载敏感系统流量分配特性分析[J].煤矿机械,2015,36(3):116-119.[3]㊀唐友亮,刘㊀萍.EBZ75型掘进机液压系统设计及动态特性研究[J].煤矿机械,2014,35(7):59-61.[4]㊀安㊀文,赵㊀星,王金和.掘进机A11VO变量泵液压系统的工作原理分析[J].矿业装备,2014(5):106-107.[5]㊀杨梅生,彭天好,刘佳东,等.悬臂式掘进机中的负载敏感控制及节能分析[J].煤矿机械,2010,31(3):214-217.[6]㊀杜㊀军,贾文明,李宗锦.新型掘进机液压系统的设计[J].液压与气动,2008(6):78-79.(下转第49页)㊃44㊃山西焦煤科技2020年第12期参㊀考㊀文㊀献[1]㊀聂国伦.煤矿供电系统运行与维护[M].北京:煤炭工业出版社,2011.[2]㊀笪爱彬.浅谈配电线路故障的原因及其运维管理分析[J].工程技术(引文版),2016(4):00182-00182.[3]㊀王康民,李学忠.组态软件MCGS 在地方煤矿安全生产监控中的应用研究[J].太原理工大学学报,2008(S2):82-83,87.[4]㊀孙㊀燕.基于MCGS 组态软件的大型超市消防监控平台设计[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2018,34(2):26-28,40.[5]㊀彭㊀波,许振文.基于MCGS 组态软件的煤矿安全监控系统[J].煤矿机电,2005(3):27-29.Energy Consumption Monitoring System Based onMCGS Configuration SoftwareCUI Renjie㊀㊀Abstract ㊀Xinzhi coal mine designed a coal mine power consumption monitoring system based on MCGSconfiguration software.All related operation data are analyzed and collected,the abnormal data are early warned inreal time,and the equipment is maintained accurately.Tested by trial operation,the system can save 5%~8%of the monthly power cost of the coal mine,and realize centralized monitoring and control of energy consumption of the coalmine power grid.Key words ㊀MCGS software;Upper computer monitoring system;communication base station;Electric metercommunication protocol driver design (上接第41页)Application of Load -sensitive Variable Pump inHydraulic System of RoadheaderLIU Yihui㊀㊀Abstract ㊀The simulation model of the cutting lift circuit is established using AMESim simulation software.Thepressure fluctuations under standby conditions and cutting and lifting conditions were studied respectively.Thesimulation results show that the load-sensitive variable pump can meet the requirements of system stability,energysaving and consumption reduction under different working conditions.Key words ㊀Heading machine hydraulic system;Load sensitive control technology;Variable pump;Cutting liftcircuit(上接第44页)Working Characteristics of AsymmetricalPiston Variable Pump for Heading MachineZHAO Zhenhua㊀㊀Abstract ㊀The flow of the plunger variable displacement control system together with the related mathematicalmodels such as the dynamic equation of swash plate,servo valve pressure and flow control are studied.Based on a-bove mentioned a simulation model of the system is established by using AMESim software.The simulation results show that the swash plate is faster than begore,the response speed and energy consumption should be selected with a suitable T-port drain pressure.Key words ㊀Heading machine;Asymmetric piston variable pump;Single rod hydraulic system㊃94㊃2020年第12期崔仁杰:基于MCGS 组态软件的煤矿电网能耗监控系统。
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》范文
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》篇一一、引言挖掘机作为现代工程建设的核心设备之一，其动臂系统是挖掘机的重要组成部分。
动臂泵控集成液压缸系统是挖掘机动臂系统中的关键部分，其性能直接影响着挖掘机的作业效率和稳定性。
因此，对挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性进行研究具有重要的理论和实践意义。
二、系统结构及工作原理挖掘机动臂泵控集成液压缸系统主要由泵、控制阀、液压缸、传感器等部分组成。
其中，泵是系统的动力源，负责提供动力；控制阀负责调节液压缸的进油和回油，从而控制动臂的运动；液压缸则是执行元件，将液压能转化为机械能，驱动动臂运动；传感器则负责实时监测系统的压力、流量等参数，为控制系统的调节提供依据。
在工作过程中，泵将机械能转化为液压能，通过控制阀调节液压缸的进油和回油，从而驱动动臂完成升降、倾斜等动作。
同时，传感器实时监测系统的压力、流量等参数，将信息反馈给控制系统，实现系统的闭环控制。
三、系统特性分析1. 动力性能挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的动力性能主要取决于泵的输出功率和液压缸的效率。
在一定的工况下，通过调节泵的排量和压力，可以实现对动臂运动的速度和力量的控制。
此外，液压缸的效率也会影响系统的动力性能，其效率越高，系统的动力性能越好。
2. 稳定性系统的稳定性是衡量挖掘机动臂泵控集成液压缸系统性能的重要指标。
在系统运行过程中，由于外部干扰和内部摩擦等因素的影响，系统可能会产生振动和漂移等现象。
通过合理的控制策略和优化设计，可以减小这些因素的影响，提高系统的稳定性。
3. 响应速度响应速度是衡量系统对控制指令反应快慢的指标。
在挖掘机动臂系统中，响应速度越快，动臂的运动越迅速，作业效率越高。
然而，过快的响应速度也可能导致系统的不稳定。
因此，需要在保证系统稳定性的前提下，尽可能提高系统的响应速度。
4. 节能性节能性是衡量挖掘机动臂泵控集成液压缸系统性能的重要指标之一。
通过合理的控制策略和优化设计，可以降低系统的能耗，提高系统的节能性。
《非对称轴向柱塞泵变排量研究》
《非对称轴向柱塞泵变排量研究》篇一一、引言非对称轴向柱塞泵作为一种重要的液压传动装置，广泛应用于工程机械、船舶、冶金、矿山等领域。
随着工业技术的不断发展，对液压系统的性能要求也越来越高，其中泵的排量调节能力是衡量液压系统性能的重要指标之一。
因此，对非对称轴向柱塞泵的变排量技术进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、非对称轴向柱塞泵的结构与工作原理非对称轴向柱塞泵主要由泵体、驱动轴、柱塞、轴承等部件组成。
其工作原理是利用柱塞在驱动轴的作用下进行往复运动，将液压油从低压区吸入并压向高压区，从而实现能量的传递和转换。
三、变排量技术的必要性传统的非对称轴向柱塞泵通常采用定排量设计，其排量固定，无法根据实际需求进行调节。
然而，在实际应用中，由于工作负载的变化和系统压力的波动，往往需要泵的排量能够灵活调节以适应不同的工作条件。
因此，研究变排量技术具有重要的实际应用价值。
四、变排量技术的研究现状目前，针对非对称轴向柱塞泵的变排量技术，国内外学者进行了大量的研究。
其中，常见的变排量技术包括：通过改变柱塞的行程来实现排量的调节、通过调整驱动轴的转速来实现排量的变化等。
然而，这些方法在实现过程中往往存在结构复杂、能耗高等问题。
因此，研究更为高效、简单的变排量技术成为了当前的研究热点。
五、非对称轴向柱塞泵变排量技术研究针对上述问题，本文提出了一种新型的非对称轴向柱塞泵变排量技术。
该技术通过改变泵的进油口和出油口的面积来实现排量的调节。
具体而言，通过在进油口和出油口处设置可调面积的节流装置，根据系统压力和工作负载的变化，实时调整节流装置的面积，从而改变进油量和出油量，实现排量的调节。
六、实验研究与结果分析为了验证该变排量技术的可行性和有效性，本文进行了大量的实验研究。
实验结果表明，该技术能够根据系统压力和工作负载的变化实时调节泵的排量，具有较好的动态响应性能和调节精度。
同时，与传统的变排量技术相比，该技术具有结构简单、能耗低等优点。
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》范文
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》篇一一、引言挖掘机作为现代工程机械的重要设备之一，其高效、稳定、安全的作业性能主要依赖于其复杂的液压系统。
动臂作为挖掘机的重要组成部分，其泵控集成液压缸系统的工作特性和性能对于整个挖掘机的工作效率具有举足轻重的作用。
因此，本文将对挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性进行深入的研究。
二、挖掘机动臂泵控集成液压缸系统概述挖掘机动臂泵控集成液压缸系统主要由液压泵、阀组、液压缸以及相关传感器等组成。
其中，液压泵为系统提供动力源，阀组控制液压缸的进油和回油，传感器则负责实时监测系统的压力和流量等参数。
该系统通过精确控制液压缸的伸缩，实现动臂的升降和位置调整，从而达到挖掘作业的目的。
三、系统特性研究1. 泵控系统的工作原理与特性泵控系统是挖掘机动臂液压系统的核心部分，其工作原理是通过控制液压泵的流量和压力，实现对液压缸的精确控制。
该系统具有高响应速度、高精度和高效率的特点，能够满足挖掘机在各种工况下的作业需求。
然而，泵控系统也存在着一定的局限性，如对油液污染敏感、易受温度影响等。
2. 集成液压缸的结构与性能集成液压缸是动臂泵控系统的重要执行元件，其结构包括缸体、活塞、密封件等。
该缸体结构紧凑，能实现快速响应和精确控制，有效提高挖掘机的工作效率。
此外，集成液压缸还具有承载能力强、寿命长等优点。
然而，其缺点是存在内部泄漏和外部泄漏的可能性，这将对系统的性能产生一定的影响。
3. 系统特性分析挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性主要包括稳定性、动态响应性、能耗等。
在稳定性方面，该系统通过精确控制液压缸的伸缩，实现动臂的稳定升降和位置调整。
在动态响应性方面，该系统具有高响应速度和高精度，能够快速适应各种工况变化。
在能耗方面，该系统通过优化控制策略和结构设计，降低能耗，提高工作效率。
然而，在实际应用中，该系统仍存在一些待解决的问题，如油液污染、温度变化对系统性能的影响等。
四、研究方法与实验结果为了深入研究挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性，本文采用理论分析、仿真分析和实验研究相结合的方法。
《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》范文
《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》篇一一、引言随着现代工程机械技术的飞速发展，挖掘机作为土方工程中的主要设备，其性能和效率直接关系到工程建设的速度和质量。
分布式泵控液压系统作为挖掘机的重要技术之一，其特性研究对于提升挖掘机的作业效率和稳定性具有重要意义。
本文将针对挖掘机分布式泵控液压系统的特性进行深入研究，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、分布式泵控液压系统概述挖掘机分布式泵控液压系统是一种先进的液压控制系统，通过分布式控制策略，实现对挖掘机各执行机构的精确控制。
该系统具有结构紧凑、控制精度高、响应速度快等优点，能够有效地提高挖掘机的作业效率和稳定性。
三、分布式泵控液压系统特性分析1. 控制系统特性挖掘机分布式泵控液压系统的控制系统采用先进的电液比例控制技术，通过传感器和控制器实现对各执行机构的精确控制。
该系统具有自适应性、智能性和可靠性等特点，能够根据作业需求自动调整控制参数，实现优化控制。
2. 液压系统特性挖掘机分布式泵控液压系统的液压系统采用先进的泵控技术，通过控制泵的流量和压力，实现对各执行机构的精确驱动。
该系统具有高效率、低能耗、低噪音等特点，能够有效地提高挖掘机的作业效率和稳定性。
3. 执行机构特性挖掘机分布式泵控液压系统的执行机构包括动臂、斗杆、铲斗等，通过液压缸和马达等装置实现精确的运动控制。
该系统的执行机构具有较大的工作范围和较高的承载能力，能够满足各种复杂的作业需求。
四、实验研究与分析为了深入研究挖掘机分布式泵控液压系统的特性，本文进行了一系列的实验研究。
实验结果表明，该系统具有良好的自适应性、智能性和可靠性等特点，能够根据作业需求自动调整控制参数，实现优化控制。
同时，该系统的液压系统具有高效率、低能耗、低噪音等特点，能够有效地提高挖掘机的作业效率和稳定性。
此外，该系统的执行机构具有较大的工作范围和较高的承载能力，能够满足各种复杂的作业需求。
五、结论与展望通过对挖掘机分布式泵控液压系统的特性研究，本文得出以下结论：1. 分布式泵控液压系统具有自适应性、智能性和可靠性等特点，能够根据作业需求自动调整控制参数，实现优化控制。
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》
《挖掘机动臂泵控集成液压缸系统特性研究》一、引言随着工程机械的快速发展，挖掘机作为现代工程建设中的关键设备，其高效、稳定、安全的操作性能对工程项目至关重要。
动臂系统作为挖掘机的重要组成部分，其性能直接影响挖掘机的整体工作效率。
而动臂泵控集成液压缸系统作为动臂系统中的核心部分，其特性研究对于挖掘机的性能提升具有重要意义。
本文将重点研究挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性，以期为挖掘机的优化设计提供理论支持。
二、系统概述挖掘机动臂泵控集成液压缸系统主要由液压泵、控制阀、液压缸等部分组成。
其中，液压泵为系统提供动力，控制阀负责调节液压缸的进油和回油，液压缸则实现动臂的升降运动。
该系统通过泵控技术，实现动臂的精确控制和高效运行。
三、系统特性研究1. 动力性能研究动力性能是挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的关键性能指标。
通过分析液压泵的输出功率、压力和流量等参数，可以评估系统的动力性能。
在系统工作时，液压泵的输出功率应与负载需求相匹配，以保证动臂的升降速度和力量。
同时，系统应具备较好的压力适应性，以应对不同工况下的负载变化。
2. 控制性能研究控制性能是挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的另一重要性能指标。
通过分析控制阀的调节性能和响应速度，可以评估系统的控制性能。
在系统工作时，控制阀应能实现快速、准确的进油和回油调节，以保证动臂的精确控制和稳定运行。
此外，系统还应具备较好的抗干扰能力，以应对外部因素的干扰和影响。
3. 集成性能研究挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的集成性能主要体现在系统各部件之间的协调性和整体性。
通过分析液压缸与液压泵、控制阀之间的配合关系和相互作用，可以评估系统的集成性能。
在系统工作时，各部件应能协调工作，共同实现动臂的升降运动。
同时，系统应具备较好的稳定性和可靠性，以保证长期、稳定、高效的工作。
四、研究方法与实验结果本研究采用理论分析、仿真分析和实验研究相结合的方法，对挖掘机动臂泵控集成液压缸系统的特性进行研究。
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非对称柱塞泵直驱挖掘机液压缸控制特性研究
经过20多年的发展，虽然泵控单出杆液压缸技术取得了许多进展，但对于单出杆液压缸面积差造成的流量不对称问题，依然没有好的解决方案，尤其在用于挖掘机液压缸等负载力大小和方向频繁变化的系统时，对称泵控回路存在液压缸速度和压力突变、系统稳定性差等问题，影响实际的应用。
因此研究一种稳定可靠、能够匹配单出杆液压缸流量差的泵直驱单出杆液压缸回路具有重要的应用意义。
标签：泵控缸，非对称柱塞泵，挖掘机斗杆，单出杆液压缸
在实际工程机械领域，由于大部分的液压缸负载力大小及方向均是时变、不可测的，对于采用对称泵控回路时，存在速度突变和压力波动，系统实际控制性能较差。
而通过理论分析可知，非对称泵控单出杆液压缸回路可以解决这一问题，并且通过试验测试证明了在恒定负载工况下系统具有良好的运行特性，进一步地，本文以挖掘机液压缸为研究对象，对系统的变负载控制特性及能耗特性进行了研究。
1 斗杆运行控制策略
在液压挖掘机中，液压缸控制系统一般是以液压缸速度为控制量构成的开环控制系统。
驾驶员通过目测距离，控制手柄幅度给定挖掘机液压缸运行的目标速度信号，目标速度信号经过比例放大器转换为电机转速信号，电机转速信号通过电机自身的速度闭环向柱塞泵提供扭矩平衡负载转矩，使柱塞泵工作在某一转速，从而控制柱塞泵的输出流量，柱塞泵输出流量与液压缸容腔面积相乘就得到了液压缸的运行速度。
此外要达到高效工作，要求机械臂远离工作点时高速运行，在工作点附近低速运行，其控制原理方框图如图1所示。
但仅对系统速度进行开环控制，无位置精度、抗扰特性差，只适用于无位置要求的人工操作环境，不能满足自动挖掘要求。
针对这一问题，通过采用位置闭环设计目标速度，速度负反馈提高控制精度、系统抗干扰性和速度前馈提高系统动态响应，实现挖掘机斗杆的位置
-速度双变量精确控制，其系统控制方框图如图2所示。
从图中可知，系统若人工操作，则可去掉位置闭环，只对速度进行负反馈及前馈控制，此方式可使斗杆按手柄给定速度精确运行，系统抗干扰性强;若进行自动挖掘，则控制器首先根据目标位置与实际位置偏差计算运行过程中的目标速度，然后通过检测实际速度与目标速度差值，进行速度负反馈及前馈动态补偿，实现系统位置闭环，实现挖掘机自动挖掘。
2 回路速度特性
根据图回路模型原理、图1所示速度开环控制策略，负载力大小及方向发生变化时，非对稱泵和对称泵控斗杆液压缸的速度控制特性曲线如图3（a）、3（b）所示。
从图中目标速度曲线可以看出，在0-2.5 s、9-11 s 及17.5-20 s 时间段，液压缸处于静止状态，在 2.5-9 s 时间段，液压缸活塞杆伸出，在11-17.5 s 时间段，液压缸活塞杆收回。
当采用对称型柱塞泵控制挖掘机斗杆液压缸时，液压缸速度在5 s 由0.2m/s突变为0.1m/s，在12.5 s
液压缸速度又从0.1m/s 突变为0.2m/s，是系统的速度控制特性无法达到要求。
这是由于在5 s 及12.5 s 时，斗杆液压缸负载力方向发生变化，控制容腔改变，而在对称柱塞泵转速不变、进出油口流量相同条件下，单出杆液压缸两腔面积不同，在控制容腔改变时造成液压缸速度突变;而当采用非对称柱塞泵时，因其本身为非对称配流，进出油口流量比例与液压缸任意速度下两腔流量比例相匹配，在控制容腔改变时，流量相应变化，液压缸各工况下速度相同，不会出现速度突变。
3 管路参数对液压缸速度特性影响
在“临界流量”匹配状态下，设定软管的体积弹性模量β为100mPa 并进行仿真，得到软管长度分别为1m、3m、5m时，液压缸速度特性曲线如图4（a）、（b）所示，其中图（a）为液压缸完整速度曲线，图（b）为液压缸加速伸出和加速收回时速度曲线的局部放大图。
从图中曲线可以看出，软管长度l 分别为1m、3m和5m时，液压缸加速伸出速度震荡幅值分别约为0.01m/s、0.03m/s 和0.05m/s;液压缸加速收回速度震荡幅值分别约为0.005m/s、0.008m/s 和0.015m/s。
从数据结果能够看出，软管越长，液压缸加速伸出和收回时产生的速度震荡越剧烈，并且速度稳定时间也会变长。
在相同条件下，设定软管长度l为5m，软管体积弹性模量分别为100mPa、200mPa、
300mPa 并进行仿真，得到不同体积弹性模量时液压缸的速度变化曲线如图5所示。
从图中曲线可以看出在液压缸加速伸出，软管弹性模量β分别为100mPa、200mPa 和300mPa 时，液压缸加速伸出速度震荡幅值分别约为0.069m/s、0.041m/s 和0.029m/s;液压缸加速收回速度震荡幅值分别约为0.022m/s、0.013m/s 和0.01m/s。
从数据结果能够看出，软管体积弹性模量越大，液压缸加速伸出和收回时的速度震荡越小，系统越稳定。
通过对不同软管长度及体积弹性模量的分析，说明在泵控系统中应尽量减小软管使用，在不可避免的条件下，应尽量选用体积弹性模量大的软管。
研究结果表明：与对称泵控单出杆液压缸相比，所提出的非对称柱塞泵控单出杆液压缸回路在恒负载与变负载工况下均可获得良好的控制特性，在负载力大小和方向发生变化时，液压缸速度无突变。
通过改变伺服电机旋转方向，即可使单出杆液压缸获得对称的伸出和收回速度，极大简化了系统控制策略，同时系统节能效果也非常显著。
参考文献
【1】[张红娟权龙，李斌. 注塑机电液控制系统能量效率对比研究[J]. 机械工程学报，2012，48（8）：180-187.
【2】赵虎，张红娟，权龙，等.非对称泵控差动缸速度伺服系统特性[J]. 机械工程学报，2013，49（22）：170-176.。