第十一章 典型工程机械电液系统分析(1)PPT教学课件
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第十一章 典型工程机械电液系统分 析与故障诊断
第一节 沥青混凝土摊铺机电液控制系统简介
第二节 行驶系统
第三节 供料系统
第四节 振动、振捣系统
第五节 熨平板提升系统
第六节 熨平板延伸
第七节 熨平板自动调平回路
第八节 2020/12/10 液压与电路系统典型故障分析
1
第一节 沥青混凝土摊铺机电液控制系统简介
R26
R27
RY11(RY12)
RY21(RY22)
图11-4 手动行驶控制电路
当R26调至最小时（R26=0），R27调至最 左端或最右端时，由电磁阀的最大允许 工作电流Imax得关系： V=[R25+RL//（R27+RL）]Imax 式中V为电源电压，RL为其中任意电磁阀 电阻，且RY11=RY12=RY21=RY22 =RL，死区补偿工作电压Vmin或最小工作 电流Imin(Imin=Vmin/RL)一般由电磁阀 技术参数决定。因此R26在最大电阻值时， V=[R25+R26+(1/2R27+RL)//(1/ 2R27+RL)]Imin 电磁阀上的额定工作电 流Ie或额定工作电压Ｖe的关系： Ve=VRL/[R25+(0.5R27+RL)//(0.5R27 +RL)]
当负载阻值增加50%时，在规
定电压范围内，工作电流变化不大于1%
❖ 电流非线性度
ຫໍສະໝຸດ Baidu
不大于1%
电流滞环 ❖ 2020/12/10 ❖ 温度漂移
不大于1%
9
不大于1‰（Imax℃）
（４）死区补偿控制
❖ 滑阀式比例阀在阀芯运动起点（节流阀）或中位附近 （方向阀）带有一定的遮盖量（即死区）。该死区减小 零位阀芯泄漏，并在例如电源失效或急停工况提供更大 安全性。然而阀芯遮盖的影响意味着必须向阀电磁铁线 圈提供一定的最小信号值，然后系统中才出现可感觉到 的动作。如图11-6(a)所示。
压实度和密实度。 8）料斗液压回路，将料斗打开，接受来自自卸
料车的混合料 ，并在摊铺过程中能够调节料斗中混合料堆积状 态，防止在料 斗边角产生离析。
2020/12/10
4
第二节 行驶系统
❖ 一、 行驶液压驱动系统
❖ 发动机驱动左、右侧行驶驱动液 压泵，分别驱动左、右行驶驱动
马达，左右侧驱动轮都安装有转
❖ 摊铺机行驶控制包括前进／后退逻辑控制，直线行驶 （纠偏）控制，转向控制，制动控制，作业工况下的恒 速控制，高／低速转换控制（作业工况和行驶工况）， 舒适性控制，即起步或停机过程中的斜坡控制等。现代 数字控制器的一般形式如图11-5所示。
2020/12/10
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2.比例放大控制器的技术要求与控制原理 ❖ 电液比例控制系统在功率传递方面利用液压传动的功率
❖ 沥青混凝土摊铺机按电控系统可分为以下型式：
2020/12/10
2
1）采用基本车辆电系的简单型摊铺机。
2）除基本车辆电系外，还包括部分其他电控装置的普通 型摊铺机。 3）机电液一体化控制型摊铺机。 4）微机控制型摊铺机。 现代全液压沥青混凝土摊铺机主要包括以下液压回路： 1）行驶液压回路，包括左行驶液压回路和右行驶液压 回路，用来驱动摊铺机的前进/后退和转向。
图11—1 摊铺机行驶驱动系 统框图 1-发动机； 2-左行驶液压泵；
3-右行驶液压泵； 4-比例调 节装置； 5-左行驶马达； 6-右行驶马达； 7-制动器；
8-转速传感器； 9-电子控制5 器 10-操纵台。
二、行驶电控系统
❖ 图11-3行驶驱动与制动控制电路图。(p203)
+24V
K22
R25
速传感器，测量作业速度，同时
反馈给电子控制器两个驱动泵上
安装有比例调节装置，由电子控
制器控制行驶速度的大小、前进、
后退、转向等。摊铺机左右行驶
液压系统相互独立，两个回路既 可以联动，实现直线行驶，又可 以单独工作，实现转向或在弯道 上摊铺作业。每一回路都有一个 补油泵，对闭式回路进行补油、 2散020热/12/1、0 提供控制压力油路。
大,响应快速的优点,在信号处理方面利用电气信号处理 运算方便的优点
（1）放大器的分类 按适应性可分为通用比例放大器
和专用比例放大器。按输出控制通道数量可分为单通道 和双通道或多通道,单通道用于控制电磁铁的比例元件, 如比例流量阀。双通道用于控制三位四通比例方向阀的 控制，多通道用于组合控制。按比例电磁铁的形式可分 为力控制型和行程控制型。按功率放大级控制型式分为
2020/12/10
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三、行驶系统控制原理
❖ 1.摊铺机行驶系统的基本要求与控制
❖ 早期的摊铺机控制采用的是手动操作，其传动形式以机 械为主，利用手动控制来实现前进、后退等的控制。随 着机电液一体化技术的发展逐渐出现了摊铺机的电子控 制，即以控制器代替原来的手动操纵阀，从而利用电子 技术和测试技术设计一套系统实现对电磁阀的自动控制， 最终实现摊铺机的半自动化、智能化控制。
❖ 沥青混凝土摊铺机是沥青路面专用施工机械，它的作 用是将拌制好的沥青混凝土材料均匀地摊铺在路面底基 层或基层上，构成沥青混凝土基层或沥青混凝土面层。
❖ 沥青混凝土摊铺机规格型号较多，各类型的摊 铺机结构亦不完全相同，但主要结构均由发动机、 传动系统、前料斗、刮板输送器、螺旋分料器、 机架、操纵控制系统、行走系统、熨平装置和自 动调平装置等组成。
2）螺旋分料器及刮板供料器液压回路，将混合料由前 料斗送往后方，并将其沿横向布料。
3）熨平板自动调平液压系统，使摊铺的混合料具有一定 的平整度。
4）熨平板振动液压回路，完成对沥青混合料的熨平和初 压实。
5）熨平板提升液压回路，选择合适的摊铺厚度
2020/12/10
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6）熨平板伸缩液压回路，选择合适的摊铺宽度。 7）熨平板振捣回路，使摊铺的混合料具有初步
连续电压控制式和脉宽调制（PWM）式。
（2）放大器基本要求 防振动、防水、耐高压 .
正确无误的逻辑控制与信号处理装置 ,放大器应具 有幅值可调的初始电流功能,控制系统中用于处理的 2电020/信12/10号一般为弱电信号 ,放大器应具有功率驱动电8 路
（3）放大器技术要求 ❖ 供电电压
DC24V士10%（未稳压）
最大输出电流
800mA～1.2A
❖ 初始电流
0～300mA连续可调;
❖ 控制通道
双通道(用于振动压路机);
❖
4通道（用于履带式驱动车辆）;
❖ 斜坡调节时间
0.03～5s
❖ 颤振频率及波型 波
50~200Hz，三角波或矩形
❖ 颤振振幅
士15%的最大工作电流内可调
❖ 负载直流电阻
15~24Ω
❖ 电流稳定度
第一节 沥青混凝土摊铺机电液控制系统简介
第二节 行驶系统
第三节 供料系统
第四节 振动、振捣系统
第五节 熨平板提升系统
第六节 熨平板延伸
第七节 熨平板自动调平回路
第八节 2020/12/10 液压与电路系统典型故障分析
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第一节 沥青混凝土摊铺机电液控制系统简介
R26
R27
RY11(RY12)
RY21(RY22)
图11-4 手动行驶控制电路
当R26调至最小时（R26=0），R27调至最 左端或最右端时，由电磁阀的最大允许 工作电流Imax得关系： V=[R25+RL//（R27+RL）]Imax 式中V为电源电压，RL为其中任意电磁阀 电阻，且RY11=RY12=RY21=RY22 =RL，死区补偿工作电压Vmin或最小工作 电流Imin(Imin=Vmin/RL)一般由电磁阀 技术参数决定。因此R26在最大电阻值时， V=[R25+R26+(1/2R27+RL)//(1/ 2R27+RL)]Imin 电磁阀上的额定工作电 流Ie或额定工作电压Ｖe的关系： Ve=VRL/[R25+(0.5R27+RL)//(0.5R27 +RL)]
当负载阻值增加50%时，在规
定电压范围内，工作电流变化不大于1%
❖ 电流非线性度
ຫໍສະໝຸດ Baidu
不大于1%
电流滞环 ❖ 2020/12/10 ❖ 温度漂移
不大于1%
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不大于1‰（Imax℃）
（４）死区补偿控制
❖ 滑阀式比例阀在阀芯运动起点（节流阀）或中位附近 （方向阀）带有一定的遮盖量（即死区）。该死区减小 零位阀芯泄漏，并在例如电源失效或急停工况提供更大 安全性。然而阀芯遮盖的影响意味着必须向阀电磁铁线 圈提供一定的最小信号值，然后系统中才出现可感觉到 的动作。如图11-6(a)所示。
压实度和密实度。 8）料斗液压回路，将料斗打开，接受来自自卸
料车的混合料 ，并在摊铺过程中能够调节料斗中混合料堆积状 态，防止在料 斗边角产生离析。
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第二节 行驶系统
❖ 一、 行驶液压驱动系统
❖ 发动机驱动左、右侧行驶驱动液 压泵，分别驱动左、右行驶驱动
马达，左右侧驱动轮都安装有转
❖ 摊铺机行驶控制包括前进／后退逻辑控制，直线行驶 （纠偏）控制，转向控制，制动控制，作业工况下的恒 速控制，高／低速转换控制（作业工况和行驶工况）， 舒适性控制，即起步或停机过程中的斜坡控制等。现代 数字控制器的一般形式如图11-5所示。
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2.比例放大控制器的技术要求与控制原理 ❖ 电液比例控制系统在功率传递方面利用液压传动的功率
❖ 沥青混凝土摊铺机按电控系统可分为以下型式：
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1）采用基本车辆电系的简单型摊铺机。
2）除基本车辆电系外，还包括部分其他电控装置的普通 型摊铺机。 3）机电液一体化控制型摊铺机。 4）微机控制型摊铺机。 现代全液压沥青混凝土摊铺机主要包括以下液压回路： 1）行驶液压回路，包括左行驶液压回路和右行驶液压 回路，用来驱动摊铺机的前进/后退和转向。
图11—1 摊铺机行驶驱动系 统框图 1-发动机； 2-左行驶液压泵；
3-右行驶液压泵； 4-比例调 节装置； 5-左行驶马达； 6-右行驶马达； 7-制动器；
8-转速传感器； 9-电子控制5 器 10-操纵台。
二、行驶电控系统
❖ 图11-3行驶驱动与制动控制电路图。(p203)
+24V
K22
R25
速传感器，测量作业速度，同时
反馈给电子控制器两个驱动泵上
安装有比例调节装置，由电子控
制器控制行驶速度的大小、前进、
后退、转向等。摊铺机左右行驶
液压系统相互独立，两个回路既 可以联动，实现直线行驶，又可 以单独工作，实现转向或在弯道 上摊铺作业。每一回路都有一个 补油泵，对闭式回路进行补油、 2散020热/12/1、0 提供控制压力油路。
大,响应快速的优点,在信号处理方面利用电气信号处理 运算方便的优点
（1）放大器的分类 按适应性可分为通用比例放大器
和专用比例放大器。按输出控制通道数量可分为单通道 和双通道或多通道,单通道用于控制电磁铁的比例元件, 如比例流量阀。双通道用于控制三位四通比例方向阀的 控制，多通道用于组合控制。按比例电磁铁的形式可分 为力控制型和行程控制型。按功率放大级控制型式分为
2020/12/10
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三、行驶系统控制原理
❖ 1.摊铺机行驶系统的基本要求与控制
❖ 早期的摊铺机控制采用的是手动操作，其传动形式以机 械为主，利用手动控制来实现前进、后退等的控制。随 着机电液一体化技术的发展逐渐出现了摊铺机的电子控 制，即以控制器代替原来的手动操纵阀，从而利用电子 技术和测试技术设计一套系统实现对电磁阀的自动控制， 最终实现摊铺机的半自动化、智能化控制。
❖ 沥青混凝土摊铺机是沥青路面专用施工机械，它的作 用是将拌制好的沥青混凝土材料均匀地摊铺在路面底基 层或基层上，构成沥青混凝土基层或沥青混凝土面层。
❖ 沥青混凝土摊铺机规格型号较多，各类型的摊 铺机结构亦不完全相同，但主要结构均由发动机、 传动系统、前料斗、刮板输送器、螺旋分料器、 机架、操纵控制系统、行走系统、熨平装置和自 动调平装置等组成。
2）螺旋分料器及刮板供料器液压回路，将混合料由前 料斗送往后方，并将其沿横向布料。
3）熨平板自动调平液压系统，使摊铺的混合料具有一定 的平整度。
4）熨平板振动液压回路，完成对沥青混合料的熨平和初 压实。
5）熨平板提升液压回路，选择合适的摊铺厚度
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6）熨平板伸缩液压回路，选择合适的摊铺宽度。 7）熨平板振捣回路，使摊铺的混合料具有初步
连续电压控制式和脉宽调制（PWM）式。
（2）放大器基本要求 防振动、防水、耐高压 .
正确无误的逻辑控制与信号处理装置 ,放大器应具 有幅值可调的初始电流功能,控制系统中用于处理的 2电020/信12/10号一般为弱电信号 ,放大器应具有功率驱动电8 路
（3）放大器技术要求 ❖ 供电电压
DC24V士10%（未稳压）
最大输出电流
800mA～1.2A
❖ 初始电流
0～300mA连续可调;
❖ 控制通道
双通道(用于振动压路机);
❖
4通道（用于履带式驱动车辆）;
❖ 斜坡调节时间
0.03～5s
❖ 颤振频率及波型 波
50~200Hz，三角波或矩形
❖ 颤振振幅
士15%的最大工作电流内可调
❖ 负载直流电阻
15~24Ω
❖ 电流稳定度