挖掘机正流量液压系统的控制性能分析

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挖 掘机是 最重要 的工程 机械 产 品 ，其产 品 复杂
液 压泵 的理 论 流量 公 式 如 下 ： Ｑ ＝ Ｖ ｂ Ｎ ・ｂ
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程度 、作业 性能要 求和技 术含 量 等均 为工 程机 械各 个产 品之最 ，堪 称工 程机 械之 王 。 目前 ，主流 的单 斗液压挖 掘机全部 采用 液压 传 动 ，液压 系 统不 但传
２１ ０ ２年 ４月
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＮＥ Ｔ ＣＳ
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ２ Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ８ １４ ．
第４ ０卷 第 ８期
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊｉｓ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ ０ ． ３ ＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ ８ １２ １ ． ８ ０ ７
Ｉ ｏ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｄ ｓｄ ｒｖ ｄｆｏ ｈ ｄ ａ ｌ ｙ ｔ ｍ ｏ ｅ ｒ ｔ ｐ ｗｅ ｏ ｔ ｓ ｏ ｍｏ ｅｗａ ｅ ｉｅ ｍ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｓｅ ｐ ｗ ｒｆ ｍ． Ｔ ｅｐ ｒｏｍａ ｃ ｄ ａ ｔ ｇ ｓａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅｉｉｎ ｉ ｓｏ ｅｐ ｓ— ｒ ｃ ｏ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｏ ｔ ｆ ｅ ｃｅ ｆ ｈ ｏ ｉ ｆ ｏｄ ｃ ｔ ｔ ｅ ｃ ｎｒ ｌｈ ｄ ａ ｌ ｙ ｔｍ ｆｅ ｃ ｖ ｔｒｗｅ ｅ ａ Ｍｙ ｅ ． Ａｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｔ ｌｄ ｆｃｅ ｃｅ ， ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｄｒ ｃ ｉｎ ｏ ｈ ｘ ａ ａ ｏ ｉ ｏ ｔ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｓｅ ｏ ｘ ａ ａｏ ｒ ｎ ｚ ｄ ｖ ｏ ｃ ｍｉ ｇ ｔ ｔ ｃ ｎｒ ｅｉｉ ｎ ｉｓ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ｅ ｃ ｖ ｔｒ ｓ ｏ ｅ ｏ
率控制方式 ；分析正流量挖掘机液压 系统 的性 能优 势和控 制缺 陷 ，针对 其控制 缺陷 ，指 出挖掘机 液压控 制 系统的改 善方
向。
关键 词 ：挖掘机 ；正流量液压系统 ；控制性能分析
中 图分 类 号 ：Ｕ １． ４ ５５ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１０ — ８ １ （０ ２ ８ ０ ０ １ ３ ８ ２ １ ） —１０—３
阀 的流 量 公 式 如 下 ：
— ｊ
液压系统的功率形式是压力 和流量 ，几乎所有液
压控制都可以归结为压力控制和流量控制 。挖掘机是 种土石方施工机械 ，工作 时 ，发动机 的动力通过液
一
压系统驱动工作装置对外做功 ，液压系统工作压力的 大小 由负载决定 ，压力不是液压 系统 的固有参数 。从 控制的角 度来 讲 ，压力 是 系统 对外 载荷 的响应 。所 以 ，对挖掘机液压系统的控制其 实是对液压系统流量
挖掘 机正 流量液 压 系统 的控 制性 能 分析
韩慧仙 曹显 利 ，
（．湖 南机 电职 业技 术 学院 ，湖 南长沙 ４０５ ；２ １ １１１ ．三一 重工股 份有 限公 司，湖 南长沙 ４ ０ ０ ） １ １０
摘要 ：针对 目前挖掘机大量采用 的正流量液压 系统 ，介绍其体系结构和性 能特 点 ，从液压系统 的功率形式推导 出其功
节液压泵转速来调速的控 制方式称 为变频调速 ，通过 调节液压泵排量来 调速的方式称 为容积调速 。 挖掘机在工作 过程 中 ，一般要求柴油机转速稳定 或相对稳定 ，即使 由于外 负载的变化而导致发动机转 速失稳 ，也要通过一定 的控制手段使发动机转速恢复 稳定 ，所以 ，在对 液压泵 的流量进行控制时 ，可以假 定输入转速是恒定的。可见 ，对液压泵 的流量控制主 要是对液压泵排量 的控制。 液压 阀对液压泵输出 的流量进行二次调节 。液压
２ Ｓ Ｎ ｅｖ ｎ ｕｔ ｏ ，Ｌｄ ｈ ｎ ｓａＨ ｎ ｎ４ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ． Ａ Ｙ Ｈ ａｙＩｄ ｓ ｙＣ ． ｔ ，Ｃ ａｇｈ ｕ ａ １ １０ ｈｎ ） ｒ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｍａ ｎ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｆｔ ｅ ｐ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｈ ｄ ａ ｌ ｙ ｔｍ ｆｅ ｃ ｖ ｔｒａ ｒ ｓ ｎ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｉ ｔ ｔ ｒ ｎ ｅ ｆ ｍａ ｃ ｓ ｏ ｈ ｏ ｉ ｖ ｏ ｔ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｓｅ ｏ ｘ ａ ａ ｏ ｔｐ ｅ ｅ ｔ ｕ ｏ ｉ ｏ ｃ ｗｅ ｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ． ｏ
递发动 机输 出的动力 ，还 参 与 了动力 传动 系统 的控
制。
式 中：Ｑ 为液压泵流量 ，单位为 Ｌ ｍｎ ／ ｉ； Ⅳ 为液压泵输入转速 ，单位 为 ｒｍ ｎ ／ ｉ； 为液压泵排量 ，单位为 Ｉ 。 ／ｒ 由上式可见 ，改 变液压泵 的排量和转速都可 以改 变其流量 ，进而改变执行机构 的速度 。其 中，通过 调
ｈ ｄｒ ｕｉ ｙ ｔｍ ｓｐ ｉ ｔｄ ｕ ． ｙ ａ ｌｃ ｓ ｓｅ ｗａ ｏ ｎ ｅ ｏ ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｅｘ ａ ａｏ ；Ｐ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｓｅ ；Ｃｏ ｔ ｌ ｅ ｏ ａ ｃ ｎ ｌ ｓｓ ｃ ｖ ｔｒ ｏ ｉ ｖ ｏ ｔ ｄ ａ ｌ ｙ ｔｍ ｉ ｏｈ ｃ ｎ ｒ ｒ ｒ ｎ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏｐｆｍ