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工程机械中液压技术应用
目录
工程机械中液压技术发展 Baidu Nhomakorabea液压技术在工程机械上的应用 工程机械中液压系统的四种控制技术 液压仿真软件的现状及发展趋
工程机械中液压技术发展
随着国民经济的迅速发展，作为主要施工 设备的工程机械在国家经济建设中发挥着越来 越重要的作用。由于液压传动具有功率密度高， 易于实现直线运动、速度刚性大、便于冷却散 热、动作实现容易等突出优点，因而在工程机
液压技术在工程机械制动系的应用
由于液压制动器动作响应快、制动平稳、可 靠，因而在工程机械制动系得到了普及应用。
l工程机械液压系统四种控制技术
n定量泵设计方法
在早期的工程机械系统设计中，采用定量泵设 计的原则是：系统的最大工作流量(Q)与最大工作压 力(P)的乘积即系统的最大输出功率(N)不能超出柴 油机额定功率(Nj)。但在一般工况下功率利用系数 太低，且无法施展较强的控制功能，因而性能不佳。 目前在小吨位(5～50t)汽车起重机和随车起重机等
液压仿真软件的现状及发展趋势
对液压元件或系统利用计算机进行仿真的研究 和应用已有30多年的历史，随着流体力学、现代 控制理论、算法理论、可靠性理论等相关学科的 发展，液压仿真技术也日益成熟，国内外主要有 AMESim、Hopsan、ADAMS/Hydraulics、EASY5、 Matlab/simulink、SIMUL-ZD、Dshplus、 FluidSIM、automation studio、20-sim、HyPneu 等11种液压仿真软件。
双泵恒功率控制技术
在双泵或多泵系统中，使柴油机功率合理地分配到各 泵，各执行机构协调工作，发挥其最大效能成为关键。目 前，这方面的控制技术有不同的组合形式。
(1)分功率控制技术 (2)总功率控制技术 (3)交叉传感控制技术 (4)负反馈交叉传感功率控制技术
计算机控制功率优化控制技术
传统的恒功率控制中，控制系统与柴油 机的匹配非常保守，液压泵的输出转矩要远 低于柴油机最大输出转矩，且当柴油机性能 下降时易使柴油机转速下降导致熄火。采用 计算机功率优化控制系统，它设有多种工作 选择模式和怠速模式，用户可按负载大小和 实际工作需要进行选择，通过检测柴油机的 工作转速的变化可对油门和主泵排量进行按 比例无级控制，从而使柴油机始终在目标转 速范围内工作。
(1)拥有丰富的模型库;
特 (2)采用C或FORTRAN编程,元件代码底层开放,用户可自
点
行开发或构建符合个人需求的元件;
(3)提供了多种软件接口: 如编程语言接(C/Fortran）、 控制软件接口(matlab/simulink和MatrixX)、实时仿 真接口(RTLVab、xPC、dSPACE)、多维软件接口 (Adams和Simpack、Virtual Lab Motion、3D Virtual)、优化软件接口(iSIGHT、OPTIMUS)、FEM 软件接口(Flux2D)和数据处理接口(Excel) 等,其方 法是: 让子系统在专用软件下搭建，利用接口对子系 统的结果进行仿真分析.
产品中仍在使用。
单泵恒功率控制技术
单泵控制系统中，一般通过变量控制机构实现对变量 泵排量的控制，在最早的恒功率控制技术中，通过对变量 机构两根弹簧弹力的不同设定，能实现对变量泵输出流量 的控制，使其变量曲线上P、Q乘积的离散值趋近于常数C。 力士乐公司开发的恒功率控制技术中，通过杠杆原理对变 量控制机构进行了改进，使其功率曲线近似为反比例曲线， 功率利用系数更高。
计算机技术与液压技术相结合时期
20世纪90年代，计算机技术得到了长足的 发展，现代控制理论在液压系统的应用促进 了液压技术迅速发展。这一时期研制成功了 智能型液压挖掘机，使挖掘机的作业精度及 发动机的功率利用率有了显著提高。
液压技术在工程机械上的应用范围
液压技术在工程机械工作装置中的应用
由于液压传动的突出优点，目前几乎所有工程 机械的工作装置都采用了液压传动控制。即使以 前很少采用液压技术的塔式起重机，现也开始用 低速大扭矩马达驱动起重机的提升、变幅、回转
系
重视环境时期
20世纪70年代初、 中期，工程机械液压技术研 究主要围绕降低液压系统及整机的工作噪声.由于泵 的工作体积与吸、压腔的转换会导致容腔压力急剧变 化，而这个变化传给泵体就形成噪声。
n重视可靠性时期
液压系统经常受到尘埃、振动、高低温、风雨雪、 臭氧等的侵袭，造成液压油污染、引发故障 （70%~85%）。因此在20世纪70年代后期，降低工程 机械液压系统污染，提高系统可靠性成为这一时期的 主要研究课题
nAMESim
法国IMAGINE公司于1995年推出基于键合图的 液压/机械系统建模、仿真及动力学分析软件，即 AMESim,该软件包含IMAGINE技术，为项目设计,系 统分析,工程应用提供了强有力的工具,AMESim具 有多种仿真运行模式: 动态仿真模式，稳态仿真 模式，间断连续仿真模式以及批处理仿真模 式.AMESim提供了17种优化算法,用户能灵活地利 用智能求解器挑选最适合模型求解的积分算法.
等机构。
液压技术在工程机械转向系的应用
许多工程机械（如装载机等）采用了转向液压缸 来实现整机转向控制，全液压工程机械（如全液压挖 掘机等）则通过对内外侧车轮的驱动马达转速的控制 实现滑移转向，甚至原地转向，大大提高了整机的机 动性和灵活性。
n液压技术在工程机械行走系的应用
由于静液传动具有满载工况下起动平稳、功率损 耗小、易于实现前进倒退的转换、可实现无级调速、 且单位传递功率大等优点，而广泛应用在工程机械行 走系（如全液压装载机，全液压挖掘机的行走系等）。
械中得到了广泛的应用。
初期发展时期
20世纪40~50年代，人们摸索着将简单的液压元 件和液压系统应用到工程机械上来解决其他方式比较 难以实现的问题（如执行器的直线运动等）。液压系 统压力一般在2~7MPa.
n高速发展时期
20世纪60年代，液压系统的主要特点是高速、高 压化（提高到了20MPa），系统压力的提高使得液压传 动功率密度大幅度增加，液压技术的应用逐渐由工程 机械工作装置扩展到转向系、行走系、传动系和制动
目录
工程机械中液压技术发展 Baidu Nhomakorabea液压技术在工程机械上的应用 工程机械中液压系统的四种控制技术 液压仿真软件的现状及发展趋
工程机械中液压技术发展
随着国民经济的迅速发展，作为主要施工 设备的工程机械在国家经济建设中发挥着越来 越重要的作用。由于液压传动具有功率密度高， 易于实现直线运动、速度刚性大、便于冷却散 热、动作实现容易等突出优点，因而在工程机
液压技术在工程机械制动系的应用
由于液压制动器动作响应快、制动平稳、可 靠，因而在工程机械制动系得到了普及应用。
l工程机械液压系统四种控制技术
n定量泵设计方法
在早期的工程机械系统设计中，采用定量泵设 计的原则是：系统的最大工作流量(Q)与最大工作压 力(P)的乘积即系统的最大输出功率(N)不能超出柴 油机额定功率(Nj)。但在一般工况下功率利用系数 太低，且无法施展较强的控制功能，因而性能不佳。 目前在小吨位(5～50t)汽车起重机和随车起重机等
液压仿真软件的现状及发展趋势
对液压元件或系统利用计算机进行仿真的研究 和应用已有30多年的历史，随着流体力学、现代 控制理论、算法理论、可靠性理论等相关学科的 发展，液压仿真技术也日益成熟，国内外主要有 AMESim、Hopsan、ADAMS/Hydraulics、EASY5、 Matlab/simulink、SIMUL-ZD、Dshplus、 FluidSIM、automation studio、20-sim、HyPneu 等11种液压仿真软件。
双泵恒功率控制技术
在双泵或多泵系统中，使柴油机功率合理地分配到各 泵，各执行机构协调工作，发挥其最大效能成为关键。目 前，这方面的控制技术有不同的组合形式。
(1)分功率控制技术 (2)总功率控制技术 (3)交叉传感控制技术 (4)负反馈交叉传感功率控制技术
计算机控制功率优化控制技术
传统的恒功率控制中，控制系统与柴油 机的匹配非常保守，液压泵的输出转矩要远 低于柴油机最大输出转矩，且当柴油机性能 下降时易使柴油机转速下降导致熄火。采用 计算机功率优化控制系统，它设有多种工作 选择模式和怠速模式，用户可按负载大小和 实际工作需要进行选择，通过检测柴油机的 工作转速的变化可对油门和主泵排量进行按 比例无级控制，从而使柴油机始终在目标转 速范围内工作。
(1)拥有丰富的模型库;
特 (2)采用C或FORTRAN编程,元件代码底层开放,用户可自
点
行开发或构建符合个人需求的元件;
(3)提供了多种软件接口: 如编程语言接(C/Fortran）、 控制软件接口(matlab/simulink和MatrixX)、实时仿 真接口(RTLVab、xPC、dSPACE)、多维软件接口 (Adams和Simpack、Virtual Lab Motion、3D Virtual)、优化软件接口(iSIGHT、OPTIMUS)、FEM 软件接口(Flux2D)和数据处理接口(Excel) 等,其方 法是: 让子系统在专用软件下搭建，利用接口对子系 统的结果进行仿真分析.
产品中仍在使用。
单泵恒功率控制技术
单泵控制系统中，一般通过变量控制机构实现对变量 泵排量的控制，在最早的恒功率控制技术中，通过对变量 机构两根弹簧弹力的不同设定，能实现对变量泵输出流量 的控制，使其变量曲线上P、Q乘积的离散值趋近于常数C。 力士乐公司开发的恒功率控制技术中，通过杠杆原理对变 量控制机构进行了改进，使其功率曲线近似为反比例曲线， 功率利用系数更高。
计算机技术与液压技术相结合时期
20世纪90年代，计算机技术得到了长足的 发展，现代控制理论在液压系统的应用促进 了液压技术迅速发展。这一时期研制成功了 智能型液压挖掘机，使挖掘机的作业精度及 发动机的功率利用率有了显著提高。
液压技术在工程机械上的应用范围
液压技术在工程机械工作装置中的应用
由于液压传动的突出优点，目前几乎所有工程 机械的工作装置都采用了液压传动控制。即使以 前很少采用液压技术的塔式起重机，现也开始用 低速大扭矩马达驱动起重机的提升、变幅、回转
系
重视环境时期
20世纪70年代初、 中期，工程机械液压技术研 究主要围绕降低液压系统及整机的工作噪声.由于泵 的工作体积与吸、压腔的转换会导致容腔压力急剧变 化，而这个变化传给泵体就形成噪声。
n重视可靠性时期
液压系统经常受到尘埃、振动、高低温、风雨雪、 臭氧等的侵袭，造成液压油污染、引发故障 （70%~85%）。因此在20世纪70年代后期，降低工程 机械液压系统污染，提高系统可靠性成为这一时期的 主要研究课题
nAMESim
法国IMAGINE公司于1995年推出基于键合图的 液压/机械系统建模、仿真及动力学分析软件，即 AMESim,该软件包含IMAGINE技术，为项目设计,系 统分析,工程应用提供了强有力的工具,AMESim具 有多种仿真运行模式: 动态仿真模式，稳态仿真 模式，间断连续仿真模式以及批处理仿真模 式.AMESim提供了17种优化算法,用户能灵活地利 用智能求解器挑选最适合模型求解的积分算法.
等机构。
液压技术在工程机械转向系的应用
许多工程机械（如装载机等）采用了转向液压缸 来实现整机转向控制，全液压工程机械（如全液压挖 掘机等）则通过对内外侧车轮的驱动马达转速的控制 实现滑移转向，甚至原地转向，大大提高了整机的机 动性和灵活性。
n液压技术在工程机械行走系的应用
由于静液传动具有满载工况下起动平稳、功率损 耗小、易于实现前进倒退的转换、可实现无级调速、 且单位传递功率大等优点，而广泛应用在工程机械行 走系（如全液压装载机，全液压挖掘机的行走系等）。
械中得到了广泛的应用。
初期发展时期
20世纪40~50年代，人们摸索着将简单的液压元 件和液压系统应用到工程机械上来解决其他方式比较 难以实现的问题（如执行器的直线运动等）。液压系 统压力一般在2~7MPa.
n高速发展时期
20世纪60年代，液压系统的主要特点是高速、高 压化（提高到了20MPa），系统压力的提高使得液压传 动功率密度大幅度增加，液压技术的应用逐渐由工程 机械工作装置扩展到转向系、行走系、传动系和制动