中型挖掘机各种控制系统分析
挖掘机液压控制系统分析
挖掘机液压控制系统分析摘要：近年来，社会进步迅速，我国的机械行业建设的发展也有了改善。
液压传动技术作为当前我国工程机械领域中应用较广泛的一项技术，不仅可以节省劳动力，还可以提高工程施工质量和加快施工进度。
随着我国科学技术的飞速发展，不断优化工程机械技术，特别是使先进液压传动技术很好地融入工程机械当中，不仅能合理控制机械发动机运转功率，而且能有效提高工作任务量，推进了机械工业领域相关产业的科学化发展。
此外，还可以在施工过程中实现节约能量的目的。
本文论述了液压传动技术的多种应用技术手段，并分析了其在工程机械中的重要运用现状。
关键词：挖掘机；液压控制；系统分析引言挖掘机是人类开拓自然、改造自然的重要工具，且挖掘机行业是工程机械中最具代表性的子行业。
因此，提高挖掘机的节能性和操纵性对工程机械的发展具有重要的意义。
现代挖掘机液压系统仍普遍采用正流量控制技术，负流量控制技术以及负载敏感(LS以及LUDV)控制技术。
1液压传动的特点液压传动相较于机械传动和电气传动，有着更加显著的优势。
液压传动工作介质液压油的可压缩性对动态工作的液压系统来说影响较大，但对于动态性能要求不高，而仅考虑在稳态下工作的液压系统，一般可以不予考虑，所以可以依靠油液的连续流动进行传动。
油液有较强的吸振能力，在油路上可以安装液压缓冲装置，避免因加工和装配误差引起的振动与撞击，使传动十分平稳，方便频繁地换向，所以其广泛地应用在要求传动平稳的工程机械上。
在输出相同的功率条件下，液压传动比机械传动和电力传动的体积与质量可以缩小很多，所以其惯性小、工作动作灵敏，多用于液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器的场合。
液压传动易于获得较大的力和转矩，可以广泛用于压制机、隧道掘进机和万吨轮船操舵机等。
液压系统中安装了很多控制阀，必要时可起到安全保护作用，能自动防止过载，避免发生安全事故。
采用液压传动，可以获得各种复杂的机械动作，如应用在仿形车床的液压仿形刀架和数控铣床的液压工作台上，可加工出各种形状的零件。
挖掘机-液压和控制系统
双泵定量 系统型式
双泵单回路系统（示例见教材图6-5） 双泵双回路系统（示例见教材图6-6）
第二章 挖掘机的构造
单斗液压挖掘机
二.变量系统（参见教材P221~229）
变量系统通过改变油泵的排量实现流量的变化，即变量系统是 通过容积调速来改变执行元件的动作速度。在变量范围内，执行 元件的动作速度随外载荷自动变化。
单斗液压挖掘机通常在主泵出口设置限压阀（安全阀）以限制系统的最 高压力。此外，还在某些元件的进出油口设置限压阀以限制其闭锁压力。
一般情况下，高压系统限压阀的调定压力不超过系统压力的25%，中高 压系统限压阀的调定压力可以调高到25%以上。
（二）卸荷回路（图6-24）
卸荷回路是在挖掘机不工作时，使液压泵尽可能以最低功率消耗进行空 转而不是溢流回油，以减少功率损失。
（六）双泵系统的合流供油（参见图6-20、6-22）
双泵系统 的合流供 油方式
手动合流：工作可靠、灵活性大，但动作繁杂。 自动合流：工作可靠、操作简单、灵活性较差。
第二章 挖掘机的构造
单斗液压挖掘机
2.5.4 液压系统的基本回路和辅助回路
（一）限压回路（图6-23）
限压回路用来限制系统压力或将系统某一部分的压力控制在一定的范围 内，以保护系统和元件不受损坏。常见的限压阀有溢流阀、减压阀、顺序阀 和压力继电器等。
b)先导信号压力解除回转停车制动。 c)先导信号压力会按照液压系统载荷的大小自动把行驶速度提高或降低。 d)先导信号压力控制直驶控制阀，使工作装置操作进行期间保持直驶。 e)先导信号压力控制装载或挖掘过程中阀类的动作。
第二章 挖掘机的构造
单斗液压挖掘机
（八）负荷传感控制系统
阀控系统实质上是节流式控制系统，其滑阀的微调性能和复合操作性能
如何正确使用挖掘机的控制系统
如何正确使用挖掘机的控制系统挖掘机是一种重型机械设备，广泛应用于建筑工程、矿山开采和土地开垦等领域。
而挖掘机的控制系统是其操作的关键，正确使用挖掘机的控制系统可以提高工作效率，确保施工安全。
本文将从挖掘机的控制系统介绍、操作技巧和维护保养等方面进行论述。
一、挖掘机的控制系统介绍挖掘机的控制系统主要由操作手柄、液压系统和电气控制系统组成。
操作手柄是操作者与挖掘机之间的桥梁，通过手柄的操作来控制挖掘机的动作。
液压系统是挖掘机的动力来源，通过液压油的压力来驱动挖掘机的各个部件。
电气控制系统则是对挖掘机进行电气控制的重要组成部分。
二、正确使用挖掘机的控制系统的操作技巧1. 熟悉挖掘机的控制系统在操作挖掘机之前，首先要熟悉挖掘机的控制系统。
了解每个手柄的功能和对应的动作，掌握液压系统的工作原理和电气控制系统的操作方法。
只有对挖掘机的控制系统有充分的了解，才能正确操作挖掘机。
2. 灵活运用手柄操作挖掘机的手柄操作是灵活多变的，需要根据不同的工作情况进行调整。
在进行挖掘作业时，要根据土壤的硬度和挖掘深度来调整手柄的操作力度和速度。
在转向时，要掌握好手柄的转向力度，避免过度转向或不足转向。
3. 注意挖掘机的平衡挖掘机在进行挖掘作业时，要注意保持机身的平衡。
在进行高空作业时，要注意挖掘机的稳定性，避免机身倾斜或侧翻。
同时，在进行挖掘作业时，要根据挖掘机的平衡状态来调整手柄的操作力度，确保挖掘机的稳定性。
4. 注意挖掘机的安全挖掘机是一种危险的工作机械，操作时要特别注意安全。
在进行挖掘作业时，要保持周围环境的清晰，避免与其他设备或人员发生碰撞。
在进行高空作业时，要使用安全带和防护设备，确保自身的安全。
三、挖掘机控制系统的维护保养1. 定期检查液压系统挖掘机的液压系统是其正常工作的关键，定期检查液压系统的工作状态是非常重要的。
检查液压油的压力、温度和泄漏情况，及时更换液压油和清洗液压系统，确保液压系统的正常运行。
2. 清洁电气控制系统挖掘机的电气控制系统容易受到灰尘和湿气的影响，定期清洁电气控制系统是保证其正常工作的关键。
挖掘机自动控制系统原理
挖掘机自动控制系统原理
挖掘机自动控制系统主要基于传感器、执行器和控制器三个基本组成部分来实现。
1. 传感器：传感器用于感知挖掘机的工作状态和环境信息，如位置、速度、力量、姿态等。
常见的传感器包括位移传感器、速度传感器、力传感器、陀螺仪等。
2. 执行器：执行器用于控制挖掘机的运动和动作，包括马达、液压缸、电机等。
通过控制执行器的运动来驱动挖掘机进行挖掘、转向、提升等操作。
3. 控制器：控制器是系统的中枢，接收传感器的信号并进行处理，然后输出控制信号给执行器。
控制器可以采用单片机、PLC、电脑等实现。
控制器根据预设的算法和控制策略，对传
感器信号进行处理和分析，然后根据结果生成相应的控制信号。
整个系统的工作原理可以简单描述为：传感器感知挖掘机的状态和环境信息，传输给控制器；控制器根据预设的算法和策略对传感器信号进行处理和分析，生成相应的控制信号；控制信号通过执行器驱动挖掘机的运动和动作，从而实现自动控制。
随着科技的发展，挖掘机自动控制系统采用了越来越先进的技术，如机器学习、人工智能等，以提高挖掘机的精度、效率和安全性。
挖掘机全功率控制系统原理框图
挖掘机全功率控制系统
在控制器内,已经把发动机特性曲 线输入到电脑板内部存贮器中。这条 曲线就是发动机油门开度与发动机对 应的理论转速之间的关系曲线,而发动 机转速传感器能够测出发动机实际的 转速。当操作人员给定了发动机的工 作模式后,也就相应给定了发动机的工 作转速,通过电脑板把一个相应的电信 号送给油门控制电机,使油门达到一定 的开度,同时电脑板也输出一个信号控 制比例电磁阀；当挖掘机开始工作后, 控制器对发动机转速进行实时采样,得 到发动机的实际转速,
功率控制过程简介
油 转速传感器 泵
发动机
执行器
控制阀
传感器 模拟量和开 关量显示 其它油路 手柄 控 制
反 控 制 馈
电脑板
油门拨盘
控 制 过 程 图
其它 传感器
经电脑板CPU单元对发动机理论转速和实际转速进行对比, 如果理论转速比实际转速小,说明发动机负荷小,也就是说 外负荷小,这时可以加快速度工作,也就是需要增大油泵排 量。此时,控制器就会增大控制比例电磁阀的电流来增大 油泵的排量；反之,如果理论转速比实际转速大,说明发动 机负荷大,亦即外负荷大,这时必须减小油泵排量,此时,控 制器就会通过减小控制比例电磁阀的电流来减小油泵的排 量。通过检测手柄压力传感器,实现自动怠速及自动怠速 解除功能；通过检测其它传感器,实现模拟量和开关量的 显示和实现故障报警功能。
通信接口电路
功率输出驱动保护电路
功率输出电路 驱动接口电路
中 央 处 理 器（带 12 位 A/D 功能的 MCU 片上系统） 驱动电路 模拟量信号采样调理及保护电路 开关量信号采样调理及保护电路
驱 动 器
油门执 行机构
电磁比例阀 电源电路
1～n 路
接模拟量传感器
中大型液压挖掘机功率交叉控制系统
口
史
勇
王 海龙
挖 掘 机 中 的 各 种 节 能控 制 归 根 到 底
,
消耗在溢 流 阀上 变成热量 导致油温 升高
,
都是通 过调 节液压 泵 排量 实现 的 现 有 的
挖掘机 最 常用 的是 亘功 率控 制 系 统 如 液
压 挖 掘 机 的 左 右行 走 操作
, ,
、
的功 率 范 围
示
。
,
。
该 系统工 作 原 理 如 图
所
械 制 造 有限 公 司
泵 则处于 低压 大流 量 状态 结 果 是 处于 高
,
、
图 中 两 个 泵 各 自的 排 量 不 仅 与 自身
,
压 的泵 其流量 大于 系统 需 要 的流 量
,
一部
输 出压 力有 关 同 时还 与 另 外
。
只 泵 的输
,
步 的作业 保持 一 致
。
而 当做单 一 操作 时
,
,
统 内部 运 动部 件 的磨损 增 加泄 漏 降低容
, ,
这 就意 味着部 分 多余 油 液 要 泄 掉 使 系 统
积 效率
,
使热膨胀 系数不 同 的运 动副间 的
。
出现 发热等 一 系列 的 问题 造 成液压 功 率
,
间隙变小 而 发生 阻 卡现 象
分 油液要从 溢 流 阀流走 功 率损失
,
,
使 个变量 泵 工 作压
而 另 一 个低 压 泵 又 达 不 到最 大
力相 互 交 叉 控 制实 现 的 相 当于
,
个液 压
,
流量
挖掘机电气控制系统工作原理
挖掘机电气控制系统工作原理朋友！今天咱们来唠唠挖掘机的电气控制系统工作原理，可有趣啦。
咱先说说挖掘机为啥要有电气控制系统呢。
你想啊，挖掘机那么个大家伙，要让它听话地干活，没个聪明的“大脑”指挥可不行。
这个电气控制系统就像是挖掘机的大脑和神经系统，它能让各个部件协调工作，就像咱们人身体里的神经控制着胳膊腿儿动一样。
那这个电气控制系统都有啥组成部分呢？这里面有好多小零件都在默默地发挥大作用呢。
比如说控制器，它就像是大老板，坐在办公室里发号施令。
传感器呢，就像是一群小侦察兵，到处去搜集信息。
像发动机的转速啊、油温啊、还有各个操作杆的位置啥的，这些信息都被传感器收集起来，然后赶紧报告给控制器。
就拿发动机转速来说吧，传感器检测到发动机现在转得有多快，然后把这个信息传给控制器。
控制器就会根据这个转速情况来决定是不是要调整其他部件的工作状态。
如果转速太高或者太低了，控制器就会像个操心的家长一样，赶紧采取措施。
比如说让油泵少打点油或者多打点油，来让发动机保持在一个合适的转速上。
再说说操作杆这边。
当你坐在挖掘机的驾驶座上，握住操作杆的时候，操作杆里面的传感器就开始工作啦。
你往左扳操作杆，传感器就知道你想让挖斗往左动，然后把这个信号传给控制器。
控制器就会告诉液压系统，让挖斗按照你的想法往左移动。
这个过程就像你给小伙伴使个眼色，小伙伴就知道你想干啥，然后配合你一样默契。
还有那些灯啊、喇叭啊之类的小部件，也都是电气控制系统在管着。
晚上干活的时候，你把灯打开，这就是电气控制系统接到你开灯的指令，然后把电送到灯那里，灯就亮起来了。
喇叭也是，你一按喇叭，控制器就把电送到喇叭上，喇叭就“滴滴滴”地响起来了。
在挖掘机工作的时候，电气控制系统还得时刻盯着各种安全参数呢。
要是哪里出了问题，它就会像个小警钟一样，给驾驶员报警。
比如说液压油的压力突然不正常了，传感器发现这个情况后告诉控制器，控制器就会让仪表盘上的警示灯亮起来，还可能会发出声音，就好像在大喊：“师傅，这里有点不对劲啦，快看看！”而且啊，电气控制系统还能让挖掘机有不同的工作模式。
(word完整版)挖掘机电气控制系统说明
挖掘机电气控制系统本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。
一、概述机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化,实现全自动运转,这是挖掘机技术的又一次飞跃。
作为工程机械主导产品的液压挖掘机,在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。
人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。
控制方式不断变革,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。
所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上.液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达)的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7,EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。
电气控制系统具有以下功能：1：控制功能:负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。
2：检测和保护功能:通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。
3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。
4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。
二：系统组成及原理SY2XXC5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。
2。
1 电源部分系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性.1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池,2组串联。
机械工程中挖掘机液压系统的控制策略研究
机械工程中挖掘机液压系统的控制策略研究挖掘机是现代建筑工程中不可或缺的重要设备。
挖掘机的液压系统作为其核心控制系统，对于机械操作的精确性和效率起着至关重要的作用。
为了提高挖掘机的运行效率和安全性，科研人员一直致力于研究挖掘机液压系统的控制策略。
本文将对机械工程中挖掘机液压系统的控制策略进行研究和探讨。
一、挖掘机液压系统的基本原理挖掘机液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀等组成。
液压泵通过将液体压力转换为机械能，提供动力给液压缸。
液压缸通过液体的进出，完成对工作装置的力和位移控制。
液压阀则起着控制液体流向、压力和流量的作用。
二、挖掘机液压控制系统的分类挖掘机液压控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两类。
1. 开环控制系统开环控制系统是指控制信号不受输出信号的反馈影响，仅通过开关控制信号来控制液压系统的动作。
这种控制系统结构简单、成本低，但控制精度较低，对外界环境变化较敏感。
因此，在一些简单的挖掘机应用中，开环控制系统依然被广泛使用。
2. 闭环控制系统闭环控制系统是指通过传感器获取液压系统输出信号，与期望值进行比较，通过调整控制信号来控制液压系统的动作。
这种控制系统能够实现对液压系统的精确控制和自适应能力，适应性强、抗干扰能力较强。
尽管闭环控制系统构建较为复杂、成本较高，但目前随着技术的进步和发展，闭环控制系统在挖掘机液压系统中得到了广泛应用。
三、挖掘机液压系统控制策略的研究在挖掘机液压系统的控制中，控制策略是关键。
不同的控制策略可以对挖掘机的性能和工作效率产生重要影响。
1. 速度控制策略速度控制策略是指通过调整液压泵的输出流量来控制液压缸的运动速度。
在挖掘机的工作过程中，对于不同的工作环境和工作量，需要精确控制挖掘机的运动速度。
速度控制策略能够实现精确、稳定的速度控制，提高挖掘机的工作效率和安全性。
2. 位置控制策略位置控制策略是指通过控制液压缸的行程来实现对挖掘机的位置控制。
位置控制策略可以在挖掘机的工作过程中精确控制工作装置的位置，实现高精度的挖掘和定位。
挖掘机知识点总结
挖掘机知识点总结挖掘机是一种大型建筑机械，主要用于土方作业、挖掘和运输土石料等工程。
它以其高效、大力、灵活等特点，在建筑、市政、矿山等领域得到广泛应用。
挖掘机作为一种多功能、高效的工程机械，其技术和性能不断得到提升和改进。
下面将从挖掘机的结构、工作原理、维护保养以及应用领域等方面来对挖掘机进行详细的解析。
一、挖掘机的结构挖掘机主要由动力系统、液压系统、操作系统、工作装置、行走装置、驾驶室等多个部分组成。
1.动力系统：挖掘机的动力系统通常由柴油发动机、液压泵、油箱、散热系统等组成。
柴油发动机作为挖掘机的动力源，其功率大小直接影响到挖掘机的工作性能。
液压泵负责将柴油发动机产生的动力传递到液压系统中，从而驱动液压缸、液压马达等液压执行部件进行工作。
2.液压系统：挖掘机的液压系统主要由液压泵、液压缸、液压马达、液压管路、液压阀等组成。
液压系统通过传递液压油将动力转化为机械运动能力，实现挖掘机的各项工作功能，如起升、提升、摆动、翻转等。
3.操作系统：挖掘机的操作系统包括操纵杆、脚踏板、行走控制器、转台控制器等。
操作系统是挖掘机的控制中枢，通过操纵杆和控制器来操作挖掘机的各项功能。
4.工作装置：挖掘机的工作装置通常包括挖斗、抓斗、锤具等工作装置。
不同类型的挖掘机的工作装置也会有所不同，但其基本功能是进行挖掘、装载和卸载工作。
5.行走装置：挖掘机的行走装置通常由履带、行走马达、行走齿轮等组成。
行走装置能使挖掘机在工地上灵活移动，适应不同的工作现场要求。
6.驾驶室：挖掘机的驾驶室是挖掘机操作员的工作空间，通常包括座椅、方向盘、控制台、显示屏等设备。
操作员通过驾驶室内的各种设备来控制挖掘机的工作状态和动作。
以上就是挖掘机的基本结构，不同制造商生产的挖掘机在结构和部件上可能会有所不同，但总体上都符合上述基本结构。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理主要是通过液压系统来实现的，其基本的工作原理是利用液体的不可压缩性和液压传动原理来实现各项工作功能。
中型挖掘机正流量控制特性的分析与改进
械 工 程 师，０ ７ （ ． ２０ ，） ４ 【 孔 德 文 ， 克 利 ， 宁 生 ， 液压 挖 掘 机【 ． 京 ： 学 工 业 出 ５ ］ 赵 徐 等． Ｍ】 北 化
版 社 ．Ｏ ７ ２ｏ．
到挖装 机 中。 参 考 文 献
［】 康 宝 生 ． 道 挖 装 机 的 使 用 管 理 与 国 产 开 发 ［． 筑 机 械 化 ２ ； ３ ０ ４
００２） ３ ０ ４
要 ： 析 了 双 执 行 机 构 的 正流 量 控 制 原 理 ， 分 重点 从 三个 方 面对 正 流 量 控 制 特 性 进 行 了 研究 ： 先 分 析 了挖 掘 机 调 速 区 间 ， 用 了 能 首 采
满 足 精 调 特 性 和 快 速 特 性 的双 折 线 式 调 速 曲 线 ， 以此 曲线 作 为 调 速 特性 的 设 计 目标 ； 者从 调 速 区 的 大 小 、 调 特 性 和快 速特 性 三 方 再 精
是 液压 系统 与 电控 系 统 （ 要 由压 力传 感 器 、 制 器 、 主 控 电液 比例 阀组成 ） 体化 。正 流量 电液 系统 一方 面可 以 一
对 多 样化 工 况 作 出准 确判 断 ．按 预 定方 案进 行 合理 的 实 时半智 能 或 智能 控 制 ；另 一方 面 可使 正 流量 控 制本 身 的诸 多 优点 （ 能性 好 、 节 响应 速 度快 、 动 死 区小 等 ） 起
三一SY210C8M挖掘机电控系统
人性化设置
系统支持个性化设置，可根据操 作员习惯和喜好进行定制，提高 工作效率和舒适度。
语音提示
该系统具备语音提示功能，及时 反馈设备状态和工作信息，减轻 操作员工作负担。
05
CATALOGUE
实际应用案例与效果
应用场景与解决方案
应用场景
三一SY210C8M挖掘机在各种土石方工程、水利工程、建筑基础施工等领域广泛应用 。
工作原理与流程
启动与关闭流程
启动流程
当按下启动按钮时，电控系统首先进 行自检，确认所有部件正常后，系统 开始正常工作。
关闭流程
当按下关闭按钮时，电控系统首先停 止所有工作，然后进行系统复位，以 确保下次启动顺利进行。
工作模式与切换
工作模式
电控系统具有多种工作模式，包括手动模式、自动模式和半 自动模式，以满足不同工作需求。
人机界面模块
采用触摸屏或液晶显示屏，提供直观的操作 界面。
接口与通信
串行通信接口
无线网络通信接口
如RS232、RS485等，用于主控模块 与其他模块之间的通信。
如WiFi、蓝牙等，用于远程监控和控 制挖掘机。
CAN总线通信接口
用于各模块之间的通信，具有高可靠 性、实时性和灵活性。
03
CATALOGUE
应用领域拓展
多元化作业场景
拓展电控系统在各种复杂作业场景中的应用，如矿山、水 利、建筑等工程领域，满足不同领域的作业需求。
智能化辅助决策
结合GIS地理信息系统、BIM建筑信息模型等技术，为挖 掘机作业提供智能化辅助决策支持，提高作业效率和安全 性。
跨行业应用
探索挖掘机电控系统在非传统领域的应用可能性，如农业 、林业、环保等行业，拓宽应用领域和市场空间。
挖掘机不同控制方式的比较
挖掘机各种控制方式的比较（基础）1、正流量控制的问题在我们常见的挖掘机中，除了小松使用LS控制外，大部分都使用负流量控制。
近年来有部分的公司推出正流量控制，并且如此这般地说正流量有诸多好处，那么正流量真的有那么神吗？让我们在下边以川崎K 3 V系列为例来分析一下挖掘机上液压泵地控制原理：挖掘机上为了更有效地利用发动机的功率通常都采用恒功率变量泵，所谓的恒功率变量泵通俗一点说就是泵的压力与泵的流量的乘积是一个常数，如果这个数值大于发动机的功率时就会出现我们常说的憋车。
所以每个设计者就其设计思想来说，都必须是使整个液压系统的功率无限接近发动机的功率而又绝对不能大于发动机的功率。
挖掘机的恒功率控制：在挖掘机的恒功率控制上分为两个部分：一是泵内部的功率控制：他是根据本泵的输出压力和他泵（另一个泵）的输出压力对泵的排量进行的控制，当压力升高时，泵的排量随之减小; 当压力降低时，泵的排量随之增大；如果系统的压力低于先导压力时则引入先导压力对其排量进行控制.无论是对于正流量还是负流量，就此一部分而言，不管是从理论上还是从结构上都没有什么不同，也就是说在此部分没有什么正流量和负流量之分•这是液压泵恒功率控制的主体，在此不作讨论•二是外部信号对泵的功率的控制：这里说的外部信号是指先导操作系统，主压力系统，发动机系统等等等等一切与泵的功率控制有关的信息的综合•在负流量中是负压信号和其它信号的综合，在正流量中是正压信号和其它信号的综合. 这两个其它信号也没有什么不同，关键就在于负压信号和正压信号的区别.我们知道，在挖掘机上，各执行元件的速度会随操作手柄的行程的变化而变化，液压系统会根据这种变化对其排量进行控制（正负控制的缺点），负流量和正流量的区别就在于这种变化的信号采集位置的不同.信号的压力值就会越小；反之如果手柄行程越小，对应的二次先导压力也会越小，由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越小，与之对应，主阀芯的开启度越小，主油路分向执行元件的油越少，执行元件的速度就会越慢，通过中位流经负压信号发生装置的油就越多，负压信号的压力值就会越大.液压泵根据负压信号的压力值的大小来对其排量进行控制•这就是负流量控制•他的信号采集点是主油路中主控制阀的出口处.正流量：在正流量的主控制阀上没有负压信号发生装置，他的信号采集于二次先导•其它部分与负流量没有什么区别.与负流量相比正流量为什么操作敏感性好: 由于负压控制的信号采集点在主挖掘阀的出口处，只有主控制阀有动作时此负压信号才会发生变化，从而使泵的排量发生变化，这就使得液压泵的控制永远滞后于主控制阀的控制.而在正流量中，由于泵的控制信号采集于二次先导压力，此压力信号同时发送液压泵和主控制阀,这就是使的两者的动作可以同步进行•这就是“与负流量相比正流量操作敏感性好”的主要原因.与负流量相比正流量为什么节油：在负流量控制的液压系统中，负压信号的压力大约是5MPa到6MPa,此压力只用于产生负压信号；而正流量控制的液压系统中，由于没有此装置，他的回油压力仅仅是背压（一般在0. 5MPa 左右）,这就减少了一个不必要的功率损失，从而使的正流量的挖掘机在完成同样工作量的情况下一定比负流量控制的挖掘机省油.正流量控制系统是力士乐上世纪80年代的技术, 主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。
三一SY60挖掘机电气控制系统
序号
故障信息
故障描述
处理措施
1
机油压力
机油压力过低
显示大字信息 ，停机，蜂鸣
2
燃油油位
过低
指示画面闪烁
3
冷却液温度
合理范围3－103ºC
温度高于105ºC
蜂鸣
4
空滤阻塞报警信号
阻塞
报警画面，采取其他限制措施
五、发动机控制
1、发动机启动 2、发动机熄火
点火开关打到OFF档位置时，发动机熄火。 系统延时5秒后断电。 3、作业模式
操作：显示屏行走模式开关按键时，通知控制器 自动切换行走模式。
七、挖掘机常见电气故障
1．发动机不起动 2．在操作时发动机熄火 3．发动机不熄火 4．自动降速不工作 5．二次升压开关不工作 6．燃油计不能正确显示 7．挡风玻璃雨刮器不工作 8．机油压力的不正常降低 9．机油油位的不正常降低 10．发动机冷却液过热 11．充电电压不正常降低 12．压力传感器电源异常 13．蓄电池电器短路
3、启动电机
24V /3.2KW
4、SYMC可编程控制器 SYMC可编程控制器能够实现对挖掘机发动机控制，操纵 逻辑控制，故障诊断等功能。
5、SYLD真彩显示屏 SYLD真彩显示屏能够实现发动机工况显示、存储，报警， 故障信息输出等功能。
6、GPS远程监控终端 GPS远程监控终端，能够实现车辆定位，SYMC控制器远 程无线升级，锁机防盗等功能。
2、发电机
24V /30A交流发电机，由发动机自带，内 置硅整流电路及电压调节器，带有频率输出。 R为中性点电压输出端子，L接安全继电器.B+ 为电源输出端子，E为接地端子。R端子接充 电报警灯，在启动初状态，当发电机电压尚未 建立时R端电压为0V，充电报警灯亮，蓄电池 正电源通过报警灯灯丝流向R端作为发电机的 励磁电流，使发电机迅速建立起电压并进入发 电工作状态。发电机进入发电状态后,R端电压 达24V，充电报警灯熄灭。
挖掘机控制系统..
挖掘机控制系统沈阳航空航天大学北方科技学院摘要：进入21世纪以来，随着我国经济的高速发展，大规模土木工程建设越来越多，这就需要大量的土石方施工机械为其服务,而挖掘机作为土石方施工机械的一种, 显得越来越重要。
本系统就是通过PLC实现挖掘机实物教学模型控制。
本文在介绍挖掘机的工作原理的基础上，采用PLC对下位机进行控制，包括硬件和软件的设计，实现了挖掘机的自动和手动控制，使挖掘机能够完成预先设计好的动作，提高工作效率，节约成本，把人从枯燥的工作中解放出来。
在此设计的基础上，本文采用了组态王6.52对挖掘机控制系统进行上位端设计，使操作人员对挖掘机进行远程监控，远离危险区域，避免在危险区域中施工造成不必要的人员伤亡。
最后本系统采取了相应的抗干扰措施，提高了系统的工作稳定性，使挖掘机达到了较为理想的控制效果。
关键词：挖掘机；组态王；PLC1、绪论1.1、挖掘机的发展动态挖掘机应用面广，使用量大，在工程机械市场占有很重要的地位，目前已成为工程机械第一主力机,挖掘机模仿人体构造，有大臂小臂和手腕，能扭腰旋转和行走，具有较长的臂和杆，可做空间六自由度动作，配装上各种工作装置能进行立体作业这种带有类似人类基因的挖掘机已成为人类工程建设中的主要伙伴之一，也被称为土建机械手，是建设机器人的代表正因为挖掘机通用性强，作业范围广，所以被认为是多功能的工程机械挖掘机和液压传动紧密地联系在一起，挖掘机作业动作多，运动复杂多样，所需功率大，而液压传动的特点是功率密度大，布置简单灵活，操纵容易方便，很适合挖掘机多处需要动力驱动各种工作装置的要求，是挖掘机理想的传动装置，是挖掘机基础, 同时，挖掘机对液压技术也提出了各种各样更高层次的性能要求，推动了液压技术的发展，促进了液压元件高压化多样化小型化发展从某些方面而言，挖掘机引领着液压技术发展的潮流此外，挖掘机作业过程中要求高效快速，因为作业动作的复杂性和操纵控制的困难性，只有采用先进的电子控制才能解决，所以挖掘机又成为工程机械中采用电子技术的代表，对发动机液压泵阀和马达都要控制，从个别控制发展到全面综合控制，从人工选择控制发展到智能自动控制许多的IT（信息）技术光测和光控技术以及远距离通讯（ CT通信）技术等都已用于挖掘机上。
浅析挖掘机智能控制系统功能
技术•维修浅析挖掘机智能控制系统功能■王辉徐州威卡电子控制技术有限公司；江苏徐州221001摘要：在挖掘机上配装智能控制系统，可以进一步提高施工作业的精准度，提高操作人员的舒适性及挖掘机作业的安全性。
一般来讲, 挖掘机智能控制系统需具有功率匹配功能、辅助挖掘功能、称重及安全保护功能、故障诊断功能、远程管理功能等。
关键词：挖掘机；智能；控制系统在工程施工过程中，挖掘机的应用范围很广，它不仅可用于物料的挖掘、装载等常规工况，还可用于修整斜坡、平地等对精度要求较高的特殊工况。
在挖掘机上配装智能控制系统，有助于提高施工作业的精准度，提高操作人员的舒适性及整机作业的安全性。
一般来讲，挖掘机智能控制系统需具有功率匹配功能、辅助挖掘功能、称重及安全保护功能、 故障诊断功能、远程管理功能等。
1功率匹配功能挖掘机动力输出采用的是定转速方式，即最大输出功率, 工作装置消耗的是泵吸收发动机的功率。
挖掘机作业循环时 间短、压力波动范围大，如果发动机与泵的功率匹配不合理，极易造成发动机冒黑烟、熄火、车辆抖动等现象。
合理匹配发动机与泵的功率，不仅有利于提高挖掘机的工作效率，同时还能使发动机最大限度地运行在低油耗区域，提高整机燃油经济性。
此外，合理功率匹配还有利于减少系统压力冲击，降低挖掘机的抖动和颠簸，使操作者获得良好的舒适体验，从而提高整机的操控性。
2辅助挖掘功能智能辅助挖掘功能通过安装在挖掘机上的几何传感器，实时测量出挖掘机的姿态，结合GPS 差分定位系统，对挖掘机立体三维姿态计算，即可在显示屏上动态、实时地显示挖 掘机铲斗位置、目标作业区域。
采用挖掘机上的智能辅助挖掘功能，辅助指导挖掘机操作人员作业，有利于提高施工作业的精准度和作业效率。
3称重及安全保护功能国外如德国、英国、美国、新加坡等国家强制要求，挖掘机必须要配装安全保护装置才可以进入工地施工，新加坡则强制要求该安全保护装置须具有称重功能，即能够计算出所吊重物的质量。
挖掘机控制系统实验报告
一、实验目的1. 理解挖掘机控制系统的基本原理和组成。
2. 掌握挖掘机控制系统的实验方法和技术。
3. 通过实验，提高对挖掘机控制系统的分析和解决问题的能力。
二、实验原理挖掘机控制系统主要由传感器、执行器、控制器和电源组成。
传感器用于检测挖掘机的工作状态，执行器用于驱动挖掘机的工作机构，控制器根据传感器采集到的信息，对执行器进行控制，使挖掘机完成预定的动作。
三、实验设备1. 挖掘机实验台架2. 挖掘机控制系统实验箱3. 电源4. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 实验准备（1）检查实验设备是否完好，连接电源。
（2）打开计算机，启动实验软件。
（3）熟悉实验台架的结构和各部件的功能。
2. 实验内容（1）传感器检测实验1）将传感器连接到实验台架上，检查传感器是否正常工作。
2）启动实验软件，设置传感器参数，观察传感器采集到的数据。
（2）执行器驱动实验1）将执行器连接到实验台架上，检查执行器是否正常工作。
2）启动实验软件，设置执行器参数，观察执行器的工作状态。
（3）控制器控制实验1）将控制器连接到实验台架上，检查控制器是否正常工作。
2）启动实验软件，设置控制器参数，观察控制器对执行器的控制效果。
3. 实验结果与分析（1）传感器检测实验结果通过实验，验证了传感器能够正常检测挖掘机的工作状态，并采集到相应的数据。
（2）执行器驱动实验结果通过实验，验证了执行器能够根据控制器的指令，完成预定的动作。
（3）控制器控制实验结果通过实验，验证了控制器能够根据传感器采集到的数据，对执行器进行控制，使挖掘机完成预定的动作。
4. 实验总结通过本次实验，我们了解了挖掘机控制系统的基本原理和组成，掌握了挖掘机控制系统的实验方法和技术。
在实验过程中，我们对挖掘机控制系统的各个部件进行了检测和验证，验证了挖掘机控制系统的工作原理和性能。
五、实验心得1. 通过本次实验，我认识到挖掘机控制系统在挖掘机作业过程中的重要性，它直接影响着挖掘机的作业效率和安全性。
挖掘机控制系统讲解
挖掘机控制系统讲解1．中心开式负荷传感系统原理图1表明中心开式负荷传感液压系统(OLSS)的原理。
图2是主泵工作的特性曲线，泵在一定转速下，工作点无论在哪条曲线上，它的纵、横坐标分别是压力和流量，两者的乘积就是功率。
图1中所表示的操纵阀是大为简化了的多路阀示意图，它由先导或机械手柄、踏板控制其开度。
阀芯在中位时，其中心油路是开放的，主泵回油从此通过，故称之为“中心开式”。
手柄、踏板开度增大时，阀芯A口、B口开度也按比例增大，工作油量增多，使阀中心开度减小、回油量减小；反之，回油量则增大。
射流传感器(以下称射流阀)装于多路阀回油路的末端，主阀开度越小，则回油量越大，射流阀的进、出油压差就越大，其输出压差(Pd-Pb)也越大；反之，此压差就越小。
在主泵上还装有负流量控制阀(NC阀)，当Pd-Pb压差增大时，它的开度就减小，使控制泵油压Pi减小、主泵输出功率减小；反之，输出功率增大。
该系统在发动机带动主泵空运转时，全部液压油通过主阀中心及射流阀回油箱，此时射流阀进、出油压差最大，输出压差Pd-Pb也最大，NC阀开度最小，控制泵的油压受到最强的节流，输出油压Pi最小，主泵伺服缸驱使主泵输出最小流量。
当人为操作控制手柄、踏板满负荷工作时，情况与以上相反，主阀回油量最小，主泵输出最大功率(见图2)。
当中度负荷工作时，控制主阀开度不大，主泵输出功率介于上述两种情况之间，按与其开度相适应的特性曲线工作(主阀开度大小决定工作的那条曲线)，以节省能量。
图3中的(a)、(b)、(c)分别是在空负荷、轻负荷和强阻力作业时该系统的节能效果图。
传统的恒功率控制只在最外特性曲线上工作，所消耗的功率由0abc四边形面积决定；中心开式负荷传感系统也可在最外特性曲线上工作，但当在空负荷、轻负荷和强阻力作业时，消耗功率由0123四边形面积决定，两者的面积差(图中影线部分)就是后者较前者所节省的能量。
2．负流量控制系统原理图4表示负流量控制系统原理。
挖掘机系统汇总及详细介绍
采用 K<1 压力补偿阀结构，△P 与自身负载压力有关，如图七所示，随着自身负载压 力的提高，压差△P 减少，使得流量自动减少，这样当遇到惯性负荷时，不会因负载压力突 然增高，产生压力补偿阀过度调整，使进入回转马达的流量超过目标流量。避免了产生来 回振摆的现象。 采用了这种与自身负载压力相关的压力补偿阀，遇到惯性负荷也能平稳控制，挖掘机 回转就不需要采用单独油泵供油。 五．液压系统其他功能阀（见图一） 1．安全阀 A：控制系统油压。 2．中位卸载阀 B：从符号原理图上可知，该阀是二位二通阀。 中位卸载阀力平衡方程式为： P•A=(P0+PLmax)A+F P=P0+PLmax+F/A 式中： F— 弹簧力 A— 阀液压作用面积 当油泵压力 P>P0+PLmax+F/A 时，油泵就通过此阀溢流。当所有操纵阀杆都在中位时， PLmax =0(即回油)，即此时油泵卸载压力为 P0+F/A。 由于有弹簧力 F/A 的作用，因此 P-PLmax=PLS>P0，油泵调节阀处于右位（见图三） 。先 导操纵压力油进入泵的变量机构，使变量泵的流量变到最小。 该液压系统，当所有操纵阀都不工作时，泵处于最小排量和很低油压下运转。 3．切断阀 C： 从符号原理图上可知，该阀为压力阀。 其力平衡方程式为：PLmax+P0=F/A 式中： F— 弹簧力 A— 阀液压作用面积 当最高负载压力 PLmax 超过设定值时，此阀打开排油。由于液压油流动，产生压差，使 P-PLmax 增大，油泵流量调节阀起作用，油泵流量减至最小。 4．等差减压阀 D（见图一） 应该说明系统中等差减压阀 D 输入油压不是主油泵压力油 P， 而是先导油泵压力油 Pp， 因此系统补偿压差 PLS 不是由液压系统主油泵产生，而是由先导油泵产生。
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2009.4.27
Contents
液压挖掘机液压系统组成 液压挖掘机常见控制系统
各种控制系统分析
总结
液压挖掘机液压系统组成
液压系统
五项基本部件
1. 液压泵
-发动机启动 - 将机械能转化成液压能
柴油机
驱动
先导泵
控制油
先导阀
控 制 油
操纵
操作人员
2. 控制阀
- 控制压力、流量和方向
行走装置
同样采用将减速机和各种功能 （阀、制动器等）合为一体化 的紧凑设计
减压阀式先导阀
负流量控制液压挖掘机液压原理图
THANK YOU
直线行走、两级压力设定
回转优先 动臂再生 动臂、斗杆锁定 防止吸空和过载 动臂、斗杆、铲斗合流 KMX15 负流量控制
Py
PG
P
Pz
CMR
CMR
MR
Px
TS
STRAIGHT TRAVEL BLOCK
PH
R
P R
CP
XBtr
TRAVEL(R
Btr XAtr Atr C LC (XB XAtL
用。它是一款斜盘式串连轴向柱塞变量双泵，该装置由前泵，后泵和先导油
泵组成。主泵上装有调节器，对泵进行控制。
K3V 原 理 图
K3V斜盘式轴向柱塞 泵具有如下一些控制 功能：
负流量控制 交叉总功率控制 压力切断控制 功率调节控制
KMX系列多路控制阀
KMX多路控制阀是一款具有高控制性，兼备 各种功能的主控制阀，同时还备有辅助功能 的各种阀。 可以实现如下一些控制功能：
典型的负流量控制系统
负流量控制系统在中型挖 掘机中应用广泛，能提供负 流量控制所需的液压元件厂 家也不少，下面我们主要介
绍一种典型的采用负流量控
制的挖掘机液压系统。 其配置为：川崎的K3V系列 主泵+KMX系列多路阀+M2X 回转马达以及KYB的MAG系
列行走马达
斜盘式双联轴向柱塞泵K3V
K3V系列液压泵由于其诸多的优点，在负流量控制液压挖掘机得到广泛的应
CCb
BUCKET
Ak (HEAD
LCa AkR
XAaS XBa XAa (ROD
BaR
ARM
XBa
Ba XAa Aa (HEAD
AaR
BC
ARM
Dr
HV
NR
NR
Dr Dr FR
FL XBp
Dr
PaL
K M X 系 列 多 路 阀 液 压 原 理 图
C BP
M2X/M5系列回转装置
采用将减速机和各种功能（阀、 制动器等）合为一体化的紧凑 设计
3. 油箱
- 存储、冷却和过滤
驱动
工作泵
工作油
主控阀
工 作 油
工作油
马达
实 现
4. 执行器
- 油缸、旋转马达、 行走马达 - 将液压能转化成机械能
5. 附件: 导管、软管、过滤器等
工作装置工作
实现
油缸
旋转、行走
液压挖掘机液压系统组成
常见液压挖掘机控制系统
1
负流量控制系统
2
正流量控制系统
3
负载敏感系统
负流量控制原理
负流量控制
简单地说就是在多路阀最后一 联的旁路回油路上设置流量检测 装置，控制泵的排量与旁路回油 流量成负线性关系，从而减小旁
流量检测 执行机构
路回油功率损失。
它涉及到多路阀和液压泵两个 方面，在多路阀中解决旁路回油 流量检测，在变量液压泵变量机 构中实现负流量孔子。
变量泵
控制阀
负流量控制原理图
B R
C
OPTION
(B (XAc (A
BtL XBtL AtL
LCs
TRAVEL(L
A R
XBb
(ROD BbR
LCb XAS Bs
AbR
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BOOM
Bb XAb Ab
(HEAD HV
bL Dr Ck XBk (ROD Bk
XAk BkR
LCk
Csp
XAb
BOOM