详细介绍液压挖掘机整机控制系统特点

1、详细介绍液压挖掘机整机控制系统特点 目前，机电液一体是液压挖掘机的主要发展方向盘，其目的是实现液压挖掘机的全自动化，即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，使挖掘机由传统的杠杆操纵逐步发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电操纵、电液比例操纵和计算机直接操纵。所以，对挖掘机的机电液一体化的研究，主要集中在液压挖掘机的控制系统上。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网液压挖掘机控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）等所构成的动力系统进行控制的系统。按控制功能，可分为位置控制系统、速度控制系统和力（或压力）控制系统；按控制元件，可分

2、为发动机控制系统、液压泵控制系统、多路换向阀控制系统、执行元件控制系统和整机控制系统。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网目前，液压挖掘机控制系统已发展到复合控制系统。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网发动机的控制系统VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网由柴油机的外型特性曲线可知，柴油机是近似的恒扭矩调节，其输出功率的变化表现为转速的变化，但输出扭矩基本不变化。油门开度增加（或减小），柴油机输出功率就增加（或减小），由于输出扭矩基本不变，所以柴油机转速也增加（或减小），即不同的油门开度对应着不同的柴油机转速。由此可见，对柴油机控制的目的是，通过对油门开度的控制来实现柴油机转

3、速的调节。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网目前应用在液压挖掘机柴油机上的控制装置有电子功率优化系统、自动怠速装置、电子调速器、电子油门控制系统等。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网液压元件控制系统VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网对液压泵的控制都是通过调节其变量摆角来实现的。根据控制形式的不同，可分为功率控制系统、流量控制系统和组合控制系统等三大类。其中的功率控制系统有恒功率控制、总功率控制、压力切断控制和变功率控制等；流量控制系统有手动流量控制、正流量控制、负流量控制、最大流量二段控制、负荷传感控制和电气流量控制等；组合控制系统是功率控制和流量控制的组合控制，在液压

4、控制机上应用最多。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网液压控制阀控制系统VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网1）先导型控制系统 换向控制阀的控制形式有直动型（用手柄直接操纵换向阀主阀芯，目前少用）和先导型两种。后者是用先导阀控制先导油液，再用先导油液控制换向阀的主阀芯，它又分为机液先导型和电液先导型两类。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网2）负荷传感控制系统 阀控系统实质上是节流式系统。在液压挖掘机上，目前常用的是一般的三位六通多路阀，其滑阀的微调性能和复合操作性能差。20世纪90年代以来，在液压挖掘机上开始采用负荷传感控制系统，其控制闪不论是中位开式方式还是中位闭式方式，

5、都附带有压力补偿阀。采用电子控制压力补偿的液压挖掘机液压系统与传统的液压系统比较，负荷传感控制系统的主要优点是：VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网（1）节省能源消耗。普通三位六通换向阀无论采用定量泵还是变量泵，总要有一部分油液经溢流阀溢掉，浪费了能量。而使用负荷传感变量系统，泵的流量全部用于负载上，泵的压力仅比负荷压力大1-3MPa。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网（2）流量控制精度高，不受负荷压力变化的影响。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网（3）几个执行元件可以同步运动或以某种速比运动，且互不干扰。普通三位六通阀系统用的是并联油路，当几个执行元件同时动作时，泵输出

6、的油液首先流向压力低的执行元件，不能同步。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网负荷传感控制系统包括负荷传感控制阀和负荷传感控制泵（或定量泵）。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网3）完全负荷传感控制系统 完全负荷传感控制系统由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网上述的负荷传感控制阀只解决了滑阀的微调性能和复合操作性能，而没有解决节省能源问题。定量泵和负荷传感控制阀的系统也没有节省能源消耗，因为泵所输出的流量超过执行元件（液压缸和液压马达）所需要的流量时，多余的油液经压力补偿阀流回油箱（为保持压差恒定）变为热能。只有完全负荷传感控制系统才

7、能解决节省能源问题。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网4）带次级压力补偿阀的负荷传感系统德国力士乐公司等（包括Atlas公司、Eder公司）在其生产的液压挖掘机上设置了负荷传感分流器LUOV（Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系统，其主要作用是：当多个执行元件同时工作、所需的流量大于液压泵的流量时，产生供油不足的现象，这不能使正在工作台的执行元件与负载压力无关的控制得到保证。LUDV系统能保证在供油不足时所有执行元件的工作速度按正比例下降，以获得与负载压力无关的控制。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网执行元件控制系统VFN铁甲工程机械网

8、-挖掘机网-工程机械网1）行走自动二速系统 行走自动二速系统只有在行走速度转换开关处于二速位置时才具有此功能。此时，其信号使行走二速电磁阀换向；与此同时，通过二速用伺机服缸使行走马达处于二速位置，挖掘机可高速行走。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网另外，控制选择阀还受行走压力的作用，在上坡等负载大的时候，控制选择阀向一速的一侧换向；二速用伺服的控制油压卸荷，使行走马达自动向一速位置转换，驱动力增大。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网挖掘机在平地上行走及下坡行走等工况时，行走阻力变小，控制选择阀再换向，对二速用伺服缸作用，行走马达自动地又回到二速位置上，使控制机高速行走。VFN铁

9、甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网2）转台回转摇晃防止机构 转台回转摇晃防止机构是挖掘机转台回转停止后消除其摇晃的机构，其工作原理是：VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网回转马过停止运转的过程中，反转防止阀两侧受卸荷压力作用，弹簧压缩。由于左、右压力相等，反转防止阀不能换向。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网回转马达停止运转后B口侧压力比A口侧高，对回转马达产生反力作用，回转马达摇晃，此时A口侧压力比B口侧的高，对反转防止阀产生压力。由于阀中有节流孔，产生时间滞后，滑阀向右移动，从而使A口与B口联通、压力相等。因此，转台回转摇晃仅一次而已。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械

10、网3）工作装置控制系统 液压挖掘机的液压系统中有六个执行元件左、右行走马达，转达台回转马达，动臂液压缸，斗杆液压缸，铲斗液压缸。为了提高挖掘机的生产率和节省能源消耗，在挖掘机的挖掘装载过程中，需要回转马达和三种液压缸协调动作，即工作装置控制系统应具备如下三项功能：VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网（1）控制机控制功能。铲斗沿水平面或与水平面成一定角度的直线运动，圆弧运动；任意轨迹运动。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网（2）装载挖掘功能。完成满斗提升、回转和卸载。在这一过程中要求铲斗相对于地平面保持开始提升时的角度，以防止铲斗内物料在提升过程中撒落。VFN铁甲工程机械网-挖掘机

11、网-工程机械网（3）复位控制功能。卸载后通过动臂、斗杆、铲斗和回转等四个动作的联动，使铲斗恢复到开始挖掘的位置。VFN铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网上述挖掘机工作装置的控制形式有机液控制和计算机控制等两种方式。各种液压控制阀的规格型号，可以系统的最高压力和通过阀的实际流量(从工况图和系统图查得)为依据并考虑阀的控制特性、稳定性及油口尺寸、外形尺寸、安装连接方式、操纵方式等，从产品样本或型录中选取。金泽液压生产的液压系统中配套各类液压控制阀选择注意事项如下：i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网1、液压阀的实际流量i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网液压阀的实际流量与油路的串、并

12、联有关：串联油路各处流量相等；同时工作的并联油路的流量等于各条油路流量之和。此外，对于采用单活塞杆液压缸的系统，要注意活塞外伸和内缩时的回油流量的不同：内缩时无杆腔回油与外伸时有杆腔回油的流量之比，与两腔面积之比相等。i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网2、液压阀的额定压力和额定流量i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网各液压控制阀的额定压力和额定流量一般应与其使用压力和流量相接近。对于可靠性要求较高的系统，阀的额定压力应高出其使用压力较多。如果额定压力和额定流量小于使用压力和流量，则易引起液压卡紧和液压动力并对阀的工作品质产生不良影响；对于系统中的顺序阀和减压阀，其通过流量不应远小

13、于额定流量，否则易产生振动或其他不稳定现象。对于流量阀，应注意其最小稳定流量。i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网3、液压阀的安装连接方式i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网由于阀的安装连接方式对后续设计的液压装置的结构型式有决定性的影响，所以选择液压阀时应对液压控制装置的集成方式做到心中有数。例如采用板式连接液压阀，因阀可以装在油路板或油路块上，一方面便于系统集成化和液压装置设计合理化，另一方面更换液压阀时不需拆卸油管，安装维护较为方便；如果采用叠加阀，则需根据压力和流量研究叠加阀的系列型谱进行选型，等等。i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网4、方向控制阀的选用i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网对于结构简单的普通单向阀，主要应注意其开启压力的合理选用：较低的开启压力，可以减小液流经过单向阀的阻力损失；但是，对于作背压阀使用的单向阀，其开启压力较高，以保证足够的背压力。对于液控单向阀，除了本款换向阀中相关的注意事项外，为避免引起系统的异常振动和噪音，还应注意合理选用其泄压方式：当液控单向阀的出口存在背压时，宜选用外泄式，其他情况可选内泄式。i7g铁甲工程机械网-挖掘机网-工程机械网对于换向阀，应注意从满足系统对自动化和运行周期的要求出发，从手动、机械、电磁、电液动等型式中