挖掘机液压知识培训

1、液体不可压缩液体不可压缩 处于密闭容器内的液体对施加于它表面的压力向各个方向等值传递。 速度的传递按“容积变化相等”的原则。 液体的压力由外载荷建立。认为泵一出油就有压力是错误的。 能量守恒。重物充满油面积小面积大粗实线：主管路和主油道。虚线：控制管路和控制油道。双点划线：部件组成，它一般是封闭的。油路接通与否：有3种方式表达。圆点与交叉；交叉与小圆弧；圆点与小圆弧符号： P泵压力油 A、B油缸或马达的工作油口 O、T、Dr油箱差动阀杆差动油缸双作用油缸S1S2F弹簧弹簧PP 液压泵：将机械能转换为液体压力能。 执行元件：将液体压力能转换为机械能。例如油缸、油马达等。 控制调节装置：各种阀。大

2、致有等。 辅助装置：油箱、过滤器、管路、接头、密封、冷却器、蓄能器等等。吸油：封闭的容积总是处于不断增大的状态排油：封闭的容积总是处于不断减小的状态液压泵与液压马达原理上是可逆的，但结构略有不同。流量控制阀压力控制阀方向控制阀主要控制流过管路的流量，通过对流量的控制还可以对回路的压力产生一定影响。注意节流会产生损失。1. 节流阀（阻尼孔）使液压油通过小孔、缝隙、窄槽等结构元素后流量减小并产生压力降P（阻尼） 。注意流动的液压油才具有上述性质。如果液压油是静止状态，则根据连通器原理，前后的压力是相等的。P前前P后后安全阀限制系统最高压力，保护系统元件不被高压损坏。直动式：中低压系统先导式：高压系

3、统过载阀：限制封闭管路最高压力。减压阀一个泵同时供给两个以上压力不同的回路。直动式：中低压系统1.先导式：高压系统弹簧比较硬液压油通过节流孔时，在节流孔的前后产生压力差P 弹簧很软弹簧比较硬液压油通过缝隙产生压力降P 保持出口压力稳定的措施原理与先导式安全阀类似，用于高压系统。缝隙缝隙主要控制方向，还可以利用阀的开度适度控制回路的流量和压力。单向阀：只允许液压油单方向通过。选择阀：根据回路中压力的高低自动选择液压油通过的方向。截止阀：一个位置封闭，另一个位置通过。液压控制换向（液压先导控制）电磁阀控制换向1.二通插装阀A1A2先导泵来油先导泵回油回位弹簧AB无无控控制制油油压压abcdefgA

4、B A有有控控制制油油压压abcde fgB A解锁：c口封闭， B a b 与g不通g f e d 环槽i h油箱hi无控制油压无控制油压AB单向阀单向阀A B，通；，通； B A单向锁定，不通。单向锁定，不通。 A 通道被阀杆遮断通道被阀杆遮断有控制油压有控制油压该腔内的油被引回油箱该腔内的油被引回油箱AB膜片充满氮气原理：气体被压缩后储存能量。作用：吸收液压振动和冲击并且可以作为应急能源使用。 串联：多路换向阀中上一个阀的回油为下一个阀的进油。液压泵的工作压力是同时工作的执行元件的总和，这种油路可以做复合动作，但是克服外载荷的能力比较差。 并联：多路换向阀中各换向阀的进油口都与泵的出油路

5、相连，各回油口都与油箱相连。这种油路克服外载荷的能力比较强，但是几个执行元件同时工作时负载小的先动，负载大的后动，复合动作不协调。 合流：一般用于双泵和多泵系统中。用合流阀或者使两个回路中相应的换向阀同时动作，让两个泵同时向一个执行元件供油以提高该执行元件的运动速度。主控阀杆主控阀杆合流阀杆合流阀杆泵泵1泵泵2驱动控制油操纵柴油机柴油机先导泵先导泵先导阀先导阀司司 机机 控制油驱动工作油工作油工作泵工作泵主控阀主控阀马马 达达 工作油 实现实现工作装置工作工作装置工作油缸油缸旋转、行走旋转、行走 压力P（单位Mpa，兆帕） 泵的输出压力由负载决定。负载压力，负载压力。安全阀限制最高压力。 排量

6、q （单位ml/r，毫升/转） 泵每转一周所排出的液压油的体积。排量不可变的泵叫定量泵；排量可变的泵叫变量泵。 流量Q（单位L/min，升/分钟） 单位时间内输出液压油的体积。 Q=qn（不考虑单位转换系数，下同） 其中n是泵的转速，单位rpm，转/分钟 泵的功率N（单位Kw，千瓦） N=PQ 排量q（单位ml/r，毫升/转） 液压马达每转一周所排出液体的体积。排量不可变的叫定量马达，排量可变的叫变量马达。 输出扭矩M（单位NM，牛米） M=P q 其中P为马达进出口压力差， 为马达的机械效率。 输出转速n（单位rpm，转/分钟） n=Q /q 其中为马达的容积效率。变量泵变量马达是一个位置跟

7、踪装置，液压缸缸体位置始终跟随阀杆。所以伺服控制系统又叫随动系统、跟踪系统。是一个力的放大装置。移动阀杆的力很小，液压缸的推力却可以很大。必须有外部能源（液压泵）。系统工作时阀杆必须先有一定的开口度，就是说缸体的移动必须落后于阀杆，或者说输出始终落后于输入，这个称为系统的误差。没有误差就没有动作，而动作又力图消除误差。伺服控制系统就是这样由不平衡（有误差）到平衡（消除误差），再由平衡到不平衡地连续工作。阀杆不仅起到控制液压缸的流量、压力和方向的作用，而且还起到将系统的输出和输入信号加以比较以定出它们之间误差的测量元件的作用，这种作用成为反馈。使输入与输出的误差增大是正反馈；使输入与输出的误差减

8、小以致消除是负反馈。这个例子的反馈是机械连接、反馈可以是机械、电气、液压、气动或它们的组合。PO阀杆控制方式：手控、液控、电控或者它们的组合泵调节器泵调节器系统压力与弹簧力成正系统压力与弹簧力成正比，与系统流量成反比比，与系统流量成反比。起调压力。起调压力p0弹簧预弹簧预紧力紧力油压作用面积油压作用面积在这里，可以任意增加阀杆的控制：液控、电控或者它们之间的组合，拓展恒功率变量泵的控制功能。负反馈 当泵的转速发生变化时，泵的恒功率曲线也发生变化。即随着泵转速的下降，其流量和功率也都下降。PQ 当泵的起调压力发生变化时，泵的恒功率曲线也发生变化。即随着泵起调压力的下降，其功率也下降。PQ起调压力

9、高起调压力高泵的功率大泵的功率大起调压力低起调压力低泵的功率小泵的功率小该点取决于第二根该点取决于第二根弹簧何时进入工作状态弹簧何时进入工作状态 泵调节器是一种液压伺服控制机构，它至少要有两根弹簧，构成两条直线段，在压力-流量图上形成近似的恒功率曲线。 调节弹簧的预紧力可以调节泵的起始压力调定点压力p0（简称起调压力），调节起调压力就可以调节泵的功率。起调压力高，泵的功率大；起调压力低，泵的功率小。因此恒功率变量又叫做压力补偿变量。 只有当系统压力大于泵的起调压力时才能进入恒功率调节区段，发动机的功率才能得到充分利用。压力与流量的变化为：压力升高，流量减小；压力降低，流量增大。维持：流量压力=

10、功率不变。 当泵的转速发生变化时，泵的流量（功率）也变化。PO液控阀杆如果这里设置双弹簧，就是液压如果这里设置双弹簧，就是液压系统的恒功率控制的具体应用系统的恒功率控制的具体应用 P= P1P2液压交叉控制两个小活塞两个小活塞的面积相等的面积相等 具有单泵恒功率调节的特点。 两台泵相同，泵调节器也完全一样，两台泵输出的流量相等，即Q1=Q2；但是压力可以不同，即P1P2，那么两台泵的输出功率也就不同。有时一台泵功率很大，而另一台泵功率很小。 两台泵的功率总和始终保持恒定，不超过发动机的额定功率。 全功率变量不是根据P1和P2的单数值，而是根据两台泵的工作压力之和 P= P1P2来进行流量调节，

11、只有当 P= P1P2 2 p0时进入全功率调节区域，才能充分利用发动机的功率。换向阀中位回油道上有节流孔，油通过这个节流孔产生压差。将节流孔前的压力引到泵变量机构来控制泵的排量。负流量控制负流量控制全功率控制全功率控制 泵输出压力在设定值以上时，使泵的流量自动减小，进行压力切断控制，主要目的是进一步减小高压溢流损失。PQ无压力切断控制压力切断控制Q大Q小顺序阀顺序阀伺服阀杆伺服阀杆伺服油缸伺服油缸反馈连杆反馈连杆驱动连杆驱动连杆负流量控制阀杆负流量控制阀杆液压交叉和电控阀杆液压交叉和电控阀杆伺服阀杆伺服阀杆伺服油缸伺服油缸反馈连杆反馈连杆驱动连杆驱动连杆负流量控制阀杆负流量控制阀杆液压交叉和

12、电控阀杆液压交叉和电控阀杆与壳体固定铰接点与壳体固定铰接点液压交叉和电控液压交叉和电控压力阀杆压力阀杆伺服阀杆伺服阀杆大圆孔大圆孔圆柱销圆柱销负反馈负反馈阀杆到位后固定不动阀杆到位后固定不动连接伺服油缸连接伺服油缸摇杆摇杆导杆导杆滑块滑块支点支点伺服油缸的移动而带动伺服油缸的移动而带动 发动机最高空转转速：额定转速调速率（1.081.10）。 一般情况下带动较大载荷后转速降低150 200rpm。 发动机的飞轮功率：扣除发动机各种附件后飞轮净输出功率。 预留发动机的功率储备：避免发动机遇到大的载荷时严重降速甚至熄火。 泵的功率设定：发动机飞轮功率 88 92%。扭矩功率油耗转速先先导导来来油油

13、先导回油先导回油P 主泵来油主泵来油主阀杆主阀杆回回位位弹弹簧簧单向阀单向阀PPT导阀调压弹簧主阀弹簧主阀节流孔节流孔PT导阀打开主阀弹簧主阀节流孔节流孔AT导阀调压弹簧节流孔（可变阻尼）节流孔（可变阻尼）主阀阀套滑阀可以向右滑动，抵住导阀锥部，变阻尼。AT阀套TA节流孔节流孔TAB先导泵来油先导泵来油先导泵来油先导泵来油封闭封闭开口开口阀杆阀杆开口开口封闭封闭回位弹簧回位弹簧调压弹簧调压弹簧T弹簧座弹簧座传力杆传力杆弹簧弹簧推杆推杆压盘压盘节流孔节流孔面积面积b小小面积面积a大大阀杆受力平衡方程为PA（a b ) 调压弹簧力 因为阀在工作过程中的开口量变化很小，所以调压弹簧力的变化也很小，根

14、据阀杆受力平衡方程知道， PA的变化也很小。 从阀的工作过程看，出口压力PA升高时阀杆向上移动，减小开口量，使出口压力PA降低，保持PA不变。反之出口压力PA降低时弹簧力使阀杆向下移动，增大开口量，使出口压力PA升高，保持PA不变。 节流孔的作用是改善阀的操作性能，使阀的工作更加稳定。例如，可以减小外界振动对阀操作的影响。先导来油先导来油ABT钢球钢球弹簧腔弹簧腔弹簧弹簧弹簧弹簧推杆推杆阻尼器阻尼器太阳轮输入行星轮架输出单排行星传动单排行星传动双排行星传动双排行星传动输入输入输出输出输入输入输出输出速比速比1K速比（速比（1K1）（ 1K2）行星排特性参数行星排特性参数K 内齿圈齿数内齿圈齿数

15、太阳轮齿太阳轮齿数数行星传动行星传动少齿差行星齿轮传动少齿差行星齿轮传动（摆线齿廓）（摆线齿廓） 速比速比Z1（Z2 Z1） 当（当（Z2 Z1） 1，称为一齿差，称为一齿差Z1Z2输入输入输出输出演变演变摆线轮中心摆线轮中心针针轮轮中中心心输出输出固定不动固定不动输入输入4，5构成插销式偏心输出机构构成插销式偏心输出机构一级直齿轮加摆线针轮减速机一级直齿轮加摆线针轮减速机设制动后左边产生高压，先a后b：一级安全阀a的调定压力为10.2MPa；二级安全阀b的调定压力为41.2MPa。如果制动后右边产生高压，则一级安全阀为b；二级安全阀为a。ab节节流流孔孔节节流流孔孔aabbc接缓冲活塞接缓冲

16、活塞ab，开启压力，开启压力10.2MPaC马达马达B口来油口来油泄到马达泄到马达A口口直径大直径大直径小直径小阀杆阀杆aabbc接缓冲活塞接缓冲活塞直径大直径大直径小直径小ba，开启压力，开启压力41.2MPaC马达马达B口来油口来油泄到马达泄到马达A口口节流孔节流孔节流孔节流孔孔孔缓冲活塞缓冲活塞阀体阀体弹簧弹簧阀杆阀杆节流孔节流孔滑阀滑阀回油回油压压力力油油中位制动延时阀回转防反转阀过载保护回转制动补油阀T节流孔节流孔面积面积A1面积面积A2差动阀杆差动阀杆缓冲阀缓冲阀面积面积A3面积面积A4弹簧力弹簧力FP1TP1升升高高P2时间时间压力压力T节流孔节流孔面积面积A1面积面积A2差动阀

17、杆差动阀杆缓冲阀缓冲阀面积面积A3面积面积A4弹簧力弹簧力FP1ATT节流孔节流孔缓冲阀缓冲阀可变环形缝隙可变环形缝隙面积大面积大面积小面积小差动阀杆差动阀杆KAWASAKIATT阀杆阀杆缓冲阀缓冲阀可变环形缝隙节流可变环形缝隙节流时间时间压力压力随着缓冲阀的右移，节流作用使该腔压力逐渐升高随着缓冲阀的右移，节流作用使该腔压力逐渐升高。中位中位上阀上阀下阀下阀滑阀滑阀弹簧弹簧节流孔节流孔油道油道油道油道油道油道上下阀接触上下阀接触的距离很短的距离很短上上阀阀作作用用面面积积小小下阀作用面积大下阀作用面积大马达马达初始初始启动启动旋转旋转下阀向上顶起下阀向上顶起初始启动时初始启动时压力比较高压力

18、比较高马达马达正常正常旋转旋转滑阀底部有油压作用向上推滑阀底部有油压作用向上推钢钢球球被被顶顶上上去去这腔有这腔有油压油压系统低于系统低于最高启动最高启动压力后，压力后，上下阀被上下阀被弹簧一起弹簧一起推下来推下来节流的原因节流的原因使下阀下降使下阀下降快，上阀下快，上阀下降慢。从初降慢。从初始启动到正始启动到正常运转会有常运转会有少量泄漏。少量泄漏。大量的进油大量的进油使这个过程使这个过程很短，人感很短，人感觉不到。觉不到。制动制动惯性惯性这腔有这腔有油压油压滑阀底部有油压作用向上推滑阀底部有油压作用向上推钢球被顶上去钢球被顶上去高压时下阀高压时下阀被顶上去被顶上去回转将停止回转将停止时压力

19、降低时压力降低无阻尼下降无阻尼下降回位的快回位的快有阻尼下降有阻尼下降回位的慢回位的慢阻尼孔阻尼孔两阀杆分开两阀杆分开而导通油道而导通油道阀杆移动与阀杆移动与左面同样道理左面同样道理钢球一直被钢球一直被油压顶在上面油压顶在上面卸压互通卸压互通惯性反转惯性反转油压将钢球油压将钢球顶到上端顶到上端油压将钢球油压将钢球压到下端压到下端防反转阀使用效果防反转阀使用效果时间压力没有防反转阀有防反转阀 计算机全功率控制 国家863计划项目：智能化挖掘机 主要体现：司机单（电控）手柄操作与工作装置行为轨迹控制。例如，平整场地和开挖边坡。 运用信号处理技术、模糊控制技术、神经网络技术在线辩识驾驶员作业意图的方

20、法，建立功率匹配决策的智能化 计算机控制器计算机控制器先导泵先导泵主泵主泵1主泵主泵2柴油机速度传感器柴油机速度传感器油门执行器油门执行器反馈传感器反馈传感器监视器监视器柴油机速度旋钮柴油机速度旋钮电比例减压阀电比例减压阀泵压力传感器泵压力传感器泵压力传感器泵压力传感器电子控制液压系统简称电控系统，它监测发动机转速。随着外载荷增大，泵的功率增加，发动机的负荷也随之增大。当外载荷增大致使发动机转速降低时，电控系统起作用，它自动调小泵的起调压力，减小泵的功率，也就减小了发动机的负荷，使发动机转速恢复正常。随着使用工况的不同，可以任意人为设定泵的功率，最大限度地发挥机器的使用范围。电子电子放大器放大

21、器比例比例电磁铁电磁铁执行执行元件元件负载负载反馈测量元件反馈测量元件电液比例阀组成：比例电磁铁（电-机械比例转换装置）液压控制阀本体电-机械比例转换装置：将输入的电信号按比例地连续地转换为机械力和位移输出。液压阀本体：接受这种机械力和位移的输出按比例地连续地输出压力或者流量。电液比例阀电液比例阀液压液压控制阀控制阀正正负负差值差值的组成为： 将开关或定值型控制阀的手控部分改为比例电磁铁（电-机械比例转换装置）。按用途分为四类： 电液比例压力阀电液比例流量阀 电液比例换向阀电液比例复合阀由电子放大器驱动并且一起配套供应。它的作用是：把输入的电信号转换成一定的位移，此位移通过液压阀可以压紧或放松一个弹簧，或者可以移动一个阀杆。与一般的通断型电磁铁的主要区别在于普通电磁铁是变气隙的，比例电磁铁的气隙在一定范围内恒定，保证了电磁引力