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中大型液压挖掘机功率交叉控制系统分析

发布于 2016年07月25日

[摘要]挖掘机中的各种节能控制,归根到底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恒功率控制系统(如液压挖掘机的左右行走操作),此控制系统两泵的排量永远一致,能够使两个需要同步的作业保持一致。
中大型液压挖掘机功率交叉控制系统
    挖掘机中的各种节能控制,归根到底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恒功率控制系统(如液压挖掘机的左右行走操作),此控制系统两泵的排量永远一致,能够使两个需要同步的作业保持一致。而当做单一操作时,这就意味着部分多余油液要泄掉,使系统出现发热等一系列的问题,造成液压功率的
损失。小松挖掘机维修厂分析如下。
普通的双泵双回路系统(见图1),柴油机带动两个完全相同的变量柱塞泵,供给两条液压回路:一条回路控制斗杆、回转和左侧行走,另一条回路控制动臂、铲斗、右侧行走和辅件。这种泵控制特性的优点是:能够在一定条件下,充分利用柴油机功率;两个泵都能够吸收100%的柴油机功率,提高了工作装置的作业能力;能够使两个需要同步的装置保持速度一致而不受负载不一致的影响,如液压挖掘机的左右行走装置。主要缺点是:挖掘机工作时,两泵的斜盘摆角调节是一致的,当两个泵分别驱动的装置需要不一样的流量时,造成液压功率的损失;当挖掘机工作时,可能一个泵为高压、小流量,而另一泵则处于低压、大流量状态,结果是处于高压的泵其流量大于系统需要的流量,一部分油液要从溢流阀流走,使系统发热造成功率损失,而另一个低压泵又达不到最大流量,使挖掘机的工作机构达不到最高速度;负荷压力小于活塞D和B的弹簧压力时,活塞B回到中位,油道关闭,旋转盘的倾角变到最大流量位置,全部油液流入油箱。如当工作装置负载达到一定程度而停止动作时,液压泵输出的全部油液都通过溢流阀回油箱,此时柴油机的输出功率都消耗在溢流阀上变成热量,导致油温升高;由于液压系统的过热带来一系列的问题,如,使橡胶密封件变软,过早老化,进而使系统密封效果变差,液压油的黏度降低,不利于润滑油膜的形成,从而加速了液压系统内部运动部件的磨损,增加泄漏,降低容积效率,使热膨胀系数不同的运动副问的间隙变小而发生阻卡现象。新的功率交叉控制系统既能充分利用柴油机功率,又可以根据两个泵各自驱动液压回路的负载情况,向每一回路提供不同的液压油流量,同时加大了工作装置的功率范围。该系统工作原理如图2所示。图中,两个泵各自的排量不仅与自身输出压力有关,同时还与另外1只泵的输出压力有关。它是通过两个变量泵工作压力相互交叉控制实现的,相当于1个液压连杆将两个变量泵的功率连到一起,平衡杠杆
上受3个力的作用。
所以,功率交叉控制系统优于恒功率控制系统,它提高了低负载回路对实际负载功率的适应性;柴油机功率的利用率进一步提高;在双泵之间动态的功率分配更适用于中大型液压挖掘机,避免了两泵流量相等所带来的缺点,充分利用了柴油机的功率,提高了中大型挖掘机作业效率的要求。本文有小松挖掘机维修厂整理提供。