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5)液压挖掘机综合控制系统
液压挖掘机综合控制系统的主要特点有:
(1)采用了电子控制压力补偿的负荷传感受液压系统。它由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成,液压泵的输出流量始终等于执行元件(液压缸、液压马达)所需要的流量。
(2)采用了电子控制动力调节系统。这主要是通过计算机对发动机和液压泵进行功率设定,确定发动机油门开度和液压泵的排量。这样,可根据挖掘机不同的作业工况,采用不同的发动机特性和液压泵特性,其特性曲线都是由计算机软件来决定的。
(3)采用了人工与电子联合控制的操纵系统。因挖掘机的作业现场情况多变,操作复杂,尚不能离不开人工操纵,但电子控制起到了重要的辅助调节作用。例如,在挖掘机整个作业过程中驾驶员可以只操纵一个手柄,其余动作都是自动化的联锁运动。但采用手动优先原则,手动操纵时自动控制系统暂停运作。
(4)采用了手持式终端故障诊系统,可以使挖掘机出现的故障及时发现和处理。
目前我国(非外资企业)大多采用负流量控制系统(开中心),而国外先进挖掘机厂大多改用中位闭式负载敏感压力补偿多路阀系统。 下面就这两种液压系统的工作原理及其优缺点进行分析。
开中心液压系统采用六通多路阀,各操纵阀的结构简图和液压符号如图 1 所示。
操纵阀在中位时泵压力油P 通过直通油道 D,经过各阀,后回油箱 T,执行器动作时P→D 的阀口逐渐关小,P→A 和 B→T 的阀口逐渐开大。其调速是采用旁路回油节流和进油节流的组合,其调速作用是通过阀杆节流,控制去油缸和回油箱的开口量来实现的,如图 1(c)所示。由于是靠回油节流建立的压力来克服负载压力, 因此调速特性受负载压力和油泵流量的影响。
开中心油路油缸起动的阀杆行程与负荷压力、泵流量有关。负荷压力愈高,泵流量愈小,阀杆死行程愈大(死区大)。负荷压力愈高,泵流量愈小,调速区域愈小。轻负荷时,流量调整行程大,操纵性能好。重负荷时,流量调整行程小,操纵性能差。速度调整操纵不稳定,阀杆操纵行程不变,但随负荷变化和泵流量变化,则油缸速度会产生变化。
挖掘机工作过程负载压力是不稳定的,随时变化着的,液压泵的流量也在不断变化,因此使其调速性能很不稳定,操纵困难。
开中心油路操纵性能的另一缺点是:当一泵供多个执行器同时动作时,因液压油是向负载轻的执行器流动,需要对负载轻的执行器控制阀杆进行节流,特别是像挖掘机这类机械,各执行器的负荷时刻在变化, 但又要合理地分配流量, 以便相互配合实现所要求的复合动作,是很难控制的。
开中心油路第三个缺点是:要满足液压挖掘机各种作业工况要求,同时实现理想的复合动作,是很困难的。例如,双泵合流问题:挖掘机实际工作中,动臂、斗杆、铲斗都要求能合流,但有时却不要求合流,但对开中心油路来说,要实现有时合流,有时不合流是很困难的。