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發(fā)布時(shí)間：2017-08-21T09:01:05更新時(shí)間：2022-07-07T17:39:35 瀏覽量：165

[內(nèi)容摘要]： 1. 節(jié)能旁通流量操控體系節(jié)能性較好。在主控閥悉數(shù)中位時(shí)，旁通溢流閥敞開(kāi)，存在空流壓力損踐約3.5MPa，此刻有最大的旁通流量丟失。操作手柄扳倒一半行程時(shí)，主泵流量仍有一部分經(jīng)過(guò)六通滑閥的中立回路流回油箱。先導(dǎo)傳感操控體系節(jié)能性好。因?yàn)橹骺亻y為六通滑閥，...

1. 節(jié)能

旁通流量操控體系節(jié)能性較好。在主控閥悉數(shù)中位時(shí)，旁通溢流閥敞開(kāi)，存在空流壓力損踐約3.5MPa，此刻有最大的旁通流量丟失。操作手柄扳倒一半行程時(shí)，主泵流量仍有一部分經(jīng)過(guò)六通滑閥的中立回路流回油箱。先導(dǎo)傳感操控體系節(jié)能性好。因?yàn)橹骺亻y為六通滑閥，依然存在中位回油流量丟失，但其比旁通流量操控體系小。在主控閥中位時(shí)，回油背壓小，僅0.5MPa左右。當(dāng)操作手柄行程加大，主泵流量和履行元件進(jìn)油量隨先導(dǎo)操控壓力添加而添加。在流量操控壓力從最小到最大的調(diào)速規(guī)模內(nèi)，主泵流量和履行元件進(jìn)油量近似為等距曲線，流量丟失改動(dòng)不大。

負(fù)荷傳感體系的節(jié)能性較好。主控閥無(wú)串聯(lián)的中立油路回油箱，因而沒(méi)有主控閥的中位空流丟失。當(dāng)操作手柄中位時(shí)，因?yàn)橹鞅脹](méi)有備用流量，主泵的空載流量丟失在理論上為零?？墒牵谪?fù)荷傳感主控閥的節(jié)省口存在固定的壓力丟失ΔP(2～2.9MPa)，約為體系最高壓力的6～8.5%。當(dāng)作業(yè)中流量增大時(shí)，功率丟失(履行元件所需流量與壓差ΔP的乘積)也不小。復(fù)合作業(yè)行元件負(fù)荷壓力相差很大時(shí)，因?yàn)楸昧髁恐皇茏罡哓?fù)荷壓力操控，主泵供油流量會(huì)多于履行元件需求流量之和，也會(huì)形成功率丟失。

不同流量操控體系的扭矩特性比較如圖1所示。負(fù)荷傳感操控體系中，主泵吸收的扭矩是變動(dòng)的。在額定功率點(diǎn)上，主泵按負(fù)荷壓力的改動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整泵的排量(參看圖1-a)，因而主泵可以徹底吸收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩。旁通流量操控和先導(dǎo)傳感操控則因負(fù)荷壓力改動(dòng)時(shí)，主泵流量調(diào)整有一個(gè)滯后進(jìn)程，主泵吸收的扭矩不變，并且為避免發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷失速，主泵在匹配作業(yè)點(diǎn)吸收的扭矩，設(shè)計(jì)時(shí)低于發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下輸出的扭矩，將丟失大約5～8%的功率。

(a)負(fù)荷傳感體系 (b)其他流量操控體系

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)與主泵的功率匹配

伺服<a href='http://dasmcp.cn/' target='_blank'><u>四柱液壓機(jī)</u></a>

需要闡明的是，上述有關(guān)節(jié)能性的比照剖析，僅針對(duì)流量操控而言。某一機(jī)型是否節(jié)能，還要考慮是否選用混合動(dòng)力技能、發(fā)動(dòng)機(jī)自身的燃油耗費(fèi)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性及其動(dòng)力習(xí)慣操控(發(fā)動(dòng)機(jī)-主泵功率的動(dòng)態(tài)匹配)、液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)主泵的負(fù)載習(xí)慣操控、以及主控閥的負(fù)載習(xí)慣操控等。在液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)發(fā)掘機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)一泵一閥的聯(lián)合操控是機(jī)電液一體化的體系。除了流量操控，還有其他的操控方法來(lái)完成節(jié)能，例如主動(dòng)怠速、短時(shí)超載、溢流(切斷)操控、恒功率操控、分工況的變功率操控、以及動(dòng)臂再生操控、斗桿再生操控等等。

因而，關(guān)于詳細(xì)廠牌系列或機(jī)型的節(jié)能性判別，不能簡(jiǎn)單說(shuō)因?yàn)檫x用了先導(dǎo)傳感操控(正流量操控)這種流量操控方法，節(jié)能性就一定好。目前對(duì)三種流量操控的節(jié)能效果的好壞，還不能作出比照的定論。

2. 體系安穩(wěn)性與呼應(yīng)性

關(guān)于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)體系的流量操控，可用圖2來(lái)剖析體系操控進(jìn)程的特性。操控量(流量)到達(dá)目標(biāo)值的時(shí)刻(呼應(yīng)時(shí)刻)越短，動(dòng)態(tài)呼應(yīng)就快;操控進(jìn)程中超調(diào)量(操控差錯(cuò))越小，安穩(wěn)時(shí)刻就短。應(yīng)快、安穩(wěn)時(shí)刻短，就標(biāo)明操控的動(dòng)態(tài)特性好。體系安穩(wěn)之后，流量的實(shí)際值與目標(biāo)值之差就是穩(wěn)態(tài)差錯(cuò)。穩(wěn)態(tài)差錯(cuò)小，標(biāo)明靜態(tài)特性好，即體系安穩(wěn)性好。

圖2 體系的操控進(jìn)程

從流量特性來(lái)看(圖3)，在旁通流量操控(圖3-a)和先導(dǎo)傳感操控(圖3-b)體系中，當(dāng)操作手柄中位時(shí)，主泵有備用流量，因而都比無(wú)備用流量的負(fù)荷傳感操控(圖3-c)的動(dòng)態(tài)呼應(yīng)快。因?yàn)榕酝髁坎倏氐男盘?hào)采集點(diǎn)坐落主控閥的旁通油路結(jié)尾，泵控滯后于閥控的延時(shí)較先導(dǎo)傳感操控長(zhǎng)一些，所以動(dòng)態(tài)呼應(yīng)較慢。

(a) (b) (c)

圖3 流量特性的比較

從泵控特性來(lái)看(圖4)，無(wú)論旁通流量操控(圖4-a)，仍是先導(dǎo)傳感操控(圖4-b)，操控壓力Pi與與流量Q的聯(lián)系曲線都是有斜度的，不像負(fù)荷傳感操控中壓差ΔP與流量Q的聯(lián)系曲線那樣陡變(圖4-c)。因而，旁通流量操控和先導(dǎo)傳感操控的超調(diào)量比負(fù)荷傳感操控小(參看圖3)，動(dòng)態(tài)特性比負(fù)荷傳感操控好。

圖4 泵控特性的比較

一般的旁通流量操控和先導(dǎo)傳感操控都是選用機(jī)-液結(jié)構(gòu)完成比例操控，因?yàn)榇嬖跈C(jī)械慣性，不可避免地存在靜態(tài)差錯(cuò)，終究也會(huì)影響體系的操控功能。在神鋼的發(fā)掘機(jī)上選用了電液比例技能加以改進(jìn)，可是，這兩種操控體系的主要問(wèn)題都是一種開(kāi)環(huán)操控，無(wú)法對(duì)履行元件負(fù)荷壓力對(duì)流量的影響作出實(shí)時(shí)呼應(yīng)。

負(fù)荷傳感操控體系具有較好的靜態(tài)特性，是因?yàn)閷?duì)流量選用了閉環(huán)操控，如圖5所示。當(dāng)負(fù)荷PLS增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n下降時(shí)，主泵流量Q會(huì)減小，主控閥節(jié)省前的壓力Pp隨之減小。所以，壓差ΔPLS(=Pp-PLS)將減小。主泵的LS閥調(diào)大主泵排量q，反之亦然。即便發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降或上升，泵流量Q(=n*q)都相對(duì)安穩(wěn)在目標(biāo)值左右，流量Q的調(diào)理進(jìn)程與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)，關(guān)于外界攪擾(負(fù)荷變動(dòng))，因負(fù)荷傳感反應(yīng)信號(hào)ΔPLS的效果，負(fù)荷傳感操控體系具有很好的安穩(wěn)性，增大了體系的剛度。

圖5 負(fù)荷傳感的閉環(huán)操控

3. 操作功能

3.1 履行發(fā)動(dòng)點(diǎn)

一般多路滑閥的靜態(tài)特性標(biāo)明，經(jīng)過(guò)節(jié)省閥口的流量Qa不只與操作手柄先導(dǎo)閥的行程(二次先導(dǎo)油壓Pi)有關(guān)，還與節(jié)省口的壓差ΔPLS=Pp-PLS有關(guān)，并且負(fù)荷壓力越大，主控閥的調(diào)速規(guī)模越小。

旁通流量操控和先導(dǎo)傳感操控的主控閥的閥芯，跳過(guò)封油區(qū)進(jìn)入調(diào)速區(qū)時(shí)受到軸向液動(dòng)力的效果，而液動(dòng)力與節(jié)省閥口壓差有關(guān)，此壓差隨負(fù)荷壓力的改換而改動(dòng)，因而履行元件的發(fā)動(dòng)點(diǎn)不固定，而是隨負(fù)荷壓力變動(dòng)，如圖6所示。

圖6 六通滑閥的流量特性

負(fù)荷傳感操控的主控閥因?yàn)橛袎毫ρa(bǔ)償閥，節(jié)省閥口前后的壓差ΔPLS是不變的，因而履行元件的發(fā)動(dòng)點(diǎn)固定，不受負(fù)荷巨細(xì)影響，操作性好。

3.2 操作者的手感

如圖7(a)所示，旁通流量操控體系與先導(dǎo)傳感操控體系中，主泵流量是在泵壓升高后逐步添加的，操作比較柔軟。發(fā)掘中碰到硬石頭時(shí)，負(fù)荷壓力增大，主控閥滑閥移動(dòng)的阻力增大，先導(dǎo)手柄的輸出壓力，操作者有手感。

在負(fù)荷傳感操控體系中，主控閥翻開(kāi)后，ΔPLS才會(huì)變小，泵壓急劇升高(參看圖7b)，操作性稍粗獷。因?yàn)橹骺亻y節(jié)省口壓差ΔPLS穩(wěn)定，負(fù)荷壓力的改動(dòng)不會(huì)影響主閥芯的移動(dòng)，操作者對(duì)土質(zhì)的軟硬沒(méi)有手感。

(a) (b)

圖7 操作性比較

3.3 直線行走才能

旁通流量操控體系與先導(dǎo)傳感操控體系，直線行走功能好。在復(fù)合操作時(shí)，經(jīng)過(guò)直線行走閥串通左右行走馬達(dá)進(jìn)油路，來(lái)完成直線行走。即便在獨(dú)自操作行走時(shí)，盡管左右行走馬達(dá)分別由兩主泵供油，但經(jīng)過(guò)微調(diào)兩個(gè)主泵的排量，可使左右行走馬達(dá)的進(jìn)油流量差操控在±2%內(nèi)。

關(guān)于雙泵固定合流的負(fù)荷傳感操控體系(如小松PC-6)，為改善直線行走功能，左右行走壓力補(bǔ)償閥用外部管路聯(lián)通，并且在行走壓力補(bǔ)償閥內(nèi)設(shè)置有節(jié)省元件a來(lái)保證行走轉(zhuǎn)向功能，直線行走的左右流量差約4%。

在PC-8系列的負(fù)荷傳感操控體系上，選用了直行PPC信號(hào)閥，用左右行走先導(dǎo)壓力差來(lái)開(kāi)關(guān)直行合流閥，保證直線功能和轉(zhuǎn)向功能俱佳。

因而，三種流量操控體系的直線行走才能應(yīng)當(dāng)是不分伯仲的。

3.4 復(fù)合操作的習(xí)慣性

關(guān)于旁通流量操控和先導(dǎo)傳感操控，在復(fù)合操作作業(yè)設(shè)備例如斗桿和鏟斗發(fā)掘作業(yè)時(shí)(參看圖8.a)，主泵供油總是優(yōu)先流向負(fù)荷壓力較低的斗桿缸，不易堅(jiān)持操作的同步性，復(fù)合操作習(xí)慣性差。

負(fù)荷傳感操控體系有壓力補(bǔ)償閥，主控閥各閥芯節(jié)省閥口的壓差ΔPLS堅(jiān)持穩(wěn)定。當(dāng)兩個(gè)以上的作業(yè)設(shè)備一起操作時(shí)，流量分配不受負(fù)荷壓力影響，操作自若，復(fù)合操作功能好。以一起操作鏟斗和斗桿為例，斗桿是否動(dòng)刁難鏟斗的速度沒(méi)有影響，如圖8(b)所示。

(a) (b)

圖8 復(fù)合操作性的比較

4 . 可靠性與可修理性

旁通流量操控體系結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，修理也較便利。毛病點(diǎn)在主閥中立回路的旁通節(jié)省元件、旁通溢流閥以及主泵上的流量操控伺服閥。

先導(dǎo)傳感操控體系的可修理性稍差，毛病點(diǎn)在先導(dǎo)傳感的梭閥鏈上很多的單向閥或往復(fù)閥、主泵上的流量操控伺服閥。

負(fù)荷傳感操控體系除了LS梭閥鏈和主泵的LS閥，主控閥和壓力補(bǔ)償閥結(jié)構(gòu)雜亂，滑閥內(nèi)孔還有閥，量孔和油溝多，密封件多，添加了毛病點(diǎn)，對(duì)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)油的清潔度要求更高。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)，三種操控方法的可靠性、可修理性都經(jīng)過(guò)了多年的生產(chǎn)性驗(yàn)證，也得到了商場(chǎng)的認(rèn)可?？墒牵?fù)荷傳感操控的制形本錢(qián)和保護(hù)本錢(qián)仍是要高一些。

5. 定性比較

表1列出了三種流量操控方法的功能比照。

液壓機(jī)廠家在擬定液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)體系的設(shè)計(jì)方案，斷定流量操控方法時(shí)，會(huì)從整機(jī)的性價(jià)比動(dòng)身，既有對(duì)三種操控方法功能指標(biāo)的歸納評(píng)估，也有對(duì)本錢(qián)要素和銷(xiāo)售價(jià)格的競(jìng)賽剖析。

同一主機(jī)廠的發(fā)掘機(jī)，先后挑選過(guò)不同的流量操控方法。例如，日立建機(jī)在1986年的UH系列上選用先導(dǎo)傳感(P)操控(參看表1)，1991年的EX-2系列選用負(fù)荷傳感操控，1996年的EX-5系列選用旁通流量操控，2000年的ZX系列及今后的ZX-3系列又選用了先導(dǎo)傳感(E/P)操控。神鋼的SK系列則有先導(dǎo)傳感(E/P)操控到旁通流量(E/N)操控，再到先導(dǎo)傳感(E/P)操控的演化。小松從旁通流量操控轉(zhuǎn)為負(fù)荷傳感操控。利勃海爾的部分中型機(jī)則從負(fù)荷傳感操控轉(zhuǎn)為先導(dǎo)傳感操控。

國(guó)產(chǎn)發(fā)掘機(jī)的流量操控方法與配套泵閥液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)件廠商的干流技能密切相關(guān)。同一液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)元件制造廠商也提供不同的挑選，例如川崎精機(jī)既有旁通流量操控的主泵與主閥，也有先導(dǎo)傳感操控的主泵與主閥。

在具有國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)發(fā)掘機(jī)設(shè)計(jì)的獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的立異進(jìn)程中，除了主機(jī)廠的總體設(shè)計(jì)，液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)元件職業(yè)也擔(dān)負(fù)著重?fù)?dān)。

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