专题综述液压挖掘机全功率控制同济大学黄宗益内容摘要:本文简要介绍目前国外挖掘机液压系统常采用的全功率控制系统关键词:液压挖掘机功率控制转速感应液压挖掘机的作业工况较多,从极端情况开发的定转矩控制阀(TCC阀——Torquecon2来看:掘削工况要求力(压力)大,而速度(流量)stantcontrolvalve)。则要求不高;而搬运排土和卸土工况则要求速下面介绍该阀的具体构造和作用原理。度快而所需的力不大,如采用定量泵,要能满足定转矩控制阀由定比减压阀和定和减压阀压力和流量两方面的要求,则发动机马力要增组成,其具体结构和符号原理分别如图1(a)和加近一倍。这样大马力发动机经常功率利用不(b)所示。足。为此需要采用变量泵,就像无级变速的变速定比减压阀由大滑阀3、转换活塞2、作用柱箱一样,根据力和速度需要自动改变流量(速塞4和5、大小弹簧1和6等组成。比),充分发挥发动机的功率。变量泵是通过改定和减压阀由双台阶活塞7、小滑阀8和调变液压泵每转排量来进行流量控制的。目前液整弹簧9等组成。压挖掘机的液压泵排量改变,通常采用压力感定比减压阀作用原理:应控制和转速感应控制两种方式。挖掘机有两个变量泵,变量泵1出口压力1压力感应控制p1作用在柱塞4上,变量泵2出口压力p2作用在压力感应控制实际上是转矩控制系统。液柱塞5上。操纵控制泵变排量的控制泵出口压力压挖掘机是多泵多回路系统,工作时经常多泵油pc和定比减压阀E口、定和减压阀G口相驱动,进行复合动作,要求各泵的总吸收转矩和连,定比减压阀的F出口压力pt1作用于定比减发动机转矩相匹配,既能充分利用发动机功率,压阀大滑阀的左端和定和减压阀双台阶活塞的又能避免发动机过载熄火,一般工作在发动机左端头上。当p1加p2之和较低时,不足以克服额定转矩处。为此,一般挖掘机都采用压力感应弹簧1的预紧力,大滑阀3处于右端位置,F口与控制,变量泵的流量是通过泵的出口压力来进回油口相通,pt1压力为零。随着p1加p2的压力行自动控制的,液压泵出口压力增高时,泵倾斜和增加到达一定值后,克服了弹簧1的作用力,盘转角减小,泵排量自动减小,其变量特性往往大滑阀逐渐向左移动pc和pt1口之间通路逐渐是一条由若干直线段组成的曲线,逼近恒功率增大;pt1和回油口之间通路逐渐变小,pt1随着双曲线,泵吸收转矩保持不变——恒转矩特性。p1加p2的压力和增加逐渐增加。当pt1增加达到压力感应控制有以下两种方式:某一值时,转换活塞开始和大滑阀分离,此时作(1)液压机械控制方式用在大滑阀左端的pt1与柱塞4和5上的压力以通过液压和弹簧力平衡来实现。对多泵系及弹簧6作用力相平衡,pt1继续随着p1、p2的压统有两种机构:机械联动调节机构和液压联动力和增加而增加,但增加的速度减慢。pt1随着调节机构。p1加p2压力和增加的变化曲线是一条折线,如压力感应控制比较典型的是日本小松公司图2中第É象限所示。当p1+p2达一定值,克服34《建筑机械》1997年第7期了大弹簧1预紧力,大滑阀3左移pt1口和pc口当(p1+p2)S>F10-F60时进入AB直线接通,pt1压力值开始随p1+p2增加而增加。段,此时压力升高曲线按下式:图1TCC阀构造和原理图11大弹簧21转换活塞31大滑阀41作用柱塞51作用柱塞61小弹簧71双台阶活塞81小滑阀91调整弹簧SS显然由于>S3-S2S3则AB线pt1上升快,而BC线pt2上升慢,形成折线。定和减压阀作用原理定比减压阀出口压力pt1和定和减压阀出口压力pt2分别作用于双台阶活塞的各作用腔上。当此两压力产生的作用力之和不足以克服调整弹簧的预紧力时,小滑阀处于左端位置,pt2等于pc。随着pt1的增加,克服调整弹簧力,使小滑阀逐渐右移,使pc和pt2相通的口逐渐关图2TCC阀特性曲线图小,将pt2和回油相通的口逐渐开大,pt2随着pt1S(F60-F10)pt1=(p1+p2)+的增加而逐渐减小,其特性如图2中的第Ê象限S3-S2S3-S2所示。阀的联合特性如图2中的第象限当pt1S2≥F10时进入BC直线段,此时压TCCÌ力升高曲线按下式:所示。作为控制压力通向变量泵伺服操纵油(p1+p2)SF60pt2pt1=+S3S3缸,伺服缸的结构和控制特性如图3所示。式中F10和F60——分别为弹簧1和弹簧6的作伺服缸由阻尼器1、作用活塞2、伺服滑阀用力3、弹簧4和缸体5等组成。伺服缸工作原理是这S2和S3——分别为转换活塞和大滑阀样的:控制压力通过阻尼器小孔作用于伺服滑的液压作用面积阀的左端,推动它向右移动,弹簧力作用于伺服S—