万方数据小型挖掘机液压系统分析机床与液压张树忠1，吴文海1，蒋道成2MiniDOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．16．019(1．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031；2．四川宜宾普什重机有限公司，w)Jl宜宾644007)System(1．School644007，China)小型液压挖掘机具有机动能力强、体积小、多功能作业等特点，适于各种土方量分散、作业范围狭窄的工况，如公路养护、园林绿化、小区建设、市政工程及农田建设等。近些年来得到高速发展，2005年我国13t以下小型挖掘机的销量达到了11953台。在小型挖掘机的构成中，液压系统是其核心部件，既承担着能量转换的任务，又是人的肢体的延伸，以完成操作者的各种控制策略。而其能量损失和可控性是影响小型挖掘机性能的重要指标，故有必要对小型挖掘机液压系统的节能性和可控性进行研究。目前小型挖掘机的液压系统主要包括：节流控制系统(包括正流量控制、负流量控制)、负载敏感控制系统(LS)和与负载无关的流量分配系统(LUDV)。节流控制系统节流系统，采用定量泵或恒功率泵配合三位六通旁路节流多路控制阀，结构简单、耐用，对于油液的污染不特别敏感，成本较低且技术成熟，因此目前国内仍有大量小型挖掘机采用节流控制系统。但节流控制系统存在大量的节流损失和溢流损失，系统效率较低、发热量大，需要较大的冷却器，围与负载、流量、阀的行程都有着必然的关系，如负载压力大时，多路阀阀芯的调速区减小，挖掘机动作粗暴。图3反应了负载间的影响，在非饱和区域内(系统需求流量超过泵供油能力)，低负载执行元件会降低高负载执行元件的速度，甚至迫使高负载执行元件停止。如图3中，在非饱和区域高负载(25MPa)速度迅速降低。由图2可知，多负载并联时其控制起点及控制范(1)根据上述分析可知节流控制系统具有以下特点：控制与负载的变化有关；(2)高压、小流量时2010年8月第38卷第16期摘要：针对小型液压挖掘机的工况特点，分析并比较小型液压挖掘机节流控制系统、负载敏感控制系统以及与负载无关的流量分配系统(LUDV)的功率损失和可控性，表明LUDV系统是小型挖掘机液压控制系统最佳选择。关键词：小型液压挖掘机；功率损失；控制特性；LUDV中图分类号：THl37．3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)16-053-2TheAnalysisofHydraulicinExcavatorShuzhon91，WUWenhai‘，JIANGJiaotongloadsystem(LUDV)wereloss；Controllability；LUDV1见图1。图1节流控制系统的功率分配图2节流控制系统的控制特性图3节流系统多负载间的影响收稿日期：2009-08—28作者简介：张树忠(1980一)，男，博士研究生，主要从事机电液智能控制。电话：13194874774，E—mail：zszgo@MACHINETOOL＆HYDRAULICSAug．2010V01．38No．16ZHANGDaochen92MechanicalEngineering，SouthwestUniversity，ChengduSichuan610031，China；2．YibinPushHeavyMachineryCo．。L1['D．，YibinseiningKeywords：Mini1．1Q—Q¨Abstract：Basedtheworkingcharacteristicsminihydraulicexcavator，powerlossandcontrollabilitythrottlingcontrolsystem，loadsystemundependentflowdistributionanalyzedcompared．TheresultisthatLUDVbestchoiceforexcavator；Power流量163．cornoexcavators．on万方数据。Q癸／￥(最高负载回路上卸小于低负载回路上的卸)，故态时，△：P。、卸：仍然相等(同时值下降)。由于无论系统是否处于饱和状态，卸。和△p：总相等，故泵所控制范围较窄；(3)负载之间相互影响；(4)两个以上负载同时运动时。具有较高负载的执行元件可能会停止不动。负载敏感控制系统(Ls)20世纪80年代根据对节能的进一步要求，负载敏感控制系统(LS)被提出来，其原理如图4所示，其功率损失如图5所示。比较图1、5可知，b控制系统(闭芯)实现了按系统所需提供流量，因此虽然增加了低负载的节流损失，但减少了大量的溢流损失和节流损失，故Ls控制系统的效率比节流控制系统高。图6为LS闭芯系统的控制特性。由图6可知：LS控制系统的控制起点与负载和流量大小均无关，调速范围较