中型液压挖掘机多路阀操控性研究

摘要

多路阀是将两个以上的阀块组合在一起，操纵多个执行元件运动的集成阀，液控先导阀是控制其阀芯换向的关键元件。作为液压挖掘机的核心元件，两者性能的好坏，直接决定整机的操控性能。
　　本文以中型液压挖掘机动臂联和铲斗联为研究对象，深入分析多路阀和先导阀的结构原理，总结出评价多路阀操控性的指标:先导阀—多路阀综合特性曲线。研究多路阀操控性能，及改善操控性的方案，论文的主要工作如下:
　　(1)建立多路阀阀芯位移特性和阀口流量特性的数学模型。深入分析先导阀特性曲线、多路阀阀芯位移特性曲线以及阀口流量曲线之间的联系，从而确定先导阀位移和多路阀阀口流量的关系，即先导阀—多路阀综合特性曲线，以此作为评价多路阀操控性的指标。
　　(2)基于AMESim和Fluent平台，对现有铲斗联和动臂联阀进行仿真分析，得到综合特性曲线。并从线性有效控制百分比、线性度和流量分辨率三个方面对综合曲线进行评价。结果表明现有多路阀具有调速区间窄，流量微调性能和流量分辨率差等缺点。针对这些问题，通过调整先导减压弹簧和多路阀复位弹簧的刚度和预紧力来增加调速区间，并通过提高多路阀过流面积曲线梯度来改善流量微调性能。
　　(3)以中型液压挖掘机为试验平台进行相关试验，包括先导压力测试、动臂和斗杆的单动作测试，将实验数据和仿真结果对比，验证仿真分析的正确性和优化方案的可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 多路阀操控性研究的对象

1．3 多路阀操控性的研究概况

1．3．1 多路阀的概况

1．3．2 多路阀阀口流量特性的研究现状

1．3．3 多路阀控制的研究现状

1．4 课题来源及研究意义

1．4．1 课题来源

1．4．2 研究意义

1．5 论文研究的主要内容

2 中型液压挖掘机多路阀和先导阀的理论分析

2．1 多路阀液压系统分析

2．2 多路阀数学模型的建立

2．2．1 多路阀阀芯力学特性分析

2．2．2 多路阀阀口过流面积数值解析

2．3 先导液压系统分析

2．3．1 减压式先导阀的结构原理

2．3．2 先导阀数学模型的建立

2．4 本章小结

3 多路阀操控性能指标分析

3．1 液压挖掘机多路阀操控性能的定性分析

3．1．1 多路阀阀芯力学特性分析

3．1．2 先导手柄对多路阀阀口流量控制的定性分析

3．2 液压挖掘机多路阀操控性能的参数化分析

3．3 本章小结

4 先导阀—多路阀控制系统的仿真分析与优化

4．1 仿真模型的建立

4．1．1 先导阀AMESim模型的建立

4．1．2 多路阀AMESim模型的建立

4．1．3 多路阀阀口流量仿真模型的建立

4．2 单个模型的仿真分析

4．2．1 减压式先导阀特性仿真分析

4．2．2 多路阀阀芯位移特性仿真分析

4．2．3 多路阀阀口流量仿真分析

4．3 先导阀—多路阀综合特性曲线的分析与优化

4．3．1 铲斗联先导阀—多路阀综合特性曲线的分析与优化

4．3．2 动臂联先导阀—多路阀综合特性曲线的分析与优化

4．4 本章小结

5 实验研究

5．1 实验设计

5．1．1 实验设备

5．1．2 实验原理图与测点分布

5．1．3 实验内容

5．2 实验结果分析

5．2．1 先导控制压力的测试

5．2．2 阀口流量的测试

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢