挖掘机合成式先导压力正流量节能控制系统研究

摘要

液压挖掘机是一种用途非常广泛的工程机械，由于全球的能源危机以及对排放标准要求的提高，液压挖掘机的节能研究已经是一个非常迫切并具有发展前景的课题。
　　挖掘机正流量控制系统通过先导操纵手柄控制先导油压，再由先导油压同时控制多路阀的开度和液压泵的变量机构，实现分别调节执行机构的流量和变量泵排量。正流量控制克服了挖掘机负流量控制系统中间环节多、响应时间长和系统流量匹配精度低的问题。但传统的正流量控制是通过梭阀比较出控制不同执行机构的先导控制油压中的最高油压，以控制变量泵排量，而不能根据各个执行机构的先导控制油压综合精确控制变量泵排量，造成系统功率利用率低，能量损失大，并且使用一系列梭阀使系统结构复杂。
　　为进一步简化系统，并提高挖掘机液压系统的流量匹配精度，本文提出一种控制变量泵排量的新方案—合成式先导压力正流量节能控制系统，用五个受先导压力作用的控制油缸活塞杆并联实现对变量泵排量的控制，该变量控制机构可根据动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、行走马达和回转马达所需流量综合精确控制变量泵排量，提高挖掘机液压系统的流量匹配精度，而系统不再需要通过梭阀比较先导控制油压，使系统结构简单。
　　在分析比较了传统正流量控制系统与本文提出的合成式先导压力正流量节能控制系统的液压系统原理后，建立了传统正流量控制系统与合成式先导压力正流量节能控制系统的数学模型，并绘制了两者的控制系统方框图，同时在 AMESim环境中建立了两者的工作装置模型，设置了模型中的主要参数，并同传统的正流量控制系统进行对比。
　　仿真结果表明，各执行机构实际所需流量之和与传统正流量控制系统中的变量泵供给流量之比为 75%；各执行机构实际所需流量之和与合成式先导压力正流量控制系统中的变量泵供给流量之比为 95%。合成式先导压力正流量控制系统比传统正流量控制系统流量匹配精度和功率利用率更高，能量损失更小。

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1 绪论

1.1 液压挖掘机的研究目的及意义

1.2 挖掘机发展历程

1.3 国内外研究现状及发展趋势

1.4 本文主要工作

2 挖掘机液压系统概述

2.1 液压挖掘机的作业特点

2.2 挖掘机液压系统的流量控制方式

2.3 挖掘机液压回路的组成

2.4 能耗分析

3 正流量控制系统原理分析

3.1 传统正流量控制系统原理

3.2 合成式先导压力正流量节能控制系统原理

3.3 正流量控制系统数学模型建立

4 正流量控制系统工作装置

4.1 AMESim软件介绍

4.2 正流量控制系统工作装置建模原理分析

4.3 正流量控制系统工作装置AMESim模型建立

5 正流量控制系统工作装置AMESim仿真

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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