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浅谈挖掘机如何实现不同液压系统的节能效果


来源:时间:2015/5/24 14:23:58

1.中心开式负荷传感系统原理

手柄、踏板开度增大时,阀芯A口、B口开度也按比例增大,工作油量增多,使阀中心开度减小、回油量减小;反之,回油量则增大。射流传感器(以下称射流阀)装于多路阀回油路的末端,主阀开度越小,则回油量越大,射流阀的进、出油压差就越大,其输出压差(Pd-Pb)也越大;反之,此压差就越小。在主泵上还装有负流量控制阀(NC阀),当Pd-Pb压差增大时,它的开度就减小,使控制泵油压Pi减小、主泵输出功率减小;反之,输出功率增大。

该系统在发动机带动主泵空运转时,全部液压油通过主阀中心及射流阀回油箱,此时射流阀进、出油压差最大,输出压差Pd-Pb也最大,NC阀开度最小,控制泵的油压受到最强的节流,输出油压Pi最小,主泵伺服缸驱使主泵输出最小流量。当人为操作控制手柄、踏板满负荷工作时,情况与以上相反,主阀回油量最小,主泵输出最大功率(见图2)。当中度负荷工作时,控制主阀开度不大,主泵输出功率介于上述两种情况之间,按与其开度相适应的特性曲线工作(主阀开度大小决定工作的那条曲线),以节省能量。

2.负流量控制系统原理

图4表示负流量控制系统原理。它的主阀也是中心开式的,主阀回油油路末端装有节流阀,在节流阀之前引出一油路,以控制主泵的变量液压缸。主阀也由先导或机械手柄、踏板等成正比例控制其开度,阀芯开度大时,工作油流量变大,回油量变小;反之,回油量就大。

该系统在发动机带动主泵空运转时,全部液压油通过主阀中心回油箱。在节流阀前回油压力最大,此最大的压力驱使变量液压缸使主泵输出流量最小,故称之为负流量控制系统。当人为操作控制手柄、踏板满负荷工作时,情况与上述相反,主泵则输出最大功率。在中等负荷工作时,控制主阀开度不大,主泵输出功率介于上述两种情况之间。总体来看,其效果与中心开式负荷传感系统是相同的,它的主泵特性曲线也类似图2,其节能效果也可用图3描述。

3.几种系统的比较

正流量控制系统是与以上两种系统相并列的另外一种控制系统。它采用正控泵,由各先导阀中开度最大的一个先导压力正向控制主泵的输出功率,而最大先导压力由梭阀组实时地从各先导阀中检测比较出来。它的节能效果也类似图3,但它只根据开度最大的一路阀控制泵的输出功率,其余各阀开度无论大小都不参与控制过程。这显然不如前两种系统,控制作用取决于总体负荷量的更为合理。

负荷传感系统(或称负载敏感系统),由中心闭式阀和压力补偿器组成,其控制原理与以上几种系统截然不同,功能更优越。

4.各种系统的应用

中心开式负荷传感系统(OLSS)主要用在20世纪90年代大、中型挖掘机上,最常见的是用在日本小松“-5”系列挖掘机上。

负流量控制系统起源于日本,20世纪80年代出现在挖掘机上,90年代广泛用于中型挖掘机。它结构简单,有一定节能效果,日本大量的中型挖掘机采用此系统。

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