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  工业革命促进了工业技术的发展和进步,随着近现代全新的技术和工艺的出现,挖掘机也在不断的进行改进,无论是材料上还是生产工艺方面都取得了很大的进步。从蒸汽驱动的单斗挖掘机的出现到上个世纪九十年代电子智能化控制的挖掘机的使用,挖掘机的经历了五个阶段、一百多年的发展历程。目前,小型挖掘机的出现,在不同领域的建筑中都发挥了重要的作用。

小型挖掘机液压系统的研究

  一、按照液压泵的具体情况可以将液压系统分为定量系统和变量系统。
  1、定量系统
  定量系统是小型挖掘机最早使用的系统类型。定量系统所采用的定量泵的排量恒定不变,流量随着液压泵输入的转速变化而变化。定量系统的构成没有那么复杂,所选用的齿轮泵的价格也不高,比较经济实用,所以现在一些小型农用的挖掘机还在继续使用,我们就其中的两种定量系统进行简单的分析。(1)单泵定量系统。定量系统的液压泵功率的大小要与系统本身能承载的最大外负荷对应的工作速度相适合,这是因为定量泵的流量是恒定不变的,它的输出与油泵的出口压力成正比。在一般的情况下,挖掘机碰上最大外负的可能性很小,如果在工作过程中所承载的最大外负荷的平均值不超过六十个百分点,这样就会造成功率的资源浪费;(2)双泵定量系统。由两台定量液压泵构成的液压系统我们把它定义为双泵定量系统。包括双泵单回路液压系统和双泵双回路液压系统。
  双泵单回路定量系统是由两台定量泵进行工作的,其中一台的设定压力比另一台的设定压力要高一些。如果所承载的外负荷不是很大的时候,两台泵是同时工作的,两台泵输出的流量总和就是系统能够获得的能量;当外负荷的压力高于临界值的时候,压力低的那个泵就会停止向主油路供油,而由压力较高的那个泵进行供油,这样使流量降低,提高液压系统功率的使用,降低消耗。
  由于定量系统的齿轮泵比较低廉,构成简单,冲击力强,一般在低负荷的情况下,设备的使用寿命更长,同时定量系统流量和执行元件的速度都比较恒定,设备装置容易控制,方便使用。但是它的定量泵角功率太大,需要功率大的发动机与之相配,使发动机的功率利用率降低,严重影响生产效率。
  2、变量系统
  定量系统的弊端比较明显,所以在上个世纪中后期挖掘机上的变量系统开始出现。变量系统能够随着负荷的改变而自动调节液压泵的排量,现在很多大中型挖掘机都在使用这个系统。变量液压系统的发电机功率不是固定的,是根据挖掘机所要承载的平均外负荷和作业的速度来确定的,目前变量系统的使用比较广泛。具体包括恒功率变量系统和压力切断控制系统。
  (1)恒功率变量系统。恒功率变量系统在挖掘机上的使用越来越被各大企业所看重,主要的原因就是这个系统可以通过自身的调节保持功率恒定,也就是说其输出功率主要靠变量泵口的压力来调节油泵输出流量和出口压力的乘积。正是因为变量泵的排量具备这样的优势,所以也就能更加充分的利用发动机的功率,提高挖掘机的性能。

  (2)压力切断控制系统。压力切断控制系统可以避免系统溢流的损失,当主回路的压力达到或者超过系统的安全设定时,每个系统的液压流就会自动回流。但在这个时候系统的压力往往也比较高,会使系统瞬间发热,为了解决这些问题,大多数液压挖掘机在采用这个系统都是为了能尽可能的降低泵的排出量,尽可能使其接近于零,从而降低系统的损失,降低系统的热度,减少能量的消耗。

小型挖掘机液压系统的研究

  二、液压系统的控制研究
  从世界范围来看,很多厂商都致力于液压元件和节能控制技术的研发,考虑到挖掘机本身的协调性和复合动作的要求,很多品牌都开发了属于自己的多路阀液压系统,多种控制手段的使用,使各个元件既能保持动作协调,还能保证独立运动。从节能环保的角度来看,现在比较多见的节能控制系统包括节流控制、负流量控制、正流量控制和负载敏感控制系统。
  1、节流控制系统
  现在小型挖掘机使用的基本都是比较简单的节流控制系统,属于中位开式液压系统,采用三位六通阀,由两条供油路供油,一条是并联供油,一条是直通供油。由于它的调速性能受负荷压力以及油泵流量的影响比较明显,所以在操纵、调速和微调上的性能表现较差,如果系统中有执行元件与复合动作同时进行时,就会相互干扰,加大操纵的控制难度,所以只运用在经济型的小型挖掘机上。
  2、负流量控制系统
  它是一种采用变量泵驱动的阀控系统。主泵调节机构的控制压力是节流阀的阀前压力,所以由节流阀的阀前压力来协调变量泵的排量。节流阀的先导控制力随着流量的增大而增大,随着流量的减少而减小。现在很多国际品牌的挖掘机都推出了使用这个系统的产品。
  3、正流量控制系统
  上个世纪末正流量控制系统开始运用在挖掘机上。该系统直接运用操纵手柄的先导压力来调节主泵油液的排量,主泵的排量随着先导控制力的变化而变化,所以叫做正流量控制系统。由于正流量控制系统对梭阀有一定的要求,给整个系统的控制增加了难度,曾经严重影响了该系统的推广使用。
  4、负载敏感控制系统

  在上个世纪中后期还有一项探索在挖掘机的历史上值得一提的就是负载敏感控制系统。它的工作原理就是利用负载压力信号作为进行油量补偿的反馈信号,在很大程度上提高了挖掘机的工作效率。到了上个世纪末期,液压挖掘机已经开始使用节能控制系统。

小型挖掘机液压系统的研究

  小型挖掘机的使用率极高,在挖掘机的系统中,液压系统的设计和研究是十分重要的,而我国挖掘机的研究开发比较晚,这就更加的要求我们一定要不断的加强对液压系统的了解和研究,这对以后的行业发展具有非常大的现实意义。


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