液压挖掘机电液负荷传感系统的研究

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1、广西大学硕士学位论文液压挖掘机电液负荷传感系统的研究姓名：杨肇元申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：陆益民20090605液压挖掘机电液负荷传感系统的研究摘要液压挖掘机是应用最广泛的工程机械，因其液压传动特点，能量损耗较高，减少能量损耗，提高燃油效率，一直是液压挖掘机研究的热点，也是其他液压机械研究的热点。为了探讨减少液压挖掘机能量损耗的途径，本文重点分析研究当前市场上较先进的压差式负荷传感控制系统的控制特点及其液压能量损耗的途径，通过采用电子负荷传感替代液压压差式负荷传感方法，研究电液负荷传感技术在液压控制中的

2、节能效果，在能源紧缺和倡导环保的今天，有着重要的实用价值和社会效益。本文主要进行三方面的研究工作。(1)根据现有资料和研究成果，分析研究压差式负荷传感控制系统的结构和控制特点。(2)在日立EX200-2型液压挖掘机的压差式负荷传感控制系统基础上，设计一个电液负荷传感系统，分别对动臂、斗杆两个动作机构的压差式负荷传感机构进行电液负荷传感技术改造。(3)对样机进行测试，评估样机的燃油消耗状况和可操控性能。研究结果表明：(1)当前常用的性能优良的液压挖掘机压差式负荷传感控制系统，其原理是利用液体流量与其流过节流阀前后形成压差

3、的对应关系，在各动作机构控制阀芯上人为制造节流效果，把液压负荷流量流过控制阀芯前后产生的压差作为系统负荷流量信号控制主泵负荷流量输出，同时采用压力补偿技术进行负荷流量分配，因此，该系统负荷流量控制和分配随动性优良，具有良好的操作性能和较好的节能效果。(2)压差式负荷传感控制系统使液压负荷流量在控制阀芯前后形成1．25"-'2．5MPa的压差信号，对于平均工作压力为20～25MPa的液压系统，这种负荷传感控制系统本身将消耗系统液压总能量的5～10％，采用其他更节能的负荷传感方式替代，从理论上讲有不小的节能空间。(3)在压

4、差式负荷传感控制系统的基础上，采用电子传感方式替代压差式传感方式进行改造：具体是利用动臂、斗杆上的电位式位置传感信号间接作为动臂、斗杆的负荷流量信号，这样的负荷流量传感几乎不消耗系统液压能量；同时改造动臂、斗杆控制阀芯节流孔减小其对负荷流量的节流。经对试验样机测试表明：这种电液负荷传感系统在基本保持原操作性能的情况下具有明显的节能效果；同时由于其本身是在发展成熟的液压控制系统基础上进行改进，因此具有良好的可靠性、稳定性和经济性。关键词：液压挖掘机；液压控制系统；负荷流量传感；负荷流量控制；负荷流量分配；电液负荷传感II

5、ASTUDYoNTHEELECTRO．HYDRAULICLoAD．SENSINGSYSTEMoFHYDRAULICEXCA～後ToRABSTRACTThehydraulicexcavatorisoneofthemostwidelyusedconstructionmachines．However,accountofthehydraulictransmissionfeatureofsuchmachineshashighenergylosses，thisstudy,therefore，considershowtoreduce

6、theenergylossesandimprovethefuelefficiencyofhydraulicexcavatorsaswellasotherhydraulicmachines．Inordertoexplorewaysofreducingtheenergylossesofhydraulicexcavators，thisthesismainlyfocusesontheanalysisofenergylossesintherelativelymoresophisticateddifferentialpressur

7、e—typeloadsensingcontrolsystem．Italsoinvestigatestheenergysavingeffectofelectro—loadsensinghydrauliccontroltechnologybasedonreplacinghydraulicloadsensingpressuredifferentialpressure—typemethods谢melectronicloadsensingmethods，whichhasimportantpracticalandsocialadv

8、antagesinthecurrentenergyshortageandenvironmentalprotectionclimate．Thispaperconcentratesonthreemainaspects．(1)Analysisofthestructureandcontrolfeaturesofthepressure-ty