分析日本(nachi)挖掘机负荷敏感液压系统

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1、⋯⋯一一e专题研究掣鏊台篇蠢—一万方数据dubjectResearch日本‘NACHI)挖掘相负荷敏液压系统分析威Jo乩AnalysisofNACHIexcavatorloadsensitivityhydraulicpressuresystem吕超1，阎季常2，高峰3LVChao，YANJi—chang，GAOFeng(1．徐工研究院，江苏徐州221004；2．江苏瑞隆电液控制科技有限公司，江苏徐州2210043．浙江大学，浙江杭州310058)【摘要】分析了目前国内外小型挖掘机常用液压系统的几种形式，以日本NACHI系统为例研究负载敏感系统的工作原理。【

2、关键词】小型挖掘机；液压系统，负载敏感；压力补偿小型液压挖掘机既具有精致小巧、灵活机动的优点，同时兼具中挖的基本功能，广泛用于各种小型土方施工。液压系统是挖掘机最重要的部分，液压系统设计是挖掘机主机厂产品设r一计中最重要的组成部分之一。目前挖掘机液压系统的形式和种类较；多，从多路阀的形式可分为开中心和闭中心两种，按控制方式不同可分为阀控系；统和泵控系统，在实际的应用中，阀控系统很普遍，泵控系统往往和阀控系统结合在一起使用，实际上是阀控和泵控组合而；成的复合系统，小挖系统主要还是选用国外成熟的系统居多，常见的有日本KYB公司的三泵系统、NACHI公司的LS系

3、统、东芝公司的IB系统、德国力士乐公司的LS、LUDV系统、韩国东明公司、第日油压公司的系统等，下面我们主要对日本不二越(NACHI)液压系统进行分析研IL-究。1NACHI液压系统简介挖掘机液压系统主要由液压执行元件完成各个动作，电液系统配合实现整车的控制动作。液压系统主要由上、下车液压系统和先导操纵系统部分组成。NACHI液压系统原理见图1。S图1NACHI液压系统原理图建筑机械化2008(07)35万方数据2NACHI液压系统分析研究目前，挖掘机负载敏感液压系统按压力补偿阀的位置不同可分为阀前补偿、阀后补偿、回油补偿3种形式，NACHI液压系统属于典

4、型的阀前补偿形式，即压力补偿阀在泵和操纵阀之间，压力补偿阀在前，操纵节流阀在后，先补偿，后节流。这种阀前补偿系统具有不抗饱和的缺点，当挖掘机需要几个执行元件同时动作且挖掘机负荷大时，由于恒功率控制和发动机转速下降等因素，泵的输出流量降低，不能满足执行元件的需要，出现泵流量饱和现象。针对这种现象，NACHI液压系统增加了转速检测阀和压差减压阀并通过它们的作用，以达到流量自适应的目的。NACHI液压系统的先导操作系统、回转及行走系统和其他各液压元件供应商产品的结构原理特点非常雷同，在此不予介绍，以下重点针对其泵和阀以及其负载敏感系统的特点进行分析。2．1泵控制

5、系统控制和流量控制图2泵控制原理图1一柱嚣；2-节流孔；3-PS阀；4-B(图2)。腔；5-A腔；6-C腔；7一D腔；8-斜2．1．1功率控制盘；9一控制柱塞t10一弹簧Pl为恒功率变量泵，主泵的压力和流量按恒功率曲线变化，变量泵达到起调压力后，一定的压力对应一定的流量，尸Q值基本保持恒定，当主泵的输出压力增大时(超过负载压力)，此压力反馈到控制柱塞，克服弹簧力，通过摆动销推动斜盘，使斜盘的摆角变小，泵的排量变小，直至反馈压力和弹簧力平衡，泵的摆角减小到某一值而稳定工作，从而使主泵的功率保持恒定。同时，此恒功率泵带负荷传感控制，负载传n，、J02008(0

6、7)CONSTRUCTIONMECHANIZATION感阀系统内有一个压力补偿阀(减压阀)，负荷敏感阀(PS阀)工作时泵的PQ曲线在恒功率曲线之下，即负荷敏感阀控制优先于恒功率控制起作用，只有在恒功率曲线下负荷敏感功能才起作用。2．1．2流量控制挖掘机的主泵液压系统能根据工作装置、回转、行走等外界负载的变化，控制主泵供给各动作相应的流量。负荷敏感阀(PS阀)的作用就是根据PLs和P厂之间的压差变化来实现换向动作进而控制主泵的流量变换的。其中来自转速检测阀的Jpr信号是随发动机的转速变化而变化的，在一定的转速下Pr是恒定的，来自压差减压阀的压力PLs是随负载

7、压力变化的，负载压力变大PLs变小。当压力PLs和压力Pr压力相等时，PS阀起作用并稳定在某一位置，来自PS阀的压力PA通过节流孑L输送到柱塞改变斜盘倾角调节泵的流量。设置节流孔是为了增加控制油路的阻尼，控制柱塞换向平稳，防止斜盘突然移动，使斜盘平稳移动。主泵输出流量最小的动作：操纵手柄在中位时，主控制阀在中位，负载压力为零(PLmax=0)，对于卸载阀而言，如果主泵压力JPl(此时压力P1即卸载压力)增大到克服Pr和弹簧力时(P1>尸r+弹簧力)时，卸载阀开启，直至卸载阀两端作用力平衡(即P1=Pr+弹簧力)，卸载阀稳定工作在某一位置。另一方面主泵压力P

8、1(卸载压力)同时作用于压差减压阀的A腔，推动压差减压阀换向，从先