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银通液壓機告诉你负载敏感、负流量、正流量三种系统真正的区别

發布時間:2017-08-21浏覽量:165
1. 节能
旁通流量操控體系節能性較好。在主控閥悉數中位時,旁通溢流閥敞開,存在空流壓力損踐約3.5MPa,此刻有最大的旁通流量丟失。操作手柄扳倒一半行程時,主泵流量仍有一部分經過六通滑閥的中立回路流回油箱。先導傳感操控體系節能性好。因爲主控閥爲六通滑閥,依然存在中位回油流量丟失,但其比旁通流量操控體系小。在主控閥中位時,回油背壓小,僅0.5MPa左右。當操作手柄行程加大,主泵流量和履行元件進油量隨先導操控壓力添加而添加。在流量操控壓力從最小到最大的調速規模內,主泵流量和履行元件進油量近似爲等距曲線,流量丟失改動不大。
負荷傳感體系的節能性較好。主控閥無串聯的中立油路回油箱,因而沒有主控閥的中位空流丟失。當操作手柄中位時,因爲主泵沒有備用流量,主泵的空載流量丟失在理論上爲零。可是,在負荷傳感主控閥的節省口存在固定的壓力丟失ΔP(2~2.9MPa),約爲體系最高壓力的6~8.5%。當作業中流量增大時,功率丟失(履行元件所需流量與壓差ΔP的乘積)也不小。複合作業行元件負荷壓力相差很大時,因爲泵流量只受最高負荷壓力操控,主泵供油流量會多于履行元件需求流量之和,也會形成功率丟失。
不同流量操控體系的扭矩特性比較如圖1所示。負荷傳感操控體系中,主泵吸收的扭矩是變動的。在額定功率點上,主泵按負荷壓力的改動實時調整泵的排量(參看圖1-a),因而主泵可以徹底吸收發動機輸出的扭矩。旁通流量操控和先導傳感操控則因負荷壓力改動時,主泵流量調整有一個滯後進程,主泵吸收的扭矩不變,並且爲避免發動機超負荷失速,主泵在匹配作業點吸收的扭矩,設計時低于發動機額定轉速下輸出的扭矩,將丟失大約5~8%的功率。
(a)负荷传感体系             (b)其他流量操控体系
图1 发动机与主泵的功率匹配
伺服四柱液壓機
需要阐明的是,上述有关节能性的比照剖析,仅针对流量操控而言。某一机型是否节能,还要考虑是否选用混合动力技能、发动机自身的燃油耗费特性、发动机的调速特性及其动力习惯操控(发动机-主泵功率的动态匹配)、液壓機的液压系统主泵的负载习惯操控、以及主控阀的负载习惯操控等。在液壓機的液压系统发掘机上,发动机一泵一阀的联合操控是机电液一体化的体系。除了流量操控,还有其他的操控方法来完成节能,例如主动怠速、短时超载、溢流(切断)操控、恒功率操控、分工况的变功率操控、以及动臂再生操控、斗杆再生操控等等。
因而,關于詳細廠牌系列或機型的節能性判別,不能簡單說因爲選用了先導傳感操控(正流量操控)這種流量操控方法,節能性就一定好。目前對三種流量操控的節能效果的好壞,還不能作出比照的定論。
2. 体系安稳性与呼应性
關于液壓機的液壓系統體系的流量操控,可用圖2來剖析體系操控進程的特性。操控量(流量)到達目標值的時刻(呼應時刻)越短,動態呼應就快;操控進程中超調量(操控差錯)越小,安穩時刻就短。應快、安穩時刻短,就標明操控的動態特性好。體系安穩之後,流量的實際值與目標值之差就是穩態差錯。穩態差錯小,標明靜態特性好,即體系安穩性好。
图2 体系的操控进程
從流量特性來看(圖3),在旁通流量操控(圖3-a)和先導傳感操控(圖3-b)體系中,當操作手柄中位時,主泵有備用流量,因而都比無備用流量的負荷傳感操控(圖3-c)的動態呼應快。因爲旁通流量操控的信號采集點坐落主控閥的旁通油路結尾,泵控滯後于閥控的延時較先導傳感操控長一些,所以動態呼應較慢。
(a) (b) (c)
图3 流量特性的比较
從泵控特性來看(圖4),無論旁通流量操控(圖4-a),仍是先導傳感操控(圖4-b),操控壓力Pi與與流量Q的聯系曲線都是有斜度的,不像負荷傳感操控中壓差ΔP與流量Q的聯系曲線那樣陡變(圖4-c)。因而,旁通流量操控和先導傳感操控的超調量比負荷傳感操控小(參看圖3),動態特性比負荷傳感操控好。
图4 泵控特性的比较
一般的旁通流量操控和先導傳感操控都是選用機-液結構完成比例操控,因爲存在機械慣性,不可避免地存在靜態差錯,終究也會影響體系的操控功能。在神鋼的發掘機上選用了電液比例技能加以改進,可是,這兩種操控體系的主要問題都是一種開環操控,無法對履行元件負荷壓力對流量的影響作出實時呼應。
负荷传感操控体系具有较好的静态特性,是因为对流量选用了闭环操控,如图5所示。当负荷PLS增大,使发动机转速n下降时,主泵流量Q会减小,主控阀节省前的压力Pp随之减小。所以,压差ΔPLS(=Pp-PLS)将减小。主泵的LS阀调大主泵排量q,反之亦然。即便发动机转速下降或上升,泵流量Q(=n*q)都相对安稳在目标值左右,流量Q的调理进程与发动机的转速无关,也就是说,關于外界搅扰(负荷变动),因负荷传感反应信号ΔPLS的效果,负荷传感操控体系具有很好的安稳性,增大了体系的刚度。
图5 负荷传感的闭环操控
3. 操作功能
3.1 履行发动点
一般多路滑閥的靜態特性標明,經過節省閥口的流量Qa不只與操作手柄先導閥的行程(二次先導油壓Pi)有關,還與節省口的壓差ΔPLS=Pp-PLS有關,並且負荷壓力越大,主控閥的調速規模越小。
旁通流量操控和先導傳感操控的主控閥的閥芯,跳過封油區進入調速區時受到軸向液動力的效果,而液動力與節省閥口壓差有關,此壓差隨負荷壓力的改換而改動,因而履行元件的發動點不固定,而是隨負荷壓力變動,如圖6所示。
图6 六通滑阀的流量特性
負荷傳感操控的主控閥因爲有壓力補償閥,節省閥口前後的壓差ΔPLS是不變的,因而履行元件的發動點固定,不受負荷巨細影響,操作性好。
3.2 操作者的手感
如圖7(a)所示,旁通流量操控體系與先導傳感操控體系中,主泵流量是在泵壓升高後逐步添加的,操作比較柔軟。發掘中碰到硬石頭時,負荷壓力增大,主控閥滑閥移動的阻力增大,先導手柄的輸出壓力,操作者有手感。
在負荷傳感操控體系中,主控閥翻開後,ΔPLS才會變小,泵壓急劇升高(參看圖7b),操作性稍粗犷。因爲主控閥節省口壓差ΔPLS穩定,負荷壓力的改動不會影響主閥芯的移動,操作者對土質的軟硬沒有手感。
(a) (b)
图7 操作性比较
3.3 直线行走才能
旁通流量操控體系與先導傳感操控體系,直線行走功能好。在複合操作時,經過直線行走閥串通左右行走馬達進油路,來完成直線行走。即便在獨自操作行走時,盡管左右行走馬達分別由兩主泵供油,但經過微調兩個主泵的排量,可使左右行走馬達的進油流量差操控在±2%內。
關于双泵固定合流的负荷传感操控体系(如小松PC-6),为改善直线行走功能,左右行走压力补偿阀用外部管路联通,并且在行走压力补偿阀内设置有节省元件a来保证行走转向功能,直线行走的左右流量差约4%。
在PC-8系列的負荷傳感操控體系上,選用了直行PPC信號閥,用左右行走先導壓力差來開關直行合流閥,保證直線功能和轉向功能俱佳。
因而,三種流量操控體系的直線行走才能應當是不分伯仲的。
3.4 复合操作的习惯性
關于旁通流量操控和先导传感操控,在复合操作作业设备例如斗杆和铲斗发掘作业时(参看图8.a),主泵供油总是优先流向负荷压力较低的斗杆缸,不易坚持操作的同步性,复合操作习惯性差。
負荷傳感操控體系有壓力補償閥,主控閥各閥芯節省閥口的壓差ΔPLS堅持穩定。當兩個以上的作業設備一起操作時,流量分配不受負荷壓力影響,操作自若,複合操作功能好。以一起操作鏟鬥和鬥杆爲例,鬥杆是否動刁難鏟鬥的速度沒有影響,如圖8(b)所示。
(a) (b)
图8 复合操作性的比较
4 . 可靠性与可修理性
旁通流量操控體系結構比較簡單,修理也較便利。毛病點在主閥中立回路的旁通節省元件、旁通溢流閥以及主泵上的流量操控伺服閥。
先導傳感操控體系的可修理性稍差,毛病點在先導傳感的梭閥鏈上很多的單向閥或往複閥、主泵上的流量操控伺服閥。
负荷传感操控体系除了LS梭阀链和主泵的LS阀,主控阀和压力补偿阀结构杂乱,滑阀内孔还有阀,量孔和油沟多,密封件多,添加了毛病点,对液壓機的液压系统油的清洁度要求更高。
應當說,三種操控方法的可靠性、可修理性都經過了多年的生産性驗證,也得到了商場的認可。可是,負荷傳感操控的制形本錢和保護本錢仍是要高一些。
5. 定性比较
表1列出了三種流量操控方法的功能比照。
液壓機厂家在拟定液壓機的液压系统体系的设计方案,断定流量操控方法时,会从整机的性价比动身,既有对三种操控方法功能指标的归纳评估,也有对本钱要素和销售价格的竞赛剖析。
同一主機廠的發掘機,先後挑選過不同的流量操控方法。例如,日立建機在1986年的UH系列上選用先導傳感(P)操控(參看表1),1991年的EX-2系列選用負荷傳感操控,1996年的EX-5系列選用旁通流量操控,2000年的ZX系列及今後的ZX-3系列又選用了先導傳感(E/P)操控。神鋼的SK系列則有先導傳感(E/P)操控到旁通流量(E/N)操控,再到先導傳感(E/P)操控的演化。小松從旁通流量操控轉爲負荷傳感操控。利勃海爾的部分中型機則從負荷傳感操控轉爲先導傳感操控。
国产发掘机的流量操控方法与配套泵阀液壓機的液压系统件厂商的干流技能密切相关。同一液壓機的液压系统元件制造厂商也提供不同的挑选,例如川崎精机既有旁通流量操控的主泵与主阀,也有先导传感操控的主泵与主阀。
在具有国产液壓機的液压系统发掘机设计的独立知识产权的立异进程中,除了主机厂的总体设计,液壓機的液压系统元件职业也担负着重担。
 
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