負(fù)載敏感技術(shù)原理1）關(guān)于負(fù)載敏感控制，從基本類型來(lái)講可以區(qū)分為兩大類：閥控系統(tǒng)與泵控系統(tǒng)。樓主的示例是泵控系統(tǒng)。2）在閥控系統(tǒng)中，如果只考慮用途比較廣泛的傳統(tǒng)方式，區(qū)分為比例方向閥前串聯(lián)定差減壓閥的負(fù)載補(bǔ)償型，和比例方向閥并聯(lián)定差溢流閥的負(fù)載敏感型。在一般工業(yè)系統(tǒng)中，或者使用前者，或者使用后者，兩者不可兼得。3）第二點(diǎn)中，串聯(lián)定差減壓閥的負(fù)載敏感系統(tǒng)，其基本優(yōu)點(diǎn)是所控制負(fù)載速度只與輸入信號(hào)有關(guān)，不受負(fù)載壓力變化的影響。其缺點(diǎn)在于這是個(gè)定壓系統(tǒng)，還存在較大的能量損失。4）第二點(diǎn)中，并聯(lián)定差溢流閥的負(fù)載敏感系統(tǒng)，除了所控制負(fù)載速度只與輸入信號(hào)有關(guān)，不受負(fù)載壓力變化的影響之外，其基本優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，即不是定壓系統(tǒng)，泵的出口壓力僅僅比負(fù)載高一個(gè)固定的數(shù)值，例如5—10bar。同時(shí)，閥內(nèi)可配置先導(dǎo)壓力閥，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到其調(diào)定值時(shí)，就與主閥構(gòu)成系統(tǒng)安全閥，限于系統(tǒng)的最高壓力，省去另設(shè)系統(tǒng)安全閥。在第3、第4中，有些產(chǎn)品還通過(guò)設(shè)置附加液壓半橋，獲得比例方向閥閥口壓差的小范圍可調(diào)，以適應(yīng)用戶的要求。5）如前所述，上述第3、第4所講的定差減壓型，與定差溢流型在一般的比例方向閥系統(tǒng)中，兩者只能選一。這種負(fù)載補(bǔ)償情況，在多路閥控制的多負(fù)載系統(tǒng)中，得到了新的發(fā)展（在多路閥中能夠構(gòu)成負(fù)載敏感系統(tǒng)的只有4通型多路閥，一般的6通型多路閥是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的）。這就是：多路閥中每一聯(lián)配置定差減壓閥，同時(shí)通過(guò)梭閥網(wǎng)絡(luò)將同時(shí)動(dòng)作各聯(lián)的最高負(fù)載壓力（LS信號(hào)）引到泵出口的定差溢流閥，總體上構(gòu)成負(fù)載敏感適應(yīng)系統(tǒng)。也就是說(shuō)，這種配置的負(fù)載敏感系統(tǒng)中各聯(lián)之間互不干擾，速度只與各聯(lián)輸入信號(hào)相關(guān)；而且泵的出口壓力不是一個(gè)定值，它隨時(shí)隨刻都只是比當(dāng)時(shí)的最高負(fù)載壓力高出一個(gè)固定的數(shù)值。6）就以多路閥為例，介紹泵控負(fù)載敏感系統(tǒng)。實(shí)際上就是上面第5點(diǎn)的LS信號(hào)不是引到定差溢流閥，而是引到負(fù)載敏感泵就成了（即以負(fù)載敏感泵代替第5點(diǎn)的定量泵和定差溢流閥）。7）對(duì)于多路閥系統(tǒng)，第5點(diǎn)的系統(tǒng)一般稱為開(kāi)中心負(fù)載敏感系統(tǒng)，它還是有一定的能量損失。而第6點(diǎn)的系統(tǒng)一般稱為閉中心系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)壓力與流量與負(fù)載的需求相適應(yīng)。這是所有形式中最為節(jié)能的型式。LS系統(tǒng)和LUDV系統(tǒng)單泵多負(fù)載系統(tǒng)的壓力補(bǔ)償及方案比較對(duì)于單泵負(fù)載情況，負(fù)載系統(tǒng)的良好特性是不難保證的。但對(duì)于實(shí)際上應(yīng)用較多的單泵負(fù)載復(fù)合動(dòng)作工況，情況則因負(fù)載間的相互干擾而變得復(fù)雜了。常見(jiàn)的單泵雙負(fù)載復(fù)合動(dòng)作，為使供油壓力足以驅(qū)動(dòng)兩負(fù)載中較大者，需要利用梭閥使負(fù)載傳感油路始終與兩回路中較高的負(fù)載壓力相通。其結(jié)果是只有在兩回路的負(fù)載壓力相同條件才能保證兩執(zhí)行元件均具有流量匹配特性。若兩回路的負(fù)載壓力不等，則系統(tǒng)只能使負(fù)載壓力較高的回路保持流量和壓力補(bǔ)償?shù)奶卣?，而另一回路則失去這種特征。實(shí)際上，同時(shí)動(dòng)作的兩負(fù)載大小不等是常有的。因此，為避免這種不利的影響，對(duì)單泵多負(fù)載傳感系統(tǒng)，必須在各回路設(shè)置壓力被償閥，以便調(diào)節(jié)和執(zhí)行元件間的負(fù)載差。據(jù)補(bǔ)償閥在系統(tǒng)中的位置不同，可以有閥前補(bǔ)償和閥后補(bǔ)償兩種設(shè)計(jì)方案，不同的補(bǔ)償方案決定了系統(tǒng)性能上的差異。下面分析兩種補(bǔ)償方案的控制性能。為便于比較，分析中假設(shè)作用有正負(fù)載，負(fù)載壓力，并將方向閥簡(jiǎn)化成了二位閥。單泵多負(fù)載系統(tǒng)的壓力補(bǔ)償及方案比較1、閥前補(bǔ)償閥前補(bǔ)償是單泵多負(fù)載傳感系統(tǒng)較為傳統(tǒng)的壓力補(bǔ)償方法(見(jiàn)圖，其特點(diǎn)是壓力補(bǔ)償閥位于方向閥進(jìn)油口之前，且補(bǔ)償閥彈簧腔引入的壓力是和回路本身的負(fù)載壓力，工作時(shí)，靠補(bǔ)償閥的開(kāi)度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)和回路間的負(fù)載差。工程機(jī)械液壓控制系統(tǒng)介紹液壓系統(tǒng)動(dòng)力匹配及控制技術(shù)在國(guó)外起步較早，發(fā)展較快，很多技術(shù)在國(guó)外使用后很快進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)主要停留在引進(jìn)-模仿階段，并沒(méi)有自己的專有技術(shù)。1、定量泵設(shè)計(jì)方法在早期的工程機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用定量泵設(shè)計(jì)的原則是：系統(tǒng)的最大工作流量(Q)與最大工作壓力(P)的乘積即系統(tǒng)的最大輸出功率(N)不能超出柴油機(jī)額定功率(Nj)。但在一般工況下功率利用系數(shù)太低，且無(wú)法施展較強(qiáng)的控制功能，因而性能不佳。目前在小噸位(5?50t)汽車起重機(jī)和隨車起重機(jī)等產(chǎn)品中仍在使用。2、單泵恒功率控制技術(shù)在單泵控制系統(tǒng)中，一般通過(guò)變量控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)變量泵排量的控制，在最早的恒功率控制技術(shù)中，通過(guò)對(duì)變量機(jī)構(gòu)兩根彈簧彈力的不同設(shè)定，能實(shí)現(xiàn)對(duì)變量泵輸出流量的控制，其工作曲線為折線，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到第一根彈簧設(shè)定力后，變量泵排量開(kāi)始減小。當(dāng)系統(tǒng)壓力克服第二根彈簧設(shè)定力后，變量泵變量曲線斜度發(fā)生變化。通過(guò)以上控制，使其變量曲線上P、Q乘積的離散值趨近于常數(shù)C。通過(guò)以上控制大大提高了柴油機(jī)功率的利用系數(shù)，又能保證柴油機(jī)不會(huì)因過(guò)載熄火。力士樂(lè)公司開(kāi)發(fā)的恒功率控制技術(shù)中，通過(guò)杠桿原理對(duì)變量控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，使其功率曲線近似為反比例曲線，功率利用系數(shù)更高。3、雙泵恒功率控制技術(shù)在雙泵或多泵系統(tǒng)中，由于存在多泵之間功率分配的技術(shù)難題，如何使柴油機(jī)功率合理地分配到各泵，使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，盡可能發(fā)揮其最大效能，最大程度發(fā)揮出發(fā)動(dòng)機(jī)功率成為關(guān)鍵。目前，這方面的控制技術(shù)有不同的組合形式。分功率控制技術(shù)分功率控制是根據(jù)各泵所負(fù)責(zé)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際需用功率，將柴油機(jī)功率按一定比例分配給各泵。在分功率控制中，每個(gè)泵均有獨(dú)立的變量控制機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在預(yù)先設(shè)定的工作曲線上工作。但分功率控制的最大缺點(diǎn)是不能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，當(dāng)某個(gè)泵因某種情況不需要工作時(shí)，其功率不能給另一個(gè)泵使用而白白浪費(fèi)，因此極易出現(xiàn)'大馬拉小車”的現(xiàn)象，無(wú)法滿足大型工程機(jī)械的使用要求?？偣β士刂萍夹g(shù)總功率控制系統(tǒng)共用一個(gè)變量機(jī)構(gòu)，因此各泵流量相同，作用在彈簧上的壓力是多泵工作壓力之和，當(dāng)多泵壓力之和的1/2達(dá)到彈簧設(shè)定值后，主泵開(kāi)始變量，其變量原理與單泵恒功率的相同。總功率控制可以實(shí)現(xiàn)多泵功率互補(bǔ)，當(dāng)其中一個(gè)泵不工作時(shí)，其功率可被其他泵使用，柴油機(jī)功率利用系數(shù)大大提高。其最大缺點(diǎn)是能量損失大。因各泵工作流量相同，當(dāng)其中某泵負(fù)責(zé)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，主泵仍輸出大流量，多余流量必然會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量?？偣β士刂屏硪粋€(gè)缺點(diǎn)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)多執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同速度的控制。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)交叉?zhèn)鞲锌刂葡到y(tǒng)是上世紀(jì)80年代日本在總功率控制和分功率控制基礎(chǔ)上研制出的一種新型功率控制技術(shù)。它是在分功率控制基礎(chǔ)上，將兩個(gè)泵工作壓力實(shí)現(xiàn)交叉控制，即每個(gè)泵各自有變量機(jī)構(gòu)，各自流量可以不同，當(dāng)其中一個(gè)泵的功率利用小于總功率的50%時(shí)，多余功率可被另一個(gè)泵利用，當(dāng)兩個(gè)泵的功率利用系數(shù)都達(dá)到50%時(shí)，每個(gè)泵都利用總功率的50%。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)集中了總功率控制和分功率控制的優(yōu)點(diǎn)，摒棄了它們的缺點(diǎn)，較為理想。但仍不能全部利用柴油機(jī)功率，而且功率分配在多執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)工作，當(dāng)某泵所負(fù)責(zé)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作速度調(diào)至很低且負(fù)荷較大時(shí)，因交叉?zhèn)鞲幸褜毫Ψ答伣o另一個(gè)泵，此時(shí)另一個(gè)泵最多只能利用50%的功率，而第一個(gè)泵卻沒(méi)有用完50%的功率，顯然在這種工況柴油機(jī)功率利用系數(shù)仍然偏低。負(fù)反饋交叉?zhèn)鞲泄β士刂萍夹g(shù)交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)雖然在某種程度最大限度地利用了柴油機(jī)功率，但只限于兩個(gè)主泵之間。而對(duì)于多泵控制系統(tǒng)，由于各泵并不同時(shí)處于工作狀態(tài)，或者即使都處于工作狀態(tài)，但并不同時(shí)以最大排量或最大壓力工作，這樣還是無(wú)法準(zhǔn)確確定變量泵的實(shí)際輸出功率，易造成功率設(shè)定超載或過(guò)于保守。力士樂(lè)公司上世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的負(fù)反饋交叉?zhèn)鞲泄β士刂萍夹g(shù)將其他泵的壓力反饋至主泵的功率控制口，當(dāng)其他泵不工作時(shí)，反饋壓力為0，主泵在最大功率點(diǎn)工作，當(dāng)其他泵工作后，系統(tǒng)根據(jù)反饋壓力自動(dòng)將主泵設(shè)定功率降低。這種控制不僅可使各泵所利用的功率實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，還可以最大限度地提高主泵輸出功率。負(fù)反饋交叉?zhèn)鞲泄β士刂萍夹g(shù)由于交叉?zhèn)鞲性诠β士刂粕献陨淼娜毕?，隨著被反饋液壓泵數(shù)量的增加，這種控制方法不僅效果越來(lái)越不理想，而且難度越來(lái)越大，系統(tǒng)也過(guò)于復(fù)雜。4、計(jì)算機(jī)控制功率優(yōu)化控制技術(shù)綜上所述，傳統(tǒng)動(dòng)力匹配及控制技術(shù)，雖取得了明顯的效果，但都未能從根本上解決問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外很多公司將計(jì)算機(jī)技術(shù)成功地應(yīng)用到動(dòng)力匹配及控制技術(shù)中，取得了良好的效果。傳統(tǒng)的恒功率控制中，控制系統(tǒng)與柴油機(jī)的匹配非常保守，液壓泵的輸出轉(zhuǎn)矩要遠(yuǎn)低于柴油機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，且當(dāng)柴油機(jī)性能下降時(shí)易使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降導(dǎo)致熄火。浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室新建的節(jié)能試驗(yàn)臺(tái)，采用計(jì)算機(jī)功率優(yōu)化控制系統(tǒng)。它設(shè)有多種工作選擇模式和怠速模式，用戶可按負(fù)載大小和實(shí)際工作需要進(jìn)行選擇，每一個(gè)工作模式對(duì)應(yīng)于一定的油門位置。當(dāng)設(shè)定好一定的工作模式后，計(jì)算機(jī)向步時(shí)電機(jī)發(fā)出輸出指令，給定一個(gè)油門開(kāi)度，同時(shí)控制系統(tǒng)可根據(jù)工作模式，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中查出該油門開(kāi)度下的柴油機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)還有一個(gè)輸出模式選擇，即最大功率模式和最節(jié)省燃油模式。在設(shè)定了功率模式和輸出模式后，通過(guò)檢測(cè)柴油機(jī)的工作轉(zhuǎn)速的變化可對(duì)油門和主泵排量進(jìn)行按比例無(wú)級(jí)控制，從而使柴油機(jī)始終在目標(biāo)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作。目前該項(xiàng)研究?jī)H停留在試驗(yàn)階段，該控制系統(tǒng)中，工作模式在CPU中進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，因此用戶必須在CPU規(guī)定的模式下進(jìn)行選擇，可選模式受到限制，無(wú)法滿足用戶各項(xiàng)使用要求。在混凝土泵車行業(yè)，目前三一重工開(kāi)發(fā)出的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制裝置，利用PLC中的PID控制指令對(duì)柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，有效地減少了柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速在液壓系統(tǒng)輸出功率加大后造成的波動(dòng)，使控制系統(tǒng)在不同負(fù)荷下都能維持同一工作轉(zhuǎn)速。該控制系統(tǒng)提高了整機(jī)輸出功率和工作效率，使柴油機(jī)在較低轉(zhuǎn)速工作時(shí)不會(huì)因過(guò)載產(chǎn)生怠速或熄火現(xiàn)象，因此液壓系統(tǒng)和柴油機(jī)之間的匹配得以優(yōu)化。但該控制系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了對(duì)柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，在系統(tǒng)超載產(chǎn)生柴油機(jī)失速后，只是通過(guò)加大油門開(kāi)度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的恒定，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵排量的控制，因此并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)和柴油機(jī)之間的最佳匹配和控制，而且當(dāng)柴油機(jī)在較高轉(zhuǎn)速工作時(shí)，控制效果并不理想。計(jì)算機(jī)功率優(yōu)化控制技術(shù)的出現(xiàn)，不但使柴油機(jī)和匹配實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，還使液壓系統(tǒng)更趨于簡(jiǎn)單化。5、存在的主要問(wèn)題目前國(guó)內(nèi)對(duì)液壓動(dòng)力匹配的核心技術(shù)多集中在國(guó)外專業(yè)公司手中，國(guó)內(nèi)缺乏自主創(chuàng)新能力，無(wú)法對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行必要的改進(jìn)和提高；系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立較為復(fù)雜，很多研究還集中在定性方面，缺乏理論計(jì)算基礎(chǔ)；對(duì)柴油機(jī)技術(shù)、液壓系統(tǒng)控制技術(shù)、電氣控制（主要涉及PLC控制領(lǐng)域）3者應(yīng)進(jìn)行有效接口，提出系統(tǒng)控制方案；對(duì)柴油機(jī)、液壓等系統(tǒng)缺乏必要的測(cè)試手段。工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和技巧1產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則合理的設(shè)計(jì)應(yīng)該在保證產(chǎn)品必備功能的前提下，使制造成本最低，這也正是本文所要探索的課題。（I）必須滿足客戶對(duì)產(chǎn)品功能和服務(wù)的要求。工程機(jī)械提供給客戶的不僅是產(chǎn)品的功能，還包括支持這些功能的售后服務(wù)。因此設(shè)計(jì)過(guò)程中既要針對(duì)產(chǎn)品的不同功能特點(diǎn)，又要使產(chǎn)品具有良好的維修方便性。（2）符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和有關(guān)的法令、法規(guī)。（3）堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的'三化”原則。（4）符合社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求。（5）符合技術(shù)創(chuàng)新的規(guī)律，重視對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。（6）從企業(yè)的實(shí)際工藝水平和生產(chǎn)能力出發(fā)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)與工藝、生產(chǎn)相結(jié)合。產(chǎn)品設(shè)計(jì)不單單是圖樣設(shè)計(jì)，還包括工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：簡(jiǎn)化零件的功能或形狀;最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化;盡可能使設(shè)計(jì)圖紙中所規(guī)定的材料牌號(hào)、品種、規(guī)格與現(xiàn)有材料的使用情況一致;將毛坯工藝與加工工藝更有效地結(jié)合起來(lái)考慮;根據(jù)企業(yè)當(dāng)前正常生產(chǎn)所采用的加工工藝、操作規(guī)則及相關(guān)信息來(lái)判斷工藝設(shè)計(jì)的合理性；選擇成熟加工工藝能保障的尺寸公差和表面粗糙度；綜合分析與生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)的信息，對(duì)主要零部件進(jìn)行必要的價(jià)值工程分析。2產(chǎn)品設(shè)計(jì)技巧1采用”三化”原則零件盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件或用標(biāo)準(zhǔn)件改制或外購(gòu)件。設(shè)計(jì)花鍵、螺紋時(shí)，應(yīng)使之便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具進(jìn)行加工和檢測(cè)，特別應(yīng)優(yōu)先考慮企業(yè)現(xiàn)有的刀具、量具。大型結(jié)構(gòu)件、鑄鋼件的設(shè)計(jì)，盡量采用不必攻絲的緊固件，如用焊接螺母板代替螺孔。設(shè)計(jì)大型工件時(shí)，應(yīng)考慮利用已鎮(zhèn)成的孔作為基準(zhǔn)來(lái)焊接螺母板。盡量選用現(xiàn)有的成熟的零部件，或成熟的結(jié)構(gòu)和工藝方法，使產(chǎn)品系列化、通用化。用這種”搭積木”的方法，可以加快設(shè)計(jì)速度、縮短新產(chǎn)品樣機(jī)試制周期，盡早占領(lǐng)市場(chǎng)。建立企業(yè)自己的”標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)二加快設(shè)計(jì)試制進(jìn)度。筆者所在的企業(yè)現(xiàn)已建立并逐步完善了”廠標(biāo)準(zhǔn)件”制度和”廠標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)二將凡是在三個(gè)以上主要產(chǎn)品中使用的相同或相似的零件選定為廠標(biāo)準(zhǔn)件。盡可能選擇統(tǒng)一的錐度、一致的板厚尺寸和牌號(hào)統(tǒng)一的鑄鋼件材料。2從形狀和結(jié)構(gòu)上改進(jìn)設(shè)計(jì)盡量減少零件。把幾個(gè)零件合并成一個(gè)零件，例如把焊接件改為沖壓件，以此減少零件的數(shù)里。將零件設(shè)計(jì)成對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式。把幾個(gè)產(chǎn)品申使用的形狀相似的零部件，設(shè)計(jì)成能夠通用的零部件。簡(jiǎn)化每個(gè)零件的形狀，改進(jìn)零件外形，減少?gòu)澢男螤睿袝r(shí)還可以把壓形時(shí)難以保證尺寸精度的零件改為焊接件。2.3改進(jìn)工藝方案避免沒(méi)有必要的切削加工，特別是沒(méi)必要的裝夾基準(zhǔn)面的切削加工。焊接件準(zhǔn)備用自動(dòng)化程度較高的焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)考慮組成零件的焊前加工，保證焊接件各組成零件之間的相互位置尺寸，否則誤差太大，機(jī)器人將無(wú)法自動(dòng)跟蹤焊接。在保證零部件可靠、合理使用的前提下，降低尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等加工精度等級(jí)要求。減少零件的彎曲形狀和復(fù)雜程度，降低廢品率和生產(chǎn)制造成本。型鋼在進(jìn)行長(zhǎng)度下料時(shí)，盡量把火焰切割改為型鋼剪切下料；一般板料的火焰切割改為用剪板機(jī)剪切下料；長(zhǎng)方形條狀工件從四邊剪切改為用條鋼，僅僅是長(zhǎng)度上的剪切下料。2.4采用節(jié)省資源、減少污染的工藝技術(shù)鑄鋼件改為焊接件。鑄造行業(yè)很難徹底地解決環(huán)境污染問(wèn)題，并且容易產(chǎn)生鑄造缺陷，而采用焊接技術(shù)和焊接件就可以比較容易地解決這些問(wèn)題。在保證零件強(qiáng)度，優(yōu)化板厚尺寸的前提下，盡量減輕零件重量。結(jié)構(gòu)焊接件的設(shè)計(jì)，一定要使筋板受力，避免焊縫受力。在結(jié)構(gòu)焊接件的構(gòu)成中使用厚板往往并不是強(qiáng)度的需要，而是剛度的需要，即焊接時(shí)厚板的變形小，或焊接件承載時(shí)變形小。一些單獨(dú)的厚板往往是可以用薄一些的板加上適當(dāng)?shù)慕畎鍋?lái)代替，這樣不僅減輕了總重，承載能力也會(huì)增加。（3）選擇合理的焊縫長(zhǎng)度和焊角大小等參數(shù)。有相當(dāng)一部分設(shè)計(jì)人員常常將'強(qiáng)度焊縫”與”聯(lián)接焊縫”相互混淆，設(shè)計(jì)時(shí)往往出現(xiàn)要求焊接件中的焊縫一律焊透、焊角越大越好的傾向。其實(shí)選擇焊透還是不必焊透，是設(shè)計(jì)人員應(yīng)慎重考慮決定的。應(yīng)仔細(xì)研究焊接件的受力狀態(tài)，再?zèng)Q定所要采用的焊角尺寸和焊縫長(zhǎng)度。能用斷續(xù)焊縫的決不要求在全長(zhǎng)方向上滿焊，這樣一則可以節(jié)省焊接加工成本，二則也可減少焊接變形；能用角焊縫的，盡量不在零件上開(kāi)坡口后再焊接，以減少一道開(kāi)坡口的工序。（4）采用少切削或無(wú)切削加工的工藝方法，以提高工件強(qiáng)度，降低制造成本。對(duì)于齒輪加工，汽車行業(yè)中早已大量采用整體滾鍛、精鍛成齒的方法來(lái)減少甚至取消齒形的加工量。工程機(jī)械的驅(qū)動(dòng)橋差速器齒輪現(xiàn)也已開(kāi)始采用精鍛齒輪。精鍛使得金屬纖維沿齒形成形方向包絡(luò)，不象一般齒輪切削齒形時(shí)把金屬纖維切斷，精鍛齒輪大大提高了齒輪的承載強(qiáng)度，減少了切削量，甚至可以不必再進(jìn)行齒形加工，降低了制造成本。（5）盡可能用焊接件代替一些自由鍛的鍛件。（6）統(tǒng)一零件的熱處理技術(shù)要求和工藝規(guī)范，以便可以在同一爐中對(duì)不同零件同時(shí)進(jìn)行熱處理，提高電爐利用率；節(jié)約電力消耗。（7）充分利用鍛件余熱，在鍛后繼續(xù)加熱，直接進(jìn)行鍛后正火等熱處理。（8）根據(jù)零件的具體情況，制定合理的熱處理技術(shù)要求。中碳鋼或合金中碳鋼零件采用調(diào)質(zhì)處理，可有效提高和充分發(fā)揮材料的機(jī)械強(qiáng)度等性能。但是對(duì)于軸徑比較粗大的軸類零件，調(diào)質(zhì)時(shí)淬火的有效層只有幾毫米，經(jīng)調(diào)質(zhì)、機(jī)械加工后所剩無(wú)幾，而心部狀態(tài)實(shí)際上并沒(méi)有得到很好的改善。所以根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，？70以上的實(shí)心軸類零件，可以考慮采用正火十機(jī)械加工或正火十淬火十磨削外圓的工藝流程。因?yàn)檩S類零件往往采用高頻或中頻淬火，加熱只發(fā)生在外圓表層，心部織實(shí)際不可能被淬透。若用鹽浴爐加熱，心部可以被加熱，但材料的淬透性有限，調(diào)質(zhì)時(shí)的淬火實(shí)際在心部還是淬不透的。而正火可以有效改善零件的整體組織狀態(tài)，細(xì)化心部金相組織，這對(duì)有些零件來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。（9）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)器的整體布局，液壓油箱的容積以足夠用為原則，使液壓油用量為最少；管路走向簡(jiǎn)單緊湊，長(zhǎng)度盡可能最短。同理，在設(shè)計(jì)電器系統(tǒng)和制動(dòng)管路系統(tǒng)時(shí)，都應(yīng)使電纜或制動(dòng)管路走向合理，長(zhǎng)度為最短。3結(jié)論產(chǎn)品設(shè)計(jì)是個(gè)綜合信息處理的復(fù)雜過(guò)程，它最終的結(jié)果是把線條、符號(hào)、數(shù)字繪制成合理的設(shè)計(jì)圖樣，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從以下幾個(gè)方面綜合考慮；（I）簡(jiǎn)化每個(gè)零件的形狀，使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;（2）合并零件的功能，減少零件的種類或數(shù)量;（3）應(yīng)用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料、新原理來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的可靠性;（4）分解部件，研究其裝配、組裝的最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu);（5）對(duì)相似零件進(jìn)行分組;（6）對(duì)相似產(chǎn)品按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)序列進(jìn)行產(chǎn)品系列化分析;（7）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵在于自覺(jué)、主動(dòng)地學(xué)習(xí)與生產(chǎn)加工過(guò)程和加工工藝方面有關(guān)的知識(shí)，熟練掌握設(shè)計(jì)技巧。工程機(jī)械液壓油箱設(shè)計(jì)應(yīng)注意的關(guān)鍵問(wèn)題由于工程機(jī)械具有移動(dòng)性的特點(diǎn)，所以其液壓油箱的設(shè)計(jì)與普通液壓油箱設(shè)計(jì)有所不同，下面就介紹下在移動(dòng)式工程機(jī)械液壓油箱設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題：應(yīng)當(dāng)考慮工程機(jī)械爬坡時(shí)最低和最高油位需要同時(shí)滿足在上坡和下坡時(shí)你的吸油濾不能外露，回油過(guò)濾器和空氣濾清器端蓋處不能全部在油內(nèi)；重量的平衡，保持整車合適的重心；良好的散熱，確保油溫不太高，因此要考慮安裝的位置，整車的通風(fēng)道設(shè)計(jì)；要考慮工況，防止油液漏出或者外界惡劣環(huán)境中臟東西的進(jìn)入，比普通系統(tǒng)要求更苛刻;充分考慮布局，形狀不一定規(guī)則，和相鄰的部件要協(xié)調(diào)；內(nèi)壁防銹處理，一般采用酸洗磷化的方式。油箱容積的設(shè)計(jì)計(jì)算，為了更好的沉淀雜質(zhì)和分離空氣，油箱的有效容積（液面高度只占油箱高度百分之八十的油箱容積）一般取為液壓泵每分鐘排出的油液體積的2-7倍.當(dāng)系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)時(shí)取2-4倍;當(dāng)系統(tǒng)為中高壓時(shí)取5-7倍;對(duì)行走機(jī)械一般取2倍.也就是必許保證有足夠的油。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式V=（1.2~1.25）x（（0.2~0.33）*Qb+Qg），其中Qb是泵的流量，Qg是液壓油缸的容量。國(guó)外工程機(jī)械最新技術(shù)和產(chǎn)品在基礎(chǔ)建設(shè)中，新材料、新結(jié)構(gòu)和新問(wèn)題的出現(xiàn)，必將帶來(lái)建筑工程施工工藝技術(shù)的發(fā)展和變化，并會(huì)對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品提出新的要求，近年來(lái)工程機(jī)械行業(yè)的新技術(shù)不斷出現(xiàn)。因此工程機(jī)械行業(yè)的技術(shù)變革將成為今后機(jī)械技術(shù)進(jìn)步最活躍的一個(gè)因素。近幾年來(lái)，國(guó)外工程機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)了許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下：1、土方機(jī)械的遙控與無(wú)人駕駛技術(shù)遙控與無(wú)人駕駛工程機(jī)械主要用于完成有害及危險(xiǎn)環(huán)境下的施工作業(yè)。美國(guó)及日本均擁有此類產(chǎn)品并仍在研究該項(xiàng)技術(shù)。在垃圾填埋場(chǎng)的壓實(shí)推土機(jī)械中，美國(guó)一著名工程機(jī)械公司，采用了無(wú)線遙控技術(shù)及衛(wèi)星定位系統(tǒng)，控制機(jī)械設(shè)備的作業(yè)。采用該技術(shù)可提高作業(yè)效率，保證人身安全與健康。另一日本著名工程機(jī)械公司最近研制成功一種斷崖體上作業(yè)的挖掘機(jī)，機(jī)器體積較小，采用了遙控駕駛技術(shù)，可徹底避免人身傷害，并提高了作業(yè)效率。2、天然氣驅(qū)動(dòng)的裝載機(jī)技術(shù)為了減少燃油動(dòng)力機(jī)械尾氣排放對(duì)大氣產(chǎn)生的污染，在城市交通車輛中廣泛采用了混合動(dòng)力和電動(dòng)車輛。作為首次采用燃?xì)鈩?dòng)力的裝載已由日本一公司完成。該樣機(jī)噸位等級(jí)相當(dāng)于我國(guó)zl10型裝載機(jī)，樣機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為35.2kw，轉(zhuǎn)速3000r/min，采用靜液壓驅(qū)動(dòng)，四輪轉(zhuǎn)向，濕式液壓制動(dòng)，機(jī)器行走速度為25km/h，整機(jī)質(zhì)量為5.2t。樣機(jī)已取得良好的階段性成果，今后的研究重點(diǎn)是燃?xì)獯尜A裝置安全性和可靠性。3、一機(jī)多用，作業(yè)功能多樣化。這是近年來(lái)工程機(jī)械裝備出來(lái)的一個(gè)新技術(shù)亮點(diǎn)。工程機(jī)械主機(jī)作業(yè)功能將盡可能擴(kuò)大，單一功能將向多功能轉(zhuǎn)化，擴(kuò)大了工程機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域。如液壓挖掘機(jī)的作業(yè)機(jī)具的多樣化，同一主機(jī)可完成挖掘、裝載、破碎、剪切和壓實(shí)等作業(yè)。對(duì)于高速公路的施工和養(yǎng)護(hù)，多功能作業(yè)更為重要，具有清掃、除雪、挖掘、破碎及壓實(shí)功能的養(yǎng)護(hù)機(jī)械依然是工程機(jī)械行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)課題之一。4、新的機(jī)電液控制技術(shù)20世紀(jì)90年代中期，國(guó)外開(kāi)始研究工程機(jī)械車載計(jì)算機(jī)輔助土方作業(yè)系統(tǒng)（computeraidedearthmovingsystem）技術(shù)。其技術(shù)的核心的是研究土方機(jī)械動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（earthmovingmachinerydymamincontrolsystem），運(yùn)用車輛的行駛理論，通過(guò)數(shù)學(xué)算法和控制邏輯，監(jiān)測(cè)行走系統(tǒng)的滑轉(zhuǎn)率及發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，將土方機(jī)械的作業(yè)工況、作業(yè)介質(zhì)和機(jī)器狀況，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的評(píng)估計(jì)算，實(shí)現(xiàn)土方機(jī)械作業(yè)的最佳輸出功率，并通過(guò)顯示器提供給駕駛員，達(dá)到最佳的作業(yè)生產(chǎn)率控制，使土方機(jī)械在惡劣的作業(yè)場(chǎng)地中，產(chǎn)生最大的驅(qū)動(dòng)力。5、采用純水作為液壓傳動(dòng)介質(zhì)的新技術(shù)以液壓油為介質(zhì)的液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用，但由于液壓油的滲漏，將對(duì)主機(jī)和環(huán)境產(chǎn)生污染，這一問(wèn)題一直困擾著研究人員和使用者。美國(guó)一公司最近試驗(yàn)研究采用純水作業(yè)液壓傳動(dòng)介質(zhì)，并取得了一些階段性研究成果。在道路清掃車的側(cè)刷和臥刷驅(qū)動(dòng)、垃圾料箱的傾卸及箱門的關(guān)閉等系統(tǒng)，均采用純水介質(zhì)的液壓驅(qū)動(dòng)。清掃車的功率為50kw，行走為機(jī)械驅(qū)動(dòng)，集塵方式為機(jī)械式。純水傳動(dòng)技術(shù)的突破，必將會(huì)對(duì)工程機(jī)械行業(yè)帶來(lái)新的技術(shù)變革。6、橡膠熱熨平靜力壓路機(jī)技術(shù)瀝青路面面層的壓實(shí)要求優(yōu)質(zhì)高效，達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度和平整度，并改善面層表面結(jié)構(gòu)，使路面抗滑防滲。在澳大利來(lái)試驗(yàn)的一種大型熱熨平橡膠帶瀝青路面壓實(shí)機(jī)，即hipac(hotironprincipleasphaltcompactor)壓實(shí)機(jī)，主要用于瀝青路面攤鋪層壓實(shí)。hipac瀝青路面壓實(shí)機(jī)的出現(xiàn)，無(wú)疑是對(duì)傳統(tǒng)壓實(shí)技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)，也是一次壓實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新。其主導(dǎo)思想是通過(guò)延長(zhǎng)壓實(shí)力的作用時(shí)間達(dá)到路面的壓實(shí)密度。7、高壓水射流切割機(jī)械該技術(shù)首次出現(xiàn)于美國(guó)2000年拉斯維加斯工程機(jī)械博覽會(huì)上，并被worldhighway雜志評(píng)為公路維修作業(yè)中的一個(gè)創(chuàng)新。機(jī)器主要用于路橋的維修，采用高壓水射流為切割動(dòng)力，完成對(duì)水泥構(gòu)件的切割，其主要特點(diǎn)是作業(yè)中對(duì)相鄰的無(wú)需維修的構(gòu)件不造成損害，且施工噪聲低、無(wú)灰塵。8、乳化瀝青道路施工機(jī)械乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械主要用于減少路面損壞和路面磨損的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械的施工材料為破碎的級(jí)配合理的石料、瀝青乳化劑和水?dāng)嚢璩傻幕旌狭?，也可使用一些添加劑，如礦物質(zhì)添加劑、破乳劑和阻延劑等。乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械的選用主要是根據(jù)路面損壞的型式，并制定相應(yīng)的施工工藝路線。該類型主要包括6類，即乳化瀝青制作設(shè)備、乳化瀝青的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、路面再生拌和機(jī)和路表面噴補(bǔ)機(jī)。乳化瀝青道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)包括有：維修迅速，交通中斷時(shí)間短；可延長(zhǎng)道路的使用壽命；維修路面后降低了道路交通噪聲；可增大路表面附著力系統(tǒng)；恢復(fù)路面平整度，減少路面變形；填補(bǔ)路面的空隙；路面無(wú)疏松的散料；形成路面防水層；減少車輛的能量消耗；路表面結(jié)構(gòu)組織優(yōu)良。平衡閥和雙向液壓鎖的選用概述雙向液壓鎖和平衡閥在一定場(chǎng)合下都能作為閉鎖元件使用，可以保證工作裝置不會(huì)因自重等外部原因出現(xiàn)下滑、超速或串動(dòng)。但在一些特定速度載荷的情況下，卻不能互換使用，下面針對(duì)兩種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式，談?wù)劰P者的一些看法。雙向液壓鎖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙向液壓鎖是兩個(gè)液控單向閥并在一起使用的(見(jiàn)圖1)，通常使用在承重液壓缸或馬達(dá)油路中，用于防止液壓缸或馬達(dá)在重物作用下自行下滑，需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，須向另一路供油，通過(guò)內(nèi)部控制油路打開(kāi)單向閥使油路接通，液壓缸或馬達(dá)才能動(dòng)作。由于該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)本身的原因，液壓缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于負(fù)載的自重，往往在主工作腔造成瞬間失壓，產(chǎn)生真空，面使單向閥關(guān)閉，然后繼續(xù)供油，使得工作腔壓力上升再開(kāi)啟單向閥。由于頻繁地發(fā)生打開(kāi)關(guān)閉動(dòng)作，而會(huì)使負(fù)載在下落的過(guò)程中產(chǎn)生較大的沖擊和振動(dòng)，因此，雙向液壓鎖通常不推薦用于高速重載工況，而常用于支撐時(shí)間較長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)速度不高的閉鎖回路。全新小型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)對(duì)于小型挖掘機(jī)，如何在有限的安裝空間內(nèi)優(yōu)化利用動(dòng)力至關(guān)重要。同時(shí)，用戶對(duì)精細(xì)控制、可操縱性和機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)確性提出嚴(yán)格的要求。制造商首先關(guān)心的是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)和加強(qiáng)輔助功能的靈活性后成本的降低。這些要求促使力士樂(lè)開(kāi)發(fā)出變量泵和閉芯式方向閥組成的單回路系統(tǒng)。對(duì)于小型挖掘機(jī)來(lái)說(shuō)，這種系統(tǒng)作為傳統(tǒng)中位開(kāi)芯系統(tǒng)的極有意義的替代，已經(jīng)在很短的時(shí)間內(nèi)在市場(chǎng)上確立了自己的地位。并且，力士樂(lè)成套提供所有重要元件，從而縮短了新機(jī)型的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程。1單回路流量分配（LUDV）系統(tǒng)對(duì)于單回路流量分配（LUDV）系統(tǒng)，力士樂(lè)將變量泵和具有流量分配功能（不受負(fù)載干擾）的中位閉式方向閥結(jié)合起來(lái)使用（圖1）。A10VO變量泵A10軸向柱塞泵中的新型53系列完善了31系列（圖2）。在53系列里，力士樂(lè)集成一個(gè)直接控制功率的控制器，使得泵在效率、準(zhǔn)確度、抗溫性和可調(diào)節(jié)性方面得到提高。極其緊湊的組件減少了油管安裝工作量。結(jié)合壓力和流量控制器，使該泵控制系統(tǒng)極其快速、靈敏。由于此類型泵為電氣比例流量調(diào)節(jié)、電控可調(diào)壓差A(yù)P、電氣比例負(fù)載壓力控制，因此可應(yīng)用于電氣液壓系統(tǒng)中。主機(jī)制造商也可以將其應(yīng)用到極限負(fù)載控制中，這種控制已經(jīng)應(yīng)用于大型挖掘機(jī)和小型挖掘機(jī)。泵在與負(fù)載無(wú)關(guān)的功率控制下工作，不受溫度、作業(yè)海拔高度、發(fā)動(dòng)機(jī)偏差、發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失和泄漏增加的影響。不需要再次調(diào)節(jié)泵，通過(guò)改變電氣參數(shù)，借助軟件可以調(diào)節(jié)極限值，比如噪聲、廢氣、油耗和機(jī)器使用壽命（圖3）。由于液壓缸筒和活塞直徑加大，用戶能夠經(jīng)濟(jì)地增加泵的排量，這樣緊湊設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來(lái)，比如A10VNO中28型的外形尺寸相當(dāng)于A10VO中的18型。此新型泵使用時(shí)，其負(fù)載壓力甚至可達(dá)到25MPa。A11VO變量泵對(duì)于高至35MPa的較高壓力，力士樂(lè)提供了A11軸向柱塞泵，此泵也可提供各種控制方式的選擇（圖4）。高工作壓力允許泵和馬達(dá)的變量范圍變大，因此給輪式挖掘機(jī)所需的較高行走速度提供了預(yù)備條件。具有雙曲線特征線的功率控制器確保最佳利用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。因此，在絕大多數(shù)情況下，沒(méi)有必要控制額外的極限載荷。一些設(shè)備制造商要求挖掘機(jī)在行走和工作時(shí)泵的功率設(shè)置不同，安裝在力士樂(lè)液壓泵上的比例電磁閥可改變雙曲線控制器上的功率設(shè)定。1.3流量分配（LUDV）多路閥SXSX方向閥的流量控制提高了機(jī)器的可控性（如圖5）。它不受負(fù)載影響，保持性能在最優(yōu)范圍內(nèi)，并確保提供司機(jī)所需要的流量分配，而與機(jī)器的復(fù)合動(dòng)作狀態(tài)無(wú)關(guān)?；诰哂袑＠O(shè)計(jì)原理的力士樂(lè)液壓閥，配置可直接控制的流量分配（LUDV）系統(tǒng)的壓力補(bǔ)償器，以簡(jiǎn)單可靠的方式實(shí)現(xiàn)所需要的功能，如控制、壓力選擇和壓力補(bǔ)償。根據(jù)閉芯原理的4通方向閥系統(tǒng)與傳統(tǒng)的6通方向閥系統(tǒng)相比，可使每個(gè)方向控制閥芯的控制特性更快優(yōu)化。大大縮短了新機(jī)型的研發(fā)時(shí)間，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的匹配。借助LUDV，生產(chǎn)制造商還能對(duì)執(zhí)行元件軸設(shè)置不同的速度和運(yùn)動(dòng)方向，挖掘機(jī)作業(yè)循壞的各部分得到更好的協(xié)調(diào)。而且，制造商將獲得更大、更靈活的附加功能。在被租賃的小型挖掘機(jī)上，制造商可選擇帶定量泵的單回路（LUDV）流量分配系統(tǒng)。一種用來(lái)代替齒輪泵的AP2D開(kāi)芯變量泵也可與SX閥連接安裝到一起（圖6）。此泵體型小，集成功率控制器。對(duì)于7?10t的小型挖掘機(jī)，A10VO和A11VO可根據(jù)壓力的不同要求應(yīng)用于單回路液壓系統(tǒng)（如圖7）。對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，單回路流量分配系統(tǒng)簡(jiǎn)化了元件的安裝和裝配（如圖8）。比如，方向閥只有1個(gè)進(jìn)油口。此外，適用于多泵回路的交叉?zhèn)鞲锌刂凭筒恍枰恕Ｓ脩魪难b有流量分配（LUDV）系統(tǒng)的較為簡(jiǎn)單而操縱安全的挖掘機(jī)上獲得好處。即使在泵流量不足的情況下，各部分相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度仍然保持不變（如圖9）。即使幾個(gè)作業(yè)功能同時(shí)啟動(dòng)，流量分配（LUDV）系統(tǒng)也能保證履帶式挖掘機(jī)的直線行走（如圖10）?？偠灾?，此種方案簡(jiǎn)化了機(jī)器操作的學(xué)習(xí)過(guò)程，也為挖掘機(jī)租賃帶來(lái)了更多的好處。2回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)操縱者認(rèn)為回轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)起決定性作用，尤其在微型挖掘機(jī)上。駕駛室里的低噪聲、舒適性，都要求容積效率和機(jī)械效率高的高壓力。力士樂(lè)公司提供低速大扭矩徑向柱塞馬達(dá)MCR型（排量從380ml到820ml）（如圖11），此馬達(dá)配置集成閥塊，適合重量為3?7t的微型挖掘機(jī)，帶消振、補(bǔ)油和制動(dòng)閥，并內(nèi)置多層摩擦片制動(dòng)器。對(duì)于9?10t的挖掘機(jī)，力士樂(lè)提供了帶GFB9T2回轉(zhuǎn)減速機(jī)的軸向柱塞馬達(dá)，等效排量范圍為1.1?1.5L（如圖12）。為節(jié)省空間，多片式結(jié)構(gòu)的停車制動(dòng)器安裝在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上。在此部件上，力士樂(lè)在馬達(dá)端蓋上集成了功能完善的閥控技術(shù)。馬達(dá)殼體的前法蘭用作減速機(jī)端蓋，帶阻尼作用的溢流閥可防止由于壓力峰值造成馬達(dá)、管路和液壓閥超載。當(dāng)回轉(zhuǎn)加速時(shí)，溢流閥的二級(jí)開(kāi)啟特性阻止負(fù)載峰值作用到減速機(jī)和動(dòng)臂。由于集成補(bǔ)油、制動(dòng)釋放和回轉(zhuǎn)緩沖閥塊，這個(gè)驅(qū)動(dòng)方案與其他方案相比，不需要外接油管。2.1行走驅(qū)動(dòng)在微小型挖掘機(jī)領(lǐng)域，力士樂(lè)針對(duì)重量大于4.5t的挖掘機(jī)提供極其緊湊的行走減速機(jī)GFT（如圖13）。液壓馬達(dá)的并入和行星齒輪的設(shè)計(jì)使得減速器尺寸減小，專用的液壓馬達(dá)被設(shè)計(jì)成為減速器的一個(gè)組件。由于支撐軸內(nèi)輪廓與液壓馬達(dá)相適應(yīng)。因此，在此方案中馬達(dá)不再需要單獨(dú)的殼體。2.2控制手柄對(duì)小型挖掘機(jī)的最終用戶，減小操作力可顯著提高操作者的舒適度，并成為是否購(gòu)買挖掘機(jī)的一個(gè)依據(jù)。就此力士樂(lè)開(kāi)發(fā)了需要較小操作力的控制手柄。應(yīng)用新型手柄EC2000+（圖14），挖掘機(jī)操作者通過(guò)安裝在手柄上的比例滾柱或者擺動(dòng)開(kāi)關(guān)，手動(dòng)控制輔助油缸和擺動(dòng)油缸工作。制造商可用此代替過(guò)去使用的腳踏板，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。如果有要求，新型手柄EC1000也可配置最多為3個(gè)開(kāi)關(guān)（如圖15）。對(duì)于行走工作時(shí)的液壓先導(dǎo)控制，力士樂(lè)借助集成于新腳踏板上的阻尼作用提高了操作者的舒適度（如圖16）。當(dāng)腳踏板返回中位時(shí)，阻尼作用可消除操縱桿急速擺動(dòng)，避免其前后晃動(dòng)。此外，力士樂(lè)提供了多種的輔助單元。比如：先導(dǎo)油供油塊、LAGC轉(zhuǎn)向單元和LT制動(dòng)閥。3結(jié)論力士樂(lè)為小型挖掘機(jī)成套提供所有主要的元件和系統(tǒng)。其性能特點(diǎn)和接口互相配合良好。因此制造商減少了整個(gè)過(guò)程的復(fù)雜程度，從設(shè)計(jì)裝配到世界范圍的售后服務(wù)，能更快地以較低的人力和費(fèi)用在市場(chǎng)上投放自己的新產(chǎn)品。力士樂(lè)的方案能很好地平衡動(dòng)力和功能2個(gè)方面，改善操作者的舒適度，機(jī)器設(shè)備的可操縱性，迎合了機(jī)器元件緊湊的要求。什么是負(fù)載敏感系統(tǒng)簡(jiǎn)而言之，負(fù)載敏感系統(tǒng)是一種感受系統(tǒng)壓力-流量需求，且僅提供所需求的流量和壓力的液壓回路。實(shí)現(xiàn)負(fù)載敏感控制的完整裝置由如下元件組成：首先需要一個(gè)變量柱塞泵，該泵具有一個(gè)壓力補(bǔ)償器，系統(tǒng)不工作時(shí)，補(bǔ)償器使其能夠在較低的壓（200PSI）下保持待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)時(shí)，補(bǔ)償器感受系統(tǒng)的流量需求并在系統(tǒng)工況變化時(shí)根據(jù)流量需求提供可調(diào)的流量。同時(shí)，液壓泵也要感受并響應(yīng)液壓系統(tǒng)的壓力需求。多數(shù)液壓系統(tǒng)并非在恒定的壓力下工作，當(dāng)外部載荷變化時(shí)，液壓系統(tǒng)的工作壓力是不同的。然后需要一個(gè)具有特殊感應(yīng)油路和閥口的控制閥，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載敏感系統(tǒng)的完整控制特性。當(dāng)液壓系統(tǒng)未工作，處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，控制閥必須切斷作動(dòng)油缸（或馬達(dá)）與液壓泵之間的壓力信號(hào)。這將在系統(tǒng)未工作時(shí)導(dǎo)致液壓泵自動(dòng)轉(zhuǎn)入低壓等待狀態(tài)。當(dāng)控制閥工作時(shí)，先從作動(dòng)油缸(或馬達(dá))得到壓力需求，并將壓力信號(hào)傳遞給液壓泵，使泵開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)壓力做出響應(yīng)。系統(tǒng)所需的流量是由滑閥的開(kāi)度控制的。系統(tǒng)的流量需求通過(guò)信號(hào)道、控制閥反饋給液壓泵。這種負(fù)載感應(yīng)式柱塞泵與負(fù)載敏感控制閥的組合使整個(gè)液壓系統(tǒng)具有根據(jù)載荷情況提供作需壓力-流量的特性，此即負(fù)載敏感系統(tǒng)的基本功能。負(fù)載敏感系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)負(fù)載敏感控制系統(tǒng)的功率損耗較低，效率遠(yuǎn)高于常規(guī)液壓系統(tǒng)。高效率、功率損失小意味著燃料的節(jié)省以及液壓系統(tǒng)較低的發(fā)熱量。單一的液壓泵可滿足多個(gè)回路的壓力-流量需求。傳統(tǒng)的中位開(kāi)方式定量泵液壓系統(tǒng)為滿足同一系統(tǒng)中不同支路的工作要求，必須采用多聯(lián)泵或流量分配器。當(dāng)然，也可采用流量控制閥或壓力控制閥聯(lián)合控制。僅在多液動(dòng)機(jī)無(wú)同時(shí)或同步工作要求時(shí)才能采用單泵與多路閥的組合實(shí)現(xiàn)控制。負(fù)載敏感系統(tǒng)提供了良好的操作控制方式，簡(jiǎn)單可靠。并能以單泵供油，同時(shí)滿足所需流量、壓力不同的多個(gè)回路、多個(gè)執(zhí)行元件的工作要求。負(fù)載敏感系統(tǒng)的應(yīng)用在考慮整機(jī)傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案時(shí)，負(fù)載敏感系統(tǒng)是具有下列特點(diǎn)的工作機(jī)構(gòu)之理想選擇。單泵系統(tǒng)具有多個(gè)回路和執(zhí)行元件，每一支路有不同的壓力和流量需求系統(tǒng)需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，采用容積調(diào)速系統(tǒng)具有低壓小流量的待機(jī)工況直至有更高的壓力和流量需求系統(tǒng)需要提供恒定的流量而不受輸入轉(zhuǎn)速及壓力變化的影響避免系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)多的能量損耗及熱損耗系統(tǒng)需要保持執(zhí)行元件恒定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度而不受負(fù)載影響液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中經(jīng)常達(dá)到最高壓力負(fù)載敏感控制技術(shù)的前景負(fù)載敏感控制技術(shù)本應(yīng)用于構(gòu)造一種未來(lái)的傳動(dòng)及控制系統(tǒng)，但是今天它已經(jīng)展現(xiàn)在我們的面前。(Loadsensingisthesystemofthefuture,anditisheretoday!)高效的特點(diǎn)使負(fù)載敏感控制成為所有傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的理想設(shè)計(jì)方案。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，它能夠與電子操縱系統(tǒng)聯(lián)合工作，精確地控制和提供作需要的液壓動(dòng)力。我們可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，負(fù)載敏感系統(tǒng)可用于協(xié)同電子操縱系統(tǒng)進(jìn)行相當(dāng)復(fù)雜液壓系統(tǒng)精確的、可調(diào)的能量控制。各種類型的傳感器可為微處理器提供反饋信息，微處理器進(jìn)行偏差比較及處理后輸出控制電流給比例電磁控制閥，其控制作用使得負(fù)載敏感變量泵根據(jù)作動(dòng)器的需求按比例提供準(zhǔn)確的壓力和流量。負(fù)載敏感技術(shù)-構(gòu)造終極液壓系統(tǒng)！(LoadSensing-TheUltimateHydraulicSystem!)雙閥芯控制在液壓多路換向閥中的應(yīng)用傳統(tǒng)換向閥的進(jìn)出油口控制通過(guò)一根閥芯來(lái)進(jìn)行，兩油口聽(tīng)開(kāi)口對(duì)應(yīng)關(guān)系早在閥芯設(shè)計(jì)加工時(shí)已確定，在使用過(guò)程中不可能修改，從而使得通過(guò)兩油口的流量或壓力不能進(jìn)行獨(dú)立控制，互不影響。隨著微處理控制器、傳感器元件成本的下降，控制技術(shù)的不斷完善，使得雙閥芯控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域得以應(yīng)用。英國(guó)Utronics公司利用自己的技術(shù)及專利優(yōu)勢(shì)研制出雙閥芯多路換向閥，已廣泛應(yīng)用于JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘機(jī)、*車、裝載機(jī)及挖掘裝載機(jī)等產(chǎn)品上。為適應(yīng)中國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品對(duì)液壓系統(tǒng)功能要求。穩(wěn)定性以及自動(dòng)化控制程度的不斷提高，Utronics公司產(chǎn)品適時(shí)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，現(xiàn)已初步完成廈工（5t）裝載機(jī)、詹陽(yáng)（8t）挖掘機(jī)樣機(jī)調(diào)試并進(jìn)入試驗(yàn)階段。1、傳統(tǒng)單閥芯換向閥的缺陷傳統(tǒng)的單閥芯換向閥所組成的液壓系統(tǒng)難以合理解決好以下功能和控制之間存在的矛盾：（1）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少負(fù)載變化對(duì)速度的影響，要么犧牲部分我們想實(shí)現(xiàn)的功能，要么增加額外的液壓元件，如調(diào)速閥、壓力控制閥等，通過(guò)增加阻尼，提高系統(tǒng)速度剛度來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是這樣元件的增加又會(huì)降低效率，浪費(fèi)能源；還會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的可*性降低、增加成本。（2）由于換向結(jié)構(gòu)的特殊性，使得用戶在實(shí)現(xiàn)某一功能時(shí)必須購(gòu)買相應(yīng)的液壓元件，再加上工程機(jī)械廠家會(huì)根據(jù)不同最終用戶要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的功能，這樣會(huì)造成生產(chǎn)廠家采購(gòu)?fù)?、多?guī)格的液壓控制元件來(lái)滿足不同功能要求的需要，不利于產(chǎn)品通用化及產(chǎn)品管理，同時(shí)會(huì)大大提高產(chǎn)品成本。（3）由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出液壓油通過(guò)一根閥芯進(jìn)行控制，單獨(dú)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩側(cè)壓力是不可能的。因此，出油側(cè)背壓作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的反方向，隨著出油側(cè)背壓升高，為保質(zhì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，必須提高進(jìn)油側(cè)壓力。這樣會(huì)使得液壓系統(tǒng)消耗的功能增加，效率低，發(fā)熱增加。采用雙閥芯技術(shù)的液壓系統(tǒng)，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出油側(cè)閥口閥芯位置及控制方式各自獨(dú)立，互不影響，這樣通過(guò)對(duì)兩閥芯控制方式的不同組合，利用軟件編程能很好解決傳統(tǒng)單閥系統(tǒng)不能解決的問(wèn)題，同時(shí)還可以輕易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)的功能。2、雙閥芯換向閥的兩種基本控制策略由于雙閥芯換向兩油口控制的靈活性，兩油口可分別采取流量控制、壓力控制或流量壓力控制。正面介紹兩種簡(jiǎn)單的控制策略。（1）負(fù)載方向在整個(gè)工作過(guò)程中保持不變我們知道，對(duì)于汽車起重機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等而言，其液壓缸在整個(gè)工作過(guò)程中負(fù)載方向始終維持不變。下面以起重機(jī)變幅液壓缸為例來(lái)探討雙閥芯的控制策略。起重機(jī)變幅缸在工作過(guò)程中其受力，負(fù)載方向始終保持不變，因此我們可以采取液壓缸有桿控用壓力控制、無(wú)桿腔用流量控制的控制策略。無(wú)桿腔流量控制是通過(guò)檢測(cè)連接到無(wú)桿腔側(cè)閥前后兩側(cè)的壓差，再根據(jù)所需流入或流出流量的多少，計(jì)算出閥芯開(kāi)口大??；有桿腔側(cè)采用壓力控制，使該側(cè)維持一個(gè)低值的壓力，使得更加節(jié)能、高效。由于我們?cè)跓o(wú)桿腔采用了流量控制，因此原控制系統(tǒng)中所用的平衡閥可用一個(gè)液控單向閥來(lái)代替。這樣可消除因平衡閥所帶來(lái)的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。（2）負(fù)載方向在工作過(guò)程中發(fā)生改變?cè)谶@種情況下，采取“進(jìn)油側(cè)壓力控制，出油側(cè)流量控制”，在液壓缸有桿腔側(cè)用壓力控制，無(wú)桿腔側(cè)有流量控制。如負(fù)載方向不變，由于出油側(cè)采取了流量控制，我們可將雙向平衡閥用液控單向閥來(lái)替換，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)油側(cè)用壓力控制器來(lái)維持一個(gè)較低的參考?jí)毫?，一方面提高系統(tǒng)效率，另一方面使系統(tǒng)不發(fā)生氣穴。為了使負(fù)載方向變化的工作機(jī)構(gòu)能得到很好控制，另外一個(gè)PI控制器將被運(yùn)用到有桿腔的壓力控制器中，當(dāng)負(fù)載方向改變后，無(wú)桿腔的壓力將減小；如果仍將有桿腔維持一個(gè)很低的壓力，當(dāng)負(fù)載很大時(shí)，液壓缸將向反方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)我們可用所增加的PI控制器監(jiān)視無(wú)桿腔壓力的變化，當(dāng)PI控制器檢測(cè)到無(wú)桿腔壓力低于所設(shè)定的參考值時(shí)，將提高有桿腔壓力控制器所設(shè)定的壓力，從而保證系統(tǒng)的正常工作。3、Ultronics液壓控制系統(tǒng)Ultronics公司是一家集設(shè)計(jì)、研究和制造的電子液壓技術(shù)公司。其液壓控制系統(tǒng)采用了CAN總線通信，雙閥芯控制技術(shù)，通過(guò)兩個(gè)閥芯的組合控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多種控制，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低能源損耗，同時(shí)還可使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，降低成本，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度，這些都是傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)所不能做到的。Ultronics控制系統(tǒng)的硬件一般由操縱手柄、電控單元ECU、調(diào)節(jié)閥、雙閥芯液壓閥組和外接傳感器或開(kāi)關(guān)等組成，其間通過(guò)CAN總線通信，液壓閥組為電控系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的交匯點(diǎn)，系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分就是軟件。手柄為光電非接觸形式，最多可帶4個(gè)比例輸出或2個(gè)比例輸出和最多5個(gè)開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)有比例式和自鎖式供選擇。其防護(hù)等級(jí)達(dá)到了IP67。手柄的延時(shí)特性、輸出曲線和死區(qū)等可通過(guò)專用軟件JoyVal進(jìn)行修改。電控單元ECU其供電壓有12V和24V兩種，25路和50路兩種接口，提供模擬與數(shù)字輸入、輸出接口，同時(shí)該電控單元還提供了CAN信接口，使得系統(tǒng)可以接收傳感器或控制信號(hào)或與其它系統(tǒng)進(jìn)行連接。ECU中存儲(chǔ)了系統(tǒng)控制所需的所有應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序可將來(lái)自于手柄或連接于ECU上的其它器件和信號(hào)（如傳感器檢測(cè)信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)信息等），經(jīng)處理后轉(zhuǎn)換成各個(gè)閥芯動(dòng)作的指令。Ultronics控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其獨(dú)特的雙閥芯控制技術(shù)，每片閥有兩個(gè)閥芯，相當(dāng)于將一個(gè)三位四通閥變成兩個(gè)三位三通閥的組合，兩個(gè)閥芯既可單獨(dú)控制，也可根據(jù)控制邏輯進(jìn)行成對(duì)控制，并且兩個(gè)工作油口都有壓力傳感器，每一個(gè)閥芯都有位置傳感器，通過(guò)對(duì)傳感信號(hào)的閉環(huán)控制可以分別對(duì)兩路液壓油的壓力或流量進(jìn)行控制，具有很高的控制精度，通過(guò)不同的組合可以得到許許多多的控制方案，以滿足系統(tǒng)的需要。每片閥都有兩個(gè)完整的設(shè)置好的混合信號(hào)ASIC（模擬型專用集成電路）和一個(gè)RISC（精簡(jiǎn)指令處理器）。這些控制器給傳感器提供激勵(lì)和補(bǔ)償、給控制傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力、提供閥芯控制軟件以及CAN總線通信。閥芯動(dòng)作控制策略以及具體的參數(shù)可由用戶根據(jù)被控執(zhí)行元件的要求進(jìn)行設(shè)置或修改?？刂崎y接收到指令后，其內(nèi)嵌式處理器就運(yùn)行閥芯動(dòng)作控制軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)定的機(jī)能，多個(gè)閥間的功能協(xié)調(diào)是由ECU完成的，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)功能。這種分級(jí)控制方式使系統(tǒng)的應(yīng)用具有非常好的靈活性，同時(shí)易于構(gòu)建復(fù)雜的控制系統(tǒng)Ultronics控制系統(tǒng)功能的多樣性是通過(guò)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)有針對(duì)性的編制控制軟件。Ultronics控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能是極其廣泛的。履帶挖掘機(jī)、輪式挖掘機(jī)、裝載機(jī)等先進(jìn)機(jī)型在操作舒適性、作業(yè)效率、作業(yè)成本消耗、故障診斷、環(huán)境保護(hù)等方面所做的努力，比如發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)與液壓系統(tǒng)的適應(yīng)控制、特定作業(yè)功能等，采用Ultronics系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)。總之，通過(guò)CAN總線通訊、獨(dú)特的雙閥芯結(jié)構(gòu)和壓力、位移傳感器的應(yīng)用以及壓力或流量的閉環(huán)控制技術(shù)、Ultronics公司的電子液壓控制系統(tǒng)使工程機(jī)械控制系統(tǒng)在功能的多樣性、實(shí)現(xiàn)的靈活性、較低的性價(jià)比以及控制理念、維修模式等諸多方面都將引發(fā)一次革命性的變化。挖掘機(jī)的節(jié)能控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)在液壓挖掘機(jī)領(lǐng)域，節(jié)能控制的目的不僅僅是提高燃油利用率，更重要的意義在于能夠取得一系列降低使用成本的效果。資料顯示，工程機(jī)械將近40%的故障來(lái)自液壓系統(tǒng)，15%左右的故障來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)。采用節(jié)能技術(shù)后，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的利用率，減少液壓系統(tǒng)功率損失，使動(dòng)力系統(tǒng)與負(fù)載所需功率更好地匹配，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓元件的工作強(qiáng)度，提高了設(shè)備在使用中的可靠性。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，液壓挖掘機(jī)的節(jié)能控制有以下發(fā)展趨勢(shì)：1）電液比例控制智能化電液比例控制在80年代初就開(kāi)始應(yīng)用于工程機(jī)械，到目前已經(jīng)在液壓挖掘機(jī)上得到了大量應(yīng)用。電液比例技術(shù)用于工程機(jī)械，可以省去復(fù)雜、龐大的液壓信號(hào)傳遞管路，用電信號(hào)傳遞液壓參數(shù)，不但能加快系統(tǒng)響應(yīng)，而且使整個(gè)挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)控制更方便、靈活。進(jìn)入90年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電液比例控制更進(jìn)一步”智能化”，電液比例泵和比例閥的應(yīng)用日益增多，從而出現(xiàn)了”智能化液壓挖掘機(jī)”。這種智能化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)和柴油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如壓力、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等，并能根據(jù)這些參數(shù)自動(dòng)控制整個(gè)挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行在高效節(jié)能狀態(tài)。其次，能夠完成一些半自動(dòng)操作，如平地、斜坡的修整等，對(duì)司機(jī)的熟練程度要求降低，但工作質(zhì)量卻能夠得到大幅度提高。第三，能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)到的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行故障診斷，便于挖掘機(jī)的維護(hù)。這些功能的出現(xiàn)，使挖掘機(jī)性能得以大幅度提高。2）柴油機(jī)電噴控制在傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速柴油機(jī)上，噴油泵的循環(huán)供油量、噴油提前角等都受到轉(zhuǎn)速影響，使柴油機(jī)性能難以進(jìn)一步提高。在柴油機(jī)上應(yīng)用電噴控制后，可以使泵的循環(huán)供油量和噴油提前角不再受轉(zhuǎn)速的影響，從而使挖掘機(jī)能夠一直工作在最佳狀態(tài)，而且加快了響應(yīng)速度。開(kāi)發(fā)柴油機(jī)電噴控制器是提高挖掘機(jī)節(jié)能性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。3）負(fù)荷傳感控制將繼續(xù)發(fā)展負(fù)荷傳感控制從20世紀(jì)70年代開(kāi)始興起，各工程機(jī)械液壓件生產(chǎn)廠商紛紛推出了一系列有關(guān)產(chǎn)品。這種系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性和操縱性，即使不熟練的司機(jī)也能很快適應(yīng)。比例流量分配閥的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)了負(fù)荷傳感技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用，使挖掘機(jī)操縱性進(jìn)一步提高，解決了西方國(guó)家由于熟練司機(jī)的缺乏而帶來(lái)的問(wèn)題。因此，負(fù)荷傳感控制挖掘機(jī)在發(fā)達(dá)國(guó)家的需求將會(huì)進(jìn)一步上升。4）六通多路閥繼續(xù)存在盡管采用四通閥的負(fù)荷傳感系統(tǒng)能提供精確操作，但并非所有場(chǎng)合都需要精確操作，而且熟練司機(jī)也能用非負(fù)荷傳感系統(tǒng)挖掘機(jī)完成精確操作。更重要的是，負(fù)荷傳感系統(tǒng)價(jià)格較高，限制了它在發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用。目前，世界上許多著名的挖掘機(jī)生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)品中既有使用四通閥的負(fù)荷傳感控制挖掘機(jī)，也有使用六通閥液壓系統(tǒng)如正流量、負(fù)流量控制的挖掘機(jī)。成熟的制造技術(shù)和低廉的價(jià)格將會(huì)使六通多路閥繼續(xù)發(fā)揮作用。5）進(jìn)一步改進(jìn)閥控節(jié)能控制在采用六通多路閥的液壓系統(tǒng)中，仍然有許多可以改進(jìn)的地方，如操縱性、節(jié)能性等，至今國(guó)外各挖掘機(jī)生產(chǎn)廠仍在研究。6）多功能組合為提高挖掘機(jī)性能，各種節(jié)能措施的結(jié)合將更加廣泛。在以往的系統(tǒng)中，液壓泵上已經(jīng)集成有多種功能，但由于各種條件的限制，一般不超過(guò)三種。如液壓泵中，就集成有壓力切斷、正流量控制和功率限制功能，目前市場(chǎng)上比較流行的各種液壓泵原理圖中，也都集成有多種功能。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，有可能在泵上集成更多的功能。7）可變參數(shù)控制為使挖掘機(jī)更好地適應(yīng)各種工況下的負(fù)載要求，動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件的設(shè)定參數(shù)將不再是固定值，而是能隨著挖掘機(jī)具體工作狀況而改變。例如，在日立建機(jī)生產(chǎn)的￡乂系列挖掘機(jī)上，負(fù)荷傳感閥上的壓力補(bǔ)償器設(shè)定壓差就能隨工作狀況而改變，增強(qiáng)了挖掘機(jī)工作時(shí)的適應(yīng)性?？梢灶A(yù)測(cè)，在將來(lái)的挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中，將會(huì)有更多的控制參數(shù)可以調(diào)節(jié)，從而使挖掘機(jī)工作效率更高、操縱更容易。8）泵-發(fā)動(dòng)機(jī)匹配控制將進(jìn)一步”智能化”借助計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，泵與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配控制將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)'智能化二兩者之間的結(jié)合將更密切，實(shí)現(xiàn)一體化控制。在這種控制中，控制器能根據(jù)工作狀況的變化，自動(dòng)對(duì)液壓泵和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，在保證輸出功率滿足工作需要的同時(shí)，使燃油消耗量最低。9）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)將大量應(yīng)用隨著液壓挖掘機(jī)”智能化”程度的提高，各種傳感器、控制器將遍布挖掘機(jī)各處，這將導(dǎo)致挖掘機(jī)內(nèi)部充斥各種導(dǎo)線、接頭，使控制系統(tǒng)變得復(fù)雜、可靠性降低。解決這一問(wèn)題的方法是采用現(xiàn)場(chǎng)總線，用一條串行線將所有的傳感器、控制器和執(zhí)行器連接起來(lái)，在保證系統(tǒng)具有強(qiáng)大功能的同時(shí)，具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和高可靠性。目前，在行走機(jī)械領(lǐng)域，已經(jīng)有了這樣一種現(xiàn)場(chǎng)總線，稱為CAN總線，但還未在挖掘機(jī)上得到普遍應(yīng)用。電子技術(shù)的發(fā)展使控制芯片的體積更小，功能更強(qiáng)，在挖掘機(jī)上幾乎不占任何空間，能完全嵌入到各種部件內(nèi)部，這也是將來(lái)挖掘機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。挖掘機(jī)的開(kāi)式液壓系統(tǒng)開(kāi)式液壓系統(tǒng)一般都具備以下特點(diǎn)：（1）一般采用雙泵或三本供油，先導(dǎo)油由單獨(dú)的先導(dǎo)泵提供。有些液壓執(zhí)行元件所需功率大需要合流供油，合流有兩種方式：①閥內(nèi)合流。一般有雙泵合流供給一個(gè)閥桿，在由該閥一般桿控制供油給所需合流的液壓執(zhí)行元件。該合流方式的閥桿的孔徑設(shè)計(jì)需要考慮多泵供油所虛的流通面積。②閥外合流。雙泵分別通過(guò)各自閥桿，通過(guò)兩閥泛聯(lián)動(dòng)操縱，在閥桿外合流供油給所需合流的液壓執(zhí)行元件。雖然操縱結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、體積較大，但由于流經(jīng)閥桿的餓是單泵流量，閥桿孔徑相對(duì)較小，而且有可能與其他閥桿通用。（2）多路閥常進(jìn)行分塊且分泵供油，每一閥組根據(jù)實(shí)際需要可利用直通供油道和并聯(lián)供油道兩種油道。前者可實(shí)現(xiàn)優(yōu)先供油，既上游閥桿動(dòng)作時(shí)，壓力油就供給該閥桿操縱的液壓元件，而下游閥桿操縱的液壓元件就不能動(dòng)作。后者可實(shí)現(xiàn)并供油。3）為滿足多種作業(yè)工況及復(fù)合動(dòng)作要求，一般采用簡(jiǎn)單的通斷型二位二痛閥和插裝閥，把油從某一油路直接引到另一油路，并往往采用單向閥防止油回流，構(gòu)成單向通道。通斷閥操縱有以下3種方式：①采用先導(dǎo)操縱油聯(lián)動(dòng)操縱，先導(dǎo)操縱油在控制操縱閥桿移動(dòng)的同時(shí)，聯(lián)動(dòng)操縱通斷閥。②采用操縱閥中增加一條油道作為控制通斷閥的油道，這樣在操縱操縱閥的同時(shí)，也操縱了通斷閥的開(kāi)閉。三，采用電磁閥操縱。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的供油關(guān)系，有時(shí)需要將以上幾種通斷閥操縱方式同時(shí)應(yīng)用。挖掘機(jī)開(kāi)式液壓系統(tǒng)采用三位六通多路閥。當(dāng)閥芯在中尖位置時(shí)，泵的壓力油從P口流出，通過(guò)直通油道經(jīng)過(guò)各閥最后回油箱?？刂撇僮魇直归y芯往左端或右端移動(dòng)，P-D的閥口逐漸關(guān)小，P-A和B-T的閥口逐漸開(kāi)大。為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)作業(yè)和復(fù)合動(dòng)作，在閥芯的各個(gè)端面開(kāi)有各種各樣的節(jié)流槽，所以多路閥上各個(gè)閥口的開(kāi)口面積與閥芯的位移并不呈線性關(guān)系。調(diào)速是采用旁路回油節(jié)流和進(jìn)油節(jié)流的組合，通過(guò)閥芯節(jié)流，控制去液壓缸和回油箱的開(kāi)口量來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于是靠回油節(jié)流建立的壓力和液壓泵流量的影響。在輕負(fù)荷時(shí)，流量調(diào)速行程大操縱性能好，隨著負(fù)載壓力和液壓泵流量的減小，閥桿調(diào)速的死區(qū)（空行程）增大，有效的調(diào)速范圍行程減小，調(diào)速特性曲線（流量隨行程變化）變陡，導(dǎo)致閥桿行程稍有變化，流量變化就很大，閥的調(diào)速性能變差。挖掘機(jī)在工作過(guò)程中，其負(fù)載壓力是不斷變化的，加之液壓泵的流量也在不斷的變化，因此開(kāi)式油路的調(diào)速性能不穩(wěn)定，這是開(kāi)式油路的缺點(diǎn)之一。當(dāng)閥芯處于中位時(shí)，由D到C的開(kāi)口量最大，泵的輸出流量全部通過(guò)旁路回油箱，系統(tǒng)壓力很低；當(dāng)閥芯往左端移動(dòng)時(shí)，由D到C的開(kāi)口量逐漸減小，由P到A開(kāi)口面積逐漸增大，在系統(tǒng)壓力未達(dá)到足以推動(dòng)液壓缸活塞以前，泵的輸出流量全不從D到C回油箱。當(dāng)閥芯進(jìn)一步向左移動(dòng)，D到C的節(jié)流口進(jìn)一步減小，P到A的節(jié)流口變大，系統(tǒng)的壓力增大到足以推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，此后由D到C的流量逐漸減小，流向液壓缸的流量逐漸增大。開(kāi)式油路的另一缺點(diǎn)是，當(dāng)一個(gè)泵供多個(gè)執(zhí)行器同時(shí)動(dòng)作時(shí)，因液壓油首先向負(fù)載輕的執(zhí)行器流動(dòng)，導(dǎo)致高負(fù)載的執(zhí)行器動(dòng)作困難，因此，需要對(duì)負(fù)載輕的執(zhí)行器控制閥桿進(jìn)行節(jié)流。此外，液壓挖掘機(jī)工況各種各樣，復(fù)合動(dòng)作較多，如掘削裝載工況、平整地面工況、溝槽側(cè)邊掘削工況、雙泵合流問(wèn)題、直線行走問(wèn)題等。在這樣的要求下，如何向個(gè)執(zhí)行器供油，向哪個(gè)執(zhí)行器優(yōu)先供油，如何實(shí)現(xiàn)合流，如何實(shí)現(xiàn)在作業(yè)裝置同時(shí)動(dòng)作時(shí)保持直線行走等，這些都需要多路閥進(jìn)行控制。多路閥內(nèi)部就構(gòu)成了一個(gè)十分復(fù)雜的液壓回路。挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理國(guó)產(chǎn)WY250型正鏟液壓挖掘機(jī)采用雙泵分功率變量系統(tǒng)。該機(jī)機(jī)重55噸，發(fā)動(dòng)機(jī)功率198KW（270HP），正鏟斗容量2.5m3。液壓系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的并聯(lián)回路組成，分功率調(diào)節(jié)，先導(dǎo)伺服操縱。泵組是兩臺(tái)變量泵1和一臺(tái)控制齒輪泵18。液壓系統(tǒng)最大工作壓力是28MPa，兩臺(tái)主泵裝有各自分開(kāi)的功率調(diào)節(jié)器，由各自的回路壓力反饋到調(diào)節(jié)器進(jìn)行變量，兩泵彼此之間不發(fā)生壓力反饋。國(guó)產(chǎn)WY250型正鏟液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)圖X<1.jrr先導(dǎo)閥5和13用來(lái)操縱閥組2和15中的各個(gè)換向閥，實(shí)行作業(yè)動(dòng)作和整機(jī)行走動(dòng)作。先導(dǎo)閥13和5中的S1和S3分別操縱動(dòng)臂缸10的換向閥和斗桿缸11的換向閥。主機(jī)需要行走時(shí)，扳動(dòng)先導(dǎo)閥5和13中的S2，控制油就推動(dòng)相應(yīng)的行走馬達(dá)換向閥，使壓力油經(jīng)過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭17流入行走馬達(dá)8和9。該液壓系統(tǒng)的回油路中裝有板式強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器，保持作業(yè)時(shí)油溫在80。C以內(nèi)。在YZ100型振動(dòng)壓路機(jī)中，液壓系統(tǒng)包括三個(gè)方面，即液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)及液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。液壓驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)主油為一個(gè)PV22系列的變量泵集成元件通過(guò)兩根高壓管路連接。輔助回路分進(jìn)油路和回油路：油泵殼體油箱一向主油路補(bǔ)油補(bǔ)油安全閥一控制主泵斜盤變量單向閥一伺服缸一補(bǔ)油泵伺服閥J濾油器J進(jìn)油路：油箱油箱一油泵殼體一馬達(dá)殼體一馬達(dá)泄漏一梭閥一低壓管路一高壓安全閥一回油路：高油管路油箱一冷卻器一齒輪馬達(dá)一換向閥一齒輪泵一濾油器-2.液壓驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)油箱轉(zhuǎn)向油缸一雙向緩沖閥一全液轉(zhuǎn)向器一齒輪泵一濾油器-3.液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油箱整個(gè)系統(tǒng)公用一個(gè)油箱及冷卻器，冷卻器設(shè)在振動(dòng)油路中。當(dāng)壓路機(jī)不振時(shí)，供振動(dòng)系統(tǒng)用的齒輪泵被作為系統(tǒng)的冷卻油泵。挖掘機(jī)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)二次調(diào)節(jié)靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種液壓系統(tǒng)節(jié)能方案，液壓元件能在四個(gè)象限內(nèi)工作，回收與重新利用系統(tǒng)的制動(dòng)動(dòng)能和重物勢(shì)能，因而大大的在提高了系統(tǒng)效率。系統(tǒng)中可以同時(shí)并聯(lián)多個(gè)負(fù)載，在各負(fù)載端可以分別實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)相關(guān)的控制規(guī)律，擴(kuò)大了系統(tǒng)的工作區(qū)域，改善了系統(tǒng)的控制特性，減少了設(shè)備總投資，降低了工作過(guò)程中的能耗，節(jié)約了冷卻費(fèi)用。目前二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)分為兩種，一種是基于定壓網(wǎng)絡(luò)（CPR）二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)，另一種是基于定流網(wǎng)絡(luò)的二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)。定壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)由多個(gè)接在定壓網(wǎng)絡(luò)中的變量液壓馬達(dá)及蓄能器組成，通過(guò)調(diào)節(jié)執(zhí)行器件-液壓馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出扭矩與負(fù)載的匹配，避免了減壓閥或流量控制閥上的節(jié)流損失，可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收，有較高的能量利用率?；诙骶W(wǎng)絡(luò)的二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)，以定量泵取代了原系統(tǒng)中壓力適應(yīng)泵+蓄能器的復(fù)雜液壓源結(jié)構(gòu)，以單項(xiàng)變量液壓馬達(dá)取代了原系統(tǒng)中的雙向變量馬達(dá)，并取消了二次回路中的限流元件，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)構(gòu)成，降低了節(jié)流損失，提高了節(jié)能效果。挖掘機(jī)負(fù)載敏感系統(tǒng)的特點(diǎn)特點(diǎn)：?jiǎn)为?dú)一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)多個(gè)執(zhí)行元件，各執(zhí)行元件的動(dòng)作相互獨(dú)立，互不干擾。多用于輪式或履帶式挖掘機(jī)。原理，選出執(zhí)行元件中的最高工作壓力，作為負(fù)載傳感壓力，分別引到負(fù)荷傳感壓力閥和各個(gè)壓力補(bǔ)償閥的彈簧腔。實(shí)際工作時(shí)，當(dāng)負(fù)荷傳感閥芯和各個(gè)壓力補(bǔ)償閥芯達(dá)到一平衡時(shí)，各節(jié)流口上游壓力均為負(fù)載傳感壓力和下腔彈簧壓力之和，各節(jié)流口下游壓力均為負(fù)荷傳感壓力與左腔彈簧壓力之和；各節(jié)油口壓差基本為一定值，因而通過(guò)各節(jié)流口流向執(zhí)行元件的流量只與各節(jié)流口大?。ㄒ嗉锤髦鏖y芯開(kāi)度）有關(guān)，而與每一執(zhí)行元件的工作壓力無(wú)關(guān)。負(fù)載敏感系統(tǒng)在挖掘機(jī)上的特點(diǎn)降低燃油損耗顯著提高挖掘機(jī)作業(yè)效率有效減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的負(fù)載敏感系統(tǒng)，其集成了主機(jī)所需控制系統(tǒng)的絕大部分，因而可以極大地降低用戶的設(shè)計(jì)成本。減少燃油消耗系統(tǒng)為閉式結(jié)構(gòu)，在工作間隙（發(fā)動(dòng)機(jī)不停機(jī)，各執(zhí)行元件處于無(wú)負(fù)載狀態(tài)，不動(dòng)作），負(fù)載敏感系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的排量到最小值，可有效降低功率損耗，節(jié)約燃油，減小液壓系統(tǒng)溫升。泵的輸出流量?jī)H為各執(zhí)行元件所需流量之和，無(wú)溢流損失。泵的工作壓力比最大負(fù)載壓力高約20bar。特有的同步功能各執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速比等于各主閥開(kāi)度之比，而與各執(zhí)行元件工作壓力無(wú)關(guān)。即使當(dāng)泵的輸出流量達(dá)不到實(shí)際需要時(shí)，這種比例關(guān)系也不會(huì)改變，負(fù)載敏感系統(tǒng)這一特性大大減少了作業(yè)中操縱者協(xié)調(diào)各執(zhí)行元件動(dòng)作所花費(fèi)的時(shí)間，可顯著提高作業(yè)效率。負(fù)載敏感系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置原始方案泵PVK-2B-505-50+5cc/rev多路閥（主閥）DPK-048路控制，全先導(dǎo)操縱閥片順序：P/T、Dozer、Aux、Swing、Arm、TravelLH、TravelRH、Boom、Bucket回轉(zhuǎn)馬達(dá)PCL-120-18B-1S2-行走馬達(dá)PHV-390-53B-左右先導(dǎo)閥：HC-RCX（同SWE4.2,油口G1/4”）Hydro-Control行走先導(dǎo)閥：4TH6NR（油口G1/4”）Rexroth輔助先導(dǎo)閥：2TH6R（不帶踏板，踏板膠同4TH6NR）Rexroth推土先導(dǎo)閥:HC-RCM/1-01-A01MAMWE165RG02Hydro-Control閥桿長(zhǎng)度165mm，油口G1/4”選擇閥：HC-SVE056（24VDC，油口G3/8”）Hydro-Control10先導(dǎo)油源閥:HC-SE2Hydro-Control蓄能器0.35L，油口G1/4”，電磁鐵24VDC挖掘機(jī)恒功率控制在實(shí)際工作過(guò)程中，操作人員不可能根據(jù)工作需要隨時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速拉桿，只能根據(jù)對(duì)當(dāng)前工作的經(jīng)驗(yàn)判斷，選擇某一檔調(diào)速拉桿的位置，來(lái)完成一批工作任務(wù)。而在此狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)只有一個(gè)最大功率點(diǎn)。為了能夠在保持發(fā)動(dòng)機(jī)高效的前提下充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，則液壓泵需要相應(yīng)地采用恒功率控制。為了提高液壓挖掘機(jī)多執(zhí)行元件復(fù)合動(dòng)作的控制性能，當(dāng)代液壓挖掘機(jī)多采用雙泵雙回路系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中全功率控制和分功率控制最容易實(shí)現(xiàn)，因此恒功率控制首先出現(xiàn)在這類液壓挖掘機(jī)的系統(tǒng)當(dāng)中。（1）全功率控制在全功率控制系統(tǒng)中，兩液壓泵的排量是統(tǒng)一調(diào)節(jié)的.發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速拉桿位置設(shè)定之后，控制系統(tǒng)根據(jù)拉桿的位置，得到最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感或壓力傳感等控制方法，對(duì)液壓泵的排量進(jìn)行控制，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大功率點(diǎn)上，并且液壓泵能夠充分吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率.全功率控制能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，但由于兩液壓泵排量統(tǒng)一調(diào)節(jié)，降低了液壓系統(tǒng)的流量利用率，使系統(tǒng)存在較大的功率損失。（2）分功率控制為了減少液壓泵的流量損失，提高液壓系統(tǒng)對(duì)液壓泵所提供流量的利用率，在全功率控制的基礎(chǔ)上提出了分功率控制方案。分功率控制系統(tǒng)中兩液壓泵的排量單獨(dú)控制，使每臺(tái)液壓泵都能吸收發(fā)動(dòng)機(jī)50%的功率。采用分功率控制可以提高液壓系統(tǒng)對(duì)液壓泵輸出流量的利用率，但由于每臺(tái)液壓泵都不能完全吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，因此影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。(3)交叉?zhèn)鞲锌刂?corsssensing)交叉功率傳感控制將全功率控制和分功率控制二者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，既可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，又可以根據(jù)工作需要提供流量。但由于泵的工作點(diǎn)受到限制，仍然存在著功率損失。由上述分析可見(jiàn)，恒功率控制的主要目標(biāo)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于最大功率點(diǎn)的情況下液壓泵能充分吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在當(dāng)前調(diào)速拉桿位置下的高效區(qū)，故其工作效率較高。但由于泵吸收的功率并沒(méi)有考慮到實(shí)際工作的需要，雖然分功率控制和交叉?zhèn)鞲锌刂圃趦杀弥g進(jìn)行了流量的調(diào)整，但仍然會(huì)存在總功率的損失。即恒功率控制目的在于保證發(fā)動(dòng)機(jī)一液壓泵之間的功率匹配，卻忽視了液壓泵一執(zhí)行元件之間的功率匹配。挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)1單斗液壓挖掘機(jī)在作業(yè)過(guò)程中的能量損失簡(jiǎn)析單斗液壓挖掘機(jī)在工作過(guò)程中的能量損失，除了一般的機(jī)械損失、管道損失和泵的效率損失等以外，還有以下幾個(gè)主要方面：發(fā)動(dòng)機(jī)噴油提前角不正確引起的效率低下。發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵不匹配所造成的能量損失，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵聯(lián)合工作時(shí)，存在一個(gè)聯(lián)合工作特性，其中的聯(lián)合工作效率與泵的轉(zhuǎn)速、壓力和流量相關(guān)。一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)一液壓泵系統(tǒng)不大可能在各種工況下都處于最佳經(jīng)濟(jì)工作狀態(tài)，從而造成一定的能量損失。發(fā)動(dòng)機(jī)一液壓泵的總功率損失為：Nz=P0Qmax/qmqy式中：nm發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率，即nm=Ne/Nt(N一發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率；N一發(fā)動(dòng)機(jī)指示功率)；ny——液壓泵總效率。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵在低負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速下的效率nm、ny是很低的。液壓油的流量損失，由流量損失而引起的功率損失面△N=PAQ(P為液壓油壓力，△Q為損失的流量)，由下列幾部分組成：對(duì)由液壓系統(tǒng)泄漏產(chǎn)生的損失。當(dāng)各操縱閥處于中位(挖掘機(jī)不工作)時(shí)，如果不降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則液壓功率的損失為：Ny1=P0Qmax式中：P0__液壓系統(tǒng)的背壓；Qmax——液壓泵的最大流量。溢流損失，由溢流產(chǎn)生的液壓油功率損失為：Ny2=Pmax^Q式中：Pmax—溢流閥開(kāi)啟壓力(約等于系統(tǒng)最高壓力)；AQ—溢流量。由溢流引起的發(fā)動(dòng)機(jī)一液壓泵系統(tǒng)的總功率損失為：Nz=Ny2nm/ny=Pmax^Q/nmny這種工況下的nm\、ny都比較高。液壓油的壓力損失，主要由兩部分組成：第一部分是當(dāng)液壓油通過(guò)管道和接頭等的沿程損失，這種損失是不可避兔的；另一部分是當(dāng)挖掘機(jī)進(jìn)行精細(xì)作業(yè)時(shí)，液壓油經(jīng)過(guò)控制閥節(jié)流時(shí)產(chǎn)生的損失。2控制系統(tǒng)的方案與功能本控制系統(tǒng)是以節(jié)能為主要目的，然而，在不改變液壓系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，要全面徹底地消除上述能量損失是不可能的。本著積極穩(wěn)妥和實(shí)用的原則，確定所開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)以液壓系統(tǒng)壓力為判斷信號(hào)，判斷挖掘機(jī)的工作狀態(tài)。由微機(jī)根據(jù)挖掘機(jī)所處的不同狀態(tài)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在要求的轉(zhuǎn)速附近，其原理如圖1。本控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)功能：1自動(dòng)怠速當(dāng)挖掘機(jī)處于不工作狀態(tài)時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)減小發(fā)動(dòng)機(jī)油門開(kāi)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)，其判斷依據(jù)是液壓系統(tǒng)壓力。據(jù)實(shí)測(cè)，當(dāng)各操縱閥均處于中位時(shí)，系統(tǒng)壓力在5MPa左右，而當(dāng)挖掘機(jī)工作時(shí)，系統(tǒng)壓力在1MPa以上，所以，將判斷壓力設(shè)定在2MPa。為確信挖掘機(jī)確實(shí)處于不工作狀態(tài)，要求系統(tǒng)在小于2MPa的壓力下，保持4s后開(kāi)始操縱油門。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于2MPa時(shí)，即認(rèn)為挖掘機(jī)處于工作狀態(tài)，計(jì)算機(jī)立即控制發(fā)動(dòng)機(jī)，使它迅速恢復(fù)到設(shè)定的工作轉(zhuǎn)速。2動(dòng)力模式控制系統(tǒng)設(shè)有高、中、低三個(gè)擋位，相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min（即最高速）、1760r/min（最高速的85%）和1300r/min（最高速的65%）。當(dāng)司機(jī)根據(jù)工作需要選定某一檔位時(shí)，計(jì)算機(jī)即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)，使其穩(wěn)定在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速附近工作。由于全功率變量泵的吸收扭矩在恒功率調(diào)節(jié)區(qū)段內(nèi)是不變的，所以高、中、低三個(gè)檔位的發(fā)動(dòng)機(jī)功率也相應(yīng)地為全功率的11%、85%和65%。3超載時(shí)超載功能挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)定的最高壓力有一定的余量，當(dāng)系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)超載工作時(shí)，一般不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生太大影響，但不能長(zhǎng)時(shí)間超載工作，否則有可能影響系統(tǒng)和其它元器件的壽命以及產(chǎn)生其它不良后果。為此，控制系統(tǒng)設(shè)有短時(shí)超載功能。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力超過(guò)原設(shè)計(jì)的最高壓力（暫定30MPa）ZMPa以內(nèi)時(shí)，挖掘機(jī)仍能正常工作8，，以便工作裝置能克服臨時(shí)的較大阻力，以提高工作效率。同時(shí)，為保護(hù)系統(tǒng)安全，不致使液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間超載工作，當(dāng)超載8s后，控制系統(tǒng)自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到1100r/min左右并報(bào)警，讓司機(jī)改變操作方式。當(dāng)系統(tǒng)壓力降到最高設(shè)計(jì)壓力以下時(shí)，控制系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速恢復(fù)到原來(lái)的轉(zhuǎn)速。4溢流控制當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力接近或達(dá)到溢流閥開(kāi)啟壓力（暫定32MPa）時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)迅速降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速至1100r/min，以減小溢流量;當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力小于設(shè)定的最高壓力（暫定30MPa）時(shí)，控制系統(tǒng)將使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速恢復(fù)到原來(lái)的轉(zhuǎn)速。5具有手動(dòng)控制和微機(jī)自動(dòng)控制并行、手動(dòng)控制優(yōu)先的功能3控制系統(tǒng)的節(jié)能效果1降低液壓系統(tǒng)中位損失當(dāng)單斗液壓挖掘機(jī)暫時(shí)處于不工作狀態(tài)，各操縱閥均處于中位時(shí)，液壓系統(tǒng)的壓力一般較低，而由變量泵特性知，此時(shí)流量達(dá)到最大，即為圖2所示的Qmax，系統(tǒng)總的功率損失為：N1=（QmaxP0/nenB）+Nf（1）式中：P0__液壓系統(tǒng)的背壓；ne—發(fā)動(dòng)機(jī)的有效效率；nB—液壓泵效率；Nf——附加功率。QmaxP0的值為圖2中P0—C—Qmax—0所圍成的面積。自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)怠速功能可實(shí)現(xiàn)當(dāng)各控制閥處于中位時(shí)自動(dòng)迅速減小發(fā)動(dòng)機(jī)油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在規(guī)定的最低轉(zhuǎn)速。在該轉(zhuǎn)速下，液壓泵的工作特性曲線為圖2中的Pmax—a—b—c—Q0曲線。圖中，Q0的值基本上與液壓泵的轉(zhuǎn)速成正比，而附加功率Nf的大小也近似地與轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膎e降到ne’時(shí)，其能耗下降率約為：un=（ne-ne'）/ne（2）如以一拖公司生產(chǎn)的DF—WY32單斗液壓挖掘機(jī)而言，ne=2000r/min,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速特性，確定ne'=800r/min，則能耗下降約為60%左右。轉(zhuǎn)速下降后，變量泵部分的能耗下降量為圖2中陰影面積。2發(fā)動(dòng)機(jī)和變目泵的經(jīng)濟(jì)性匹配運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變量泵的聯(lián)合工作效率為：q=qeqB=MeneP0Q0/GehnMInI=f（Me>ne、MI、nI）（3）系統(tǒng)的聯(lián)合工作效率n僅僅是壓力P0和轉(zhuǎn)速nI（或ne）的函數(shù)。由于壓力凡取決于外載，因此僅有轉(zhuǎn)速ne是可選擇的。對(duì)于某一確定的發(fā)動(dòng)機(jī)一變量泵系統(tǒng)，對(duì)每一個(gè)壓力P0都存在一個(gè)使聯(lián)合工作效率n最大的最優(yōu)轉(zhuǎn)速ne1。對(duì)DF-WY32型單斗液壓挖掘機(jī)而言，在不同工作壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速均在1700r/min左右。為此，自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有最經(jīng)濟(jì)工作檔位（即動(dòng)力模式控制中的中檔），選擇該檔工作時(shí)，比在額定轉(zhuǎn)速（2000r/ndn）下工作時(shí)可節(jié)能13%左右。3降低節(jié)流損失節(jié)流損失主要發(fā)生在輕載低速作業(yè)。如圖3所示，設(shè)工作裝置所需工作壓力為Pl，所需工作流量為Q2但在變量泵外特性曲線AB上Pl和Q2分別對(duì)應(yīng)于d、c兩個(gè)工作點(diǎn)。為滿足工作的需要，司機(jī)必須利用控制閥的部分節(jié)流作用，將變量泵工作壓力提高到P2,使之工作在c點(diǎn)，由此產(chǎn)生的節(jié)流損失為：6=Nj（P2-P1）Q0。，即為圖3中陰影部分的面積。如果能改變變量泵的轉(zhuǎn)速，使工作特性曲線通過(guò)e點(diǎn)，便可消除這一損失。本控制系統(tǒng)的工作模式控制主要是為此而設(shè)置。適當(dāng)選擇其中的某一工作檔，雖不能使工作曲線恰好通過(guò)e點(diǎn)，但能接近于e點(diǎn)，從而減少了節(jié)流損失。4降低溢流損失溢流損失主要發(fā)生在低速和超載。如圖4所示，當(dāng)工作裝置所需流量為Q1,小于Q0，或工作壓力超過(guò)溢流閥調(diào)定壓力時(shí)，溢流問(wèn)將被打開(kāi)，產(chǎn)生溢流損失。所損失能量為現(xiàn)一（Q1-Q0）Pmax，其值為圖4陰影面積。為消除或減少溢流損失，自動(dòng)控制裝置在溢流鬧開(kāi)啟之前能自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使原工作特性曲線AB變?yōu)閍h，直至發(fā)動(dòng)機(jī)降到設(shè)定的最低轉(zhuǎn)速為止。即使還不能完全消除溢流，但溢流量已減少了很多。4作用本系統(tǒng)以節(jié)能為主要目的，同時(shí)兼有改善操作性能、減輕司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度和提高作業(yè)效率的作用。1節(jié)能效果該系統(tǒng)能較好地減少挖掘機(jī)的中位損失、溢流損失和節(jié)流損失。該系統(tǒng)裝在DF-WY32上，經(jīng)驗(yàn)證明節(jié)約能源10%—15%左右。對(duì)于具有單泵和定量泵系統(tǒng)的單斗液壓挖掘機(jī)，則效果更好。2改善操作性能采用本控制系統(tǒng)后，司機(jī)一旦根據(jù)作業(yè)對(duì)象等確定了系統(tǒng)的動(dòng)力模式后，不管挖掘機(jī)處于什么工作狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)均可由計(jì)算機(jī)控制，并使之處于較為理想的工作狀態(tài)，從而改善了操作性能。3提高作業(yè)效率本控制系統(tǒng)的短期超載功能，既有效地保護(hù)了系統(tǒng)的安全，又提高了挖掘機(jī)克服短時(shí)間超載的能力，從而節(jié)省時(shí)間、提高效率。另外，液壓系統(tǒng)的壓力油能量損失降低后，減少了液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，從而提高和穩(wěn)定了系統(tǒng)的工作性能。挖掘機(jī)控制系統(tǒng)目前，機(jī)電液一體是液壓挖掘機(jī)的主要發(fā)展方向盤，其目的是實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)的全自動(dòng)化，即人們對(duì)液壓挖掘機(jī)的研究，逐步向機(jī)電液控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，使挖掘機(jī)由傳統(tǒng)的杠桿操縱逐步發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、電氣操縱、液壓伺服操縱、無(wú)線電操縱、電液比例操縱和計(jì)算機(jī)直接操縱。所以，對(duì)挖掘機(jī)的機(jī)電液一體化的研究，主要集中在液壓挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)上。液壓挖掘機(jī)控制系統(tǒng)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)）等所構(gòu)成的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行控制的系統(tǒng)。按控制功能，可分為位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)和力（或壓力）控制系統(tǒng)；按控制元件，可分為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、液壓泵控制系統(tǒng)、多路換向閥控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件控制系統(tǒng)和整機(jī)控制系統(tǒng)。目前，液壓挖掘機(jī)控制系統(tǒng)已發(fā)展到復(fù)合控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)由柴油機(jī)的外型特性曲線可知，柴油機(jī)是近似的恒扭矩調(diào)節(jié)，其輸出功率的變化表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速的變化，但輸出扭矩基本不變化。油門開(kāi)度增加（或減?。?，柴油機(jī)輸出功率就增加（或減?。?，由于輸出扭矩基本不變，所以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速也增加（或減?。?，即不同的油門開(kāi)度對(duì)應(yīng)著不同的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。由此可見(jiàn)，對(duì)柴油機(jī)控制的目的是，通過(guò)對(duì)油門開(kāi)度的控制