关于挖掘机液压系统培训

江苏徐州工程机械研究院1内部培训关于挖掘机液压系统培训2014年04月26日江苏徐州工程机械研究院2挖掘机简介1挖掘机液压系统分类及其介绍3液压系统介绍2内部培训挖掘机液压元件4江苏徐州工程机械研究院3挖掘机简介挖掘机是一种多用途土石方施工机械，具有土石方的挖掘、装载；土地的平整、修坡及进行吊装作业等多种使用功能。江苏徐州工程机械研究院4挖掘机简介液压系统结构件、外观电器系统工作装置系统发动机系统履带式液压挖掘机主要由发动机系统、液压系统、工作装置系统、电器系统、外观及结构件等组成，其中，液压系统是整个挖掘机核心江苏徐州工程机械研究院5液压系统介绍江苏徐州工程机械研究院6液压系统介绍液压系统优点：•功率密度大•快速性好，响应快，可实现无极变速•液压油兼职冷却及润滑作用，延长元件使用寿命液压系统缺点：•能量经两次转化，传动效率偏低•工作性能稳定性受液压油温升影响典型液压系统回路江苏徐州工程机械研究院7挖掘机液压系统分类及其介绍挖掘机液压系统分类普通节流控制系统流量控制系统负流量控制系统正流量控制系统电控正流量控制系统负荷传感控制系统阀前补偿阀后补偿江苏徐州工程机械研究院8挖掘机液压系统分类及其介绍普通节流控制系统基本原理普通节流控制系统常采用的是开中心的三位六通阀，液压系统具有两条供油回路，一条是旁通油路1，另一条是并联油路2，流入执行元件的“液压油流量”经过并联油路通过改变阀口的开口量来进行调节，多余的压力油则通过旁通油路流回油箱。普通节流控制系统调速特性受负载压力和液压泵输出流量影响较大，机器微调性能相对较差，并且泵功率控制由于没有反馈油路，仅能采用单纯的恒功率控制而影响了系统的节能特性。但该系统具有结构简单，生产制造成本相对较低等特点，仍然广泛被采用于小型液压挖掘机上。典型的该型液压件供应商有“日本KYB”“韩国第一油压（已被EATON收购）”，该系统的典型应用挖机有DH60等江苏徐州工程机械研究院9挖掘机液压系统分类及其介绍普通节流控制系统原理典型应用韩国第一油压8MCV16N型多路阀江苏徐州工程机械研究院10挖掘机液压系统分类及其介绍普通节流控制系统原理典型应用泵普通节流系统标配的典型泵原理图P3合流定量泵恒功率设定机构先导泵江苏徐州工程机械研究院11挖掘机液压系统分类及其介绍普通节流控制系统原理典型应用普通节流系统标配的典型泵PQ曲线图W=（P1+P2）*Q+P3*Q3江苏徐州工程机械研究院12挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统基本原理多路阀各联都采用开中心式结构，“在多路阀的中位油路经过每一联换向阀后、回油箱之前”增加节流孔，根据节流孔入口处的压力大小来实现泵的排量调节江苏徐州工程机械研究院13挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统基本原理△P=ρ*Q2/C/A△P=ρ*Q2/C/A液压系统主阀芯所有都处于中位，主泵输出的液压油通过中位油路直接通油箱，节流孔处压力升高，泵负流量压力口控制压力增大，泵排量减小，从而减小空流损失。当操作先导手柄时，多路阀进行换位，液压油通向执行元件开口逐渐增大，而通向油箱的阀芯开口面积逐渐减小至最终关闭。整个动作过程中的节流孔前压力即负流量控制压力逐渐下降，液压泵的排量逐渐增大，同时执行元件的速度也逐渐加快。江苏徐州工程机械研究院14挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统基本原理“主泵排量”与多路阀中位回油压力成反比先导压力决定换向阀阀芯节流口的开度，进而决定旁通回油量的大小，从而决定负流量控制油路的压力，并由此压力调节主泵的排量江苏徐州工程机械研究院15挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统原理典型应用---阀负流量控制节流孔及其安全阀川崎KMX15RB型多路阀P1P2江苏徐州工程机械研究院16挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统原理典型应用---泵负流量控制系统标配的典型泵液压原理图P1+P2泵恒功率设定泵功率流量调节机构先导泵电磁比例控制功率shift负反馈控制电磁比例减压阀，由挖机ECU输出电流进行控制江苏徐州工程机械研究院17挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统原理典型应用---泵PQ曲线电磁比例阀设定的功率平移泵最小流量曲线P1+P2泵恒功率曲线负反馈控制流量曲线最大流量曲线江苏徐州工程机械研究院18挖掘机液压系统分类及其介绍负流量控制系统典型应用---沃尔沃EC210挖机“挖掘装载”一个工作循环负流量控制起作用，减小泵2排量泵基本处于恒功率控制江苏徐州工程机械研究院19挖掘机液压系统分类及其介绍正流量控制系统基本原理正流量控制系统控制压力通过梭阀组的组合取自换向阀阀芯两端先导压力的最大值，当先导手柄无动作时，执行元件不动作，此时液压系统的控制压力为零，液压泵的斜盘角度最小，泵排量最小，仅维持液压系统空载运行；当先导手柄动作时，多路阀中相应的换向阀芯一端的控制压力由小变大，推动阀芯向另一端移动，进油口的开口面积增大，同时该先导控制压力作用于液压泵的变量调节器，使泵的排量变大，泵的输出流量增加，从而使执行元件的运动速度变大。正流量控制系统实现了主泵按照执行元件“速度需求”来调节泵排量的大小，减少了无负荷运行时候“溢流和空流”损失，具有较好的节流效果Pi最小的中位空流能量损失15T级挖机江苏徐州工程机械研究院20挖掘机液压系统分类及其介绍正流量控制系统基本原理---先导及梭阀组先导控制压力选择梭阀组，选择最大先导压力对泵输出流量进行控制a3a4江苏徐州工程机械研究院21挖掘机液压系统分类及其介绍正流量控制系统原理典型应用---泵正流量控制系统泵液压原理图，与负流量控制泵基本相同，只是流量控制压力来自于梭阀组选择的最大先导压力P1+P2泵恒功率设定泵功率流量调节机构先导泵电磁比例控制功率shift正流量控制电磁比例减压阀，由挖机ECU输出电流进行控制a3a4江苏徐州工程机械研究院22挖掘机液压系统分类及其介绍正流量控制系统原理典型应用---KMX13RA阀P1P2TT江苏徐州工程机械研究院23挖掘机液压系统分类及其介绍鉴于机电液一体化技术的发展更新，采用梭阀组选择泵流量最大控制压力的方法已渐由电子控制技术取代，从而发展出“电控正流量液压控制系统”。挖掘机正流量控制液压系统江苏徐州工程机械研究院24挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统基本原理电控正流量液压控制系统与先导梭阀组选择型的正流量控制系统基本相同，所不同处在于控制泵排量的“压力Pi”在电控正流量中是通过压力传感器采集先到压力后，再由控制器进行选择及逻辑判断，然后输出电流控制泵调节器上的电磁比例减压阀的输出压力，进而控制泵的排量。江苏徐州工程机械研究院25挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统基本原理压力传感器采集先导动作（Boom、Arm、BKT、Swing）及压力左右先导阀组江苏徐州工程机械研究院26挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统基本原理压力传感器采集先导动作（TrvL、TrvR）及压力行走先导阀组江苏徐州工程机械研究院27挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统原理典型应用P1+P2泵恒功率设定泵功率流量调节机构先导泵电磁比例控制功率shift正流量控制电磁比例减压阀，由挖机ECU根据先导动作进行逻辑判断后输出电流，从而控制其二次输出压力江苏徐州工程机械研究院28挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统原理典型应用---MCVP1P2TT江苏徐州工程机械研究院29挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统典型应用---SY215-9挖机BoomUp缓操作流量控制起作用泵进入恒功率控制江苏徐州工程机械研究院30挖掘机液压系统分类及其介绍电控正流量控制系统典型应用---神钢SK260“挖掘装载工况”单个工作循环正流量控制起作用，减小泵2排量泵处于恒功率控制江苏徐州工程机械研究院负载敏感控制系统通过检测负载压力、流量等变化信号，向液压系统进行反馈，实现流量调节与分配，保证流向执行元件的流量与其负载无关，而只跟控制阀阀芯的开口面积大小有关。一般的负载敏感系统由负载敏感阀和负载敏感泵组成，压力补偿器补偿压力位于控制阀芯前的就叫“阀前补偿负荷传感控制系统”，力士乐简称LS负载敏感系统31挖掘机液压系统分类及其介绍阀前补偿负荷传感控制系统原理---LS负载敏感系统定差减压阀江苏徐州工程机械研究院32挖掘机液压系统分类及其介绍阀后补偿负荷传感控制系统原理---LUDV系统（流量共享）压力补偿阀，位于控制阀后江苏徐州工程机械研究院33挖掘机液压系统分类及其介绍阀后补偿负荷传感控制系统原理---LUDV系统（流量共享）Pp江苏徐州工程机械研究院34挖掘机液压系统分类及其介绍挖掘机液压系统综述---各种控制系统应用情况对于小挖而言，目前国内外应用较广泛的是普通节流控制系统和负载敏感控制系统；而对于中大挖，国外是负流量、电控正流量、负载敏感控制系统皆有使用，但这三种流量调节控制方式在国内挖机厂商中应用较多的是负流量控制系统，电控正流量系统随着三一处于国内市场领导者的地位而逐步强势起来，至于负载敏感控制，由于其液压技术的复杂性而较少应用。附表所列国外主要挖掘机厂商各种控制方式应用统计江苏徐州工程机械研究院35挖掘机液压系统元件液压系统元件组成：江苏徐州工程机械研究院36挖掘机液压系统元件液压泵----选型型号容积额定压力最大压力最大自吸转速最高转速[cc/rev][bar][bar][r/min][r/min]K3V63DT2x6335040026003250K3V112DT2x11235040022002700K3V140DT2x14035040018502300K3V180DT2x18035040016002000K3VG280DT2x28035040018502300关注•性能•成本•可靠性KPM江苏徐州工程机械研究院37挖掘机液压系统元件液压泵---种类川崎泵江苏徐州工程机械研究院38挖掘机液压系统元件液压泵---型号KPM江苏徐州工程机械研究院39挖掘机液压系统元件液压泵---型号KPM江苏徐州工程机械研究院40挖掘机液压系统元件液压泵---型号KPM江苏徐州工程机械研究院41挖掘机液压系统元件液压泵---典型结构江苏徐州工程机械研究院42挖掘机液压系统元件液压泵---泵的排量江苏徐州工程机械研究院43挖掘机液压系统元件液压泵---泵功率控制P1+P2泵压力恒功率控制比例减压阀压力设定功率平移江苏徐州工程机械研究院44挖掘机液压系统元件液压泵---泵功率控制---比例减压阀压力设定功率平移比例减压阀压力设定功率平移江苏徐州工程机械研究院45挖掘机液压系统元件液压泵---泵功率控制---比例减压阀压力设定功率平移比例减压阀压力设定功率平移电流信号江苏徐州工程机械研究院46挖掘机液压系统元件液压泵---泵功率控制---比例减压阀压力设定功率平移江苏徐州工程机械研究院47挖掘机液压系统元件液压泵---泵功率控制江苏徐州工程机械研究院48挖掘机液压系统元件液压泵---流量控制负流量、正流量控制压力作用点江苏徐州工程机械研究院49挖掘机液压系统元件液压泵---流量控制江苏徐州工程机械研究院50挖掘机液压系统元件液压回转马达川崎回转马达•性能•成本•可靠性江苏徐州工程机械研究院51挖掘机液压系统元件液压回转马达川崎回转马达江苏徐州工程机械研究院52挖掘机液压系统元件多路阀江苏徐州工程机械研究院53挖掘机液压系统元件挖掘机用川崎手先导阀江苏徐州工程机械研究院54挖掘机液压系统元件挖掘机用川崎手先导阀脚先导曲线特性操纵杆角度不带减震器操纵杆释放Full中点从完全操纵杆角度至中点需250ms，无振荡操纵杆角度带减震器操纵杆释放完全中点250ms江苏徐州工程机械研究院55挖掘机液压系统元件行走马达---KYB斜盘柱塞行走马达江苏徐州工程机械研究院56挖掘机液压系统元件行走马达---KYB斜盘柱塞行走马达江苏徐州工程机械研究院57挖掘机液压系统元件油缸----KYB