柳工挖掘机的液压系统及控制.ppt
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挖掘机的液压系统及控制挖掘机的液压系统及控制帕斯卡原理帕斯卡原理液体不可压缩液体不可压缩处于密闭容器内的液体对施加于它表面的压力向各个方向等值传递。
速度的传递按“容积变化相等”的原则。
液体的压力由外载荷建立。
认为泵一出油就有压力是错误的。
能量守恒。
重物充满油面积小面积大力压力力压力面积面积速度流量速度流量面积面积功率速度功率速度力力液压系统原理图常用线型和符号液压系统原理图常用线型和符号1.粗实线：
主管路和主油道。
2.虚线：
控制管路和控制油道。
3.双点划线：
部件组成，它一般是封闭的。
4.油路接通与否：
有3种方式表达。
圆点与交叉；交叉与小圆弧；圆点与小圆弧5.符号：
P泵压力油A、B油缸或马达的工作油口O、T、Dr油箱差动原理差动原理差动阀杆差动油缸双作用油缸液压系统的基本组成液压系统的基本组成液压泵：
将机械能转换为液体压力能。
执行元件：
将液体压力能转换为机械能。
例如油缸、油马达等。
控制调节装置：
各种阀。
大致有压力控制阀、流量控制阀、压力控制阀、流量控制阀、压力控制阀、流量控制阀、压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀方向控制阀方向控制阀方向控制阀等。
辅助装置：
油箱、过滤器、管路、接头、密封、冷却器、蓄能器等等。
液压泵液压泵齿轮泵齿轮泵吸油：
封闭的容积总是处于不断增大的状态排油：
封闭的容积总是处于不断减小的状态液压泵与液压马达原理上是可逆的，但结构略有不同。
液压泵液压泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵液压控制阀液压控制阀流量控制阀压力控制阀方向控制阀流量控制阀流量控制阀主要控制流过管路的流量，通过对流量的控制还可以对回路的压力产生一定影响。
注意节流会产生损失。
节流阀（阻尼孔）节流阀节流阀使液压油通过小孔、缝隙、窄槽等结构元素后流量减小并产生压力降P（阻尼）。
注意流动的液压油才具有上述性质。
如果液压油是静止状态，则根据连通器原理，前后的压力是相等的。
P前前PP=PP=P前前前前PP后后后后压力控制阀压力控制阀安全阀限制系统最高压力，保护系统元件不被高压损坏。
直动式：
中低压系统先导式：
高压系统过载阀：
限制封闭管路最高压力。
减压阀直动式安全阀直动式安全阀弹簧比较硬先导式安全阀先导式安全阀液压油通过节流孔时，在节流孔的前后产生压力差PP=PP弹簧很软弹簧比较硬直动式减压阀直动式减压阀液压油通过缝隙产生压力降PPC=PAP保持出口压力稳定的措施方向控制阀方向控制阀主要控制方向，还可以利用阀的开度适度控制回路的流量和压力。
单向阀：
只允许液压油单方向通过。
选择阀：
根据回路中压力的高低自动选择液压油通过的方向。
液压控制换向（液压先导控制）电磁阀控制换向二通插装阀单向阀单向阀选择阀（梭阀）选择阀（梭阀）A1A2液控换向阀液控换向阀先导泵来油先导泵来油回位弹簧电磁阀电磁阀二二通通插插装装阀阀方方向向控控制制回回路路液压蓄能器液压蓄能器膜片充满氮气原理：
气体被压缩后储存能量。
作用：
吸收液压振动和冲击并且可以作为应急能源使用。
液压回路的串联液压回路的串联串联：
多路换向阀中上一个阀的回油为下一个阀的进油。
液压泵的工作压力是同时工作的执行元件的总和，这种油路可以做复合动作，但是克服外载荷的能力比较差。
液压回路的并联液压回路的并联并联：
多路换向阀中各换向阀的进油口都与泵的出油路相连，各回油口都与油箱相连。
这种油路克服外载荷的能力比较强，但是几个执行元件同时工作时负载小的先动，负载大的后动，复合动作不协调。
液压回路的合流液压回路的合流合流：
一般用于双泵和多泵系统中。
用合流阀或者使两个回路中相应的换向阀同时动作，让两个泵同时向一个执行元件供油以提高该执行元件的运动速度。
主控阀杆主控阀杆合流阀杆合流阀杆泵泵1泵泵2挖掘机的液压系统挖掘机的液压系统压力P（单位Mpa，兆帕）泵的输出压力由负载决定。
负载压力，负载压力。
安全阀限制最高压力。
排量q（单位ml/r，毫升/转）泵每转一周所排出的液压油的体积。
排量不可变的泵叫定量泵；排量可变的泵叫变量泵。
液压泵的基本性能参数液压泵的基本性能参数流量Q（单位L/min，升/分钟）单位时间内输出液压油的体积。
Q=qn（不考虑单位转换系数，下同）其中n是泵的转速，单位rpm，转/分钟泵的功率N（单位Kw，千瓦）N=PQ液压泵的基本性能参数液压泵的基本性能参数排量q（单位ml/r，毫升/转）液压马达每转一周所排出液体的体积。
排量不可变的叫定量马达，排量可变的叫变量马达。
输出扭矩M（单位NM，牛米）M=Pq其中P为马达进出口压力差，为马达的机械效率。
输出转速n（单位rpm，转/分钟）n=Q/q其中为马达的容积效率。
液压马达的基本性能参数液压马达的基本性能参数液压柱塞泵和柱塞马达的变量液压柱塞泵和柱塞马达的变量变量泵变量马达液压系统的伺服控制液压系统的伺服控制液压泵液压泵液压泵液压泵控制阀控制阀控制阀控制阀液压缸液压缸液压缸液压缸输入输入输入输入输出输出输出输出误差误差误差误差反馈反馈反馈反馈是一个位置跟踪装置，液压缸缸体位置始终跟随阀杆。
所以伺服控制系统又叫随动系统、跟踪系统。
是一个力的放大装置。
移动阀杆的力很小，液压缸的推力却可以很大。
必须有外部能源（液压泵）。
阀杆必须先有一定的开口度，就是说缸体的移动必须落后于阀杆，或者说输出始终落后于输入，这个称为系统的误差。
没有误差就没有动作，而动作又力图消除误差。
伺服控制系统就是这样由不平衡（有误差）到平衡（消除误差），再由平衡到不平衡地连续工作。
工作特点工作特点阀杆不仅起到控制液压缸的流量、压力和方向的作用，而且还起到将系统的输出和输入信号加以比较以定出它们之间误差的测量元件的作用，这种作用成为反馈。
使输入与输出的误差增大是正反馈；使输入与输出的误差减小以致消除使负反馈。
反馈是伺服控制系统的根反馈是伺服控制系统的根反馈是伺服控制系统的根反馈是伺服控制系统的根本特征。
本特征。
本特征。
本特征。
这个例子的反馈是机械连接、闭式负反馈系统。
闭式负反馈系统。
闭式负反馈系统。
闭式负反馈系统。
反馈可以是机械、电气、液压、气动或它们的组合。
工作特点工作特点液压伺服控制系统的应用示例液压伺服控制系统的应用示例PO阀杆控制方式：
手控、液控、电控或者它们的组合泵调节器泵调节器液压恒功率液压恒功率控制（单台泵）泵调控制（单台泵）泵调节器节器系统压力与弹簧力成正系统压力与弹簧力成正比，与系统流量成反比。
比，与系统流量成反比。
起调压力起调压力p0弹簧预紧弹簧预紧力力油压作用面积油压作用面积液压恒功率控制（单台泵）液压恒功率控制（单台泵）在这里，可以任意增加阀杆的控制：
液控、电控或者它们之间的组合，拓展恒功率变量泵的控制功能。
负反馈当泵的转速发生变化时，泵的恒功率曲线也发生变化。
PQ泵的恒功率曲线泵的恒功率曲线功率大功率小液压恒功率控制（单台泵）液压恒功率控制（单台泵）泵调节器是一种液压伺服控制机构，它至少要有两根弹簧，构成两条直线段，在压力-流量图上形成近似的恒功率曲线。
调节弹簧的预紧力可以调节泵的起始压力调定点压力p0（简称起调压力），调节起调压力就可以调节泵的功率。
起调压力高，泵的功率大；起调压力低，泵的功率小。
因此恒功率变量又叫做压力补偿变量。
只有当系统压力大于泵的起调压力时才能进入全功率调节区段，发动机的功率才能得到充分利用。
压力与流量的变化为：
压力升高，流量减小；压力降低，流量增大。
维持：
流量压力=功率不变。
当泵的转速发生变化时，泵的流量（功率）也变化。
液压恒功率控制要点液压恒功率控制要点液压伺服控制系统的应用示例液压伺服控制系统的应用示例PO液控阀杆如果这里设置双弹簧，就是液压如果这里设置双弹簧，就是液压系统的恒功率控制的具体应用系统的恒功率控制的具体应用液压全功率控制液压全功率控制（两台泵液压交叉控制）（两台泵液压交叉控制）（两台泵液压交叉控制）（两台泵液压交叉控制）P=P1P2液压交叉控制两个小活塞两个小活塞的面积相等的面积相等液压全功率控制要点液压全功率控制要点两台泵相同，泵调节器也完全一样，两台泵输出的流量相等，即Q1=Q2；但是压力可以不同，即P1P2，那么两台泵的输出功率也就不同。
有时一台泵功率很大，而另一台泵功率很小。
具有单泵恒功率调节的特点。
两台泵的功率总和始终保持恒定，不超过发动机的额定功率。
全功率变量不是根据P1和P2的单数值，而是根据两台泵的工作压力之和P=P1P2来进行流量调节，只有当P=P1P22p0时进入全功率调节区域，才能充分利用发动机的功率。
泵的负流量控制泵的负流量控制全功率控制全功率控制负流量控制挖掘机液压系统的主要部件挖掘机液压系统的主要部件全全功功率率变变量量双双联联主主泵泵主控制阀主控制阀先导式主安全阀先导式主安全阀PT导阀调压弹簧主阀弹簧主阀节流孔节流孔主安全阀开启状态主安全阀开启状态PT导阀打开液控换向液控换向单向过载阀单向过载阀单向过载阀单向过载阀单向过载阀单向过载阀单向过载阀单向过载阀先先导导泵泵来来油油先导泵来油先导泵来油P主泵来油主泵来油PABTT单向过载阀单向过载阀AT导阀调压弹簧节流孔（可变阻尼）节流孔（可变阻尼）主阀阀套滑阀过载阀开启状态过载阀开启状态可以向右滑动，抵住导阀锥部，变阻尼。
AT单向阀开启状态单向阀开启状态阀套TA减压阀式减压阀式减压阀式减压阀式手控先导控制阀手控先导控制阀手控先导控制阀手控先导控制阀TAB先导泵来油先导泵来油减压阀式减压阀式减压阀式减压阀式脚控先导控制阀脚控先导控制阀脚控先导控制阀脚控先导控制阀带阻尼器阻尼器PABT回转马达回转马达回回转转减减速速机机两级两级行星减速行星减速太阳轮输入行星轮架输出传动简图传动简图单排行星传动单排行星传动双排行星传动双排行星传动输入输入输出输出输入输入输出输出速比速比1K速比（速比（1K1）（1K2）行星排特性参数行星排特性参数K内内齿圈齿数齿圈齿数太阳轮齿数太阳轮齿数行走马达行走马达变量油缸变量油缸变量油缸变量油缸制动器制动器解除制动解除制动来油来油输出输出轴轴主泵来油主泵来油行行走走减减速速机机太阳轮输入，内齿圈输出KAYABA双排行星减速双排行星减速传动简图传动简图输入输入输出输出速比（速比（K1K2K1K2）摆线针轮传动简图摆线针轮传动简图行星传动行星传动少齿差行星齿轮传动少齿差行星齿轮传动（摆线齿廓）（摆线齿廓）速比速比Z1（Z2Z1）当（当（Z2Z1）1，称为一齿差称为一齿差Z1Z2输入输入输出输出演变演变摆摆线线针针轮轮传传动动原原理理摆线轮中心摆线轮中心针针轮轮中中心心输出输出固定不动固定不动输入输入摆线针轮传动摆线针轮传动4，5构成插销式偏心输出机构构成插销式偏心输出机构TEIJINSEIKI一级直齿轮加摆线针轮减速机一级直齿轮加摆线针轮减速机挖掘机的操纵挖掘机的操纵动臂下降、提升动臂下降、提升铲斗挖掘、卸料铲斗挖掘、卸料转台顺、逆时针回转转台顺、逆时针回转斗杆放出，挖掘斗杆放出，挖掘辅助功能按钮辅助功能按钮辅助功能按钮辅助功能按钮喇叭喇叭喇叭喇叭液压系统全功率控制液压系统全功率控制发动机与泵的功率匹配发动机与泵的功率匹配发动机最高空转转速：
额定转速调速率（1.081.10）。
一般情况下带动较大载荷后转速降低150200rpm。
发动机的飞轮功率：
扣除发动机各种附件后飞轮净输出功率。
预留发动机的功率储备：
避免发动机遇到大的载荷时严重降速甚至熄火。
泵的功率设定：
发动机飞轮功率8892%。
发发动动机机的的功功率率扭矩功率油耗扭扭矩矩和和油油耗耗转速泵调节器泵调节器结构原理结构原理（KAWASAKI）调节器杠杆机构原理图调节器杠杆机构原理图与与壳体固定铰接点壳体固定铰接点全功率控制全功率控制压力阀杆压力阀杆伺服阀杆伺服阀杆大圆孔大圆孔圆柱销圆柱销负反馈负反馈阀杆到位后固定不动阀杆到位后固定不动连接伺服油缸连接伺服油缸伺服阀杆伺服阀杆伺服油缸伺服油缸反馈连杆反馈连杆驱动连杆驱动连杆负流量控制阀杆负流量控制阀杆全功率控制阀杆全功率控制阀杆伺服阀杆伺服阀杆伺服油缸伺服油缸反馈连杆反馈连杆驱动连杆驱动连杆负流量控制阀杆负流量控制阀杆全功率控制阀杆全功率控制阀杆直线行走：
挖掘机在直线行走过程中，无论司机操纵回转和工作装置的任何一个动作，直线行走阀杆
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