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银通液压机告诉你负载敏感、负流量、正流量三种系统真正的区别

发布时间:2017-08-21浏览量:165
1. 节能
旁通流量操控体系节能性较好。在主控阀悉数中位时,旁通溢流阀敞开,存在空流压力损践约3.5MPa,此刻有最大的旁通流量丢失。操作手柄扳倒一半行程时,主泵流量仍有一部分经过六通滑阀的中立回路流回油箱。先导传感操控体系节能性好。因为主控阀为六通滑阀,依然存在中位回油流量丢失,但其比旁通流量操控体系小。在主控阀中位时,回油背压小,仅0.5MPa左右。当操作手柄行程加大,主泵流量和履行元件进油量随先导操控压力添加而添加。在流量操控压力从最小到最大的调速规模内,主泵流量和履行元件进油量近似为等距曲线,流量丢失改动不大。
负荷传感体系的节能性较好。主控阀无串联的中立油路回油箱,因而没有主控阀的中位空流丢失。当操作手柄中位时,因为主泵没有备用流量,主泵的空载流量丢失在理论上为零。可是,在负荷传感主控阀的节省口存在固定的压力丢失ΔP(2~2.9MPa),约为体系最高压力的6~8.5%。当作业中流量增大时,功率丢失(履行元件所需流量与压差ΔP的乘积)也不小。复合作业行元件负荷压力相差很大时,因为泵流量只受最高负荷压力操控,主泵供油流量会多于履行元件需求流量之和,也会形成功率丢失。
不同流量操控体系的扭矩特性比较如图1所示。负荷传感操控体系中,主泵吸收的扭矩是变动的。在额定功率点上,主泵按负荷压力的改动实时调整泵的排量(参看图1-a),因而主泵可以彻底吸收发动机输出的扭矩。旁通流量操控和先导传感操控则因负荷压力改动时,主泵流量调整有一个滞后进程,主泵吸收的扭矩不变,并且为避免发动机超负荷失速,主泵在匹配作业点吸收的扭矩,设计时低于发动机额定转速下输出的扭矩,将丢失大约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
需要阐明的是,日博365体育_365体育投注_365体育开户: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)、液压机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。在液压机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,关于详细厂牌系列或机型的节能性判别,不能简单说因为选用了先导传感操控(正流量操控)这种流量操控方法,节能性就一定好。目前对三种流量操控的节能效果的好坏,还不能作出比照的定论。
2. 体系安稳性与呼应性
关于液压机的液压系统体系的流量操控,可用图2来剖析体系操控进程的特性。操控量(流量)到达目标值的时刻(呼应时刻)越短,动态呼应就快;操控进程中超调量(操控差错)越小,安稳时刻就短。应快、安稳时刻短,就标明操控的动态特性好。体系安稳之后,流量的实际值与目标值之差就是稳态差错。稳态差错小,标明静态特性好,即体系安稳性好。
图2 体系的操控进程
从流量特性来看(图3),在旁通流量操控(图3-a)和先导传感操控(图3-b)体系中,当操作手柄中位时,主泵有备用流量,因而都比无备用流量的负荷传感操控(图3-c)的动态呼应快。因为旁通流量操控的信号采集点坐落主控阀的旁通油路结尾,泵控滞后于阀控的延时较先导传感操控长一些,所以动态呼应较慢。
(a) (b) (c)
图3 流量特性的比较
从泵控特性来看(图4),无论旁通流量操控(图4-a),仍是先导传感操控(图4-b),操控压力Pi与与流量Q的联系曲线都是有斜度的,不像负荷传感操控中压差ΔP与流量Q的联系曲线那样陡变(图4-c)。因而,旁通流量操控和先导传感操控的超调量比负荷传感操控小(参看图3),动态特性比负荷传感操控好。
图4 泵控特性的比较
一般的旁通流量操控和先导传感操控都是选用机-液结构完成比例操控,因为存在机械惯性,不可避免地存在静态差错,终究也会影响体系的操控功能。在神钢的发掘机上选用了电液比例技能加以改进,可是,这两种操控体系的主要问题都是一种开环操控,无法对履行元件负荷压力对流量的影响作出实时呼应。
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,关于外界搅扰(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
一般多路滑阀的静态特性标明,经过节省阀口的流量Qa不只与操作手柄先导阀的行程(二次先导油压Pi)有关,还与节省口的压差ΔPLS=Pp-PLS有关,并且负荷压力越大,主控阀的调速规模越小。
旁通流量操控和先导传感操控的主控阀的阀芯,跳过封油区进入调速区时受到轴向液动力的效果,而液动力与节省阀口压差有关,此压差随负荷压力的改换而改动,因而履行元件的发动点不固定,而是随负荷压力变动,如图6所示。
图6 六通滑阀的流量特性
负荷传感操控的主控阀因为有压力补偿阀,节省阀口前后的压差ΔPLS是不变的,因而履行元件的发动点固定,不受负荷巨细影响,操作性好。
3.2 操作者的手感
如图7(a)所示,旁通流量操控体系与先导传感操控体系中,主泵流量是在泵压升高后逐步添加的,操作比较柔软。发掘中碰到硬石头时,负荷压力增大,主控阀滑阀移动的阻力增大,先导手柄的输出压力,操作者有手感。
在负荷传感操控体系中,主控阀翻开后,ΔPLS才会变小,泵压急剧升高(参看图7b),操作性稍粗犷。因为主控阀节省口压差ΔPLS稳定,负荷压力的改动不会影响主阀芯的移动,操作者对土质的软硬没有手感。
(a) (b)
图7 操作性比较
3.3 直线行走才能
旁通流量操控体系与先导传感操控体系,直线行走功能好。在复合操作时,经过直线行走阀串通左右行走马达进油路,来完成直线行走。即便在独自操作行走时,尽管左右行走马达分别由两主泵供油,但经过微调两个主泵的排量,可使左右行走马达的进油流量差操控在±2%内。
关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系列的负荷传感操控体系上,选用了直行PPC信号阀,用左右行走先导压力差来开关直行合流阀,保证直线功能和转向功能俱佳。
因而,三种流量操控体系的直线行走才能应当是不分伯仲的。
3.4 复合操作的习惯性
关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。
负荷传感操控体系有压力补偿阀,主控阀各阀芯节省阀口的压差ΔPLS坚持稳定。当两个以上的作业设备一起操作时,流量分配不受负荷压力影响,操作自若,复合操作功能好。以一起操作铲斗和斗杆为例,斗杆是否动刁难铲斗的速度没有影响,如图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
旁通流量操控体系结构比较简单,修理也较便利。毛病点在主阀中立回路的旁通节省元件、旁通溢流阀以及主泵上的流量操控伺服阀。
先导传感操控体系的可修理性稍差,毛病点在先导传感的梭阀链上很多的单向阀或往复阀、主泵上的流量操控伺服阀。
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,对液压机的液压系统油的清洁度要求更高。
应当说,三种操控方法的可靠性、可修理性都经过了多年的生产性验证,也得到了商场的认可。可是,负荷传感操控的制形本钱和保护本钱仍是要高一些。
5. 定性比较
表1列出了三种流量操控方法的功能比照。
液压机厂家在拟定液压机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。
同一主机厂的发掘机,先后挑选过不同的流量操控方法。例如,日立建机在1986年的UH系列上选用先导传感(P)操控(参看表1),1991年的EX-2系列选用负荷传感操控,1996年的EX-5系列选用旁通流量操控,2000年的ZX系列及今后的ZX-3系列又选用了先导传感(E/P)操控。神钢的SK系列则有先导传感(E/P)操控到旁通流量(E/N)操控,再到先导传感(E/P)操控的演化。小松从旁通流量操控转为负荷传感操控。利勃海尔的部分中型机则从负荷传感操控转为先导传感操控。
国产发掘机的流量操控方法与配套泵阀液压机的液压系统件厂商的干流技能密切相关。同一液压机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。
在具有国产液压机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,液压机的液压系统元件职业也担负着重担。
 
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