芯液压控制系统在挖掘机上应用.pdfVIP

液压液力 HYDRODYNAMICS及HYDROSTATICS 基于双阀芯的液压控制系统 在挖掘机上的应用 熊 翔，朱建新，杨 翔，梅勇兵，刘昌盛 (中南大学 机电工程学院，湖南 长沙 410083) [摘要〕介绍了传统阀芯和双阀芯两种控制方式以及基于双阀芯的负载口独立控制液压系统，结合液 压挖掘机讨论了负载在执行机构运动过程中保持不变和改变时两种工况下执行机构的控制策略，建立了负 载口独立控制液压系统的Amesim简化模型，并设计了PID控制器，对主阀芯的位置控制进行了仿真研究， 结果表明主阀芯具有良好的响应速度和稳态精度。 〔关键词〕挖掘机;液压系统;多路阀;双阀芯 [中图分类号〕TH137.52 [文献标识码]B [文章编号11001-554X(2008)01-0102-04 Applicationofhydrauliccontrolsystem onexcavatorbasedontwins XIONGXiang,ZHUJian-xin,YANGXiang,MEIYong-bing,LIUChang-sheng 近年来，随着液压技术与电子控制技术的结 压力油PS经节流窗口1流人执行机构的工作油腔， 合，液压控制系统不断地向高效率、小型化及高 精度化方面发展。电液控制系统具有控制精度高、 响应速度快、输出功率大等许多优点，广泛应用 于国民经济和军事工业各技术领域，而其核心控 制元件是电液伺服阀和电液比例阀。本文将英国 Ultronics公司推出的基于双阀芯控制的电液比例 阀应用在某液压挖掘机上，并对其进行研究。由 于液压挖掘机系统的复杂性和快速性，影响液压 挖掘机的动态性能参数多，因此需对液压挖掘机 图1 传统阀芯的控制方式 进行建模和仿真研究，为设备的调试和技术改进 阀芯1 阀芯2 Ps Po 提供技术指导。 1 两种阀芯控制方式 1.1传统阀芯的控制方式 传统阀芯控制执行机构的方式如图1所示，系 统压力油尸5经节流窗口1流人执行机构的工作油 腔，然后执行机构回油腔中的油液经节流窗口3流 图2 双阀芯的控制方式 回油箱，通过给阀芯加工不同形状的节流槽，以 满足液压系统工作时的性能要求。 [收稿日期〕2007-06一20 1.2 双阀芯的控制方式 [通讯地址〕熊翔，湖南省长沙市井湾路784号湖南科技职 双阀芯控制执行机构的方式如图2所示，系统 业技术学院机电系 建筑表。械 2008.01(上半月刊) 万方数据 然后执行机构回油腔中的油液经节流窗口3流回油 系统，液压执行机构的进出口各由1个阀芯控制， 箱。相比于传统的多路阀中每片阀只有1个阀芯， 各负载进出口、进油管路和回油管路都有压力传 双阀芯控制的电液比例阀每片阀内有2个阀芯，分 感器检测压力，用电液比例溢流阀取代传统的定 别对应执行机构的进油口和出油口。2个阀芯既可 差溢流阀实现电液负载敏感。负载口独立控制电 单独控制，也可根据控制逻辑进行成对控制，并 液比例多路阀针对传统多路阀的单阀芯进出口联 且2个工作油口都有压力传感器，每个阀芯都有位 动调节、出油口靠平衡阀或单向节流阀形成背压 置传感器，通过对传感信号的闭环控制可以分别 而带来的灵活性差的缺点，采用双阀芯结构实现 对2路液压油的压力或流量进行控制，具有很高的 进油侧调流量、出油侧调压力。在