挖掘機(jī)液壓知識培訓(xùn)ppt課件

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挖掘機(jī)液壓系統(tǒng),1,帕斯卡原理 ——液體不可壓縮,處于密閉容器內(nèi)的液體對施加于它表面的壓力向各個方向等值傳遞。 速度的傳遞按“容積變化相等”的原則。 液體的壓力由外載荷建立。認(rèn)為泵一出油就有壓力是錯誤的。 能量守恒。,,,,,,,,,,,,,,,重物,充滿油,,,,面積小,面積大,力＝壓力×面積 速度＝流量÷面積 功率＝速度×力,,,2,液壓系統(tǒng)原理圖常用線型和符號,粗實線：主管路和主油道。 虛線：控制管路和控制油道。 雙點劃線：部件組成，它一般是封閉的。 油路接通與否：有3種方式表達(dá)。⑴圓點與交叉；⑵交叉與小圓??；⑶圓點與小圓弧 符號： P——泵壓力油 A、B——油缸或馬達(dá)的工作油口 O、T、Dr——油箱,3,4,5,6,,7,8,9,差動原理,差動閥桿,差動油缸,,,,,,,雙作用油缸,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,S1,S2,,F彈簧,,P,P,閥桿受力平衡方程： P×S1＝P ×S2 ＋F彈簧 P×（ S1－ S2 ）＝ F彈簧,10,液壓系統(tǒng)的基本組成,液壓泵：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能。 執(zhí)行元件：將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。例如油缸、油馬達(dá)等。 控制調(diào)節(jié)裝置：各種閥。大致有壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥等。 輔助裝置：油箱、過濾器、管路、接頭、密封、冷卻器、蓄能器等等。,11,液壓泵——齒輪泵,吸油：封閉的容積總是處于不斷增大的狀態(tài) 排油：封閉的容積總是處于不斷減小的狀態(tài),液壓泵與液壓馬達(dá)原理上是可逆的，但結(jié)構(gòu)略有不同。,12,液壓泵——軸向柱塞泵,13,液壓控制閥,流量控制閥 壓力控制閥 方向控制閥,14,流量控制閥,主要控制流過管路的流量，通過對流量的控制還可以對回路的壓力產(chǎn)生一定影響。注意節(jié)流會產(chǎn)生損失。 節(jié)流閥（阻尼孔）,15,節(jié)流閥,使液壓油通過小孔、縫隙、窄槽等結(jié)構(gòu)元素后流量減小并產(chǎn)生壓力降△P（阻尼） 。注意流動的液壓油才具有上述性質(zhì)。如果液壓油是靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)連通器原理，前后的壓力是相等的。,P前,P后,△P=P前－P后,,16,壓力控制閥,安全閥——限制系統(tǒng)最高壓力，保護(hù)系統(tǒng)元件不被高壓損壞。 直動式：中低壓系統(tǒng) 先導(dǎo)式：高壓系統(tǒng) 過載閥：限制封閉管路最高壓力。 減壓閥——一個泵同時供給兩個以上壓力不同的回路。 直動式：中低壓系統(tǒng) 先導(dǎo)式：高壓系統(tǒng),17,直動式安全閥,,彈簧比較硬,18,先導(dǎo)式安全閥,液壓油通過節(jié)流孔時，在節(jié)流孔的前后產(chǎn)生壓力差△P △P=P－P′,,彈簧很軟,,彈簧比較硬,,19,KAWASAKI先導(dǎo)泵安全閥,,20,直動式減壓閥,液壓油通過縫隙產(chǎn)生壓力降△P PC =PA－ △P,,保持出口壓力穩(wěn)定的措施,,21,先導(dǎo)式減壓閥,原理與先導(dǎo)式安全閥類似，用于高壓系統(tǒng)。,縫隙,,22,方向控制閥,主要控制方向，還可以利用閥的開度適度控制回路的流量和壓力。 單向閥：只允許液壓油單方向通過。 選擇閥：根據(jù)回路中壓力的高低自動選擇液壓油通過的方向。 截止閥：一個位置封閉，另一個位置通過。 液壓控制換向（液壓先導(dǎo)控制） 電磁閥控制換向 二通插裝閥,23,單向閥,24,選擇閥（梭閥）,A1,A2,25,液控?fù)Q向閥,先導(dǎo)泵 來油,先導(dǎo)泵 回油,,回位彈簧,,,26,電磁閥,27,二通插裝閥,方向控制回路,,28,A,B,二通插裝閥單向鎖定,無 控制油壓,a,,b,,c,,d,,e,,f,,g,,A → B ，通；B → A單向鎖定不通。 鎖定油路：B→ a → b → c → d → e → f → g,,KAWASAKI,29,A,B,B → A解鎖,有 控制油壓,,a,,b,,c,,d,,e,f,,g,,B → A解鎖：c口封閉， B →a →b → 與g不通 g → f → e → d →環(huán)槽i → h→油箱,h,,,i,,,,KAWASAKI,30,無控制油壓,A,B,單向閥,,,,A →B，通； B → A單向鎖定，不通。,,,二通插裝閥單向鎖定,31,B → A解鎖,,×,×,×,通道被閥桿遮斷,,,,,,,,有控制油壓,,該腔內(nèi)的油被引回油箱,,,A,B,32,液壓蓄能器,,膜片,,充滿氮氣,,原理：氣體被壓縮后儲存能量。 作用：吸收液壓振動和沖擊并且可以作為應(yīng)急能源使用。,33,液壓回路的串聯(lián),串聯(lián)：多路換向閥中上一個閥的回油為下一個閥的進(jìn)油。液壓泵的工作壓力是同時工作的執(zhí)行元件的總和，這種油路可以做復(fù)合動作，但是克服外載荷的能力比較差。,34,液壓回路的并聯(lián),并聯(lián)：多路換向閥中各換向閥的進(jìn)油口都與泵的出油路相連，各回油口都與油箱相連。這種油路克服外載荷的能力比較強(qiáng)，但是幾個執(zhí)行元件同時工作時負(fù)載小的先動，負(fù)載大的后動，復(fù)合動作不協(xié)調(diào)。,35,液壓回路的合流,合流：一般用于雙泵和多泵系統(tǒng)中。用合流閥或者使兩個回路中相應(yīng)的換向閥同時動作，讓兩個泵同時向一個執(zhí)行元件供油以提高該執(zhí)行元件的運動速度。,主控閥桿,合流閥桿,泵1,泵2,36,挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng),37,壓力P（單位Mpa，兆帕） 泵的輸出壓力由負(fù)載決定。負(fù)載↑壓力↑，負(fù)載↓壓力↓。安全閥限制最高壓力。 排量q （單位ml/r，毫升/轉(zhuǎn)） 泵每轉(zhuǎn)一周所排出的液壓油的體積。排量不可變的泵叫定量泵；排量可變的泵叫變量泵。,液壓泵的基本性能參數(shù),38,流量Q（單位L/min，升/分鐘） 單位時間內(nèi)輸出液壓油的體積。 Q=q×n（不考慮單位轉(zhuǎn)換系數(shù)，下同） 其中n是泵的轉(zhuǎn)速，單位rpm，轉(zhuǎn)/分鐘 泵的功率N（單位Kw，千瓦） N=P×Q,液壓泵的基本性能參數(shù),39,排量q（單位ml/r，毫升/轉(zhuǎn)） 液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)一周所排出液體的體積。排量不可變的叫定量馬達(dá)，排量可變的叫變量馬達(dá)。 輸出扭矩M（單位NM，牛米） M=△P × q ×η 其中△P為馬達(dá)進(jìn)出口壓力差， η為馬達(dá)的機(jī)械效率。 輸出轉(zhuǎn)速n（單位rpm，轉(zhuǎn)/分鐘） n=Q ×η/q 其中η為馬達(dá)的容積效率。,液壓馬達(dá)的基本性能參數(shù),40,液壓柱塞泵和柱塞馬達(dá)的變量,,變量泵,變量馬達(dá),41,液壓系統(tǒng)的伺服控制,,,,液壓泵,控制閥,液壓缸,,,,,輸入,輸出,,,,誤差,反饋,42,是一個位置跟蹤裝置，液壓缸缸體位置始終跟隨閥桿。所以伺服控制系統(tǒng)又叫隨動系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)。 是一個力的放大裝置。移動閥桿的力很小，液壓缸的推力卻可以很大。必須有外部能源（液壓泵）。,工作特點,43,系統(tǒng)工作時閥桿必須先有一定的開口度，就是說缸體的移動必須落后于閥桿，或者說輸出始終落后于輸入，這個稱為系統(tǒng)的誤差。沒有誤差就沒有動作，而動作又力圖消除誤差。伺服控制系統(tǒng)就是這樣由不平衡（有誤差）到平衡（消除誤差），再由平衡到不平衡地連續(xù)工作。,工作特點,44,閥桿不僅起到控制液壓缸的流量、壓力和方向的作用，而且還起到將系統(tǒng)的輸出和輸入信號加以比較以定出它們之間誤差的測量元件的作用，這種作用成為反饋。使輸入與輸出的誤差增大是正反饋；使輸入與輸出的誤差減小以致消除是負(fù)反饋。反饋是伺服控制系統(tǒng)的根本特征。這個例子的反饋是機(jī)械連接、閉式負(fù)反饋系統(tǒng)。反饋可以是機(jī)械、電氣、液壓、氣動或它們的組合。,工作特點,45,液壓伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用示例,,,,P,O,閥桿控制方式：手控、液控、電控或者它們的組合,,泵調(diào)節(jié)器,,46,液壓恒功率 控制（單臺泵）泵調(diào)節(jié)器,系統(tǒng)壓力與彈簧力成正比，與系統(tǒng)流量成反比。起調(diào)壓力p0＝彈簧預(yù)緊力÷油壓作用面積,47,液壓恒功率控制（單臺泵）,在這里，可以任意增加閥桿的控制：液控、電控或者它們之間的組合，拓展恒功率變量泵的控制功能。,,,負(fù)反饋,,48,當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，泵的恒功率曲線也發(fā)生變化。即隨著泵轉(zhuǎn)速的下降，其流量和功率也都下降。,,,,,P,Q,,,,轉(zhuǎn)速高 泵功率大,轉(zhuǎn)速低 泵流量和 功率都小,,,,,,,,,,,,泵的恒功率曲線隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律,,49,當(dāng)泵的起調(diào)壓力發(fā)生變化時，泵的恒功率曲線也發(fā)生變化。即隨著泵起調(diào)壓力的下降，其功率也下降。,P,Q,,,起調(diào)壓力高 泵的功率大,起調(diào)壓力低 泵的功率小,,,,,,,泵的恒功率曲線隨起調(diào)壓力變化規(guī)律,,,,該點取決于第二根 彈簧何時進(jìn)入工作狀態(tài),,50,泵調(diào)節(jié)器是一種液壓伺服控制機(jī)構(gòu)，它至少要有兩根彈簧，構(gòu)成兩條直線段，在壓力-流量圖上形成近似的恒功率曲線。 調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力可以調(diào)節(jié)泵的起始壓力調(diào)定點壓力p0（簡稱起調(diào)壓力），調(diào)節(jié)起調(diào)壓力就可以調(diào)節(jié)泵的功率。起調(diào)壓力高，泵的功率大；起調(diào)壓力低，泵的功率小。因此恒功率變量又叫做壓力補(bǔ)償變量。 只有當(dāng)系統(tǒng)壓力大于泵的起調(diào)壓力時才能進(jìn)入恒功率調(diào)節(jié)區(qū)段，發(fā)動機(jī)的功率才能得到充分利用。壓力與流量的變化為：壓力升高，流量減??；壓力降低，流量增大。維持：流量×壓力=功率不變。 當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，泵的流量（功率）也變化。,液壓恒功率控制要點,51,液壓伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用示例,,,,P,O,液控閥桿,,如果這里設(shè)置雙彈簧，就是液壓系統(tǒng)的恒功率控制的具體應(yīng)用,,52,液壓全功率控制 （兩臺泵液壓交叉控制）,? P= P1＋P2,,液壓交叉控制,,,兩個小活塞 的面積相等,,,53,液壓全功率控制要點,具有單泵恒功率調(diào)節(jié)的特點。 兩臺泵相同，泵調(diào)節(jié)器也完全一樣，兩臺泵輸出的流量相等，即Q1=Q2；但是壓力可以不同，即P1≠P2，那么兩臺泵的輸出功率也就不同。有時一臺泵功率很大，而另一臺泵功率很小。 兩臺泵的功率總和始終保持恒定，不超過發(fā)動機(jī)的額定功率。 全功率變量不是根據(jù)P1和P2的單數(shù)值，而是根據(jù)兩臺泵的工作壓力之和? P= P1＋P2來進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，只有當(dāng)? P= P1＋P2 ≥2× p0時進(jìn)入全功率調(diào)節(jié)區(qū)域，才能充分利用發(fā)動機(jī)的功率。,54,泵的負(fù)流量控制,換向閥中位回油道上有節(jié)流孔，油通過這個節(jié)流孔產(chǎn)生壓差。將節(jié)流孔前的壓力引到泵變量機(jī)構(gòu)來控制泵的排量。,55,泵的負(fù)流量控制,負(fù)流量控制,全功率控制,,,56,泵的壓力切斷控制,泵輸出壓力在設(shè)定值以上時，使泵的流量自動減小，進(jìn)行壓力切斷控制，主要目的是進(jìn)一步減小高壓溢流損失。,P,Q,無壓力切斷控制,壓力切斷控制,Q大,Q小,,,,,,,,,,,順序閥,,57,泵調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)原理,（KAWASAKI）,58,59,伺服閥桿,伺服油缸,反饋連桿,驅(qū)動連桿,負(fù)流量控制閥桿,液壓交叉和電控閥桿,,,,,,,60,伺服閥桿,伺服油缸,反饋連桿,驅(qū)動連桿,負(fù)流量控制閥桿,液壓交叉和電控閥桿,,,,,,,,61,調(diào)節(jié)器杠桿機(jī)構(gòu)原理圖,與殼體固定鉸接點,液壓交叉和電控 壓力閥桿,伺服閥桿,大圓孔,圓柱銷,,,,負(fù)反饋,閥桿到位后固定不動,連接伺服油缸,,搖桿,導(dǎo)桿,,滑塊,,支點,,,,,,,,,,,,,伺服油缸的移動而帶動,,,62,液壓系統(tǒng)全功率控制 發(fā)動機(jī)與泵的功率匹配,發(fā)動機(jī)最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速×調(diào)速率（1.08～1.10）。 一般情況下帶動較大載荷后轉(zhuǎn)速降低150 ～200rpm。 發(fā)動機(jī)的飛輪功率：扣除發(fā)動機(jī)各種附件后飛輪凈輸出功率。 預(yù)留發(fā)動機(jī)的功率儲備：避免發(fā)動機(jī)遇到大的載荷時嚴(yán)重降速甚至熄火。 泵的功率設(shè)定：發(fā)動機(jī)飛輪功率× 88 ～ 92%。,63,發(fā)動機(jī)的 功率,扭矩,功率,油耗,扭矩和油耗,轉(zhuǎn)速,64,挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的主要部件,65,全功率變量雙聯(lián)主泵,66,主控制閥,67,液控?fù)Q向,T,先導(dǎo)來油,先導(dǎo)回油,P 主泵來油,,A,B,主閥桿,回位彈簧,單向閥,P,68,先導(dǎo)式主安全閥,P,T,導(dǎo)閥,調(diào)壓彈簧,主閥彈簧,主閥,節(jié)流孔,,,,,,69,主安全閥開啟狀態(tài),,,,P,T,導(dǎo)閥打開,主閥彈簧,主閥,節(jié)流孔,70,單向過載閥,A,T,導(dǎo)閥,調(diào)壓彈簧,節(jié)流孔（可變阻尼）,主閥,閥套,滑閥,71,過載閥開啟狀態(tài),可以向右滑動，抵住導(dǎo)閥錐部，變阻尼。,,A,T,72,單向閥開啟狀態(tài),閥套,T,A,節(jié)流孔,73,減壓閥式,T,A,B,先導(dǎo)泵來油,先導(dǎo)泵來油,封閉,手控先導(dǎo)控制閥,開口,閥桿,開口,封閉,回位彈簧,調(diào)壓彈簧,T,彈簧座,傳力桿,彈簧,推桿,壓盤,,,節(jié)流孔,,,面積b小,,面積a大,,KAWASAKI,74,閥桿受力平衡方程為 PA×（a － b ) ＝ 調(diào)壓彈簧力 因為閥在工作過程中的開口量變化很小，所以調(diào)壓彈簧力的變化也很小，根據(jù)閥桿受力平衡方程知道， PA的變化也很小。 從閥的工作過程看，出口壓力PA升高時閥桿向上移動，減小開口量，使出口壓力PA降低，保持PA不變。反之出口壓力PA降低時彈簧力使閥桿向下移動，增大開口量，使出口壓力PA升高，保持PA不變。 節(jié)流孔的作用是改善閥的操作性能，使閥的工作更加穩(wěn)定。例如，可以減小外界振動對閥操作的影響。,保持出口壓力穩(wěn)定的措施,75,減壓閥式手控先導(dǎo)控制閥,先導(dǎo)泵來油,回油箱,,,A1,A2,B2,B1,76,腳控先導(dǎo)控制閥,阻尼孔,先導(dǎo)來油,A,B,T,減壓閥式,鋼球,彈簧腔,彈簧,彈簧,推桿,,,阻尼活塞,,77,減壓閥式腳控先導(dǎo)控制閥,,阻尼器,,78,回轉(zhuǎn)馬達(dá),79,回轉(zhuǎn)減速機(jī),80,,兩級 行星減速,太陽輪輸入 行星輪架輸出,81,傳動簡圖,單排行星傳動,雙排行星傳動,輸入,輸出,輸入,輸出,速比＝1＋K,速比＝（1＋K1）×（ 1＋K2）,①,②,行星排特性參數(shù) K ＝內(nèi)齒圈齒數(shù)÷太陽輪齒數(shù),82,擺線針輪傳動簡圖,行星傳動,少齒差行星齒輪傳動 （擺線齒廓）,速比＝－Z1÷（Z2 －Z1） 當(dāng)（Z2 －Z1） ＝1，稱為一齒差,Z1,Z2,輸入,輸出,演變,,83,擺線針輪傳動原理,擺線輪中心,針輪中心,輸出,固定不動,輸入,84,擺線針輪傳動,4，5構(gòu)成插銷式偏心輸出機(jī)構(gòu),TEIJINSEIKI,一級直齒輪加擺線針輪減速機(jī),85,行走馬達(dá),設(shè)制動后左邊產(chǎn)生高壓，先a后b： 一級安全閥a的調(diào)定壓力為10.2MPa；二級安全閥b的調(diào)定壓力為41.2MPa。 如果制動后右邊產(chǎn)生高壓，則一級安全閥為b；二級安全閥為a。,a,b,86,行走馬達(dá) 控制閥,假設(shè)馬達(dá)A口進(jìn)油。 行走時打開單向閥327進(jìn)入馬達(dá)右腔。 同時通過節(jié)流孔進(jìn)入閥桿329使其左移，打開行走制動器油路，使行走制動器松開。這個動作還打開了馬達(dá)B口的回油路。 同時還通過右面安全閥 f1 的中間節(jié)流孔進(jìn)入緩沖活塞腔，將緩沖活塞381推到左側(cè)。此時安全閥 f1 有一個短暫的開啟動作。,節(jié)流孔,,,,,,,,,,,,,,,,,f1,,帝人制機(jī),87,行走馬達(dá) 控制閥,如果下坡時馬達(dá)超速，泵供油不及使A口壓力降低，閥桿329在彈簧力作用下向右移動，關(guān)小馬達(dá)的回油通道，從而限制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。所以閥桿329叫平衡閥。,閥桿右移,,,88,行走馬達(dá) 控制閥,A口不供油時馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動。而機(jī)器慣性影響使馬達(dá)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)的功能轉(zhuǎn)換為泵。主閥桿的封閉致使B口壓力升高，壓力油通過左安全閥 f 中間的節(jié)流孔進(jìn)入緩沖腔，推動緩沖活塞391右移，同時安全閥 f 打開向A腔補(bǔ)油，消除B口脈沖壓力的同時防止馬達(dá)A口吸空。 緩沖活塞是階梯結(jié)構(gòu)，壓力油作用面積是逐步增大的，可以進(jìn)一步起到緩沖作用。 緩沖活塞移動到最右端后，B腔壓力上升，左安全閥 f 完全關(guān)閉。 壓力進(jìn)一步升高時，B腔壓力作用在右安全閥 f1 上，安全閥 f1限制了馬達(dá)的最高壓力。這個壓力就是最大制動壓力。,節(jié)流孔,,,,,,,,,,f1,,,,,89,左安全閥 f,a,a,b,b,c,接緩沖活塞,重要提示：馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動時A口變?yōu)槲颓唬瑝毫ψ畹汀?馬達(dá)初始停止轉(zhuǎn)動時，馬達(dá)B口的壓力作用在左安全閥 f 的 a 口（整個圓面積），閥桿左移，將油泄到 b 口（注意 b 口與馬達(dá)的A口相通）。當(dāng)緩沖活塞移到最右端后，c 口壓力上升，由于閥桿的直徑差，在彈簧力和壓差力作用下閥桿右移，安全閥 f 關(guān)閉。此時的壓力叫做一級壓力。 這個過程很短暫，目的是消除B口的脈沖壓力，防止A口吸空。,a→b，開啟壓力10.2MPa,,C,,馬達(dá)B口來油,,泄到馬達(dá)A口,,直徑大,,直徑小,,,閥桿,隨著緩沖活塞移到最右端，該腔壓力逐漸升高。,,,,帝人制機(jī),90,右安全閥 f1,a,a,b,b,c,接緩沖活塞,直徑大,直徑小,重要提示：馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動時A口變?yōu)槲颓唬瑝毫ψ畹汀?安全閥 f 完全關(guān)閉后，馬達(dá)B口的壓力作用在右安全閥 f1 的 b 口（大直徑減去小直徑的環(huán)行面積），將油泄到 a 口（注意 a 口與馬達(dá)的A口相通）。此時的這個壓力叫做二級壓力，也就是最大制動壓力。 整個過程看出，正常行走時，該閥也有一個短暫的打開過程，但是馬上就關(guān)閉了。起到了啟動平穩(wěn)，制動時吸收壓力脈沖的作用。,b→a，開啟壓力41.2MPa,,C,,,,,馬達(dá)B口來油,,,泄到馬達(dá)A口,,該腔變?yōu)槲颓唬瑝毫ψ畹汀?,91,行走安全閥,節(jié)流孔,節(jié)流孔,孔,緩沖活塞,閥體,彈簧,閥桿,節(jié)流孔,滑閥,回油,壓力油,,,,,92,回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制回路,中位制動 延時閥,,回轉(zhuǎn) 防反轉(zhuǎn)閥,,過載保護(hù) 回轉(zhuǎn)制動 補(bǔ)油閥,,93,回轉(zhuǎn)安全閥（關(guān)閉狀態(tài)）,,T,節(jié)流孔,,,面積A1,面積A2,,差動閥桿,緩沖閥,,,,面積A3,,,面積A4,,面積A3 ＝環(huán)形面積＋ A2；面積A4 ＝ 環(huán)形面積；A1＞A2； A4＞A3 該狀態(tài)：差動閥桿 P1×（A1－A2） ＝F 緩沖閥 P1 ×（A4－A3） ＝F,彈簧力F,,P1,,,,94,,,T,,,,,當(dāng)P1壓力逐漸升高時，緩沖閥左移，A3 腔的油被迫從節(jié)流孔中擠出來，壓力逐漸上升。,閥桿右移打開,開啟并逐漸升壓狀態(tài),,,,彈簧力F增大,,P1升高,,,,95,全開啟狀態(tài),緩沖閥移動到最左端后，壓力上升至設(shè)定值。 該狀態(tài)：差動閥桿 P2×（A1－A2） ＝F＋Δ F 緩沖閥 P2 ×（A4－A3） ＝F＋Δ F,整個過程看出，正?；剞D(zhuǎn)時，該閥也有一個短暫的打開過程，但是馬上就關(guān)閉了。起到了啟動平穩(wěn)，制動時吸收壓力脈沖的作用。,P2,,,,,F＋Δ F,,,,,,,,時間,壓力,96,回轉(zhuǎn)安全閥（設(shè)計要點）,,T,節(jié)流孔,,,面積A1,面積A2,,差動閥桿,緩沖閥,,,,面積A3,,,面積A4,,面積A3 ＝環(huán)形面積＋ A2；面積A4 ＝ 環(huán)形面積； A1＞A2； A4＞A3 聯(lián)立各狀態(tài)方程解出： （A1－A2） ＝ （A4－A3） 彈簧力決定了開啟壓力和設(shè)定壓力，節(jié)流孔決定了壓力上升的時間。,彈簧力F,,P1,,,,97,回轉(zhuǎn)安全閥（關(guān)閉狀態(tài)）,A,T,T,節(jié)流孔,,緩沖閥,,可變環(huán)形縫隙,,,,,面積大,面積小,,差動閥桿,,,KAWASAKI,98,全開啟狀態(tài),A,T,T,閥桿,緩沖閥,可變環(huán)形縫隙節(jié)流,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,時間,壓力,隨著緩沖閥的右移，節(jié)流作用使該腔壓力逐漸升高。此時A腔壓力隨之上升，達(dá)到系統(tǒng)壓力設(shè)定值。,,,,整個過程看出，正?；剞D(zhuǎn)時，該閥也有一個短暫的打開過程，但是馬上就關(guān)閉了。起到了啟動平穩(wěn)，制動時吸收壓力脈沖的作用。,99,防反轉(zhuǎn)閥,中位,上閥,下閥,滑閥,彈簧,節(jié)流孔,油道,油道,油道,上下閥接觸 的距離很短,,100,上閥 作用面積小,下閥作用面積大,,,防反轉(zhuǎn)閥,馬達(dá) 初始 啟動 旋轉(zhuǎn),下閥向上頂起,,初始啟動時壓力比較高,,,,,,,,101,防反轉(zhuǎn)閥,馬達(dá) 正常 旋轉(zhuǎn),,,,,,,,,,,滑閥底部有油壓作用向上推,鋼球被頂上去,,這腔有 油壓,,系統(tǒng)低于最高啟動壓力后，上下閥被彈簧一起推下來,,,,節(jié)流的原因使下閥下降快，上閥下降慢。從初始啟動到正常運轉(zhuǎn)會有少量泄漏。大量的進(jìn)油使這個過程很短，人感覺不到。,,102,防反轉(zhuǎn)閥,制動,,,,,,,,,,,高壓,低壓,慣性,,這腔有 油壓,,滑閥底部有油壓作用向上推,,鋼球被頂上去,,高壓時下閥 被頂上去,,103,防反轉(zhuǎn)閥,卸壓 互通,,,回轉(zhuǎn)將停止 時壓力降低,,無阻尼下降 回位的快,有阻尼下降 回位的慢,,阻尼孔,,,,兩閥桿分開 而導(dǎo)通油道,,,閥桿移動與 左面同樣道理,,鋼球一直被 油壓頂在上面,卸壓互通,,,,104,反轉(zhuǎn) 卸壓,防反轉(zhuǎn)閥,慣性反轉(zhuǎn),高壓,低壓,,,,油壓將鋼球 頂?shù)缴隙?,油壓將鋼球 壓到下端,,105,防反轉(zhuǎn)閥使用效果,,時間,壓力,,,,,,,沒有防反轉(zhuǎn)閥,,有防反轉(zhuǎn)閥,,106,計算機(jī)全功率控制 國家863計劃項目：智能化挖掘機(jī) 主要體現(xiàn)：司機(jī)單（電控）手柄操作與工作裝置行為軌跡控制。例如，平整場地和開挖邊坡。 運用信號處理技術(shù)、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在線辯識駕駛員作業(yè)意圖的方法，建立功率匹配決策的智能化,柳工挖掘機(jī) 液壓和電子控制的研究方向,107,電子控制液壓系統(tǒng),,計算機(jī)控制器,先導(dǎo)泵,主泵1,主泵2,柴油機(jī)速度傳感器,油門執(zhí)行器,反饋傳感器,監(jiān)視器,柴油機(jī)速度旋鈕,電比例減壓閥,泵壓力傳感器,泵壓力傳感器,108,電子控制液壓系統(tǒng),,電子控制液壓系統(tǒng)簡稱電控系統(tǒng)，它監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。隨著外載荷增大，泵的功率增加，發(fā)動機(jī)的負(fù)荷也隨之增大。當(dāng)外載荷增大致使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低時，電控系統(tǒng)起作用，它自動調(diào)小泵的起調(diào)壓力，減小泵的功率，也就減小了發(fā)動機(jī)的負(fù)荷，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常。 隨著使用工況的不同，可以任意人為設(shè)定泵的功率，最大限度地發(fā)揮機(jī)器的使用范圍。,109,電液比例型控制系統(tǒng)（閉環(huán)）,,,,,電子 放大器,比例 電磁鐵,執(zhí)行 元件,,負(fù)載,,反饋測量元件,,電液比例閥組成：比例電磁鐵（電-機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置）＋液壓控制閥本體 電-機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置：將輸入的電信號按比例地連續(xù)地轉(zhuǎn)換為機(jī)械力和位移輸出。 液壓閥本體：接受這種機(jī)械力和位移的輸出按比例地連續(xù)地輸出壓力或者流量。,,,電液比例閥,液壓 控制閥,,,,,,正,負(fù),差值,●,,,,,110,這兩個例子中電液比例閥的組成為： 將開關(guān)或定值型控制閥的手控部分改為比例電磁鐵（電-機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置）。 電液比例閥按用途分為四類： ⑴電液比例壓力閥⑵電液比例流量閥 ⑶電液比例換向閥⑷電液比例復(fù)合閥,電液比例閥,111,由電子放大器驅(qū)動并且一起配套供應(yīng)。它的作用是：把輸入的電信號轉(zhuǎn)換成一定的位移，此位移通過液壓閥可以壓緊或放松一個彈簧，或者可以移動一個閥桿。 與一般的通斷型電磁鐵的主要區(qū)別在于普通電磁鐵是變氣隙的，比例電磁鐵的氣隙在一定范圍內(nèi)恒定，保證了電磁引力恒定，而且不同的電流可以對應(yīng)不同的引力。轉(zhuǎn)換到壓力或流量與電流的關(guān)系，就是不同的電流對應(yīng)不同的壓力和流量。,比例電磁鐵的特性,112,電液比例閥的特點： 能實現(xiàn)自動連續(xù)控制、遠(yuǎn)程控制和程序控制。 把電的快速性、靈活性與液壓傳動力量大的優(yōu)點結(jié)合起來，能連續(xù)地、按比例地控制液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的力、速度和方向。 技術(shù)上容易掌握，工作可靠，價格相對較低。 對于位置控制或需要提高系統(tǒng)性能時可以用于負(fù)反饋的閉式系統(tǒng)。,電液比例閥在挖掘機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,113,KAWASAKI 電液比例減壓閥 （失電常開）,電信號,,114,電液比例減壓閥 （失電常開）,Psv,A,T,,得電后,固定,,彈簧,,直徑大,直徑小,開口,,穩(wěn)定出口壓力措施：看A口壓力的變化。當(dāng)A口壓力升高時，由于閥桿的面積差，在油壓作用下閥桿向下移動，減小開口，使A口壓力降低。當(dāng)A口壓力降低時，在彈簧力作用下閥桿向上移動，增大開口，使A口壓力升高。,,,,115,電液比例減壓閥,液壓交叉控制,? P= P1＋P2 ＋Psv,電控,,,,,,KAWASAKI 雙泵電控,116,KAWASAKAI雙泵電控,電比例減壓閥是失電常開型，失電時引入的先導(dǎo)泵壓力最高，泵的功率最?。?電比例減壓閥得電后，隨著電流的逐步增大，引入的先導(dǎo)泵壓力逐步減小，泵的功率逐步增大。,,100,,不用,,117,KAWASAKAI 雙泵電控,泵的功率隨電比例減壓閥輸入電流的變化曲線。,,,輸入電流在0～100mA時不呈線性變化規(guī)律，因此不用這一段曲線。,,118,泵的功率設(shè)定及其跟隨,,,P,Q,,,泵的全功率曲線,,,,,泵功率跟隨,模式Ⅰ 泵功率最大,,,,,,,泵功率跟隨：泵最大轉(zhuǎn)速時流量和功率最大。隨外載荷增大電控系統(tǒng)使泵的功率減小。 泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，泵的實際流量也將發(fā)生變化，此時電控系統(tǒng)可以給泵設(shè)定一個固定的功率。,,,,,,,模式Ⅱ不跟隨 設(shè)定泵的固定功率,,119,謝謝各位！,希望大家對液壓挖掘機(jī) 有一個初步的了解和認(rèn)識,120,