挖掘机负流量液压系统的控制特性分析

液压系统的控制特性分析与优化引言液压系统作为一种广泛应用于各个领域的工程控制技术，其控制特性的分析与优化是重要的研究课题。

本文将从液压系统的基本原理出发，探讨液压系统的控制特性，并提出一些优化的方法。

一、液压系统的基本原理液压系统是利用液体传递压力和能量的一种控制系统。

其基本元件包括液压泵、阀门、执行器等。

液压泵通过驱动液体产生压力，并通过阀门的控制传递给执行器，完成工作任务。

液压系统的优点包括传递力矩大、结构紧凑、反应快等。

二、液压系统的控制特性分析1. 压力控制特性液压系统中，压力是一个重要的参数。

通过控制液压系统的压力，可以实现力、速度等多种控制要求。

压力控制的特性包括响应速度、精度、波动性等。

通过对液压系统中的压力控制回路进行分析，可以找出影响压力控制特性的因素，进而优化系统。

2. 流量控制特性在液压系统中，流量控制是另一个重要的参数。

通过控制液体的流量大小，可以实现液压系统的速度、位置等控制要求。

流量控制的特性包括响应速度、稳定性等。

分析流量控制特性及其影响因素，对液压系统的控制性能优化具有重要意义。

3. 温度控制特性液压系统在工作过程中往往会产生大量的热量，温度的控制是一个重要的问题。

高温会影响液压系统的工作性能，甚至烧坏液压元件。

因此，对液压系统的温度控制特性进行分析，并提出相应的优化措施，对保障液压系统的正常工作至关重要。

三、液压系统的控制特性优化对于液压系统的控制特性分析后，我们可以采取一些优化措施，提高液压系统的控制性能。

1. 优化液压元件的设计通过优化液压元件的设计，如流通通道的设计、密封件的选用等，可以减小元件的内部泄漏，提高系统的控制精度。

2. 使用高性能液压油液压油作为液压系统的血液，对系统的工作性能有重要影响。

选择适合的高性能液压油，可以提高系统的工作效率和稳定性。

3. 合理选择控制阀在液压系统中，控制阀的选择很重要。

不同的控制阀对流量、压力的控制有不同的特性。

根据实际需求，合理选择合适的控制阀，可以提高系统的控制精度和响应速度。

挖掘机正流量控制系统是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。

执行元件不工作的时候，油泵上没有先导压力，斜盘摆角最小，油泵只输出少量的备用流量。

操纵先导手柄，则液压先导回路中建立起与手柄偏转量成比例的压力来控制换向阀阀芯的位移和泵的排量。

挖掘机油泵的流量和由此产生的执行元件的工作速度与先导压力-控制压力成正比例。

挖掘机负流量控制系统，也是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：按主操纵阀回油量的大小即主操纵阀阀后节流孔前建立相应的控制压力调节主油泵的排量。

主油泵的排量与该控制压力成反比。

挖掘机正流量液压系统对于一些业内人士来讲可能比较陌生，其主要特点是主泵的排量与先导操作手柄输出的信号压力成正比。

主控制器根据先导压力信号及其变化趋势判断执行器的流量需求及其变化趋势，并据此对主泵排量实施调节，以使系统的流量供应能够动态跟随执行元件的流量需求，实现系统流量的实时匹配，达到“所得即所需”。

该系统相对负流量系统中位流量损失小，相对负载敏感系统则可靠性高，复合动作更节能。

该系列机器比其它机型工作效率提高了8%左右，能耗下降了10%左右挖掘机负流量控制系统是指液压泵输出油液通过操纵阀(换向阀)阀杆的控制将油分成两部分：一部分去液压缸或液压马达，是有效流量，另一部分通过阀中位回油道回油箱，为浪费的流量。

为控制这部分浪费流量，使它保持在尽可能小的范围内，在操纵阀中位回油道上加一个节流孔，通过节流孔产生压差，将节流口前压力引至泵排量调节机构来控制泵的排量。

通过节流孔的流量越大，则节流口前先导压力越大，泵排量越小。

泵变量机构的控制压力(先导压力)与泵排量呈反比关系，故称为负流量控制。

这种控制方式能减少流量损失。

您现在明白挖掘机流量的正控与负控了吗？。

《挖掘机分布式泵控液压系统特性研究》篇一一、引言随着现代工程机械技术的飞速发展，挖掘机作为典型的土方工程机械，其液压系统设计直接影响设备的作业性能、工作效率及能效比。

其中，分布式泵控液压系统是当前挖掘机领域的重要技术研究方向，其通过采用多路独立控制的液压泵，实现挖掘机各执行机构的独立控制，有效提高了挖掘机的作业效率和动力性能。

本文旨在研究挖掘机分布式泵控液压系统的特性，为相关技术研究和应用提供理论支持。

二、挖掘机分布式泵控液压系统概述挖掘机分布式泵控液压系统是一种先进的液压控制系统，它通过多个独立的液压泵来控制挖掘机各执行机构的动作。

该系统具有较高的控制精度和灵活性，可以满足挖掘机在不同工况下的作业需求。

同时，分布式泵控液压系统还能有效降低设备的能耗，提高挖掘机的能效比。

三、挖掘机分布式泵控液压系统特性分析1. 独立控制特性分布式泵控液压系统采用多路独立控制的液压泵，每个液压泵都配备独立的控制系统，可以实现各执行机构的独立控制。

这种独立控制特性使得挖掘机在作业过程中能够根据实际需求灵活调整各执行机构的动作，提高作业效率。

2. 高控制精度分布式泵控液压系统采用先进的电液比例控制技术，可以实现高精度的控制。

通过精确控制液压泵的流量和压力，可以确保挖掘机各执行机构的动作准确、平稳，提高作业质量。

3. 节能环保相比于传统的液压控制系统，分布式泵控液压系统具有较高的能效比。

通过优化液压系统的设计，可以有效降低设备的能耗，减少排放，符合当前节能环保的要求。

4. 适应性强分布式泵控液压系统可以适应不同工况下的作业需求。

在面对复杂的土方作业环境时，该系统能够根据实际需求调整各执行机构的动作，保证设备的稳定性和可靠性。

四、挖掘机分布式泵控液压系统的应用及发展趋势目前，挖掘机分布式泵控液压系统已广泛应用于各类挖掘机中。

随着技术的不断发展，该系统的控制精度和能效比将不断提高，进一步推动挖掘机行业的发展。

未来，挖掘机分布式泵控液压系统将更加注重智能化、自动化和绿色化的发展方向，为工程机械行业带来更多的创新和突破。

挖掘机常用系统-负流量系统介绍作者：Stonelet 2009-5-31挖掘机常用系统类型较多，从不同的角度可得出不同的名称。

如有定量系统、变量系统；恒功率控制、变功率控制；转速感应控制、压力感应控制；负流量控制、正流量控制、负荷敏感控制等。

很多初学者在刚刚接触到这些术语时，都会晕！挖掘机液压系统在工程机械中属复杂的那类，所以与其有关的技术也比较多；这是造成挖掘机液压系统专用名词多的一个重要原因。

但随着对挖掘机液压技术学习的深入，大家会发现其实各种技术主要是关于“发动机-液压泵-负载”这个能量传递链的；其中负流量控制、正流量控制、负荷敏感控制即是从“液压泵-负载”环节中两者匹配而产生的术语。

在上述三种挖掘机系统中，以采用负流量液压系统的挖掘机居多。

下图1为挖掘机负流量液压系统原理图。

虚线框为主控阀，为简化问题图1中只画出了一个回路，在实际中应有多个回路，如动臂回路、斗杆回路、铲斗回路、行走回路、回转回路等。

从图中可以看出该液压系统为进油节流、回油节流、旁路节流调速回路的复合应用。

实际当中A、B、C三个节流阀是联动关系，其结构通常为一个三位流通滑阀形式，滑阀的位置由先导油来控制。

当滑阀处于中位时，节流阀C开口面积最大，A、B完全关闭，主泵排出的油均由旁路返回油箱。

当滑阀处于左位或右位即油缸小腔或大腔进油，C几乎完全关闭，主泵排出的油几乎全由工作油路返回油箱。

根据节流特性，当流经节流口D的流量越大，Pn点的压力也就越大。

该负流量液压系统通过压力Pn来控制主泵的排量，也即用通过旁路的流量，来控制主泵的排量。

为了使得主泵排量与负载相适应，当Pn 增大时（即旁路流量增大），说明系统有许多的压力油从旁路卸载即出现了流量富余，故此时应该减少主泵的排量。

与此相反，当Pn 减小时说明系统出现了供油不足现象，此时应增加主泵的排量。

负流量液压系统即是基于以上思想而设计的。

从某种意义上来说，负流量系统也是一种负载感知系图 1 挖掘机负流量液压系统原理图图 2 挖掘机负流量系统实例。

挖掘机液压系统的流量控制方法研究随着机械化水平和工程技术的不断提升，挖掘机已经成为了现代建筑中不可或缺的重要工具之一。

而在挖掘机的各个功能模块中，液压系统扮演着至关重要的角色。

液压系统可以通过传递压力和流量，驱动各种液压执行机构完成工作。

挖掘机液压系统的流量控制方法是该系统运转过程中的重要问题，对于提高挖掘机的工作效率和便利程度都有着不可或缺的作用。

一、挖掘机液压系统流量的控制方法1. 手动控制方法：这种方法是最为简单的一种控制方法，通常在早期的挖掘机中被广泛应用。

手动控制方法通常是由操纵杆操作，通过调整液压泵的容积，来控制液压系统的流量。

这种方法随着技术的不断提高，逐渐被机械控制、电子控制和比例控制所替代。

2. 机械控制方法：这种方法是在手动控制方法基础上的一种升级版，它采用了机械传动装置，采用相对刚性的机械传动来控制液压系统流量。

这种方法的好处是结构比较简单，易于维修和更换，但是无法实现流量自适应和流量调节。

3. 电子控制方法：随着计算机技术和传感器技术的不断发展，电子控制方法逐渐被广泛应用。

电子控制方法通过传感器对流量和压力进行在线监测，然后通过计算机控制来实现液压系统流量的控制。

这种方法的好处是可以实现流量自适应和流量调节，但是相对于机械控制方法来说，电子控制方法的成本和维护难度都比较大。

4. 比例控制方法：比例控制方法又称为比例液压控制技术，是一种结合了机械传动和电子技术的先进液压控制方法。

比例控制方法利用比例电磁阀来控制节流元件的开度，从而实现流量的调节控制。

这种方法的优势在于既可以兼顾机械控制的稳定性和简单性，同时也可以实现电子控制的流量自适应和流量调节。

二、挖掘机液压系统的流量控制应用实例1. 挖掘机工作如果不能精确地控制油液流量，很难保证机械的工作效率和精度。

通过采用比例控制方法，可以精确地控制挖机的液压系统流量，从而保证机械的工作效率和精确度。

2. 在矿山和采石场等大型场景下，挖掘机的工作时间比较长，如果采用手动控制或者机械控制方法容易造成工人疲劳和系统失灵。

目前我国（非外资企业）大多采用负流量控制系统（开中心），而国外先进厂大多改用中位闭式压力补偿多路阀系统。

下面就这两种的工作原理及其优缺点进行分析。

开中心液压系统采用六通多路阀，各操纵阀的结构简图和液压符号如图 1 所示。

操纵阀在中位时泵压力油P 通过直通油道 D，经过各阀，最后回油箱 T，执行器动作时P→D 的阀口逐渐关小，P→A 和B→T 的阀口逐渐开大。

其调速是采用旁路回油节流和进油节流的组合，其调速作用是通过阀杆节流，控制去油缸和回油箱的开口量来实现的，如图 1（c）所示。

由于是靠回油节流建立的压力来克服负载压力，因此调速特性受负载压力和油泵流量的影响。

开中心油路油缸起动的阀杆行程与负荷压力、泵流量有关。

负荷压力愈高，泵流量愈小，阀杆死行程愈大（死区大）。

负荷压力愈高，泵流量愈小，调速区域愈小。

轻负荷时，流量调整行程大，操纵性能好。

重负荷时，流量调整行程小，操纵性能差。

速度调整操纵不稳定，阀杆操纵行程不变，但随负荷变化和泵流量变化，则油缸速度会产生变化。

挖掘机工作过程负载压力是不稳定的，随时变化着的，液压泵的流量也在不断变化，因此使其调速性能很不稳定，操纵困难。

开中心油路操纵性能的另一缺点是：当一泵供多个执行器同时动作时，因是向负载轻的执行器流动，需要对负载轻的执行器控制阀杆进行节流，特别是像挖掘机这类，各执行器的负荷时刻在变化，但又要合理地分配流量，以便相互配合实现所要求的复合动作，是很难控制的。

开中心油路第三个缺点是：要满足液压挖掘机各种作业工况要求，同时实现理想的复合动作，是很困难的。

例如，双泵合流问题：挖掘机实际工作中，动臂、斗杆、铲斗都要求能合流，但有时却不要求合流，但对开中心油路来说，要实现有时合流，有时不合流是很困难的。

各种作业工况复合动作问题：例如：掘削装载工况，平整地面工况，沟槽侧边掘削工况等，如何向各执行器供油，向那个执行器优先供油，如何按操作者的愿望实现理想的配油关系也是很困难的。

所谓正负流量控制,说的是泵的控制方式。

负流量控制是通过负载返作用于泵，控制泵的排量，从而实现有动作时流量大，无动作时流量小。

正流量控制是人为控制泵的排量，需要大流量时就控制着输出一个大流量，需要小流量就控制着输出一个小流量。

液压系统中所有的控制都是由阀执行的。

简单的来说正负流量控制是指变量泵通过压力控制得到所需流量，负流量控制就是随着液控压力提高，泵摆向较小的排量。

正流量控制就是随着液控压力提高，泵摆向较大的排量。

挖掘机上为了更有效地利用发动机的功率通常都采用恒功率变量泵，所谓的恒功率变量泵通俗一点说就是泵的压力与泵的流量的乘积是一个常数，如果这个数值大于发动机的功率时就会出现我们常说的憋车。

所以每个设计者就其设计思想来说，都必须是使整个液压系统的功率无限接近发动机的功率而又绝对不能大于发动机的功率。

挖掘机的恒功率控制在挖掘机的恒功率控制上分为两个部分:一是泵内部的功率控制:他是根据本泵的输出压力和他泵(另一个泵)的输出压力对泵的排量进行的控制,当压力升高时,泵的排量随之减小;当压力降低时,泵的排量随之增大;如果系统的压力低于先导压力时则引入先导压力对其排量进行控制.无论是对于正流量还是负流量, 就此一部分而言,不管是从理论上还是从结构上都没有什么不同,也就是说在此部分没有什么正流量和负流量之分.这是液压泵恒功率控制的主体,在此不作讨论. 二是外部信号对泵的功率的控制:这里说的外部信号是指先导操作系统,主压力系统,发动机系统等等等等一切与泵的功率控制有关的信息的综合.在负流量中是负压信号和其它信号的综合,在正流量中是正压信号和其它信号的综合.这两个其它信号也没有什么不同,关键就在于负压信号和正压信号的区别.我们知道,在挖掘机上,各执行元件的速度会随操作手柄的行程的变化而变化,液压系统会根据这种变化对其排量进行控制,负流量和正流量的区别就在于这种变化的信号采集位置的不同.什么是负流量控制系统？手柄行程越大,对应的二次先导压力也会越大,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越大, 与之对应, 主阀芯的开启度越大,主油路分向执行元件的油越多,执行元件的速度就会越快,通过中位流经负压信号发生装置的油越少,负压信号的压力值就会越小;反之如果手柄行程越小,对应的二次先导压力也会越小,由二次先导压力控制的主阀芯的开启度也会越小, 与之对应, 主阀芯的开启度越小,主油路分向执行元件的油越少,执行元件的速度就会越慢, 通过中位流经负压信号发生装置的油就越多,负压信号的压力值就会越大.液压泵根据负压信号的压力值的大小来对其排量进行控制.这就是负流量控制.他的信号采集点是主油路中主控制阀的出口处什么是正流量控制系统？正流量控制系统，是力士乐上世纪80年代的技术，主要特点是：操纵手柄的先导压力不仅控制换向阀，还用来调节油泵的排量。

设备挖掘机构机械液压系统的分析及控制研究1. 引言1.1 研究背景研究背景：随着建筑、交通、矿山等行业的快速发展，对挖掘机的需求日益增加，挖掘机的工作环境和工作任务也变得越来越复杂。

传统的机械传动方式在满足高效工作的同时存在效率低、噪音大、维护成本高等问题。

而液压传动系统具有体积小、传动效率高、传动平稳等优点，成为现代挖掘机主要的传动方式。

研究挖掘机构机械液压系统的组成、工作原理、性能分析和控制方法具有重要的理论和应用意义。

本文将围绕这一问题展开深入研究，为挖掘机的性能提升和应用推广提供理论支持和技术指导。

1.2 研究意义通过深入研究挖掘机构机械液压系统的组成和工作原理，可以更好地了解其工作机理，为优化设计和改进提供理论基础。

对液压系统的性能分析可以帮助我们评估系统的工作效率、能耗情况，进而优化系统结构和工作参数，提高挖掘机构的工作效率和稳定性。

研究液压系统的控制方法可以为提高挖掘机构的精度、速度和负载能力提供技术支持，进一步提升挖掘机构的工作性能和安全性。

对挖掘机构机械液压系统的分析及控制研究不仅具有重要的理论意义，而且对于提高挖掘机构的工作效率和安全性具有实际应用价值。

希望本研究能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供参考和启发，促进液压技术在挖掘机构中的进一步应用和发展。

2. 正文2.1 挖掘机构机械液压系统的组成和工作原理挖掘机构机械液压系统是挖掘机的核心部件之一，它通过液压传动实现各种动作的执行。

液压系统主要由液压油箱、液压泵、液压缸、液压控制阀、液压马达、管路和连接件等几个基本部件组成。

1. 液压油箱：液压油箱用来存放液压油，保持液压系统的润滑和冷却。

液压油箱还起到沉淀杂质、消除气泡和冷却液压油的作用。

2. 液压泵：液压泵是液压系统的动力源，它将机械能转换为液压能，为液压系统提供动力。

4. 液压控制阀：液压控制阀用来控制液压系统中液压油的流向、压力和流量，实现各种动作的顺序控制。

5. 液压马达：液压马达是液压系统中的执行元件，它通过接收液压油的动力驱动机械设备运动。