液压挖掘机负载敏感液压系统能耗特性研究

负载敏感系统具有良好的多执行器并行控制特性和高的能量效率,被广泛应用于中小型工程装备和工业设备中。目前主要有阀前补偿系统和抗流量饱和阀后补偿系统两种。为了更好地研究负载敏感工作特性和能量效率,在详细对比分析这两种系统的结构和工作原理的基础上,对其进行建模,研究在单执行器和多执行器复合动作时系统的工作特性和能量效率,为系统的选用和设计提供参考。研究表明:阀后补偿系统多路阀结构紧凑,负载补偿阀兼具梭阀作用,不用专门布置梭阀网络,但是由于阀芯上节流控制段和换向段分开,系统能耗相对较大。     

负载敏感多路阀LS卸荷油路特性分析

负载敏感液压系统中,为防止多路阀处于中位时LS反馈油路困油导致系统憋压,通常需对多路阀处于中位时的LS反馈油路进行回油卸荷。分析4种不同负载敏感多路阀及系统LS中位卸荷油路的工作原理及特性。并以起重机卷扬起升系统为研究对象,理论分析了LS反馈油路为固定阻尼孔卸荷形式的多路阀负载敏感系统流量和压力特性,并进行了仿真和试验验证。     

混合负载敏感控制系统特性研究

负载敏感液压控制系统在多执行器复合工况下,液压泵容易出现流量饱和工况,使得系统的负载敏感特性较差。针对上述问题,设计一种混合型压力补偿液压控制系统,建立该系统的数学模型和AMESim仿真模型,进行理论和仿真分析。结果表明:混合型负载敏感压力补偿系统定差阀前置支路具有大流量优先特性,且液压泵出现流量饱和时,在满足流量优先的条件下,剩余流量能够按照比例进行分配,实现抗流量饱和。研究结果为负载敏感压力补偿系统的设计提供参考。     

阀后补偿负载敏感液压系统优化设计及AMESim仿真研究

针对传统阀后补偿负载敏感液压系统较低压力侧压力补偿阀工作时温升高、使用性能及寿命低等缺点,提出一种两个液阻并联分流的改进阀后补偿负载敏感液压系统。利用AMESim仿真软件建立该系统的模型并进行仿真研究。结果表明:在相同工况下,改进后的负载敏感系统能够根据需要灵活降低单个压力补偿阀上的能量损耗,提高系统及元件的性能和使用寿命。所得结论为阀后补偿负载敏感液压系统的优化设计提供了参考。     

基于AMESim的液压挖掘机LUDV系统仿真分析

负载独立流量分配(LUDV)因其抗流量饱和及节能广泛应用在液压挖掘机上,但因阀口开启或负载交替变换成为系统最高压力时,会产生一定的液压冲击。针对这一问题,分析LUDV控制原理,并根据LUDV系统以AMESim为平台建立模型,给定交替变化负载信号,对多路阀、补偿阀进出口压力流量特性进行仿真分析。结果表明:建立的模型是正确的;适当增加压力补偿阀弹簧刚度、适当减小补偿阀阀芯最大位移及适当扩大节流口直径可减弱液压冲击,提升系统的稳定性。     

基于AMESim的M4系列负载敏感比例多路阀动态特性的研究

介绍了M4系列负载敏感比例多路阀的结构特点和工作原理,并在AMESim软件中建立该阀的相应模型,通过对其动态特性进行仿真可知,在单泵负载敏感比例多路阀液压系统中,当系统提供的流量充足时,多路阀的各负载联流量对负载的变化不敏感;当系统提供的流量不足时,多路阀的小负载联在负载变化时流量变化不大,大负载联在负载变化时流量变化较大。在采用双泵合流供油液压系统中,可在系统流量不足时双泵同时工作,避免因流量不足引起负载联的运动出现滞后及停止。通过仿真分析,深入了解M4系列负载敏感比例多路阀的动态特性,为其在液压系统设计及使用过程提供相关参考依据。所建立的模型为其他类型的负载敏感比例多路阀的模型建立、参数优化及设计开发提供了参考,具有一定的实用价值。     

负载敏感液压系统节能设计及AMESim仿真分析

阀后补偿负载敏感液压系统中关键元件压力补偿阀通过阀前后补偿压差来调节流量,因而会造成一定的能量损失,降低系统效率的同时元件使用性能及寿命也大大降低。鉴于此,提出一种以串联液阻分压来降低补偿压差的节能阀后补偿负载敏感液压系统。利用AMESim仿真软件建立仿真模型并进行仿真分析。结果表明：在相同的工况下,改进后的负载敏感系统,能够降低工作时压力补偿阀的能量损耗,提高系统及元件的性能及使用寿命。所得结论为阀后补偿负载敏感液压系统的优化设计提供了参考。     

比例多路阀结构探析

提出一种多联比例多路阀结构.此结构中,通过多联先导控制比例阀的组合,采用闭环控制形式,实现了负载敏感控制功能、负荷独立控制功能、压力补偿控制等功能,并对各个功能进行了分析.     

起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统研究

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。     

电机械执行器驱动压差可控型多路阀特性研究

现有负载敏感多路阀,由于压力补偿器受到液动力等因素的影响,存在流量控制精度低等问题。以阀后补偿多路阀为研究对象,应用补偿压差调控原理,设计由伺服电机与滚珠丝杠组成的电-机械压差控制单元,增设于压力补偿器之上,构建新型压差可控型多路阀。阐明新型压差可控型多路阀的工作原理,在SimulationX仿真平台上建立了多路阀联合仿真模型,进行仿真分析。结果表明:伺服电机采用转矩控制模式,控制电机输出转矩,对补偿器阀芯施加附加力,可以在0~3.5 MPa范围内对主阀节流口压差进行连续控制;而且可以对液动力进行估算与补偿,提高了流量的控制精度;此外,在电-机械压差控制单元非控制和控制两种状态下,伺服电机转动惯量越小,滚珠丝杠导程越大,对补偿器响应特性影响越小,压差控制动态响应越好。     

挖掘机工作装置中多路阀的研究

由于挖掘机挖掘工况的不确定性,会出现泵供油不足的情况.针对这种情况,力士乐公司开发了负载独立流量分配系统.对负载独立流量分配系统中的多路阀进行了研究,建立了多路阀数学模型,并利用仿真软件MATLAB/SIMU-LINK进行了仿真.通过仿真分析了液压油通过多路阀的流量分配特性和多路阀结构参数对流量分配的影响,为多路阀的结构参数的设计提供依据.     

负载敏感比例多路阀的建模与仿真

为了分析泵车臂架液压系统,有必要对泵车臂架液压系统的关键元件负载敏感比例多路阀进行建模与仿真分析并获取其动态特性。根据某型混凝土泵车的臂架液压系统所采用的负载敏感比例多路阀的工作原理,通过多学科领域建模、仿真、分析软件Simulation X建立了该阀的仿真模型,并对此阀进行了动态仿真。结果表明:该阀与实际运行状态一致,并且建模方法简单。     

压力补偿在高空作业车同步动作上的应用

针对高空作业车双缸同步控制精度不高和多执行器同时动作时出现流量不足的现象,采用压力补偿阀使双缸的负载相同,在多执行器同时动作时充当负荷均衡阀使系统对流量具有抗饱和性能。用电液控制阀调节执行器的速度以达到节能的目的。运用AMESim软件进行仿真,为优化压力补偿在系统中的运用提供了理论依据。     

比例控制回路压力补偿分析

针对带压力补偿功能的比例控制回路中传统单级补偿阀弹簧可调性差引发流量控制方式单一的问题,研究一种基于变压差压力补偿原理的比例控制手段。以一种带新型变压差压力补偿单元的马达控制回路为研究对象,针对控制回路进行仿真,获取仿真环境下比例控制阀流量及压力的变化规律,揭示负载发生变化时,带变压差压力补偿单元的比例阀控制回路系统的抗干扰特性和调速机制。最后比对实验结果并对仿真模型的正确性进行验证。结果表明：研究的变压差压力补偿回路相比传统单级压力补偿回路性能更优,可通过调节压力补偿阀先导元件的设定值使比例控制回路拥有更大的流量调节范围。     

基于Modelica的泵车负载敏感型比例多路阀的建模与仿真

分析混凝土泵车臂架系统负载敏感型比例多路阀的结构、功能和主要技术参数,阐述该多路阀的建模目标和难点。基于多领域统一建模语言Modelica,提出一种新的多路阀模型构建方法。利用Mworks平台搭建该多路阀的模型结构并设置主要参数,并进行实例工况仿真分析。结果表明:这种多路阀建模方式简洁明了,较为贴近实际,且模型具有较高的仿真效率。     

农用机械负载敏感分流同步驱动仿真研究

为提高农用机械偏载启动和负载突变行驶的同步精度,提出一种农用机械负载敏感分流同步驱动系统,该系统同时具有负载敏感系统和分流阀的优点。分析该系统的液压工作原理、压力补偿原理和分流原理,对系统进行建模与仿真,分析系统的同步性和鲁棒性。仿真结果表明：该系统具有响应速度快和同步精度高的优点,在偏载启动时,无论多路阀全开还是半开,液压马达均能在0.9 s内达到稳定转速,且稳定后同步误差小于2 r/min。该系统具有较好的鲁棒性,当负载发生突变时,系统能在0.7 s内达到稳定的目标转速。该系统能够适应农用机械偏载启动和负载突变的工况,满足现代农用机械在行驶过程中所要求的高直线行驶性、高准确性需求。     

具有压差-位移检测装置的多路阀特性研究

相较负载敏感系统，采用泵阀协同压力流量复合控制系统时流量控制更加精准，系统压损更小。但采用压力传感器检测阀口前后压差、实时调节阀口开度来实现流量精准调节，当阀口压力高频波动时会引起阀芯振荡，从而导致压力冲击和流量不稳定。针对这种情况，提出一种提高系统阻尼比的压差-位移检测装置，实现在压力高频波动时抑制阀芯振荡以提高系统稳定性。利用AMESim软件建立电子压力补偿的控制系统模型并验证；建立具有该装置的控制系统仿真模型，通过仿真研究该装置对系统特性的影响。结果表明：该装置中的弹簧刚度、黏性阻尼系数、活塞质量对系统特性的影响依次减小；当负载频率小于50 Hz时，不采用压差-位移检测装置可以保证流量的稳定以及准确；当负载频率为50～80 Hz时，采用压差-位移检测装置的输出流量的波动减小了15%～30%;主阀芯的振荡减小了约85%。     

对流量补偿电液负载模拟器的研究

针对多余力影响电液负载模拟器加载精度的问题,增加了流量补偿回路。由于运动的承载系统强迫负载模拟器跟随其运动产生多余力,而多余力是影响电液负载模拟器跟踪精度的主要因素。利用流量补偿速度回路、伺服阀力回路分别控制负载模拟器速度和输出力,从结构上实现力与速度的解耦,消除被测系统主运动对电液负载模拟器加载精度的影响。利用阀口压差对速度回路中的伺服阀流量进行修正,以消除压降对流量的影响从而提高流量补偿回路动态性能。基于PID控制建立系统数学模型并搭建物理仿真模型,通过理论分析和仿真结果分析证明该方案具有可行性。     

可控压力补偿器提高比例流量阀的流量特性研究

现有调速阀多采用连接压力补偿器的方法来控制输出流量,但普通压力补偿器由于受液动力的影响,补偿压差难以维持定值,导致调速阀流量控制特性较差,且流量阀本身由于非线性因素的影响也会导致其流量输出精度偏低。提出一种调速阀的电控非线性补偿方案,并以Valvistor阀作为研究对象,利用电机驱动滚珠丝杠的方法来对压力补偿器施加附加力,不仅可以实时补偿压力补偿器的液动力,而且还可以补偿流量阀的非线性因素,使得流量控制精度提高。分析电控补偿调速阀的工作原理,根据真实参数在SimulationX中建立调速阀的多学科仿真模型,分别对压力补偿器和Valvistor阀的补偿特性进行分析。结果表明：补偿后压力补偿器与流量阀的流量输出误差均在4 L/min以内,误差都不超过2%,表明该调速阀具有良好的流量控制特性。     

定量泵压力补偿系统中三通压力补偿器特性仿真分析

将具有负载敏感功能的三通压力补偿器应用于定量泵压力补偿系统中,对该压力补偿器的工作原理和结构进行分析.在此基础上,应用AMESim仿真软件建立压力补偿器阀芯的仿真模型,对三通压力补偿器的动态特性进行了仿真分析.结果表明:使用该补偿器实现了压力与负载相适应,保证进行复合动作时实现与负载变化无关的流量分配.