挖掘机行走马达制动特性研究

针对某型号挖掘机液压行走马达制动冲击问题,对马达驻车延时制动阀和液压缓冲制动阀进行研究.分别建立了驻车延时制动阀CFD仿真模型和液压缓冲制动阀AMESim仿真模型,分析了马达驻车延时制动时间及不同阀芯阀套环形间隙、阀芯阻尼、缓冲活塞行程下的液压缓冲制动时间,对液压缓冲制动时间与延时制动时间进行了合理的匹配,保证了马达较...     

履带式挖掘机行走控制系统的控制方法研究

由于现有挖掘机行走马达的高速挡与低速挡之间是由人工开操作切换,而人不能在挖掘机转弯时智能判断行走马达输出的扭矩是否充足而不会及时进行挡位切换,从而导致现有挖掘机在高速行进时转弯能力不足的状态。该文介绍一种挖掘机液压行走控制系统,高度地结合电液控制技术,精准控制行走马达,以解决现有挖掘机在高速行进时转弯能力不足的问题。该系统包括主泵、左右行走马达、主控阀、快慢挡切换阀、控制器、压力传感器和右马达压力传感器。快慢挡切换阀是控制端与控制器连接的电磁阀,控制器通过压力传感器检测左右行走马达进油端的压力值并计算两者压力差值,当压力差值大于预设值时,控制器向所述快慢挡切换阀输出控制信号使左行走马达和右行走马达工作于低速挡。当机器在行走过程中出现转弯困难时,自动由高速挡转变为低速挡,以提高挖掘机的转弯能力。     

挖掘机偶发性三故障的排查

1．行走时不能微调方向1台现代R80．7型挖掘机直线行走时可以控制行走速度,但是微动调整方向时,行走减速一侧的马达立即停止运转,机器形成急转弯。针对此故障排查过程和方法如下：     

小松PC系列挖掘机液压马达故障一例

小松系列液压挖掘机所使用的液压马达无论是回转马达还是行走马达,其结构、动作原理基本相似。我部的几台小松挖掘机仅使用了３ ４５０ ｈ,其行走马达就出现了严重损坏。对故障现象分析如下。 ＰＣ４００－３型液压挖掘机的行走马达是带有停车制动器的斜轴式轴向柱塞变量马达。它的结构如附图所示。机器不行走时,该马达始终处于制动状态;机器行走时,高压油推动制动活塞,解除马达制动。挖掘机在南方作业时,由于气温比较高,机器本身的散热性能不足以保证充分的热交换,导致液压油油温过高,造成了制动活塞上的油封老化、破损,并使其…     

步履式挖掘机行走马达壳体开裂原因及改进措施

<正>1.故障现象1台步履式挖掘机在作业过程中突然出现行走马达壳体开裂故障,开裂部位位于左后轮行走马达壳体回油T口处,裂纹沿行走马达轴线方向,呈线性开裂,如图1所示。该挖掘机累计工作时间为237h,故障出现以后,服务人员立即为该挖掘机更换了新的行走马达。工作数小时后,右后轮行走马达与左后轮行走马达相同部位再次出现开裂。行走马达壳体开裂不是偶发性故障,已累     

挖掘机铲斗缸和行走马达工作无力故障的排除

一台小松PC200—5型挖掘机在工作一段时间后,出现铲斗缸和左行走马达工作无力的故障,但回转动作和右行走均正常。 可能引起铲斗缸和左行走马达工作无力故障的部位有:控制铲斗缸和左行走马达的先导油路、控制阀阀芯、补油阀、主卸荷阀和后泵;控制系统内泄也会引起此类故障。由该机的液压系统原理分析知,铲斗缸和     

挖掘机回转阀组工作特性仿真分析

回转系统是挖掘机液压系统的关键组成部分,回转马达的控制阀组参数对回转系统平稳高效工作至关重要。基于AMESim平台,建立回转系统控制阀元件仿真模型,通过整车实验数据校正模型参数,获得准确的挖掘机回转系统仿真模型。基于此,分析回转马达控制阀组中溢流阀、单向阀和防反转阀的工作特性,明确影响回转系统动态特性的关键参数,以及其对系统工作特性的影响规律,为挖掘机回转马达控制阀组参数设计和整机调试提供理论基础和参考。     

基于AMESim的马达缓冲阀的设计

针对挖掘机在启动、制动时压力冲击大的问题，通过理论分析，利用AMESim仿真软件建立模型，对马达高压溢流阀进行结构优化，设计出具有缓冲功能、减小甚至消除压力冲击的缓冲阀，然后经过试验，最终提供满足要求的行走马达。     

一种轮式挖掘机高速行驶停车过程吸空的原因分析与改进

介绍一种采用行走马达驱动的轮式挖掘机液压行走系统的构成和工作原理,指出轮式挖掘机高速行驶停车过程马达存在吸空的问题,提出一种控制方法,改造行走马达,并在行走液压系统中增加控制油路,以解决吸空问题。经测试,该方法很好地解决了行走马达吸空问题。     

混合动力液压挖掘机液压马达能量回收的仿真及试验

针对混合动力挖掘机提出利用液压马达对液压执行元件的回油进行能量回收的节能方案。建立液压挖掘机能量回收的仿真模型,对各执行元件的可回收能量所占比重和系统的节能效果进行仿真计算。搭建混合动力液压马达能量回收试验台,进行能量回收过程中的能量转化效率和操控性能的试验研究。试验和仿真结果表明,在混合动力液压挖掘机系统中采用马达能量回收和发电机转速控制执行元件运动速度的节能方案是可行的。     

大惯量闭式回转系统阀控变阻尼压力控制方法研究

针对大惯量闭式回转系统启制动过程中的压力冲击问题,提出新的压力控制方法：并联阀控变阻尼压力控制方法,即当系统压力达到压力均值附近时,将并联的比例方向阀开启至一个合适开口,使系统高压侧（低压侧）的液压油分流一部分进入低压侧（高压侧）,并在启动、制动的过程中缓慢地将比例方向阀关闭。以300 t大型挖掘机为研究对象,通过仿真和实验研究。该方法既能抑制压力冲击、改善压力波动状况,又不至于产生因流量损失过多,导致上车回转速度降低和功率损失过大的问题     

基于伺服电机驱动泵控缸技术的挖掘机性能研究

为了降低工程机械动力系统的能耗、噪声和废油处理对环境的影响，以某型号液压挖掘机为研究对象，采用无节流损失的伺服电机驱动定量泵的直驱液压技术替代传统的发动机-变量泵-多路阀-执行元件的阀控技术；建立工作装置动力学、泵控缸液压系统、伺服电机、控制系统多学科领域的系统模型，通过典型挖掘循环下的仿真分析研究其系统跟踪性能、能耗和系统效率。研究成果对工程机械的新能源化(纯电驱动或混合动力化)具有理论和实际意义。     

基于林德HPR-02E1L开式变量泵的挖掘机功率控制器研究

针对应用林德HPR-02E1L开式变量泵的挖掘机功率匹配不佳问题,对HPR-02E1L负载敏感变量泵的工作原理、发动机转速控制策略及挖掘机工作过程的负荷情况等方面进行了研究,提出了一种基于发动机转速跟随的功率控制策略。利用Matlab下的Simulink平台搭建了系统各元件仿真模型,根据发动机实际转速、预设负载转速及系统负载压力,调整PID参数,标定了影响液压泵吸收功率的VD3电磁阀电流,使挖掘机运行过程中转速变化平稳。实验结果表明,功率控制器能够实时监控发动机实际转速,精确控制VD3电磁阀电流始终跟随发动机转速,使挖掘机在负载过程中可以获得较佳的协调性及稳定性。     

Development of integrated controller for a compound hybrid excavator

This paper presents an integrated control algorithm for a compound hybrid excavator. Both conventional hydraulic excavator and compound hybrid excavator models are developed to compute fuel consumption. The excavator simulation models, which consist of engine, pump and electric components have been validated with test data. To design the hybrid system’s integrated control algorithm which determines the output power of two motor/generators and ultra capacitor, a rule-based control algorithm to improve fuel economy is proposed. Simulation studies have been conducted for a typical digging process to investigate the performance of the proposed rulebased controller. Simulation results show that 26% reduction of fuel consumption can be obtained using the proposed controller to the compound hybrid excavator compared to the conventional hydraulic excavator.     

挖掘机LUDV液压系统的能量流研究

基于挖掘机液压系统效率低的现状,以某型LUDV液压挖掘机为研究对象,建立了工作装置多刚体动力学、液压系统以及系统能量损耗模型。通过仿真研究,得出该挖掘机在标准工作循环中各个元件(回转马达、多路阀、管路和各液压缸)和子系统的能量传输比和损耗比,揭示了在不同动作时主要的能量损耗源,并计算出各个元件在该工作循环中潜在的可回收能量。最后,提出采用泵控系统或应用液压变压器的恒压网络系统取代LUDV系统,对动臂、斗杆以及转台的势能和制动能进行回收是降低系统能耗的有效途径。     

进出口独立控制液压挖掘机回转系统运行特性*

传统液压挖掘机回转系统是由单自由度的四边联动的多路阀控制,导致其可控性较差,能耗较大。针对这一问题,提出采用泵阀复合、压力流量匹配的进出口独立的回路原理,控制液压挖掘机回转系统,液压马达两腔的压力和流量可以根据不同的工况进行独立调节。建立液压挖掘机回转系统机械结构多体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机对所提出系统的可行性进行验证,针对回转系统大惯性的特点,分别对启动阶段和制动阶段制定相应的控制策略,仿真结果表明系统运行平稳。在此基础上,进一步构建基于上述原理的试验系统,并与LUDV系统试验结果进行对比,试验结果表明采用泵阀复合进出口独立控制方法能耗降低25.5%~35.6%,阀口压力损失减小50%,显著抑制上车摆动现象。     

大型正铲液压挖掘机斗杆升降回路及特性

在设计目前国内斗容和机重最大的矿用液压挖掘机液压控制系统中,为减小使用成本,采用交流电动机驱动变量液压泵组作为动力源。为满足工作效率要求,斗杆举升过程采用四台液压泵供油,通过四组比例多路阀(主控阀)阀外合流来满足斗杆的速度要求,为降低能耗,提出在斗杆下降过程依靠自重和专用的比例节流阀进行流量再生的控制方法,加快斗杆下降速度,提高系统工作效率。分析斗杆采用流量再生方法下降的前提条件,对斗杆液压缸在一个工作循环内的压力变化进行机电液一体化的联合仿真研究,按照仿真确定的参数设计并制造样机,试验测试表明,挖掘机加载最大试验负载25 kN时,所设计的液压控制系统可以满足斗杆满载举升所需要的压力及速度要求,斗杆下降采用流量再生方法后,下降时间由32 s缩短至18 s,下降速度明显加快,且下降结束阶段无液压冲击。通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。     

挖掘机行走换向阀控制马达系统仿真研究

本文以挖掘机行走换向阀控制马达为例建立液压系统的动态模型,给出了仿真参数,通过仿真讨论了影响该系统动态系统特性的主要因素。结果表明,利用Simulink对液压系统进行仿真是研究其动态特性的有效途径。     

挖掘机电液流量匹配控制系统动态性能研究

分析了液压挖掘机基于与负载压力无关流量分配（LUDV）多路阀的电液流量匹配控制（EFMC）系统的控制原理,建立了EFMC系统的液压挖掘机虚拟样机模型,采用实时检测油缸速度信号的反馈闭环控制方法提高流量匹配的精度。分别建立液压挖掘机EFMC系统动力学模型与液压系统模型并根据其实际工况进行联合仿真,研究了挖掘作业过程动态特性及节能特性。与传统的基于LUDV的负载敏感系统实验结果进行对比,结果表明: EFMC系统与传统负载敏感系统相比,改善了系统的动态响应特性和稳定性,泵的压力裕度明显减小,提高了系统的节能性,反馈闭环控制系统动态响应特性也明显得到提高。研究方法可为进一步研究挖掘机的动态性、节能性、稳定性提供理论依据和参考。     

轴向柱塞马达配流盘卸荷槽对噪声的影响

轴向柱塞马达运转过程中的噪声问题是马达研发中的关键技术难题之一。针对21t挖掘机用回转马达使用过程中遇到的噪声问题,进行了分析研究,锁定了问题点为配流盘三角卸荷槽,给出了解决方案并加以试验验证。