液压挖掘机复合动作协调性的改善

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当液压挖掘机的负载发生变化时，液压系统流量上的变化会引起执行器速度的变化，例如当有两个以上的动作-起发生时，若其中-个执行器负载增大，而多路阀开口没有变化，液压系统流量就会流向负载小的执行器，从而造成负载大的执行器速度变慢，甚至停止。液压挖掘机中动臂提升和回转经常会被同时控制 ，就属于这样的问题 ，因动臂所受的负载较大，液压油会更多地供给负载较小的回转系统，从而造成挖掘机回转到达卸料位时，动臂提升不到目的高度。

因此，需要在液压挖掘机的液压系统中设置-些优先功能来控制流量的分配，以便在两个以上动作-起发生时，能根据实际的动作特点，使流量更优先分配给负载较大或流量需求更大的执行器。

l 液压系统流量分配原理分析以下通过-个较简单的回路来介绍液压系统流量分配的原理和方法。如图 1所示 ，两个节流面p - gpp . !图 1 流分配回路 1积分别为A 和A：的节流阀 1和 2并联，节流阀 1和 2出口处的负载压力分别为P。和P：。若系统输出总流量为g，经过节流阀 1和2的流量分配后 ，节流阀1和2流过的流量分别为g 和g ，根据流体力学的流量连续性和节流通流公式 ，可得：qq1q2式中：g为系统总流量，Umin；g ，q 分别为节流阀 1和 2流过的流量，Umin；A 和A：分别为节流阀 1和2的通流面积 ，mm2；C为通流系数 ；p为液压油密度 ，kg/m。；p为系统压力，MPa；p。，P 分别为节流阀 1和 2出口处的负载压力，MPa。

从公式(1)可以看出，节流阀 1流过的流量 q和节流阀 2流过的流量 q 之和为 口，且 q 和 q 的大小与节流阀的通流面积，以及系统压力和负载压力之差有关。负载压力由外负载决定，不受控制或很难控制。要改变这个回路的流量分配，-般的做法是改变节流阀的通流面积，如需减小流过节流阀1的流量 q ，可以减汹流阀 1的通流面积或增大作者简介：卢书湘(1974-)，男，广西桂平人，工程师，学士，研究方向：液压挖掘机研发。

· - - - - - 34----V V lI吼 - 邛： - -------～ I L- ----1长 l - - - - - . . . - 阀2 Ip图 6 先导控制流量分配回路4图 5和图6方案的不同之处在于，图 6采用了液控减压阀的形式，实现了 先导控制信号可以比例地控制 P 输入的先导控制信号，即p 压力值是受 先导控制压力的大胸制的，这是-种比例式的优先控制方式，而不同于以上介绍的其他方案的固定节流。

2.3 在主油路增加节流阀的方式以上介绍的流量分配方案都是基于第 1部分中的第 1种方法，下面介绍两种采用第 2种方法实现流量分配的方案，这种类型的流量分配方案-般都需要在主油路上设置节流阀。

图 7所示的方案为在去往阀 1的主油路中设置了阀 3，阀 3为-个简单的逻辑阀，受 先导信号控制，即当p 无压力信号时，压力油 p被节流进入阀 1，这-流量分配方案也是使用先导信号控制，但这种方案能够对阀 1左右二位进油路节流，而前面所述的回路只能对单路节流。

阀1 阀2图 7 主油路流量分配回路 1图 8所示方案与图7的不同之处在于，这里的阀 3是-种滑阀，能够实现比例控制 ，即其节流是受p 先导信号的控制，大猩调。该方案的缺点是阀 3结构较大，需占用多路阀块较大空问。

- 36- 阀1图8 主油路流量分配回路23 应用实例正如前面提到的，当同时控制液压挖掘机进行动臂提升和回转动作时，由于动臂所受的负载比回转系统大，系统液压油会更多地供给回转系统，从而造成挖掘机动臂提升高度不够。

图 9所示为液压挖掘机的回转和动臂液压回路 ，当同时操作动臂提升和回转时，压力曲线如图10所示。从图 10中的曲线可以看出，系统压力与动臂液压缸无杆腔压力 、回转马达进油压力几乎相等，这样的回路往往存在回转速度过快，动臂提升高度不够的问题。

图 9 回转与动臂液压回路 1图 11所示的回转和动臂液压回路是根据图 7所介绍的方法进行改造后所得，其特点是在回转液压回路增加了-个逻辑阀，当该逻辑阀 有控制压力时，回转和动臂提升复合动作的压力曲线如图12所示。从图 12中的曲线上可以看出，系统压力与回转马达进油压力之间的压差逐渐加大 ，即增加的逻 302520罨1 5105O系统压力 卫 液压缸无 腔压 r e. ；公， . 誓 7 孽 回转j 马达进油压力0 甘 婚 。。 0 甘 啦 oo 0 寸 ∞ 0 N 甘 ∞ 0 0 0 0 0 - - N m m m m mt/s图 10 回转和动臂提升复合动作压力曲线 13O252O151050图 l1 回转与动臂液压回路 2E压缸无杆腔压力 ：- - - - l i I 、. i ： ； 1盛灯。～芎 f ～t 、 i川 ：0 ∞ ∞ 0 N 甘 ∞ ∞ 0 甘 ∞ ∞ 0 N ∞ 0 口 0 0 0 0 0 r-.I 叫 --t r'-I N N N ～ N m m m m m 峙 时 甘 t/s圈 12 回转和动臂提升复合动作压力曲线 2辑阀节流孔限制了进入回转马达的流量，而使更多的压力油进人动臂液压缸无杆腔，提高了动臂提升的高度。

表 1为挖掘机进行回转 9O。和动臂提升复合动作时的测试结果。由表 1可以看出动臂提升高度增加了约 10%，原系统中存在的回转速度过快，动臂提升高度不够的问题得到了改善。

表 1 回转 90。动臂提升复合动作测试结果液压回路 回转时间 /s 动臂提升高度 /m原回路 3.8 0.393增加逻辑阀回路 4-2 0.4394 结束语本文根据液压系统的流量分配原理，介绍了几种改进流量分配从而提高复合动作协调性的方案，并选用了其中-种方案进行液压系统改进♂果表明，改进后的液压系统对液压挖掘机复合动作协调性能的提高是行之有效的。