挖掘機液壓系統分析與節能控制研究

高陽

摘 要：在工程領域內，挖掘機作為必要的機械，受到廣泛采用。依照節能控制的根本機理，設定了更為精確的挖掘機功率及負載。這樣做，在最大范圍內縮減了系統能耗，減小了消耗掉的燃油。同時，節能控制的新式系統也支持了持久且可靠的挖掘機運轉。

關鍵詞：挖掘機；液壓系統分析；節能控制

最近幾年，節能技術正在快速進步，挖掘機搭配的液壓系統也增設了多類的節能控制。從現狀來看，挖掘機內部的液壓系統設定為主控閥的操控。針對于主控閥，主要損耗包含了啟動及制動、節流狀態的損耗、回轉構件帶來的損耗。在各類損耗中，損失較多能源的應為動臂下降、溢流時的損失、節流及勢能損耗、匹配功率不良時的能耗[1]。針對于液壓系統，有必要依照節能控制的思路來妥善調控，減低各階段的挖掘機能耗，確保符合根本的節能指標。

一、節能控制下的液壓系統

挖掘機系統中，節能時的液壓控制包含了正流量及負流量這樣的兩類控制，此外還含有負載敏感性的液壓系統。在現今市場內，三類系統都表現出必要的價值。針對不同場合，可選取不同特質的液壓控制。通用式的節流控制設定為多路閥的比例性控制。從根本上看，節能新式的液壓系統都被看作閥控系統，很難徹底杜絕隱含的能源損耗。在某些工況下，不可避免潛在性的動能勢能損耗。為符合根本的節能指標，有必要構建新形態的液壓系統，改進現今的節能控制。詳細來看，節能控制下的新式液壓系統可分成如下：

（一）混合性動力系統

液壓系統可設定為聯合控制，配備了全方位的動力源。在這種狀態下，構成混合動力。相比于常規系統，混合性的液壓動力系統擁有獨特優越性，從根本上提升了綜合調控的成效。從發動機來看，混合動力更注重于改進工況，可用于多樣的挖掘機型號。從目前來看，汽車領域可選取混合動力的調控，液壓挖掘系統也可予以引入。采納節能控制，新式系統表現出更高層次的節能優勢。

混合動力調控下的液壓挖掘機可分成如下：混聯式的系統、并聯液壓系統、串聯的系統等。比較可得結論：從現今階段看，液壓挖掘機最好配備并聯系統。在這種架構內，并聯了電動機及發動機，共同構成新形態的液壓挖掘機。液壓泵可接受發動機輸出的機械能，這樣做，從根本上縮減了冗余的轉換能量，電動機維持了常規的發電。同時，發動機還可聯合輸出能量。至于多余電能，可存儲于電容器。從目前來看，混合動力可用于輪式挖掘機，表現出優越性。

（二）恒壓網絡系統

在上世紀末，二次調節性的恒壓網絡被創造出來，而后投入應用。恒壓網絡被看作耦聯系統，它構建于恒定壓力的基礎上。恒壓系統可用于回收能量，提升了再利用的成效性。從現狀來看，恒壓網絡呈現為最佳的前景。恒壓網絡配備了動力源，包含高低壓兩類的恒壓油路。此外，還含有二次元件、負載性的液壓蓄能器。靜液傳動式的常規系統并沒能表現出最優的可控性，相比可見恒壓網絡更便利了常規的調控。

在給出來的四象限中，設定了多階段內的工況。運轉中的液壓系統可維持于恒定的能量形態，用于回收并存儲能量。在系統構架中，液壓性的蓄能器可以加快運轉的功率，消除了隱含的壓力峰值。液壓回路在各階段內都會耗費特定能量，但二次調控下的恒壓網絡可用于消除節流及勢能的較大損耗，擁有優良的節能實效。

二、正負的流量控制

挖掘機現有的液壓控制包含著正流量控制、負向流量控制的主要類型，此外還包含負載敏感的控制。在各類控制中，負流量控制歷經了長期演變，獲取了更高層次的成熟技術。負流量控制擁有簡易的系統架構，設置為雙向泵路。在調控壓力的過程中，可借助于回油式的節流口來調控排量。在出口的位置，主閥配備了可搜集信號的采集點。若主控閥表現出某一動作，信號將會變化，與之相連的液壓排量也將會改變。相比來看，負載敏感系統擺脫了負載壓力的干擾，可自動調配液壓泵內的總流量。這樣做，表現出最優的節能實效，操縱起來也更舒適。在輪式挖掘機中，通常配備這類的節能控制。

在液壓泵的調控下，負流量系統表現出來的排放總量并非恒定的，而是變化著的。壓力信號在不停變化，信號增大的過程中，排量將會減小。由此可見，排量及設定好的控制壓力呈現為反比的狀態。設定了負流量控制，縮小了液壓泵及主控閥消耗的總體能量。依照設定的操作規程，有序調控輸出的流量。同時，這種調控的流程也縮減了額外的發熱及溢流損耗。然而，負流量調控仍沒能拓展現有的調速范圍，多路閥也很難避免隱含的死區。在未來改進中，還需注重調控并限定液壓閥的最佳排量。

在80年代，正流量控制誕生。具體來看，正流量控制可調控先導壓力，借此來調控液壓泵體的排放總量。若設定了較大的先導壓力，那么與之相伴的泵體排量也將變得更大。這種調控的特性為：先導壓力可作用于液壓泵，同時作用于換向閥。節流孔特有的流量趨向為：Q=k*a*。P代表了壓差，a及k分別代表開口面積及參數。在負載控制中，依照如上的根本原理來調控反饋壓力。

三、結語

液壓挖掘裝置表現出較大的總功率，但利用能量的成效并不很高。在新的階段內，液壓挖掘機更應節省本身的能耗，提升利用能源的綜合實效。節能控制的新思路可延長液壓系統總體的壽命，耗費的燃油變得更低。從現有狀態來看，液壓系統配備的各類構件仍沒能達到完善，有待長期的改進。未來的實踐中，還需繼續摸索并且歸納珍貴經驗，服務于節能及環保的總體目標。

參考文獻：

[1]李艷杰，于安才，姜繼海.挖掘機節能液壓控制系統分析與應用[J].液壓與氣動，2012（08）：69-74.