中,大型挖掘机液压系统

作者:马玉良 文章来源:伊顿液压 发布时间:2012-11-22
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挖掘机作为典型的工程建设机械,被广泛应用于多种行业,有庞大的市场需求,仅2011年销量就达到17.8万台,而中、大型(>13t)占比60%以上。

液压系统作为挖掘机的核心部件,主要以日韩的供应商为主,负流量(NFC)系统占据主导地位。但是随着燃油价格的不断攀升,以及激烈的市场竞争,终端客户对挖掘机在节能、高效、高可靠性上提出更高的要求。负流量系统已不能满足这些需求,因此正流量(PFC)和负载敏感(LSC)系统孕育而生。

严格来说,正流量控制系统只是在负流量系统基础上的升级,两种系统本质是相同的。在正流量控制系统中,泵的排量控制信号受控于液压先导手柄,但是为了更好地使泵的排量(输出流量)匹配负载的流量需求,多个压力传感器必须被置入液压先导手柄回路,相应的控制器和控制算法必须开发,这增加了系统的开发复杂程度,降低了系统的可靠性。

负载敏感系统已经广泛地应用于工程机械液压系统中,由于泵可以根据负载的流量和压力需求自动建立相应的排量和力,系统无溢流损失,是非常节能、高效的液压系统。在国内,负载敏感系统已经成熟地应用于小型挖掘机(<13t)。日韩厂商也都在研发自己的负载敏感系统,有的已经实现量产。

伊顿将已经在欧美市场成熟应用的中、大型挖掘机负载敏感液压统成功引入到中国,为OEM提供成套的解决方案,产品涵盖HPR系列主泵、VT系列主阀、JMV系列行走和JMF系列回转马达以及液压先导手柄等产品,满足客户对节能、高效挖掘机的需求。伊顿负载敏感系统有如下特点:

1.阀后补偿的负载敏感系统。挖掘机对复合动作有极高的要求,而且多负载复合时,每个负载压力存在差异,当泵的最大输出流量不能满足所有负载的总需求时,阀后补偿设计保证流量按照主控阀片之间的比例关系进行分配。

2.可以提供片式和整体式结构。根据客户生产需求提供灵活的解决方案。片式阀易于更改,易于实现柔性设计,良好的可移植性。适合样机或小批生产。整体式结构使系统更加紧凑,并有效降低成本,适合大批量生产。

3.单片流量达600LPM,无需合流。世界上单片流量最大的阀后补偿负载敏感阀芯可以满足36t以下的挖掘机流量需求,无需合流,使主阀设计简单化,减少系统管路连接。

4.单回路系统,简化系统设计。由于复合传感系统特点,无需像负流量或正流量系统一样必须使用双回路系统实现直线行走。不需要设计复杂的直线行走阀。

5.流量与负载压力无关,精准控制。至负载的流量仅与主阀的开口度和阀芯上的压差有关。通过电子功率控制系统,阀芯上的压差受控于发动机的功率输出。当差保持不变时,流量仅决定于阀芯开口度,压力建立与阀芯位置无关。

6.电子功率控制,充分发挥发动机功率。先进的电子功率控制系统直接监控发动机转速输出,实现全转速范围的功率控制。使泵的吸收功率曲线完全匹配发动机的功率输出曲线。

无论从原理和实际对比测试中,负载敏感系统都能充分体现其不可比拟的优势。这里通过不同的工况比较三种系统理论上的功率损失:

1.待机状态。无论负流量还是正流量系统,都采用开芯设计,都存在着不同程度的中位待机流量,造成待机功率损失。而负载敏感系统,由于采用闭芯设计,只有低待机压力,输出很少流量用于补偿系统泄漏,可以认为几乎没有待机流量,也就不存在功率损失。按照30bar的待机压力计算,可以得到在阀上的功率损失,

2.小流量,高压力状态。在这种状态下,对于正流量或负流量系统,由于负载处于高压状态,造成旁通回路高压差,从而引起高的功率损失。这里按负载压力300bar和300LPM系统流量进行计算。对于负流量和正流量系统,主阀上的压力损失包含旁通流量节流损失和主流量节流损失(流经主阀到负载的流量产生的功率损失)。可以看出,在这种情况下,旁通流量损失占主导成分。而对于负载敏感系统这种旁通流量损失是不存在的。虽然负载敏感系统的主流量节流损失高于其他系统,但阀上总的功率损失是最低的。

3.大流量,高压力状态。在这种状态下,负流量和正流量的旁通回路已经关闭,不存在旁通的流量损失。对于负载传感系统,由于进入功率控制段,阀芯上的压差值已经被降低。三种系统有相似的功率损失。

综上所述,负载敏感系统能减少系统功率损失,降低燃油消耗,提升系统效率。伊顿阀后补偿负载敏感系统以其独特的设计,德国制造的优秀品质,为挖掘机行业提供全新的成套解决方案,将引领挖掘机行业进入新的时代。

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