专题综述

液压挖掘机全功率控制

同济大学　黄宗益

内容摘要

本文简要介绍目前国外挖掘机液压系统常采用的全功率控制系统

关键词

液压挖掘机　功率控制　转速感应

　　液压挖掘机的作业工况较多, 从极端情况
来看: 掘削工况要求力 (压力) 大, 而速度 (流量)
则要求不高; 而搬运排土和卸土工况则要求速
度快而所需的力不大, 如采用定量泵, 要能满足
压力和流量两方面的要求, 则发动机马力要增
加近一倍。这样大马力发动机经常功率利用不

足。为此需要采用变量泵, 就像无级变速的变速
箱一样, 根据力和速度需要自动改变流量 (速
比) , 充分发挥发动机的功率。变量泵是通过改
变液压泵每转排量来进行流量控制的。目前液

压挖掘机的液压泵排量改变, 通常采用压力感
应控制和转速感应控制两种方式。

1　压力感应控制

压力感应控制实际上是转矩控制系统。液

压挖掘机是多泵多回路系统, 工作时经常多泵
驱动, 进行复合动作, 要求各泵的总吸收转矩和
发动机转矩相匹配, 既能充分利用发动机功率,
又能避免发动机过载熄火, 一般工作在发动机
额定转矩处。为此, 一般挖掘机都采用压力感应
控制, 变量泵的流量是通过泵的出口压力来进
行自动控制的, 液压泵出口压力增高时, 泵倾斜
盘转角减小, 泵排量自动减小, 其变量特性往往
是一条由若干直线段组成的曲线, 逼近恒功率
双曲线, 泵吸收转矩保持不变——恒转矩特性。

压力感应控制有以下两种方式:

(1) 液压机械控制方式

通过液压和弹簧力平衡来实现。对多泵系

统有两种机构: 机械联动调节机构和液压联动
调节机构。

压力感应控制比较典型的是日本小松公司

开发的定转矩控制阀 (TCC 阀——To rque con

stan t con t ro lva lve)。

下面介绍该阀的具体构造和作用原理。
定转矩控制阀由定比减压阀和定和减压阀

组成, 其具体结构和符号原理分别如图1 (a) 和

(b) 所示。

定比减压阀由大滑阀3、转换活塞2、作用柱

塞4和5、大小弹簧1和6等组成。

定和减压阀由双台阶活塞7、小滑阀8和调

整弹簧9等组成。

定比减压阀作用原理:
挖掘机有两个变量泵, 变量泵1出口压力

作用在柱塞4上, 变量泵2出口压力

作用在

柱塞5上。操纵控制泵变排量的控制泵出口压力
油

和定比减压阀

口、定和减压阀

口相

连, 定比减压阀的

出口压力

作用于定比减

压阀大滑阀的左端和定和减压阀双台阶活塞的

左端头上。当

加

之和较低时, 不足以克服

弹簧1的预紧力, 大滑阀3处于右端位置,

口与

回油口相通,

压力为零。随着

加

的压力

和增加到达一定值后, 克服了弹簧1的作用力,
大滑阀逐渐向左移动

和

口之间通路逐渐

增大;

和回油口之间通路逐渐变小,

随着

加

的压力和增加逐渐增加。当

增加达到

某一值时, 转换活塞开始和大滑阀分离, 此时作
用在大滑阀左端的

与柱塞4和5上的压力以

及弹簧6作用力相平衡,

继续随着

、

的压

力和增加而增加, 但增加的速度减慢。

随着

加

压力和增加的变化曲线是一条折线, 如

图2中第

g¬ 象限所示。当

达一定值, 克服

《建筑机械》

1997

年第

期