挖掘机液压基础知识-培训课件

帕斯卡原理

——液体不可压缩处于密闭容器内的液体对施加于它表面的压力向各个方向等值传递。速度的传递按“容积变化相等”的原则。液体的压力由外载荷建立。认为泵一出油就有压力是错误的。能量守恒。重物充满油面积小面积大

力＝压力×面积速度＝流量÷面积功率＝速度×力液压系统原理图常用线型和符号粗实线：主管路和主油道。虚线：控制管路和控制油道。双点划线：部件组成，它一般是封闭的。油路接通与否：有3种方式表达。⑴圆点与交叉；⑵交叉与小圆弧；⑶圆点与小圆弧符号：

P——泵压力油

A、B——油缸或马达的工作油口

O、T、Dr——油箱液压系统的基本组成液压泵：将机械能转换为液体压力能。执行元件：将液体压力能转换为机械能。例如油缸、油马达等。控制调节装置：各种阀。大致有压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。辅助装置：油箱、过滤器、管路、接头、密封、冷却器、蓄能器等等。液压泵——齿轮泵吸油：封闭的容积总是处于不断增大的状态排油：封闭的容积总是处于不断减小的状态液压泵与液压马达原理上是可逆的，但结构略有不同。液压泵——轴向柱塞泵液压控制阀流量控制阀压力控制阀方向控制阀流量控制阀主要控制流过管路的流量，通过对流量的控制还可以对回路的压力产生一定影响。注意节流会产生损失。节流阀（阻尼孔）节流阀使液压油通过小孔、缝隙、窄槽等结构元素后流量减小并产生压力降△P（阻尼）。注意流动的液压油才具有上述性质。如果液压油是静止状态，则根据连通器原理，前后的压力是相等的。P前P后△P=P前－P后压力控制阀安全阀——限制系统最高压力，保护系统元件不被高压损坏。直动式：中低压系统先导式：高压系统过载阀：限制封闭管路最高压力。减压阀——一个泵同时供给两个以上压力不同的回路。直动式：中低压系统先导式：高压系统直动式安全阀弹簧比较硬先导式安全阀液压油通过节流孔时，在节流孔的前后产生压力差△P△P=P－P′弹簧很软弹簧比较硬KAWASAKI先导泵安全阀方向控制阀主要控制方向，还可以利用阀的开度适度控制回路的流量和压力。单向阀：只允许液压油单方向通过。选择阀：根据回路中压力的高低自动选择液压油通过的方向。截止阀：一个位置封闭，另一个位置通过。液压控制换向（液压先导控制）电磁阀控制换向二通插装阀单向阀选择阀（梭阀）A1A2液控换向阀先导泵来油先导泵回油回位弹簧二通插装阀方向控制回路液压蓄能器膜片充满氮气原理：气体被压缩后储存能量。作用：吸收液压振动和冲击并且可以作为应急能源使用。液压回路的串联串联：多路换向阀中上一个阀的回油为下一个阀的进油。液压泵的工作压力是同时工作的执行元件的总和，这种油路可以做复合动作，但是克服外载荷的能力比较差。液压回路的并联并联：多路换向阀中各换向阀的进油口都与泵的出油路相连，各回油口都与油箱相连。这种油路克服外载荷的能力比较强，但是几个执行元件同时工作时负载小的先动，负载大的后动，复合动作不协调。液压回路的合流合流：一般用于双泵和多泵系统中。用合流阀或者使两个回路中相应的换向阀同时动作，让两个泵同时向一个执行元件供油以提高该执行元件的运动速度。主控阀杆合流阀杆泵1泵2挖掘机的液压系统压力P（单位Mpa，兆帕）泵的输出压力由负载决定。负载↑压力↑，负载↓压力↓。安全阀限制最高压力。排量q（单位ml/r，毫升/转）泵每转一周所排出的液压油的体积。排量不可变的泵叫定量泵；排量可变的泵叫变量泵。液压泵的基本性能参数流量Q（单位L/min，升/分钟）单位时间内输出液压油的体积。

Q=q×n（不考虑单位转换系数，下同）其中n是泵的转速，单位rpm，转/分钟泵的功率N（单位Kw，千瓦）

N=P×Q液压泵的基本性能参数排量q（单位ml/r，毫升/转）液压马达每转一周所排出液体的体积。排量不可变的叫定量马达，排量可变的叫变量马达。输出扭矩M（单位NM，牛米）

M=△P×q×η

其中△P为马达进出口压力差，η为马达的机械效率。输出转速n（单位rpm，转/分钟）

n=Q×η/q其中η为马达的容积效率。液压马达的基本性能参数液压柱塞泵和柱塞马达的变量变量泵变量马达液压恒功率控制（单台泵）在这里，可以任意增加阀杆的控制：液控、电控或者它们之间的组合，拓展恒功率变量泵的控制功能。负反馈

当泵的转速发生变化时，泵的恒功率曲线也发生变化。即随着泵转速的下降，其流量和功率也都下降。PQ转速高泵功率大转速低泵流量和功率都小泵的恒功率曲线随转速变化规律

当泵的起调压力发生变化时，泵的恒功率曲线也发生变化。即随着泵起调压力的下降，其功率也下降。PQ起调压力高泵的功率大起调压力低泵的功率小泵的恒功率曲线随起调压力变化规律该点取决于第二根弹簧何时进入工作状态泵调节器是一种液压伺服控制机构，它至少要有两根弹簧，构成两条直线段，在压力-流量图上形成近似的恒功率曲线。调节弹簧的预紧力可以调节泵的起始压力调定点压力p0（简称起调压力），调节起调压力就可以调节泵的功率。起调压力高，泵的功率大；起调压力低，泵的功率小。因此恒功率变量又叫做压力补偿变量。只有当系统压力大于泵的起调压力时才能进入恒功率调节区段，发动机的功率才能得到充分利用。压力与流量的变化为：压力升高，流量减小；压力降低，流量增大。维持：流量×压力=功率不变。当泵的转速发生变化时，泵的流量（功率）也变化。液压恒功率控制要点液压伺服控制系统的应用示例PO液控阀杆如果这里设置双弹簧，就是液压系统的恒功率控制的具体应用液压全功率控制（两台泵液压交叉控制）P=P1＋P2液压交叉控制两个小活塞的面积相等液压全功率控制要点具有单泵恒功率调节的特点。两台泵相同，泵调节器也完全一样，两台泵输出的流量相等，即Q1=Q2；但是压力可以不同，即P1≠P2，那么两台泵的输出功率也就不同。有时一台泵功率很大，而另一台泵功率很小。两台泵的功率总和始终保持恒定，不超过发动机的额定功率。全功率变量不是根据P1和P2的单数值，而是根据两台泵的工作压力之和P=P1＋P2来进行流量调节，只有当P=P1＋P2≥2×p0时进入全功率调节区域，才能充分利用发动机的功率。泵的负流量控制换向阀中位回油道上有节流孔，油通过这个节流孔产生压差。将节流孔前的压力引到泵变量机构来控制泵的排量。泵的负流量控制负流量控制全功率控制泵的压力切断控制泵输出压力在设定值以上时，使泵的流量自动减小，进行压力切断控制，主要目的是进一步减小高压溢流损失。PQ无压力切断控制压力切断控制Q大Q小顺序阀泵调节器结构原理（KAWASAKI）伺服阀杆伺服油缸反馈连杆驱动连杆负流量控制阀杆液压交叉和电控阀杆伺服阀杆伺服油缸反馈连杆驱动连杆负流量控制阀杆液压交叉和电控阀杆调节器杠杆机构原理图与壳体固定铰接点液压交叉和电控压力阀杆伺服阀杆大圆孔圆柱销负反馈阀杆到位后固定不动连接伺服油缸摇杆导杆滑块支点伺服油缸的移动而带动液压系统全功率控制

发动机与泵的功率匹配发动机最高空转转速：额定转速×调速率（1.08～1.10）。一般情况下带动较大载荷后转速降低150～200rpm。发动机的飞轮功率：扣除发动机各种附件后飞轮净输出功率。预留发动机的功率储备：避免发动机遇到大的载荷时严重降速甚至熄火。泵的功率设定：发动机飞轮功率×88～92%。发动机的

功率扭矩功率油耗扭矩和油耗转速挖掘机液压系统的主要部件主控制阀液控换向T先导来油先导回油P主泵来油AB主阀杆回位弹簧单向阀P减压阀式

TAB先导泵来油先导泵来油封闭手控先导控制阀开口阀杆开口封闭回位弹簧调压弹簧T弹簧座传力杆弹簧推杆压盘节流孔面积b小面积a大KAWASAKI阀杆受力平衡方程为PA×（a－b)＝调压弹簧力因为阀在工作过程中的开口量变化很小，所以调压弹簧力的变化也很小，根据阀杆受力平衡方程知道，PA的变化也很小。从阀的工作过程看，出口压力PA升高时阀杆向上移动，减小开口量，使出口压力PA降低，保持PA不变。反之出口压力PA降低时弹簧力使阀杆向下移动，增大开口量，使出口压力PA升高，保持PA不变。节流孔的作用是改善阀的操作性能，使阀的工作更加稳定。例如，可以减小外界振动对阀操作的影响。保持出口压力稳定的措施减压阀式手控先导控制阀先导泵来油回油箱A1A2B2B1脚控先导控制阀阻尼孔先导来油ABT减压阀式钢球弹簧腔弹簧弹簧推杆阻尼活塞减压阀式脚控先导控制阀阻尼器回转马达回转减速机两级行星减速太阳轮输入行星轮架输出行走马达设制动后左边产生高压，先a后b：一级安全阀a的调定压力为10.2MPa；二级安全阀b的调定压力为41.2MPa。如果制动后右边产生高压，则一级安全阀为b；二级安全阀为a。ab回转马达控制回路中位制动延时阀回转防反转阀过载保护回转制动补油阀电子控制液压系统电子控制液压系统简称电控系统，它监测发动机转速。随着外载荷增大，泵的功率增加，发动机的负荷也随之增大。当外载荷增大致使发动机转速降低时，电控系统起作用，它自动调小泵的起调压力，减小泵的功率，也就减小了发动机的负荷，使发动机转速恢复正常。随着使用工况的不同，可以任意人为设定泵的功率，最大限度地发挥机器的使用范围。电液比例型控制系统（闭环）电子放大器比例电磁铁执行元件负载反馈测量元件电液比例阀组成：比例电磁铁（电-机械比例转换装置）＋液压控制阀本体电-机械比例转换装置：将输入的电信号按比例地连续地转换为机械力和位移输出。液压阀本体：接受这种机械力和位移的输出按比例地连续地输出压力或者流量。电液比例阀液压控制阀正负差值●这两个例子中电液比例阀的组成为：将开关或定值型控制阀的手控部分改为比例电磁铁（电-机械比例转换装置）。电液比例阀按用途分为四类：

⑴电液比例压力阀⑵电液比例流量阀⑶电液比例换向阀⑷电液比例复合阀电液比例阀由电子放大器驱动并且一起配套供应。它的作用是：把输入的电信号转换成一定的位移，此位移通过液压阀可以压紧或放松一个弹簧，或者可以移动一个阀杆。与一般的通断型电磁铁的主要区别在于普通电磁铁是变气隙的，比例电磁铁的气隙在一定范围内恒定，保证了电磁引力恒定，而且不同的电流可以对应不同的引力。转换到压力或流量与电流的关系，就是不同的电流对应不同的压力和流量。比例电磁铁的特性电液比例阀的特点：能实现自动连续控制、远程控制和程序控制。把电的快速性、灵活性与液压传动力量大的优点结合起来，能连续地、按比例地控制液压系统执行元件的力、速度和方向。技术上容易掌握，工作可靠，价格相对较低。对于位置控制或需要提高系统性