摘要：汽車起重機是工程機械的重要品種之一,承擔(dān)著起重與安裝的重要任務(wù),廣泛應(yīng)用于國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水利工程建設(shè)等領(lǐng)域中。目前汽車起重機的液壓系統(tǒng)普遍采用傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感系統(tǒng)。隨著人們對起重機定位精度、操控平穩(wěn)性與微動特性、安全性及低能耗有更高的要求,傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感系統(tǒng)因為其自身的機械機構(gòu)特性,響應(yīng)速度慢、穩(wěn)定性差、能耗大等缺點逐漸凸顯出來,傳感器和控制器技術(shù)的發(fā)展使得以電控及閥口參數(shù)實時測量控制方式取代原有的硬件壓力補償功能得以實現(xiàn)。

本文以徐工XCT55t汽車起重機液壓控制系統(tǒng)作為研究對象,在國家重點研發(fā)計劃“工程機械用高壓多路閥”課題三“泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制型起重機多路閥”（2018YFB2001203）的資助下,提出一種泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)。采用AMESim軟件,建立傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)仿真模型,并通過試驗驗證仿真模型的準(zhǔn)確性。對起重機典型負(fù)載原理進行分析,提出一種以手柄開度信號為閾值的多模式控制策略,建立起重機泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)AMESim仿真模型,搭建試驗平臺并進行試驗驗證新系統(tǒng)仿真模型的準(zhǔn)確性,最后進行新舊液壓系統(tǒng)能效特性對比分析。本課題的研究對工程機械尤其是汽車起重機的液壓控制系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢提供了理論支持和方向。論文的主要研究工作如下:

1、首先提出了本課題的研究背景及意義,然后介紹目前幾種工程機械典型液壓控制系統(tǒng),包括負(fù)載敏感系統(tǒng)、抗流量飽和負(fù)載敏感系統(tǒng)、閥前補償負(fù)載敏感系統(tǒng)、負(fù)流量控制系統(tǒng)和正流量控制系統(tǒng)。詳述了電液控制系統(tǒng)的原理和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對目前工程機械液壓控制系統(tǒng)存在的問題,最后確定了本課題研究的內(nèi)容和方法。

2、分析目前使用在汽車起重機上的傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的工作原理,對傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的液壓動力元件、液壓控制元件、執(zhí)行元件、油液以及容腔進行了詳細(xì)的分析并建立仿真模型,然后建立傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)AMESim總體仿真模型。搭建傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)試驗平臺,進行試驗驗證了其仿真模型的準(zhǔn)確性。

3、針對傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、穩(wěn)定性差、能耗大等特性,提出泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)并對工作原理進行分析,根據(jù)工作原理建立仿真模型。對起重機典型負(fù)載負(fù)載進行原理分析,針對起重機執(zhí)行機構(gòu)工作中的四個象限,提出基于模式切換的控制策略。在Simulink中搭建微動模式與復(fù)合動作模式下的控制算法模型,進行設(shè)置與編譯,將Simulink算法模型導(dǎo)入AMESim模型中,建立AMESim/Simulink聯(lián)合仿真模型。

4、根據(jù)新原理要求改造起重機22通徑比例多路閥,將比例多路閥中壓力補償器去除,原LS壓力傳遞管路封死,并購置雙聯(lián)電液比例泵,使其符合泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)的控制要求。搭建多路閥試驗平臺并對工作原理進行介紹。根據(jù)控制策略選擇力士樂BODAS控制器并對其進行介紹,根據(jù)試驗具體要求編寫控制程序。最后進行試驗并驗證泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)仿真模型的準(zhǔn)確性。

分別對起重機執(zhí)行器運行的單動作微動模式、單動作快速運動模式和復(fù)合動作模式進行詳細(xì)的分析與建模,并且對傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)與泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)的能效特性進行仿真。仿真結(jié)果表明,泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)抗流量飽和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)沒有了壓力補償器的節(jié)流損失,而且改進了控制策略,進一步降低了系統(tǒng)能耗。泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)在變幅聯(lián)單動作微動模式下系統(tǒng)能耗降低約2.74%,變幅聯(lián)單動作快速運動模式下系統(tǒng)能耗降低約9.23%,變幅聯(lián)和卷揚聯(lián)復(fù)合運動模式下系統(tǒng)能耗降低約10.60%。

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標(biāo)簽：起重機

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文章名稱：《起重機泵閥協(xié)同壓力流量復(fù)合控制液壓系統(tǒng)能效特性分析》

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