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挖掘机整体方案中的核心技术
发布：包头华银职业培训学校 时间：2014-04-18 13:25:47.0 点击：685次
最早的挖掘机可以追溯到1840年，其操作方式还是手动的，期间经历了蒸汽驱动、电力驱动和内燃机驱动。从20世纪60年代起，随着材料学、机床加工技术和液压技术的进步，液压挖掘机进入了推广和蓬勃发展的阶段。进入21世纪后，国际上的挖掘机生产向大型化、专业化、多能化、智能化、经济性、舒适性等各个方向齐头并进。然而所有这些现代挖掘机的改进、发展和革新都离不开两个关键技术——液压技术和微电子技术，且这两大技术的联系也越来越紧密，任何单独的研究或发展均不能完整解决现有问题。
微电子技术以及伴随的数字控制技术的进步，进一步提升了挖掘机的发展速度，可以说当今的挖掘机越来越智能，越来越节能，由于可编程控制系统的出现解决了液压系统对复杂逻辑关系和控制上的缺陷。目前主流的，或者说大部分的挖掘机均采用恒功率控制系统，这种控制系统容易理解也便于设计人员应用，但是这套系统目前的弊端是不能很好地解决柴油机和负载的匹配问题，也不能对柴油机输出功率变化后做出及时和自动调整。一般恒功率系统，设置的功率曲线都在柴油机提供的最大功率曲线以下，这就必然会产生功率损失。此外当柴油机输出功率特性改变后，恒功率系统也无法自动识别和适应，伴随而来的容易熄火、拉黑烟等现象就会出现。Eaton随带LSC液压系统提供的CEB控制器通过先进的算法和良好的硬件很好地解决了上述两大问题。
液压技术是挖掘机技术的基础，也是核心。是液压技术的进步推动了挖掘机的迅速发展，也是挖掘机的迅速发展促使了液压技术不断地提高、完善和革新。当今挖掘机主要对液压系统提出了如下挑战：
1.复合动作对液压系统的挑战：当今的挖掘机主要以复合动作为主，而液压系统的流量是有限的，当复合动作的时候必然会导致液压系统无法提供足够的流量满足所有动作同时进行的流量要求，流量分配问题被提了上来。阀芯中位开式系统，阀在中位的时候，泵派出的油通过中位回油油路流回油箱，随着先导手柄的操作角度变大，先导压力会推动主阀移动，主阀移动后，回油油路开口减小，而执行元件的油路开口变大，从而实现对执行元件的控制，然而这种油路系统在执行复合动作的时候，由于负载不同导致执行元件复合动作相互之间有干扰，协调性大打折扣，而Eaton所提供的duraforce系列产品中的LSC负载敏感系统则完美地解决了复合动作干扰的问题（图1），该系统利用压力补偿阀控制各个复合动作执行元件的阀前阀后的压差和最大负载的压差保持一致。
2.节能对液压系统的挑战众所周知，挖掘机是一个需要长时间工作的机械装置，而这就要求我们不得不关注节能方面的设计。目前Eaton提供的duraforce产品充分考虑客户对节能的要求，整套系统的流量采用按需分配的原则，在工作的时候系统按照有多少需求分配多少流量几乎没有多余的溢流，而在怠机的时候，duraforce的主泵会自动根据负载反馈回来的压力让斜盘摆角回到中位，从而实现几乎零溢流。
而我们知道流量只和阀心的开口大小与压差有关，当压差和大小一定以后，执行元件的速度（流量）即固定，不受外界负载变化影响。当所有执行元件需要的流量超过主泵的最大供油能力或者主泵的功率限制机构开始作用时，主泵出口压力与最大负载压力之差无法达到设定的差值，此时流入其他元件的流量也同时减少，但仍然按照它们的开口比例分配，与执行元件的负载无关，可以说Eaton的LSC系统很好地解决了复合动作中的协调性问题。
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