1、 液壓挖掘機控制系統分析 機制083 徐培麒 108061055內容摘要：本文以EX100WDz輪式挖掘機為例，從微處理控制器的信號輸入輸出，發動機轉速控制，液壓系統負載傳感控制三方面，分析介紹了采用微機控制的新一代日立EX系列液壓挖掘機的控制系統。背景：當今液壓挖掘機機電一體化程度越來越高，控制性能不斷提高，能量損失大大減小。日立EX系列液壓挖掘機采用微處理器控制，使用了高速開關電磁閥控制的變量泵、負載傳感控制閥、可變壓力補償閥、比例電磁閥等新技術，使整機性能有了質的飛躍，屬于機電一體化程度較高的新一代挖掘機。子系統分析：微處理控制器及輸人輸出信號（參考文獻1）控制系統采用兩個微處理控制器，

2、即泵閥控制器和發動機控制器來對整個系統進行控制。它們從系統中各傳感器和各種開關接收電信號，對所接收的信號進行分析處理后，發出控制信號，通過發動機油門開度控制馬達、開關電磁閥、比例電磁閥等對發動機轉速、液壓泵排量、壓力補償閥開度等進行自動控制使機器隨時處于最佳工作狀態。圖1泵閥控制器和發動機控制器的輸入輸出信號如圖1。2 發動機轉速控制（參考文獻3）發動機轉速的控制是由發動機油門開度控制馬達經減速機構、T形杠桿及軟軸操縱噴油泵調速拉發動機轉速控制桿實現的(圖2)。發動機控制器從操作板上的功率選擇開關、發動機轉速調整開關和自動怠速開關及與T形杠桿相連的發動機油門開度傳感器接收信號，對這些信號分析處

3、理后向發動機油門開度控制。圖22 1 發動機轉速的設定發動機轉速的設定是由油門開度傳感器檢測噴油泵調速拉桿位置，通過發動機控制器的內部程序控制油門開度控制馬達位置完成的。在油門開度控制馬達帶動噴油泵調速拉桿運動過程中，帶動油門開度傳感器轉動，油門開度傳感器將調速拉桿的轉動角度轉換為電壓信號反饋給發動機控制器，發動機控制器將該電壓信號與其內部程序設定值進行比較，然后根據功率選擇開關和轉速調整開關的設定，輸出一定頻率的脈沖信號，確定不同工況時油門開度馬達的轉角位置。打開鑰匙開關時，油門開度馬達帶動調速拉桿從停止位置轉至起動位置，發動機轉速的各設定位置與油門開度位置如圖3圖322 作業工況發動機轉速

4、控制在作業工況，發動機轉速用操作板上的功率選擇開關和轉速調整開關設置，四個功率選擇開關按鈕可分別將發動機轉速設置為怠速工況 、輕載工況，J、經濟作業工況E和動力作業工況尸。圖4轉速調整開關可在功率選擇開關設置的四種工況之間調整發動機轉速，以適應不同作業條件的需要。還可用功率選擇開關和加速踏板一起控制發動機轉速，此時發動機控制器從行走制動開關和加速踏板壓力傳感器接收信號，將傳感器輸出的信號與功率選擇開關的信號進行比較，按兩者較高的值控制油門開度馬達調節發動機的轉速(圖4），使轉速調節更方便。23 發動機熄火控制發動機熄火是由油門開度馬達和熄火馬達共同控制的。當鑰匙開關轉至熄火位置時，油門開度馬達

5、于維持發動機運轉所必需的最小油量，同時應急繼電器動作，通過熄火馬達切斷燃油供給，迫使發動機熄火。應急繼電器電路還與發動機機油壓力傳感器相連，發動機運轉時如機油壓力降至允許值以下時，3秒鐘后應急繼電器動作，在啟動過程中1O秒鐘內機油壓力不能上升到允許壓力，應急繼電器動作，熄火馬達切斷供油，迫使發動機熄火，從而使發動機得到了保護使噴油泵調速拉桿回到停車位置，將供油量減至小。3 液壓系統負載傳感控制（參考文獻3）該機的電子式負載傳感控制系統由變量泵、中閉式負載傳感多路閥、卸荷閥、壓差傳感器及電氣控制部分組成。由壓差傳感器檢測負載壓力，通過泵閥控制器發出指令，根據負載的需求調節渣壓泵排量，使泵輸出壓力

6、始終比負載壓力高出一不大的恒定值，從而保證液壓泵輸出功率與負載相適應，減小能量損失。31 液壓泵排量調節原理液壓泵排量調節原理主液壓泵為斜軸式變量柱塞泵，泵的排量調節是通過變量控制回路中的兩個高速開關電磁閥的通斷。控制進入變量伺服缸兩腔的先導壓力油，改變缸體的擺角來實現的，缸體的擺角可在2。24。范圍內變化。高速開關電磁閥的通斷則是由泵閥控制器發出的電信號控制的。高速開關閥的迅速啟閉精確地調節進入變量伺服缸的流量從而調節液壓泵的排量。總結：我通過這次的文獻閱讀，對液壓挖掘機的控制系統有了大致了解，主要的過程如下：應用電子控制技術，通過傳感器和開關將負載、速度及工作模式等數據信息傳回到微機處理系統，處理后的指令信號又通過控制器輸給調節電機、電磁閥等，對發動機、液壓及閥等進行精確控制。參考文獻：（1）：液壓挖掘機典型液壓控制系統分析 張德勝，郭勇(中南