混合动力挖掘机液压系统分析与设计

液压系统作为研究混合动力挖掘机动力源输出有效控制的控制对象，其主要由执行元件、阀和泵三部分组成。执行元件主要由动臂、斗杆、铲斗、回转行走驱动液压缸及其杆件等工作驱动部件组成。阀控部分主要包括主阀、压力补偿阀、溢流阀等。表9-1是样机的结构参数。

表9-1 某型号整机的结构参数

1.变化负载工况设计

目前，挖掘机变工况下负载测试可以通过两种方法获得：一种是通过执行元件液压缸压力测试法间接推算出杠杆负载变化，另一种则是通过液压缸生产商提供的液压缸额定工作压力以及相应误差范围间接模拟出变化负载工况图。因该机型目前正处于整修阶段，各部件工作精度有待进一步校准，因此研究主要采用第二种方法。具体步骤如下：

1）获取各执行元件液压缸额定工作压力。该混合动力机型采用的是枫阳液压厂生产的执行元件液压缸，其结构参数见表9-2。

表9-2 液压缸结构参数

2）选取各执行元件额定工作压力值为工况标准，并控制其波动范围在5%以内，各执行元件工况范围见表9-3。

表9-3 外工况额定负载参数

3）通过AMESim软件提供的随机数产生函数获得如图9-7所示的各负载工况图。由于各执行元件负载是在额定负载有效误差范围内随机波动的，因此执行元件的随机负载值是有效的，执行元件间工况负载值的组合也是合理的。(www.xing528.com)

2.液压阀系统设计

主阀采用的是东芝UX28-57多路阀系统，主要由7个操纵阀、3个插装阀、2个二位二通阀以及若干单向阀和节流孔组成^[33]。依据简化原则，其设计参数见表9-4。主阀阀控信号统一采用方波周期信号，幅值为1，周期为1s。

表9-4 液压阀系统参数

图9-7 负载工况变化图

3.液压泵设计

该机型选用力士乐恒功率轴向柱塞变量泵，其参数见表9-5。

表9-5 液压泵设计参数