中大型液压挖掘机功率交叉控制系统

挖掘机中的各种节能控制，归根到底都是通过调节液压泵排量实现的。现有的挖掘机最常用的是恒功率控制系统(如液压挖掘机的左右行走操作)，此控制系统两泵的排量永远一致，能够使两个需要同步的作业保持一致。而当做单一操作时，这就意味着部分多余油液要泄掉，使系统出现发热等一系列的问题，造成液压功率的损失。
　　普通的双泵双回路系统(见图1)，柴油机带动两个完全相同的变量柱塞泵，供给两条液压回路：一条回路控制斗杆、回转和左侧行走，另一条回路控制动臂、铲斗、右侧行走和辅件。这种泵控制特性的优点是：能够在一定条件下，充分利用柴油机功率；两个泵都能够吸收100%的柴油机功率，提高了工作装置的作业能力；能够使两个需要同步的装置保持速度一致而不受负载不一致的影响，如液压挖掘机的左右行走装置。主要缺点是：挖掘机工作时，两泵的斜盘摆角调节是一致的，当两个泵分别驱动的装置需要不一样的流量时，造成液压功率的损失；当挖掘机工作时，可能一个泵为高压、小流量，而另一泵则处于低压、大流量状态，结果是处于高压的泵其流量大于系统需要的流量，一部分油液要从溢流阀流走，使系统发热造成功率损失，而另一个低压泵又达不到最大流量，使挖掘机的工作机构达不到最高速度；负荷压力小于活塞D和B的弹簧压力时，活塞B回到中位，油道关闭，旋转盘的倾角变到最大流量位置，全部油液流入油箱。如当工作装置负载达到一定程度而停止动作时，液压泵输出的全部油液都通过溢流阀回油箱，此时柴油机的输出功率都消耗在溢流阀上变成热量，导致油温升高；由于液压系统的过热带来一系列的问题，如，使橡胶密封件变软，过早老化，进而使系统密封效果变差，液压油的黏度降低，不利于润滑油膜的形成，从而加速了液压系统内部运动部件的磨损，增加泄漏，降低容积效率，使热膨胀系数不同的运动副问的
间隙变小而发生阻卡现象。

　　新的功率交叉控制系统既能充分利用柴油机功率，又可以根据两个泵各自驱动液压回路的负载情况，向每一回路提供不同的液压油流量，同时加大了工作装置的功率范围。该系统工作原理如图2所示。图中，两个泵各自的排量不仅与自身输出压力有关，同时还与另外1只泵的输出压力有关。它是通过两个变量泵工作压力相互交叉控制实现的，相当于1个液压
连杆将两个变量泵的功率连到一起，平衡杠杆上受3个力的作用。

　　所以，功率交叉控制系统优于恒功率控制系统，它提高了低负载回路对实际负载功率的适应性；柴油机功率的利用率进一步提高；在双泵之间动态的功率分配更适用于中大型液压挖掘机，避免了两泵流量相等所带来的缺点，充分利用了柴油机的功率，提高了中大型挖掘机作业效率的要求。