现代工程机械电液控制技术项目6 挖掘机电液控制系统应用与检修
现代工程机械电液控制技术项目1 工程机械机电液一体化系统的识别与应用
２）系列化、多用途 为了全方位地满足不同用户的需求，工程机械正朝 着系列化、多用途方向发展。工程机械发展的重要趋势 之一是逐步实现从微型到特大型不同规格的产品系列化。 推动工程机械进入微型化发展阶段的因素，首先源于液 压技术的发展。通过合理设计液压系统，使执行机构能 够完成多种作业功能；安装在工作装臵上的液压快速可 更换联接器，可使各种附属作业装臵的快速装卸及液压 软管的自动联接等能在作业现场完成，甚至在驾驶室通 过操纵手柄即可快速完成更换附属作业装臵的工作。
项目1Leabharlann 工程机械机电液一体化系 统的识别与应用
项目剖析与目标 一方面由于我国基础设施建设的大力发展，工程机 械的需求量越来越大，对工程机械的研究和应用得到了 高度重视；另一方面由于近年来国内、外工程机械科技 领域以电子、液压和信息技术等为先导，在计算机故障 诊断与监控、精确定位与作业、发动机燃油控制和人机 工程学等方面，进行大量的研究，开发出与各种工程机 械相匹配的软、硬件控制系统，使工程机械产品向大功 率、信息化、智能化方向大步前进，工程机械的技术水 平显著提高。 1
任务
工程机械机电液一体化技术的应用
1。工程机械机电液一体化技术的发展趋势 现代机械的一个重大特征就是将先进的制造工艺、 电子技术与液压技术结合起来，其结合体在各类机械的 应用代表了机械水平发展的一个重要方向；而“电液控 制技术”是在液压传动技术和自动控制技术的基础上发 展起来的一门较新的新兴学科，是机电一体化技术的重 要组成部分。 1）数字化设计与制造技术的广泛使用 数字化设计与制造不仅贯穿企业产品开发的全过程， 而且涉及企业的设备布臵、物流、生产计划、成本分析 等多个方面。数字化技术具有分辨率高、表述精度高、 可编程处理、处理迅速、信噪比高、传递可靠迅速、便 于存储、提取和集成、联网等重大技术优势。 2
机电液一体化技术在工程机械的应用
机电液一体化技术在工程机械的应用提纲：1. 机电液一体化技术的概述2. 机电液一体化技术在工程机械中的应用3. 机电液一体化技术带来的优势及挑战4. 机电液一体化技术的发展趋势5. 机电液一体化技术在国内外的应用状况1. 机电液一体化技术的概述机电液一体化技术是指将机械、电气、传动、控制、液压、气动等多种技术融合在一起，形成一种集成化的工程技术体系。
机电液一体化技术主要包括以下几个方面：1.1 电控技术：电控技术是机电液一体化技术一个重要的组成部分，是实现自动化控制和信息化管理的关键技术之一。
1.2 传动技术：传动技术是机电液一体化技术的核心之一，主要包括机械传动、液压传动、电动机传动等多种方式。
1.3 液压技术：液压技术是机电液一体化技术的重要组成部分。
通过液压系统可以实现高效能、高精度、高负载、高刚性等特点。
1.4 气动技术：气动技术也是机电液一体化技术的一部分，与液压技术相似，不同之处在于液压系统是通过油液传动，而气动系统是通过气体传动。
1.5 智能控制：智能控制是机电液一体化技术的核心之一，通过智能控制系统可以实现自动化控制、动态优化、故障诊断等功能。
2. 机电液一体化技术在工程机械中的应用机电液一体化技术在工程机械领域应用较为广泛，主要应用在以下几个方面：2.1 挖掘机：机电液一体化技术被广泛应用在挖掘机中，通过液压系统、电控系统的结合，可以实现挖掘运动的自动化控制和精度控制；通过使用智能控制系统，可以实现挖掘机的自适应控制和故障诊断。
2.2 起重机：机电液一体化技术在起重机领域也有着广泛的应用，通过液压系统、电控系统的结合，可以实现起重运动的自动化控制和精度控制；通过使用智能控制系统，可以实现起重机的自适应控制和智能防撞。
2.3 压路机：机电液一体化技术在压路机中也被广泛应用，通过使用电控系统和液压系统的结合，可以实现压力的精确控制和自适应控制；通过智能控制系统，可以实现压路机的自适应控制和故障诊断。
机电液技术在工程机械中的应用
机电液一体化技术在工程机械中的发展与应用一、引言随着社会的发展，人们对工程机械的发展方向提出了更多的要求，如高性能、低能耗、操纵轻便灵活、安全舒适、可靠耐用等，即对于现代化工程机械，人们已不满足其“能工作”，而是要求其“出色工作”，希望能实现省力、自动化、智能化和低耗能。
[1]电子技术的飞速发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的发展，使信息、传感等技术与传统机械产品的融合成为可能。
传统机械产品正向着智能化、网络化、模块化、柔性化、微型化、自动化等机电一体化新阶段迈进。
由于工程机械多数还有液压传动系统。
因此，对于工程机械来说，采用的则是机械、液压与电子器件一体化技术的产物—机电液一体化系统。
二、发展概况2.1 国外自上世纪以来，一些主要工业发达国家就开始逐步将这些新技术应用到工程机械领域，用来提升产品的操控性和实现产品的多功能化，以满足用户对产品环保、节能、操作舒适性及智能化监控维护的要求。
为此，他们研发出适用于自己各类产品的先进的机电液一体化系统。
如日本开发的无线电遥控水陆两用推土机，美国卡特彼勒公司开发的激光自动调平推土机，以及由德国宝马公司研制出的应用于压路机上的自动滑转控制系统[2-3]。
因此，通过利用先进的机电液一体化技术，可大幅度提高整机的各项性能及生产效率，并能改善工程机械在作业时的可操作性和舒适性等[4-5]。
2.2 国内从工程机械控制方面来说，自上世纪70年代起，国外就己经开始了机电液一体化技术的研发，而我国却还只是从单一机械式向机液式的转变，然而，就目前的水平来看，也只相当于国外80年代的水平；从制造工艺与装备方面来说，我国也落后很多[6]。
如今我国还难以生产高速、高效和高精密的制造设备，而受到技术壁垒的影响，在我国工业生产中应用到的国外先进的制造工艺和设备也比较少。
到现在我国制造业关键的技术依然比发达国家落后很多[7]。
但随着我国西部大开发战略的实施和经济的迅猛发展，对各类工程机械的需求越来越大。
工程机械电液控制系统
工程机械电液控制系统简介工程机械电液控制系统是指通过电气与液压相结合的方式，对工程机械进行控制和调节的系统。
该系统使用了电气控制和液压驱动，通过电液转换器进行信号的传递和执行器的控制，从而实现对工程机械的运动、位置、力量等参数的调节和控制。
本文将详细介绍工程机械电液控制系统的结构、工作原理以及应用领域。
结构工程机械电液控制系统主要由以下几个部分组成：1.电控部分：包括控制器、传感器、执行器等电气元件。
控制器负责接收和处理输入信号，通过传感器获取机械的运动状态和环境参数，然后通过执行器输出相应的控制信号，实现对机械的控制和调节。
2.液压部分：包括液压传动系统、液压执行元件等。
液压传动系统负责将电气信号转换成液压信号，通过液压执行元件控制机械的运动、位置、力量等参数。
3.电液转换器：用于将电气信号转换成液压信号，实现电气与液压的相互转换。
常用的电液转换器包括电磁阀、电液换向阀等。
4.连接件：用于连接电气元件和液压元件，实现信号和能量的传递。
工作原理工程机械电液控制系统的工作原理如下：1.电控部分接收输入信号，并经过处理后输出控制信号。
2.控制器通过传感器获取工程机械的运动状态和环境参数。
传感器将这些参数转换成电信号，并传输给控制器。
3.控制器根据输入信号和传感器的反馈信号，进行逻辑运算和控制计算，并生成相应的控制信号。
4.控制信号通过连接件传递给电液转换器，将电信号转换成液压信号。
5.液压部分接收液压信号，并经过液压传动系统的传递和液压执行元件的作用，控制和调节工程机械的运动、位置、力量等参数。
6.工程机械根据液压部分的控制信号，进行相应的动作和运动。
应用领域工程机械电液控制系统广泛应用于各个领域的工程机械中，如挖掘机、装载机、推土机、起重机等。
它们通过电气和液压的相互协作，实现了对机械的高效控制和操作。
在工程机械的挖掘方面，电液控制系统能够精确控制挖斗的位置、速度和力量，提高挖掘效率和准确性。
在装载方面，可以根据物料的不同特性，调节装载斗的位置和倾斜角度，实现高效的装载和卸载操作。
挖掘机电子控制系统
位置时，发动机将以全功率投入工作。
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12.3 工作模式控制系统
▪ 2、S模式 ▪ S模式为标准作业模式，在这种工作模式下，液压泵输入
功率的总和约为发动机最大功率的85％，与转速传感器 侧得的转速信号无关。Fra bibliotek精选ppt
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12.2 电子功率优化控制系统
▪ 继而通过油泵斜盘角度调节装置减小斜盘角度，降低泵的排量。上述 过程重复进行直到实测处于发动机转速与设定的额定转速相符为止。 如果实测的处于发动机转速高于额定转速，EPOS控制器使减小驱动 电流，使泵的排量增大，最终使发动机也工作在额定转速附近。
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12.1 电子监测控制系统
▪ 大宇重工DH280型挖掘机的电子监控系统电路如图所示， 由仪表板、仪表、报警灯、蜂呜器、控制器及传感器等组 成。仪表板上装有16个指示灯，用于指示各种开关的状 态及故障报警。另外还有5种仪表：柴油发动机转速表、 冷却液温度表、柴油量表、电压表及工作时间表等。如果 低于规定值，仪表板上的指示报警灯将闪亮报警。为了避 免挖掘机产生误报警情况，检查挖掘机时应停在水平地面 上。蜂鸣器停止发声后，仪表板上的充电指示灯和机油压 力指示灯仍然发亮属于正常现象。
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12.2 电子功率优化控制系统
▪ 液压挖掘机能量的总利用率仅为20％，巨大的能量损失 使节能技术成为衡量液压挖掘机先进性的重要指标。采用 电子功率优化控制系统(EPOS)对发动机和液压泵系统进 行综合控制，使两者达到最佳的匹配，节能效果特别显著， 所以许多世界著名的工程机械公司都采用了这种技术。
电子课件-《工程机械液电控制系统安装与调试》-A07-3049 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
4 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
2. 工作装置
5 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
3. 回转机构
6 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
7 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
4. 行走机构
8 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
9 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
5. 结构件
10 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
20 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
（10）实现动作顺序：前进→后退→左转→右转→动臂升 起→斗杆外摆→铲斗上翻→左回转→右回转→铲斗下翻→斗杆 内收→动臂下降。
挖掘机的各执行机构均采用节流阀实现速度调节。
21 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
三、挖掘机手动控制系统工作原理图
22 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
30 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
（6）操纵动臂换向阀，使6YA 通电，动臂升起；操纵动 臂换向阀，使5YA 通电，动臂下降。
（7）操纵斗杆换向阀，使4YA 通电，斗杆内收；操纵斗 杆换向阀使3YA 通电，斗杆外翻。
（8）操纵铲斗换向阀，使2YA 通电，铲斗下翻；操纵铲 斗换向阀，使1YA 通电，铲斗上翻。
51 模块四 挖掘机液电系统安装与调试
5. 顺时针旋紧溢流阀调节手柄，压力表的压力指数调整 到3 MPa。
6. 根据动作顺序表的步骤进行调试。动作顺序：同时前 推左、右行走控制手柄，挖掘机前进；同时后拉左、右行走控 制手柄，挖掘机后退；后拉左行走控制手柄，前推右行走控制 手柄，挖掘机左转；前推左行走控制手柄，后拉右行走控制手 柄，挖掘机右转；后拉右先导手柄，动臂升起；前推左先导手 柄，斗杆外摆；右推右先导手柄，铲斗上翻；左推左先导手柄，
现代工程机械机电液一体化应用技术
大 的 液压 信号 传 输 管 路 ，用 电信 号 传 递 液 压 参 数 ，不 但 能 加快 系统 响应 ，而 且 使 整个 挖 掘 机 动力 系统 控 制 更 方便 、灵活 。随着计 算 机 技 术 的发 展 ，电液 比例 控 制 将进 一 步智 能化 ，这 种智 能化 主要 体 现 在 计 算 机 能
先进 的计算 机 技术 、控 制技 术 、网络技术 、通讯 技术 、 微 电子 技术 、电力 电子 技 术 、光 缆 技 术 等 应 用 到 工 程 机械 上 ，实 现智 能人 机 接 口，如 Ｇ Ｓ全 球 定 位 系 统 及 Ｐ 设备 远 程控 制 系统 等 ，这 些 都 已在 工 程 机 械 上得 到 了 推广 应用 。 下 面 以 卡 特 Ｅ ４ Ｂ型 液 压 挖 掘 机 为 例 （ 图 １ ， ２０ 见 ）
图 １ Ｅ ４ Ｂ电控 工 作原 理 示 意 ２０
卡特 Ｅ ４ Ｂ型液 压 挖 掘 机 ， 控 制 系 统 的动 力 装 ２０ 其
的应 用 ，它 可 以使 喷油 泵 的循 环 供 油 量 和 喷 油 提 前 角 不再 受转 速 的影 响 ，使 机 械 一直 工 作 在 最 佳 状 态 ，且
（ 东省 水利 水 电 第三 工程局 ， 东 东莞 ５ ３ １ ） 广 广 ２ ７ ０
摘 要 ： 对 美 国卡 特 Ｅ ４ Ｂ型 液 压 挖 掘 机 机 电液 一 体 化 功 能 系统 研 究 的 基 础 上 ， 面 分析 了其 机 电液 一 体 化 系统 特 点 、 在 ２０ 全
工作原理及 系统故 障 自诊 和检 测方 法， 并就现 代 工程机械 机 电液一 体化 应 用技 术做 了详 细 阐述 ， 实践 中具有 一定推 广 在
转 速 自控 系统 和运行 监控 系统 进 行分 析 。
《大型矿用液压挖掘机电液控制系统关键技术研究》范文
《大型矿用液压挖掘机电液控制系统关键技术研究》篇一一、引言随着现代矿业开采的不断发展，大型矿用液压挖掘机作为重要的采矿设备，其电液控制系统的性能直接关系到设备的作业效率和安全性。
因此，对大型矿用液压挖掘机电液控制系统的关键技术研究显得尤为重要。
本文旨在探讨电液控制系统的核心技术，为提升设备性能和安全性提供理论支持。
二、电液控制系统概述大型矿用液压挖掘机电液控制系统是一种高度集成化的技术系统，其核心在于电液比例控制、电液伺服控制和电液开关控制等技术。
系统通过电子控制系统与液压系统相结合，实现对挖掘机的精确控制。
三、关键技术研究1. 电液比例控制技术电液比例控制技术是电液控制系统的核心，通过比例阀、比例泵等实现挖掘机的连续和动态控制。
研究中应注重提高比例控制的精度和响应速度，降低系统能耗。
此外，还要对比例阀的优化设计、电磁兼容性等问题进行研究。
2. 电液伺服控制技术电液伺服控制系统用于高精度和高动态响应的场合，如挖掘机的工作装置位置控制和姿态控制等。
在研究过程中，应关注伺服阀的精度、响应速度及抗干扰能力，同时优化伺服系统的算法和控制策略。
3. 电液开关控制技术电液开关控制系统主要用于挖掘机的简单动作和保护功能。
在研究中，应注重开关控制的可靠性和稳定性，同时优化开关动作的响应时间和能耗。
此外，还要对系统故障诊断和保护功能进行深入研究。
四、系统设计与优化1. 系统设计原则电液控制系统设计应遵循可靠性、经济性、可维护性和可扩展性等原则。
在设计中要充分考虑设备的实际工况和作业要求，确保系统能够满足设备的性能需求。
2. 优化策略在系统设计过程中，应采用先进的控制算法和优化策略，如模糊控制、神经网络控制等，以提高系统的控制精度和响应速度。
同时，还要对系统进行仿真分析，验证设计的合理性和可行性。
五、实验与验证通过搭建实验平台，对电液控制系统进行实验验证。
实验过程中要关注系统的动态性能、静态性能以及抗干扰能力等方面。
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（2）正铲工作装臵 单斗液压挖掘机的正铲结构如图 6.5所示，主要由 动臂 2、动臂油缸 1、铲斗 5、斗底油缸 4等组成。铲斗 的斗底利用液压缸来开启，斗杆 6铰接在动臂的顶端， 由双作用的斗杆油缸 7使其转动。斗杆油缸的一端铰接 在动臂上，另一端铰接在斗杆上。其铰接形式有两种： 一种是铰接在斗杆的前端；另一种是铰接在斗杆的尾端。
（2）变量系统 在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容积变量 来实现无级调速的，其调节方式有 3种：变量泵—定量 马达调速、定量泵—变量马达调速、变量泵—变量马达 调速。 （3）典型挖掘机液压工作系统 如图 6.7所示的国产 W Y-100型履带式单斗液压挖 掘机液压系统是一种典型的挖掘机液压传动控制系统， 其工作装臵、行走机构、回转装臵等均采用液压驱动。
早在 20世纪 80年代，进口挖掘机数量较少，采用 的是柴油机经减速机带动卷扬鼓子通过钢丝绳及滑轮组 驱动的结构形式，如从波兰进口的 QU1206B 型挖掘机。
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（1）预热系统电路分析 卡特 BH235DE 型液压挖掘机电子预热控制器电气 原理如图 6.8所示。该机采用封闭式电热塞，6只并联， 柴油机每缸 1只，每只电热塞的电阻为 4 Ω，其总工作 电流为36 A，采用预热定时器控制，其工作状态由点火 开关、预热继电器、电子预热控制器、温度传感器等控 制。 （2）报警保护系统电路分析 报警保护电路由报警信号灯（光源为发光二极管）、 报警传感器、报警继电器、报警蜂鸣器、熄火电磁阀和 报警电路微机控制模块组成如图 6.9所示。
【知识准备】挖掘机的结构与工作原理 1.液压挖掘机结构特点 液压挖掘机在各种工程建设领域，特别是在基础设 施建设中所起的重要作用越来越明显，是工程机械行业 中产销量最大、增长率最高的产品之一。随着挖掘机技 术的不断进步，市场上挖掘机品牌的增多，为用户选购 和使用挖掘机提供了更多的选择。 1）履带式行走装臵 履带式行走装臵由“四轮一带”（即驱动轮、导向 轮、支重轮、托轮以及履带）、张紧装臵和缓冲弹簧、 行走机构、行走架等组成。
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任务 挖掘机电液控制系统应用与检修
任务描述 挖掘机作为土方工程施工中的主力机种之一，可以 用作挖掘、装载、起重、打桩、捣固、钻孔及平整等作 业，具有用途广、性能优、挖掘力大、操控方便等特点。 由于挖掘机系统复杂，涉及技术领域广、机型多种多样， 本项目要求掌握挖掘机的结构特点、电液控制技术的基 本原理以及挖掘机综合故障诊断与检修方法。 任务分析 机电液一体化技术是液压挖掘机的主要发展方向， 其目的是实现液压挖掘机的全自动化，即人们对液压挖 掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移，使挖掘 机由传统的杠杆操纵逐步发展到液压操纵、气压操纵、 电气操纵、液压伺服操纵、无线电操纵、电液比例操纵 和计算机直接操纵。 2
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（3）油门电控系统电路分析 ①油门电控系统的组成 ②微机电子调速板的工作原理 当把点火启动开关臵于 ON 挡时，微机电子调速板接通 24 V 工作电源，此时微机接收到来自转速传感器的零转 速信号。 ③工作模式 工作模式分为 3种：经济工作模式、正常工作模式 和重工工作模式。这 3 种模式工况由驾驶员选择的，合 理的选择可延长设备使用年限，节省燃油。 ④转速传感器的工作原理及检测 转速传感器为电磁感应式，由绕组、永久磁铁、软 铁芯、外壳组成。柴油机飞轮齿圈，如果一圈共 120个 齿，柴油机每转动一周系统 液压挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅助 回路组成，包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流 调速和节流限速回路、行走限速回路和先导阀操纵回路 等，由它们构成具有各种功能的液压系统。液压挖掘机 液压系统主要有定量系统、变量系统和定量、变量复合 系统等 3种类型。 5）控制系统 机电液一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其目 的是实现液压挖掘机的全自动化，使挖掘机由传统的杠 杆操纵逐步发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液 压伺服操纵、无线电操纵、电液比例操纵和计算机直接 操纵。
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2.挖掘机液压系统 液压系统是工程机械中的一个重要部分。液压系统 由于具有体积小、重量轻、易安装、功率密度大、响应 快、可控制性强、工作平稳且可实现大范围的无级调速 等优点。应用日趋广泛。 1）挖掘机的液压系统类型 按照液压泵的流量特性不同，液压挖掘机液压系统 分为定量系统、变量系统两种类型。 （1）定量系统 在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不变，即 流量不随负载而变化，通常依靠节流来调节速度。根据 定量系统中油泵和回路的数量及组合形式不同，分为单 泵单回路、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统 及多泵多回路定量系统等。 12
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3.液压挖掘机电气控制系统 电气与电子控制系统是挖掘机的重要组成部分，其 质量与性能的优劣直接影响到挖掘机的动力性、经济性、 可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。挖掘机电 气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、 各类传感器、电磁阀等。 1）美国卡特 BH235DE 液压挖掘机电气控制原理
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2）回转装臵 液压挖掘机回转装臵由转台、回转支撑和回转机构 等组成。回转支撑的外座圈用螺栓与转台连接，带齿的 内座与底架用螺栓连接，内、外座圈之间设有滚动体。 挖掘机工作装臵作用在转台上的垂直载荷、水平载荷和 倾覆力矩通过回转支撑的外座圈、滚动体和内座圈传给 底架。 3）工作装臵 （1）反铲工作装臵 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、 斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接如图 6.2所示，在液压 缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸 土等动作。
项目6 挖掘机电液控制系统应用 与检修
项目剖析与目标 挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并 装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。第一台手动挖 掘机问世至今已有130多年的历史了，期间经历了由蒸 汽驱动回转挖掘机、电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机 到应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发 展过程。本任务项目主要针对全液压挖掘机的结构、原 理、选型以及故障诊断与检修方法等进行论述。