电液比例控制在20世纪80年代初开始应用于工程机械,在液压挖掘机上得到广泛应用。 工程机械采用电液比例技术,可以省去复杂庞大的液压信号传输管路,用电信号传递液压参数,不仅可以加快系统响应速度,还可以对整个挖掘机进行控制。 动力系统更方便灵活。 进入20世纪90年代后,随着计算机技术的发展,电液比例控制进一步“智能化”,电液比例泵和比例阀的应用越来越多,于是出现了“智能液压挖掘机”。 这种智能主要体现在以下几个方面。 首先,电脑可以自动监测液压系统和柴油机的工作参数,如压力、柴油机转速等,可以自动控制整个挖掘机动力系统高效节能地运行。 根据这些参数保存状态。 其次,它可以完成一些半自动操作,比如平地、修坡等,对司机的熟练程度要求不高,但工作质量却可以大大提高。 第三,可以根据监测到的运行参数进行故障诊断,方便挖掘机的维护保养。 这些功能的出现,大大提高了挖掘机的性能。
在传统的机械调速柴油机中,喷油泵的循环供油量和喷油提前角均受转速影响,难以进一步提高柴油机的性能。 柴油机采用电喷控制后,泵的循环供油和喷油提前角不再受转速影响,使挖掘机始终工作在最佳状态,响应速度加快。 柴油机电喷控制器的研制是提高挖掘机节能性能的重要环节。
负荷传感控制在20世纪70年代开始兴起,各工程机械液压件厂商相继推出了一系列相关产品。 该系统具有良好的节能性和机动性,即使是不熟练的驾驶员也能很快适应。 比例流量分配阀的出现进一步推动了负载传感技术在挖掘机上的应用,进一步提高了挖掘机的机动性,解决了西方国家缺乏熟练驾驶员所带来的问题。 因此,发达国家对负载传感控制挖掘机的需求将进一步上升。
虽然带有四通阀的负载传感系统可以提供精确的操作,但并非在所有情况下都需要它,并且可以由使用无负载传感系统挖掘机的熟练驾驶员来完成。 更重要的是,负载敏感系统的高价格限制了其在发展中国家的应用。 目前,世界上许多知名挖掘机制造商既有采用四通阀负载传感控制的挖掘机,也有采用正流量和负流量控制等六通阀液压系统的挖掘机。 成熟的制造技术和低廉的价格将使六通多路阀继续发挥作用。
为了提高挖掘机的性能,各种节能措施的组合将更加广泛。 在以往的系统中,液压泵上都集成了多种功能,但由于各种条件的限制,一般不会超过三种。 在图14所示的液压泵中,集成了压力切断、正向流量控制和功率限制等功能,市场上流行的各种液压泵的原理图也集成了多种功能。 随着液压技术的发展,可以在泵上集成更多的功能。
为了使挖掘机更好地适应各种工况下的负载要求,动力系统内部一些控制元件的设定参数将不再是固定值,而是可以根据挖掘机的具体工况进行改变。 例如,在日立建机生产的EX系列挖掘机上,负载传感阀上的压力补偿器的设定压差可以随着工况的变化而变化,增强了挖掘机在工作中的适应性。 可以预见,在未来的挖掘机动力系统中,可以调节的控制参数将会更多,从而使挖掘机工作效率更高,操作更轻松。
借助计算机控制技术,水泵与发动机的匹配控制将进一步“智能化”,两者结合更加紧密,实现一体化控制。 在这种控制中,控制器可以根据工况的变化自动调节液压泵和发动机,从而在保证输出功率满足工作需要的同时,最大限度地降低油耗。