挖掘机工作装置控制原理

成都电子机械高等专科学校

毕 业 论 文

（2008届）

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题目： 挖掘机工作装置控制原理 系别： 机电工程系 专业： 机电一体化 姓名： 指导教师： 二OO八年五月

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摘 要：本次设计主要介绍液压挖掘机工作装置的控制原理，首先介绍液压挖掘机的

发展历史及工作装置性能参数的设计要求，并根据性能参数来选择主要的工作元件。接着分别介绍液压系统中各个工作装置的工作原理，了解挖掘机的大臂，小臂，挖斗的工作情况和各自的液压控制回路，以及运动过程中油液的流动方向。并根据具体情况为液压缸设计缓冲装置和增压装置。最后，对整个工作装置的液压控制图的工作原理和控制回路进行分析，完整的叙述工作装置的动作。

关键词：液压系统；工作原理；二次压力；先导控制；合流再生。

Abstract：The main hydraulic excavator working on the installation

of hydraulic control principle, the first hydraulic excavator on the history of the development work of installation and performance parameters of the design requirements and performance parameters to choose in accordance with the work of the main components. Then the hydraulic system were introduced in the various installations of the principle of understanding of the boom, the arm, digging bucket and the work of their hydraulic control circuit, as well as movement in the course of the oil flow direction. Then the work device driver design, including hydraulic cylinder main parameters of the design and hydraulic cylinders when the main parameters of the design, and in accordance with specific conditions for the hydraulic cylinder design buffer devices and pressure equipment. Finally, the entire hydraulic control devices work plans and the principle of control loop analysis, a complete description of the action devices.

Keywords: Hydraulic system; principle; secondary pressure; precursor

control; confluence of regeneration.

目 录

前 言 ..................................................................................................................... - 1 - 第一章 系统总体设计方案 ..................................................................................... - 4 -

1.1 设计思路 ................................................................................................... - 4 - 1.2 工作装置图 ............................................................................................... - 4 - 第二章 液压控制原理 ............................................................................................. - 5 -

2.1 卸载阀控制 ............................................................................................... - 5 - 2.2 大臂上升合流控制 ................................................................................... - 6 - 2.3 小臂回收再生&合流控制 ....................................................................... - 7 - 2.4 小臂外伸合流控制 ................................................................................... - 9 - 2.5 挖斗回收（外扬）合流控制 ................................................................. - 10 - 2.6 挖斗回收防止真空的控制 ..................................................................... - 12 - 2.7 压力释放模式 ......................................................................................... - 13 - 第三章 液压元器件的选择 ................................................................................... - 15 -

3.1 液压泵 ..................................................................................................... - 15 -

3.1.1 可变容量式柱塞泵 ....................................................................... - 15 - 3.1.2 泵工作原理 ................................................................................... - 16 - 3.2 原动机： ................................................................................................. - 18 - 3.3 先导阀 ..................................................................................................... - 18 - 3.4 控制阀 ..................................................................................................... - 20 -

3.4.1 规格 ............................................................................................... - 20 - 3.5 油缸 ......................................................................................................... - 23 -

3.5.1 外观 ............................................................................................... - 23 - 3.5.2 规格 ............................................................................................... - 23 -

第四章 液压回路 ................................................................................................... - 24 -

4.1 中立回路 ................................................................................................. - 24 - 4.2 挖斗回路 ................................................................................................. - 25 -

4.2.1 挖斗回收先导回路 ....................................................................... - 26 -

4.2.2 自动油门动作 ................................................................................. - 26 - 4.2.3 液压泵起始流量固定控制 ........................................................... - 27 - 4.2.4 挖斗回收行走直进合流主回路 ................................................... - 27 - 4.2.5 挖斗阀芯行程限制 ....................................................................... - 27 - 4.3 大臂回路 ................................................................................................. - 27 -

4.3.1 大臂上升先导回路 ....................................................................... - 28 - 4.3.2 大臂上升2泵C/V内合流主回路 .............................................. - 28 - 4.4 小臂回路 ................................................................................................. - 28 -

4.4.1 小臂回收、轻负载操作先导回路 ............................................... - 28 - 4.4.2 小臂回收、轻负载时可变普通再生、内部合流主回路 ........... - 29 - 4.4.3 小臂回收、重负载操作先导回路 ............................................... - 31 - 4.4.4 小臂回收、重负载时再生截流主回路 ....................................... - 31 - 4.4.5 小臂外伸先导回路 ....................................................................... - 32 - 4.4.6 小臂外伸2泵合流主回路 ........................................................... - 32 - 4.4.7 通过小臂保持阀防止自然下落 ................................................... - 33 - 4.5 释压回路 ................................................................................................. - 33 -

4.5.1 释压先导回路 ............................................................................... - 33 - 4.5.2 卸载阀控制 ................................................................................... - 34 -

总 结 ................................................................................................................. - 35 - 参考文献 ................................................................................................................. - 36 - 致 谢 ................................................................................................................... - 37 -

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（1）进行某项操作则先导2次压力切换各个阀芯且输入各自的低压专用压力传

感器。

（2）低压专用压力传感器的输出电压被输入到机电控制器中，通过机电控制器

进行先导信号处理，将与输入电压相对应的指令值输出至各个卸载比例阀。 （3）各个卸载比例阀根据机电控制器发出的指令输出先导2次压力，切换各卸

载阀阀芯。

（4）根据上述动作，可以取得和操作杆操作量相对应的旁路开口，可以使让各个控制单元

动作的泵压力动作，所以各个控制单元动作。

2.2 大臂上升合流控制

选 装 低压 传感器 P1卸载 比例阀PSV-D

图2-2 大臂上升合流控制

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（1）进行大臂上升操作，大臂上升先导压力切换大臂专用阀芯以及大臂上升合

流阀芯，并将先导压力输入到低压专用压力传感器上。

（2）低压专用压力传感器的输出电压被输入到机电控制器中，通过机电控制器

进行先导信号处理，将与输入电压相对应的指令值输出至P1、P2泵比例阀和P1、P2卸载比例阀。

（3）各个比例阀根据机电控制器发出的指令输出先导2次压力，在使P1、P2

泵的输出量产生变化的同时切换P1、P2卸载比例阀。

（4）根据纯液压指令切换大臂主阀芯和大臂上升合流阀芯，并根据机电控制器

指令切换P1、P2泵和P1、P2卸载阀，在大臂上升操作时P2泵侧输出的油向P1泵侧输出的油合流。 2.3 小臂回收再生&合流控制 （1）再生&合流（低负荷）

1）进行小臂回收操作，小臂操作先导2次压力被输入小臂1速阀芯、小臂2

速阀芯以及低压专用压力传感器上。

2）低压专用压力传感器的输出电压被输入到机电控制器中，通过机电控制器

进行先导信号处理，将与输入电压相对应的指令值输出至P1泵比例阀、P2泵比例阀、P1卸载比例阀、P2卸载比例阀。

在进行复合操作时，小臂回收操作以外的先导压力被输入低压专用压力传感器，输出压力被输入机电控制器。然后通过机电控制器进行与复合操作相对应的先导信号处理，将指令值输出至与小臂回收单独操作时不同的P1泵比例阀、P1卸载比例阀、小臂回收2速逆向比例阀。

3）小臂回收2速逆向比例阀的1次压力为小臂回收操作先导2次压力，通过

与指令值对应的比例阀2次压力切换2速阀芯。（2速阀芯为控制再生量和合流量的阀芯。）

其他的各个比例阀输出与机电控制器传递出的指令值相对应的比例阀2次压力，在使P1泵、P2泵的输出量产生变化的同时，切换P1卸载比例阀、P2卸载比例阀的阀芯。

4）通过纯液压指令切换小臂1速阀芯，通过机电控制器指令切换P1、P2泵、

P1、P2卸载比例阀阀芯、小臂2速阀芯，小臂操作时小臂油缸活塞杆侧的回油再生为P1、P2泵输出的油。 （2）再生截流

P2侧的高压专用压力传感器的输出电压值被输入机电控制器，在小臂回收操作中，如果负载增大，则根据高压传感器检测出的压力进行先导信号处

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理，将指令小臂回收2速的指令值输出至2速逆向比例阀。

小臂2速逆向比例阀根据机电控制器的指令值输出先导2次压力，将2速阀芯切换至再生截流位置，再生通路截流。

选 装 小 臂 2 速 低压 传感器 低压 传感器

图2-3 小臂回收再生合流控制

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2.4 小臂外伸合流控制

选装 低压 传感器

图2-4 小臂外伸合流控制

（1）进行小臂回收操作，小臂操作先导2次压力切换小臂1速专用阀芯并输入

低压专用压力传感器。

（2）低压专用压力传感器的输出电压被输入到机电控制器中，通过机电控制器

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进行先导信号处理，将与输入电压相对应的指令值输出至P1、P2泵比例阀以及P1、P2卸载比例阀。

（3）各个比例阀输出与机电控制器传递出的指令值相对应的比例阀2次压力，

在使P1、P2泵的输出量产生变化的同时，切换P1、P2卸载比例阀。 （4）通过纯液压指令切换小臂1速阀芯和小臂2速阀芯，通过机电控制器指令

切换P1、P2泵、P1、P2卸载比例阀阀芯，小臂操作时P1泵输出的油向P2泵输出的油合流。 2.5 挖斗回收（外扬）合流控制

选装 低压 传感器

图2-5 挖斗回收外扬合流控制

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（1）进行挖斗回收（外扬）操作，挖斗回收（外扬）操作先导压力切换挖斗专

用阀芯并输入低压专用压力传感器。

（2）低压专用压力传感器的输出电压被输入到机电控制器中，通过机电控制器

进行先导信号处理，将与输入电压相对应的指令值输出至P1、P2泵比例阀以及P1、P2卸载比例阀、行走直进比例阀。

（3）各个比例阀输出与机电控制器传递出的指令值相对应的比例阀2次压力，

在使P1、P2泵的输出量产生变化的同时，切换控制阀的P1、P2卸载比例阀、行走直进阀。

（4）通过切换行走直进阀，P2油口和P1侧串联通路被连通，另外通过切换P2

卸载阀，P1泵输出油和P2泵输出油合流。

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2.6 挖斗回收防止真空的控制

选装 小臂2速 低压 传感器

图2-6（挖斗回收防止真空的控制）

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（1）进行挖斗回收操作，挖斗回收操作先导压力切换挖斗专用阀芯并输入低压

专用压力传感器。

（2）从油门电位器输出的发动机转速指令被输入机电控制器。

（3）低压专用压力传感器的输出电压被输入到机电控制器中，通过机电控制器

进行先导信号处理，将与输入电压相对应的指令值输出至P1、P2泵比例阀以及P1、P2卸载比例阀、行走直进比例阀。

（4）各个比例阀输出与机电控制器传递出的指令值相对应的比例阀2次压力，

在使P1、P2泵的输出量产生变化的同时，切换控制阀的P1、P2卸载比例阀、行走直进阀。

（5）通过切换行走直进阀，P2油口和P1侧串联通路被连通，另外通过切换P2

卸载阀，P1泵输出油和P2泵输出油合流。

（6）ATT增压电磁阀根据发动机转速而变为ON，输出2次压力，使行程限制

器动作，限制挖斗阀芯的运动。

即使是通过限制阀芯行程降低发动机转速，泵输出量减少时，也可以防止产生真空现象。

（7）在油缸行程末端等P1泵压力上升时，根据泵压力关闭电磁阀，在泵压力

较高时增压电磁阀不限制挖斗阀芯的行程。 2.7 压力释放模式

如图2-9

（1）按下液晶显示面板的Inter SW，选择开关切换的模式。通过▲▼切换开关

SW在控制画面按下Inter SW，当文字颜色由黑变白时，使用▲▼切换开关SW选择控制，按下Inter SW则判断为压力释放模式。

（2）将机电控制器判断为压力释放控制，则与各个输入信号（操作先导、油门

电位器等）无关，

1）向P1、P2泵比例阀输出最小倾转指令值，将P1、P2泵固定为最小倾转。 2）向ECU输出压力释放控制转速的指令值，将发动机转速固定为控制转速。 3）向P1、P2卸载比例阀输出最大指令值，将发动机转速固定为压力释放控

制转速。

（3）机电控制器感应主泵专用高压传感器的输出电压，判断泵压力，在液晶显

示面板中显示“可以释放压力”或“压力释放失败”。

（4）在卸载阀打开的状态下，操作各根操作杆，通过切换阀芯，各个泵输出的

液压油卸载到油箱通路，所以各个执行单元的残余压力的释放变得可能。

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选装

图2-7 压力释放模式 第 - 14 - 页 共 37 页

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第三章 液压元器件的选择

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 泵 控制阀（主） 大臂油缸（RH&LH） 小臂油缸 挖斗油缸 先导阀（ATT） 油路过滤器 吸油滤网 电磁阀 回油滤芯 液压油箱排气阀 节流阀 表3-1 液压元件表

备注 Ф85×Ф120 Ф95×Ф135 Ф80×Ф120 3.1 液压泵

3.1.1 可变容量式柱塞泵 外观及液压油口

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图3-1 液压泵外观

3.1.2 泵工作原理

液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机（电动机、柴油机等）输入的机械能（转矩T和角速度w）转换为压力能（压力p和流量q）输入，为执行元件提供压力油。+液压泵按主要运动构件的形状和运动方式分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。柱塞泵根据柱塞放置的不同位置有轴向和径向两大类。根据泵实现吸油和压油的方式又分为阀式配流、配流轴配

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流、配流盘配流三种。又根据流量大小可分为定量泵和变量泵。本工作装置液压主回路动力泵采用斜盘式轴向柱塞变量泵，斜盘式轴向柱塞泵由传动轴、斜盘、柱塞、缸体和配流盘等主要零件组成。

柱塞均分布于缸体内，并且柱塞头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在些盘上。斜盘的法线和缸体轴线夹角为斜盘倾角。当传动轴旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面还在机械装置和低压油的作用下，在缸体内做往复运动，柱塞在其自下而上的半圆周内旋转时逐渐向外伸出，使缸体内孔和柱塞形成的密封工作容积不断增加，并产生局部真空，从而将油液经配流盘的吸油口吸入；柱塞在其自上而下的半圆周内旋转时又逐渐压入缸体内，使密封容积不断减小，将油液从配流盘窗口向外压出。缸体每转一周，每个柱塞往复运动一次，完成吸、压油一次。

如果改变斜盘倾角的大小，就能改变柱塞行程长度，也就改变了泵的排量。

项 目 部件编号 最大排量 转速 压力 额 定 额 定 工作装置增压 L/min kW N·m 型式 控制特性 其他 MPa 泵组件 泵单体 cm3 从min-1轴端看 （右旋转） 主 泵 -------- -------- 110×2 2000 34.3 37.8 220×2 at 7.8MPa 114（内齿轮泵3.4） 齿轮泵 —— -------- 10 ← 4.9 20 最大流量 最大输入马力 最大输入扭距 544（内齿轮泵14.7） KR3G-YTOK-HV 电气流量控制、正压流量控制应急模式时额定马力控制+输出流量应答性能曲线偏移控制 电磁比例减压阀 第 - 17 - 页 共 37 页

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质 量 kg 141 表3-3 液压泵规格

3.2 原动机：

型式 气缸数－内径×行程 总排气量 额定输出/转速 最大扭矩/转速 起动马达 交流发电机

表3-4 发动机参数表

4冲程水冷4缸、 直喷式、附带排气涡轮增压器（附带中冷器） 4-Φ112mm×l30mm 5.123L 114kW/2,000 min-1 572N·m/1,600 min-1 24V/5.0kW 24V/1.2kW 3.3 先导阀

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型 式 操作扭距 一次压力 额定流量 质 量 PV48K2004 参照下表 5.0MPa 20L/min 约1.9kg 图3.2 先导阀外观图及参数

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3.4 控制阀 3.4.1 规格 （1） 外观

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图3-3 控制阀外观图

（2） 油口一览表

油口记号 PAa1 PBa1 PAb PBb PAc PBc PAa2 PBa2 DR 项 目 小臂1（回收）先导油口 小臂1（外伸）先导油口 大臂（上升）先导油口 大臂（下降）先导油口 挖斗（回收）先导油口 挖斗（外扬）先导油口 小臂2（回收）先导油口 小臂2（外伸）先导油口 泄油口 锁定阀选择先导油口 PLc2 PBp1 PBp2 PL PB1 PTb PCa PCb PCc P1 P2 T1 T2 旁路截流阀（P1侧）先导油口 旁路截流阀（P2侧）先导油口 工作装置增压油口 大臂（上升）合流先导油口 行走直进先导油口 卸载阀（P2侧）先导油口 卸载阀（P1侧）先导油口 挖斗（回收）行程限制器先导油口 泵油口（P1侧） 泵油口（P2侧） 油箱油口1 油箱油口2 第 - 21 - 页 共 37 页

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Ab Bb Aa Ba Ac 大臂油缸大腔侧油口（上升） 大臂油缸活塞杆侧油口（下降） 小臂油缸大腔侧油口（回收） 小臂油缸活塞杆侧油口（外伸） 挖斗油缸大腔侧油口（回收）

表3-5 油口一览表

（3） 主要项目

项 目 最大流量（L/min） 最高压力 主溢流阀设定压力 油口溢流阀设定压力 （大臂油缸大腔、挖斗油缸大腔、小臂油缸小腔） 油口溢流阀设定压力 （大臂油缸小腔、挖斗油缸小腔、小臂油缸小腔） 表3-6 主要项目

规 格 220×2 37.8MPa（泵油口）/39.7MPa（执行单元油口） Std 34.3MPa 增压 37.8MPa 39.7MPa 37.8MPa 第 - 22 - 页 共 37 页

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3.5 油缸 3.5.1 外观

图3-6 油缸概要图

3.5.2 规格

单位：mm

用 途 大臂 小臂 挖斗 油缸组件 部件编号 F1 油缸内径/ 活塞杆直径 Φ120/Φ85 Φ135/Φ95 Φ120/Φ80 行程 1355 缓冲装置 活塞杆侧 缓冲装置 双缓冲装置 活塞杆侧 缓冲装置 干燥质量 （kg） 166 249 149 F2 F3 1558 1080

表3-6 规格

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第四章 液压回路

4.1 中立回路

在此就以下功能进行说明。 中立切断阀和卸载阀运行

乘降遮断式（锁定）杆和先导回路 泵的正流量控制功能运行 泵P-Q曲线控制功能运

1: 控制阀的旁路切断阀和卸载阀运行 （1） 中立切断阀

启动E/G后机电控制器发出指令使P1、P2卸载比例阀（PSV/D、PSV/B）

输出二次压力，次压力作用于PBp1及Bp2油口，中立切断阀芯切断为关闭。

中立切断阀芯在E/G启动后通常都长时保持关闭状态，只有在泵比例阀及

机电控制器相关部件发生故障时才会切换为接通。 （2） 卸载阀

启动E/G后，如中立切断阀时一样，P1、P2卸载比例阀（PSV/D、PSV/B）

将输出二次压力，作用于PCb及PCa油口，使P1、P2卸载阀芯切换为接通。

2: 乘降遮断式（锁定）杆和先导回路 （1） 目标:

保证安全，防止意外操作和工作装置。但不适用于推土式机器的推土板。 （2） 原理：

切断操作用先导阀的压力源 （3） 运行:

E/G启动后，将乘降遮断式锁定杆推向前侧，则限位开关开通，由于机电控制器的作

用1秒后比例阀阀体上的电磁阀（SV-4）将使先导操作回路处于接通状态。

3: 泵的正流量控制功能运行 （1） 形式：

电气流量控制式可变泵 （2） 原理：

通过改变电磁比例减压阀发出的指令电流I，来任意控制泵的倾角（排出

流量）。 （3） 运行：

1）流量增加动作（以P1泵为例）

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操作任意一个操作杆，先导阀的操作二次压力将增加，通过低压压力传

感器将此增量变换为与输入压力相应的输出压力的增量。机电控制器将对此压力变化进行信号处理，并向泵电磁比例阀增加指令电流值I，以此来增加泵的流量。这就是所谓正流量控制方式，若泵指令电流增加，电磁比例阀二次压力也会增加。泵附属的调节器通过先导柱塞将阀芯向左侧挤压，在与先导弹簧的力度相应的位置停止。

伺服活塞的大径部向油箱油口开口，柱塞随小径部的排出压力P1向左

移动，增加倾角角度。伺服活塞和阀芯以反馈杆相连，伺服活塞向左移动时，由于反馈杆的作用，阀芯向右移动，此移动会使阀芯.套筒的开口慢慢关闭，在完全关闭的位置伺服活塞静止。 2）流量减少动作

果机电控制器指令电流值I减小，点此比例阀的二次压力也会减小，先

导弹簧会使阀芯向右移动，阀芯一旦移动，排出压力P1便会通过阀芯被导向伺服活塞的大径室。

出压力P1虽然常时被导向伺服活塞的小径部，但由于面积差，伺服活塞会向右移动，

从而减小倾角。如上所述，伺服活塞向右移动，反馈杆会使阀芯向左移动，一直动

作到阀芯.套筒的开口部关闭。

4: 泵P-Q曲线控制功能运行 （1） 形式：

电气流量控制式可变泵 （2） 原理：

机电控制器将泵高压压力传感器的值演算为P-Q曲线控制值，向泵电磁比

例阀发出指令 （3） 运行：

泵高压压力传感器输出与泵排除压力相应的电压。

机电控制器将来自高压压力传感器的输出电压演算为P-Q曲线控制值，并

将其转换为指令电流值。另一方面，于来自低压压力传感器的泵的正流量控制指令电流进行比较，选择一个较低的值向泵比例阀输出指令电流。 通过这种控制，可防止因泵负载超过发动机马力而导致的发动机熄火。 4.2 挖斗回路

在此就以下功能加以说明。 （1） 挖斗回收先导回路 （2） 自动调速动作

（3） 液压泵起始流量固定控制

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在此就以下功能加以说明。

（2）小臂回收、重负载操作先导回路（再生截流） （3）小臂回收、重负载时再生截流主回路 4.4.3 小臂回收、重负载操作先导回路 （1）操作：

1）进行小臂回收操作时，小臂变为重负载，P2泵压力上升至设定压力后，从P2泵压力传感器（SE－23）输出的电压，在机电控制器内进行信号处理，根据负荷压力，小臂2电磁逆向比例阀电流被控制，小臂可变再生被截流。 在再生截流时也和轻负载时一样，保持内部合流。 2）小臂回收操作对左先导阀的作用和轻负载时相同。 4.4.4 小臂回收、重负载时再生截流主回路 （1）目标：

提升小臂回收速度 （2）原理

通过再生截流，降低小腔压力 （3）动作：

1）P2泵输出油从C/V（2）的P2油口进入左行走部分，分流至旁路回路和平行回路，通过切换小臂1阀芯，推开负载单向阀LCa，进入小臂阀芯。 2）另一方面，P1泵输出的油进入C/V（2）的P1油口，通过行走直进部分，流入右行走串联油路。小臂2阀芯被切换，推开负载单向阀LCAT2，与P2泵输出油进行内部合流，从C/V（2）的Aa油口供给给小臂油缸大腔（H）侧。

3）小臂油缸（R）侧输出的回油进入C/V（2）的Ba油口，通过打开的小臂锁定阀CRar，经过小臂1阀芯，进入小臂2阀芯。

4）小臂2阀芯被切换到再生截流位置，所以回油直接返回油箱回路。

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图4-3 小臂2阀芯位置

在此就以下功能加以说明。 （4）小臂外伸先导回路 （5）小臂外伸2泵合流主回路 （6）通过小臂保持阀防止自然下落

4.4.5 小臂外伸先导回路 （1）操作：

1）进行小臂外伸操作，则从左先导（9）的油口⑧传递出先导比例2次压力，在作用于低压压力传感器（SE-7）的同时向2回路分流，作用于C/V（2）的PBa1、Pba2油口。

2）进入C/V（2）的PBa1油口的操作比例2次压力切换小臂1阀芯。 3）然后，进入C/V（2）的Pba2油口的操作比例2次压力切换小臂2阀芯。 4.4.6 小臂外伸2泵合流主回路 （1）目标：

提升小臂外伸速度 （2）原理：

使P1泵向P2泵在C/V（2）内合流 （3）动作：

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1）P2泵输出油通过切换小臂2阀芯，推开负载单向阀LCAT2，通过小臂2阀芯，在小臂锁定阀前与P2泵输出油进行内部合流。

2）然后，P1泵输出油通过切换小臂1阀芯，和P1泵输出油合流，小臂保持阀CRar的锁定阀通过被油推开，通过C/V（2）的Ba油口供给给小臂油缸小腔（R）侧。

3）另一方面，从小臂油缸大腔（H）侧输出的回油进Aa油口，通过小臂1以及2阀芯，返回油箱回路。

这一回油回路为了防止压力损失，不通过增压单向阀而通过专用的回油油路。

4.4.7 通过小臂保持阀防止自然下落 （1）目标：

防止小臂因为小臂＆挖斗的自身重量而自然下落 （2）原理：

通向小臂油缸小腔（R）侧回路的小臂阀芯的返回回路的完全关闭。 （3）动作：

1） 小臂操作2次压力消失，小臂油缸停止则小腔（R）侧压力从C/V（2）

的Ba油口经过保持阀选择，作用于保持阀CRar的背压，关闭保持阀。

2） 因为从保持阀通向小臂阀芯的油的流入被完全隔断，所以可以通过小

臂阀芯的泄漏等防止小臂的自然下落。

4.5 释压回路

在此就以下功能进行说明 （1） 释压先导回路 （2） 释压主回路 4.5.1 释压先导回路 （1） 目标

为便于油管修理作业，释放主回路压力

（2） 原理

通过面板开关切换到释压模式，机电控制器发出以下指令 1）向泵比例阀（PSV-P1、PSV-P2）输出最小倾角指令值 2）向ECU输出减压控制转速指令值 3）向P1、P2卸载比例阀输出指令值

（3） 运行

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1）泵比例阀将P1、P2泵流量调节至最小

2）卸载比例阀（PSV-D）、(PSV-B)输出先导二次压力，进入C/V的PCb、PCa油口，使P1、P2卸载阀切换至开放位置。

4.5.2 卸载阀控制

（1） 进行某一项操作时，操作先导二次压力在使得各个阀芯发生切换的同时，

被输入到各个低压压力传感器。

（2） 低压压力传感器输出电压到机电控制器后，由机电控制器进行先导信号处

理，在将与输入电压相应的指令值输出至各个卸载比例阀。

（3） 各个卸载比例阀根据机电控制器的指令输出相应的先导二次压力，切换各

个卸载阀芯。

（4） 这样，就可以根据操作杆的操作量控制相应程度阀芯开口，液压泵的油流

向各执行元件进行工作。液压单元及其参数。

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总 结

至此，关于挖掘机工作装置控制系统的设计已经结束。本系统充分利用了液压驱动的原理，辅之以其它换向阀，系统设计简单、性能优良、运动平稳、工作可靠且节能降耗，克服了一般挖掘机耗能大、操纵复杂等缺点，实现了操作控制的自动化。通过完成本次设计任务，使我对液压控制系统有了更深层次的认识，作为控制系统的动力源，液压泵发挥着不可替代的作用。在查阅书籍和资料的过程中，我学到了不少新知识，如液压系统、先导控制、电磁比例阀、换向阀等等。在补充新知识的同时，也将以前学过的溢流阀，单向阀等知识进行了扩充。

此外，本次设计先总体设计后分液压和电气设计的设计思路，是今后解决类似问题可以借鉴的经验。通过完成设计任务，我感觉最大的收获是自学能力得到了很大程度的提高，收获了独立解决问题的自信！

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