针对工程机械铲刀平地作业铲刀与地面的刚性冲击问题,提出一种工程机械平地作业液压浮动系统,通过增加阀芯行程在铲刀联主控阀芯上增加浮动工作位,详细阐述了液压浮动系统工作原理,基于AMESim搭建负载敏感控制的铲刀液压浮动系统仿真模型,进行了仿真参数设置,模拟了铲刀平地越障浮动升降过程,得到了铲刀油缸压力和位移动态曲线,并基于平地越障铲刀油缸易产生震动问题,在铲刀油缸大腔增加蓄能器进行减震,铲刀相同负载工况下进行了浮动升降仿真,研究结果表明:铲刀浮动平地作业越障易抬起铲刀,有效提升铲刀寿命;蓄能器对铲刀油缸平地越障的震动具有很多的吸能减震作用;铲刀油缸大腔冲击压力降低31%,活塞冲击速度降低42%。

针对正流量液压挖掘机在微动工况下进行平地作业时的压力抖动问题,对正流量系统正流量泵、主多路阀和优先逻辑阀等元件在平地工况下的控制特性进行研究,建立主阀与优先逻辑阀的数学模型,分析平地工况下压力抖动的根源,并根据某型号液压挖掘机搭建高精度机电液联合仿真平台,对压力抖动进行溯源。研究结果表明,优先逻辑阀在平地作业时的异常启闭是引起压力抖动的主要原因。改进优先控制程序后,通过仿真平台和验证,压力抖动问题可基本解决。