起重机电比例泵控液压系统性能研究

　　随着社会进步和技术的不断发展，以及各施工企业对高效益和高效率的执着追求，整体吊装工程越来越普遍，因而大吨位起重机的市场需求也越来越迫切［1］。由于大吨位起重机进行施工作业时，人机安全、节能环保就显得特别重要，因而对起重机液压系统的设计也提出了更高的要求:节能、高效、可靠、微动性好、动作平稳和复合动作质量高。

　　1 液压原理

　　图 1 为电比例泵控液压系统原理图，1、2 为电比例泵，3 为齿轮泵，4、5、7 为溢流阀，6 为梭阀，8、9、10、11 为三位四通电磁换向阀，12、21 为二位四通电磁换向阀，13 ～ 20 为插装阀，22～ 25 为电液动换向阀，26、28 为单向阀，27、29、30、31 为平衡阀，32 为主卷扬马达，33 为副卷扬机马达，34 为变幅液压缸，35 为伸缩液压缸。起重机的动力油源由2 个电比例泵来提供，油泵1 连《起重运输机械》 2010 ( 11)通阀块的进油口 P1，油泵 2 连通阀块的进油口P2，经过油路的切换，油液经油口 A1 向主卷扬马达供油，通过方向阀 22 换向，控制主卷扬机构起升动作，经油口 A2 向副卷扬马达供油，通过方向阀 23 换向，控制副卷扬机构起升动作; 经油口 A3向变幅液压缸供油，通过方向阀 24 换向，控制变幅机构起落幅动作; 经油口 A4 向伸缩液压缸供油，通过方向阀 25 换向，控制吊臂的伸缩动作。上述 4 种作业可由单泵完成，也可由双泵合流完成，电磁铁的具体得电逻辑见表 1。

　　2 作业性能分析

　　2. 1 节能

　　该系统采用电比例泵控技术，与阀控系统有着本质的区别。电比例泵控系统直接由油泵调速，通过控制电控手柄的角度来控制油泵的排量，从而达到调速目的。阀控系统则是由阀的开度来控制油泵的排量，从而实现调速。以阀控系统中的负载敏感系统为例^［2，3］，来说明电比例泵控系统是如何实现节能的。图 2 为电比例泵控系统做复合动作时的功率损耗图，图 3 为负载敏感系统做复合动作时的功率损耗图，其中横坐标为流量，纵坐标为压力，假定 P₁是主卷扬作业时消耗的功率，P₂是副卷扬作业时消耗的功率。如图 2，主、副卷扬复合动作时泵 1 的输出流量为 Q_L1，压力为 p₁，泵 2 的输出流量为 Q_L2，压力为 p₂，发动机的输出功率为 P₁+ P₂。如图3，主、副卷扬复合动作时泵的输出流量为 Q_L1+ Q_L2，压力为 p1+ Δp，发动机的输出功率为 P₁+ P₂+ Q_L2( p₁－ p₂) + P_{v － p}。对比可知，负载敏感系统比电比例泵控系统多消耗功率为 Q_L2( p₁－ p₂) + P_{v － p}，这些功率并不参与做功，而是转化为热能，促使油温升高; 而电比例泵控系统消耗的功率全部参与做功，没有多余的能量损失，因而电比例泵控系统更节能。