黄埔登高车出租,  萝岗登高车出租,  广州登高车出租     登高车进出口独立阀控系统能耗分析及对比??          由于进出口独立阀控控制采用两个阀分别控制液压缸的两腔，增加了控制自由度，所以存在多种不同的控制方式，如进口节流、出口节流、进出口同时节流、流量再生等。采用进出口独立控制系统最主要的目的就是减少能量消耗，提高能量效率，因此有必要对进出口独立阀控系统不同控制方式的能耗特性进行分析和比较，为不同工况下控制方式的选择和控制策略的设计提供参考。在工程机械的实际工作中，较为常见的是两象限执行机构和四象限执行机构。两种机构具有不同的工况和特点，因此对两种机构分别进行分析。

      1液压缸四象限工况,  在液压缸工作过程中，根据缸的速度方向和所受负载的方向，可以定义如图2-1128所示的四个工作象限。定义活塞杆伸出的方向为速度正方向，阻碍活塞杆伸出的负载方向为负载正方向。如果速度和负载的方向一致，定义为超越工况，否则定义为阻抗工况。则可根据速度方向和负载方向的不同组合，将液压缸的工况分为阻抗伸出（PE）、超越伸出（RE）、阻抗缩回（PR）和超越缩回（RR）四个象限。根据阀所处的状态，进出口独立阀控系统可以有进口节流、出口节流、容积控制、流量再生、进出口节流等多种方式。对于阻抗负载工况RE和RR，常见的方式主要有进口节流、出口节流、进出口节流和容积控制的方式，对于流量再生回路，在复合动作中有所应用。对于超越负载工况OE和OR，此时负载作为驱动力，因此进口节流方式和容积控制方式不可用，因为回油路的阀全开，导致液压缸速度不可控。因此只能采用进出口节流，出口节流控制或者流量再生回路。进出口节流回路采用控制策略以实现一个腔控制流量，另一个腔控制压力，其系统能耗与控制策略具有较大的相关性，因两个阀都处于节流状态，但阀芯位移不相同，故其能耗常介于单阀控缸回路和其余几种回路之间。采用流量再生回路时，部分回油腔排出的流量能够进入进油腔，从而实现部分流量的再生利用。但是，由于两腔的面积不同，两腔的流量不同，因此OE和OR工况的流量再生回路存在区别。对于OE工况需要泵提供部分流量，来弥补两腔流量的差值，OR工况则不需要泵提供流量。OR工况下无杆腔的流量分为两部分：一部分进入有杆腔，一部分回油箱。不同的控制方式将会产生不同的能耗，接下来的部分进行详细分析。

      2控制方式,   对系统能耗的影响在液压缸工作过程中，从t0到t1时间段内消耗的能量可以用泵输出的功率表示。，E为t0到t1时间段泵消耗的能量，t0为工作过程的起始时间，t1为工作过程的结束时间，Ps为某一时刻泵的功率，ps为泵出口压力，qs为泵输出流量。由式可以看出，减少能耗的方法有两种途径：在满足工作条件的前提下，降低泵出口压力或减少泵输出流量。（1）阻抗工况阻抗伸出与阻抗缩回的能耗特性是相似的，此处仅分析阻抗伸出工况下的能耗特性。其中，1p、2p分别为进油路和回油路的节流口所产生的压差，0p为油箱或背压阀压力。液压缸受力方程为1122pA−pA=F,  压力关系为s11p=p+p，202p=p+p,  故可得油源压力.   又因液压缸伸出速度对于两腔是相等的，0E,1E,2E,LE分别表示背压阀消耗的能量，进油路节流阀消耗的能量，回油路节流阀消耗的能量，对负载做功消耗的能量。①当采用传统四边联动滑阀时，进回油路节流口开口面积相同，因此1p和p的关系为212p=pn，对于负载敏感回路，阀口两端压差恒定.   ②当采用进出口独立系统进口节流回路时,   其中2minp表示在流量不变情况下，阀口全开时阀口的最小压降.   ③当采用进出口独立方式出口节流回路.   ④当采用容积控制方式，通过泵摆角来控制流量,  阻抗伸出时不同控制方式及能耗对比。图中a、b、c、d分别代表四边联动阀控、进口节流、出口节流和容积控制四种控制方式，0E为背压阀消耗能量，2E为有杆腔阀消耗能量，LE为做功能量，1E为无杆腔阀消耗能量，saveE为相对于四边联动阀控方式节约的能量。阻抗工况下不同控制方式的能耗对比，相对于传统的四边联动滑阀控制，进口节流方式减小的是回油路的节流损失，出口节流方式减小的是进油路的节流损失，而对于容积控制方式，由于进出油路阀都开度最大，所以进油路和回油路的节流损失最小，整体的能量损失最小。但在针对实际问题时，并非所有的阻抗工况都要选择容积控制方式，还要根据系统结构，运行要求，速度要求等其他方面综合选择控制方式。

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    （2）超越工况当液压缸处于超越工况时，负载力起到驱动力的作用。此时回油腔的压力需能够克服负载，有杆腔只需保持不吸空的压力minp即可。以超越缩回为例，则液压缸的受力方程为1122pA−pA=F。此时有杆腔保持不吸空压力即可，记不吸空的压力为minp，无杆腔的压力。①当采用传统四边滑阀方式时，进油路和回油路的压差,  泵的压力,   泵输出的流量，故泵输出功率.    ②当采用出口节流控制方式时,   所以泵输出功率.   ③当在OR工况下采用流量再生方式时，由于无杆腔的面积大于有杆腔，无杆腔流出的流量大于有杆腔进入的流量。无杆腔和有杆腔接通，同时经过一个背压阀与油箱连通。一部分流量从无杆腔流入有杆腔实现流量再生，一部分流量通过背压阀流回油箱。因此，这个过程中泵不需要输出能量.    ④当在OE工况下采用流量再生方式时，能耗特性与OR工况是不完全相同的，由于有杆腔流出的流量小于无杆腔需要的流量，故需要通过泵给无杆腔提供一部分油液。超越工况时不同控制方式及能耗对比。a、b、c、d分别代表OR工况四边联动阀控、OR工况出口节流、OR工况流量再生、OE工况流量再生四种控制方式；aE为保证进油腔不吸空消耗的能量，saveE相对于四边联动阀控方式节约的能量。超越工况下不同方式的能耗对比，对于四边联动滑阀方式，由于超越工况一般负载较大，滑阀的阀口必须很小才能保证阀口两端压差，从而平衡外负载，此时进油路阀口两端的压差也很大，所以泵必须提供较大的能量，并且大部分的能量都在阀口处以节流的方式消耗掉，这就导致了大量的能耗损失。对于进出口独立阀控系统的出口节流方式，回油路阀口开度很小以平衡外负载，进油路阀口全开，此时泵只需要提供较小的能量以保证进油腔不吸空即可，这就大大减小了泵的能量输出，并且减小了系统的能量损耗，节能特性明显。对于两种能量再生方式，由于两腔面积不同，故而系统回路有所不同，超越缩回时无杆腔流量大于有杆腔流量，所以不需要泵提供能量，通过背压阀保证进油腔不会吸空；超越伸出时，有杆腔流出流量小于无杆腔流入流量，所以需要泵提供一定的流量和压力，起到补油和背压的作用，此时泵消耗一部分能量。在针对实际问题时，可根据以上分析选择合适的控制方式，然后在此基础上进行控制策略的相关研究，这样可以在保证节能特性的基础上提高运行特性。

        首先介绍了进出口独立阀控控制系统的工作原理，根据对称阀控对称缸的数学模型，建立了进出口独立控制系统的数学模型，根据模型对系统的流量特性压力特性等进行分析，然后针对进出口独立阀控系统不同方式的不同工况，对其能耗特性进行对比和分析，为后续控制方式的选择和控制策略的设计提供理论指导和理论基础。

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