刘凯磊，李 宇，康绍鹏，丁 力，陶 扬

(江苏理工学院 机械工程学院，江苏 常州 213001)

引言

挖掘机是一种用铲斗挖掘土壤、煤、泥沙以及经过预松后的岩石等物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机在建筑工地、园林绿化、城市建设、农田使用、管道开挖等领域应用广泛[1]。

挖掘机液压系统普遍采用的是负载敏感系统，所谓负载敏感系统是一种感受系统压力-流量需求，且仅提供所需求流量和压力的液压系统[2-3]。负载敏感系统的主控制阀是1个三位五通换向阀，由于其进、出节流边的机械固联，在进口节流的同时，出口同时节流，因而造成了重复的节流损失，进而使得系统能耗大、效率低[4]。

为了克服由1根阀芯造成的重复节流损失，出现了利用2个或多个阀进行组合来控制液压执行器的负载口独立控制技术[5]。国内外学者对其节能控制[6]、轨迹跟踪[7]、主被动控制[8]、泵阀联控等进行了研究，取得了一定成果。

因此，结合负载口独立控制技术，以挖掘机工作装置为例，设计挖掘机工作装置负载口独立控制系统，并对其节能特性进行理论分析，同时采用ADAMS和AMESim构建挖掘机工作装置的负载口独立控制系统和负载敏感系统联合仿真模型[9-11]，并对两种系统在典型工况进行仿真分析，研究挖掘机负载口独立控制系统的节能特性，从而为后续试验研究提供理论依据。

1 挖掘机工作装置负载口独立控制系统设计

挖掘机工作装置包括动臂、斗杆和铲斗3个机构，每个机构均由液压缸驱动，3个工作机构可以单独动作，也可以同时动作。……