開中心和閉中心優缺點對比分析

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　　下面就挖掘機對液壓系統的主要性能要求來進行探討：

　　1．調速性能

　　1.開中心：執行器起動點（閥的死區）隨負載和泵流量而變；調速區域隨負載和泵流量

　　而變，重負載調速區域小，流量調整行程??；有負載漂移現象，即操縱桿位置不變，隨負載 改變，執行器速度發生變化；微調和精細作業困難，調速性能差。

　　2.閉中心：執行器的速度只與該操縱閥桿的行程有關，與負載壓力和油泵流量無關，無負載漂移現象。

　　還可以采用改變補償壓差的方法獲得很好地微調功能，調速性能很好。

　　2．執行器同時動作，復合操作性能

　　1.開中心：由于負載干涉，司機難以恰當地控制去各執行器的流量，很難相互配合實現

　　所要求的復合動作。為了運動上獨立，需要單獨一個泵供一個執行器。

　　2.閉中心：無負載干涉現象，同時動作時各執行器的運動速度只與其閥桿行程有關，司

　　機易按自己的愿望來控制其復合動作，單泵供多個執行器仍能保持各執行器運動的獨立性， 當流量飽和時，各執行器的速度按其行程等比例地下降，這樣仍保持原來的運動關系。 3．各閥桿供油流量選擇自由度

　?。?）開中心：各閥桿最大流量由泵流量所確定不能選擇，但各執行器需要的流量往往是 不同的，油缸伸出和縮回所需流量往往也是不同的。在作業過程不同工況，執行器對油泵流 量需要不同時，只能采用泵分流或合流有級設定。還要用通斷型閥來改變供油關系，采用節 流孔和節流閥來改變各路的供油量，但仍不能滿足挖掘機各工況對執行器的流量要求。

　?。?）閉中心：對任一執行器均能通過閥桿行程按需限制最大流量，設定適宜的最高速度， 可以通過操縱閥桿行程獲得低于最高速度的任意速度。

　　圖 6 為日立建機閉中心各閥的流量設定與開中心流量設定比較的示意圖，從圖中可看出 閉中心各閥流量設定的自由度比開中心要大得多。因此閉中心能更好地符合挖掘機工況對各 執行器的流量要求，使液壓系統供油更加合理。

　　閉中心系統 開中心系統 ←流量 流量→

　　另外，挖掘機是多功能的機械，其上可裝不同的附屬裝置，但多種多樣的附屬裝置要求 不同的流量。對開中心來說，閥系統無法設定其流量，對閉中心來說，同一閥桿只需調整其 行程，就能改變流量來符合各種附屬裝置的流量需要。

　　4．從節能和生產率上來看

　　節能非常重要，這不僅涉及使用成本、經濟性，還涉及能耗和排放的環境問題，反映作

　　業效率的生產率也非常重要。

　　有人認為采用負載敏感壓力補償系統進行流量控制，需要一定補償壓差，會造成能量損

　　失，因此認為閉中心能量損失大，實際上這觀點是不對的。因為開中心旁通回油形式，通過 閥體節流必然有液阻和能量損失，兩者從閥的角度來看是差不多的。通過閥的損失主要由閥 的尺寸選擇和設計技術所決定。

　　必須指出分析閥和液壓系統的能耗不能單純從閥和液壓系統來看，要從人機系統組合總 的效果來看。閉中心由于操縱性好，容易實現理想的操作動作，工作效率高，能耗也低。

　　表 1 為小松公司開中心和閉中心實際土方作業對比試驗的結果。生產率以單位時間土方 量來表示，油耗以單位燃油量的作業量來表示，采用兩個機種 10T 級和 20T 級，二者馬力 相同，從試驗結果可知，無論生產率還是油耗都是閉中心為優。應該說明 10T 級，開中心 采用雙泵系統，閉中心采用單泵系統。雙泵本身要比單泵系統省油，故單位時間油耗閉中心 稍大于開中心。但最終評價能耗的指標是單位燃油量的作業量，仍然是閉中心優于開中心。

　　從對比數據來看兩者有不少的差距。

　　5．動態性能

　　挖掘機工作裝置是大質量慣性系統，大容積的執行器要考慮油的體積彈性系數，因此存 在動態特性問題。開中心采用旁通節流，響應快，起動平穩，而且系統穩定不易振動，從這 一點來說，其操作感覺好，而閉中心系統靠壓力補償改變流量，使執行器速度變化。當遇到 大慣性負載時會產生壓力變化快，流量跟不上現象，使壓力補償閥不能按正確補償壓力調整，產生過度和不足調整。泵和多路操縱閥之間連接管道較長時，會引起壓力傳遞滯后，因此閉 中心易產生響應慢，操縱控制不穩定等問題。

　　這是初期閉中心存在的缺點，但經過實際使用和不斷改進，這些問題基本上得到解決， 通過適當調整壓力補償程度可以得到完全補償特性，接近開中心的特性或介于兩者之間的中 間特性。

　　綜上所述可得出以下結論：閉中心負載敏感壓力補償是為了使液壓系統能更好地符合挖 掘機復雜工況而開發出來的新型的液壓系統，從工作原理根本上來看，其供油和調速方式理 想合理，能更好地符合挖掘機作業要求。

　　作為多路閥液壓系統，主要性能是操縱性，所謂操縱性就是能否按司機的愿望，快慢很 自在地控制作業裝置的運動。

　　開中心不能實現理想的操作動作，必然產生不正確和無謂的浪費動作，必然加重司機的 生理和心理負擔。裝上開中心系統的挖掘機只能看成是一臺粗糙的機械，不要說生手，就是 熟練司機也很難駕馭。必然作業效率低和油耗高，這就是為什么很多挖掘機廠家過去采用開 中心現改為閉中心的原因。這個技術發展的動向希望引起我國挖掘機廠家足夠的重視。