(1)液壓系統(tǒng)和電子控制的結(jié)合

電液集成控制已成為目前的主要研究對象。電子控制技術(shù)與液壓控制技術(shù)相結(jié)合的電液集成控制技術(shù)，近年來取得了長足的進(jìn)步，特別是傳感器、計算機和測量儀器的應(yīng)用，將液壓技術(shù)與電子控制有機地結(jié)合起來，開發(fā)研制了許多新型電液自動控制系統(tǒng)，提高了挖掘機的自動化程度，促進(jìn)了挖掘機的快速發(fā)展。目前，國外先進(jìn)挖掘機電液聯(lián)合控制的研究已經(jīng)成熟。美國林肯-伯特公司的新型C系列LS-5800液壓挖掘機配有全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調(diào)節(jié)流量，避免驅(qū)動力的浪費。日本油缸制造商生產(chǎn)的FJ系列挖掘機的五個新型號配備了與液壓回路相連的計算機輔助動力控制系統(tǒng)。通過使用精確的控制模式選擇系統(tǒng)，降低了燃油、發(fā)動機動力和液壓動力的消耗，延長了零件的使用壽命。

(2)從開式液壓系統(tǒng)向閉式液壓系統(tǒng)的過渡

20世紀(jì)90年代以前，日本KAMATSU公司一直致力于開發(fā)開放式負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)(OLSS)，以減少液壓系統(tǒng)的損耗。開式液壓系統(tǒng)采用三位六通閥，其特點是有兩條供油路徑，一條是直接供油路徑，一條是并聯(lián)供油路徑。由于這種油路調(diào)速方式與進(jìn)口節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速同時工作，其調(diào)速特性受負(fù)載壓力和油泵流量的影響，因此該系統(tǒng)的運行性能、調(diào)速性能和微調(diào)性能較差。此外，當(dāng)液壓元件共同作用時，它們之間相互干擾很大，使得聯(lián)合作用的操作非常困難。這是開放系統(tǒng)的一大缺點。在挖掘機作業(yè)工程中，要求很好地控制移動速度和微調(diào)液壓元件，需要多個執(zhí)行器在各種工況下完成復(fù)合動作，但長期使用的開放式液壓系統(tǒng)不能滿足挖掘機調(diào)速和復(fù)合動作的要求。近年來，國外挖掘機液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)了封閉式負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)(CLSS)。它可以用一個油泵同時向所有液壓元件供油。每個液壓元件的運動速度只與操作閥的閥桿行程有關(guān)，與負(fù)載壓力無關(guān)。泵的流量是根據(jù)需要提供的，幾個液壓元件同時動作時幾乎沒有干擾。因此，良好的機動性是閉式液壓系統(tǒng)的主要特點。該系統(tǒng)非常適合挖掘機作業(yè)。操作簡單，對司機操作技能要求不高。它在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，是挖掘機液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前，小松已經(jīng)將大量挖掘機液壓系統(tǒng)從開式系統(tǒng)改為閉式系統(tǒng)。

(3)注意處理特點

液壓缸系統(tǒng)的工作特性越來越受到重視。目前，隨著全液壓挖掘機在世界范圍內(nèi)的快速發(fā)展，控制方式不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，挖掘機從簡單的杠桿操作發(fā)展到液壓操作、氣動操作、液壓伺服操作和電氣控制、無線電遙控和計算機集成程序控制。隨著各種高新技術(shù)的應(yīng)用，挖掘機液壓系統(tǒng)的工作特性得到了很大的改善。(4)提高負(fù)載能力和可靠性

為了提高挖掘機的負(fù)載能力，直接的方法是提高其液壓缸系統(tǒng)的工作壓力、流量和功率。目前世界上先進(jìn)挖掘機產(chǎn)品的額定壓力大多在30MPa以上，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，有向更高壓力甚至超高壓液壓技術(shù)發(fā)展的趨勢；流量通常是每分鐘幾百升：功率在幾百千瓦以上。比如目前德國OK公司生產(chǎn)的世界第一臺RH400全液壓挖掘機，鏟斗容量為42m3，液壓油源為18個可變軸向柱塞泵，總流量為10200 L/min。原動機為2臺QSK60柴油機，總功率2014kW。由于液壓挖掘機經(jīng)常在惡劣環(huán)境下連續(xù)工作，液壓挖掘機的所有功能部件都受到惡劣環(huán)境的影響，系統(tǒng)的可靠性越來越受到重視。美、英、日等國普及有限壽命設(shè)計理論，取代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機的強度研究，不斷提高設(shè)備的可靠性。美國提出了動態(tài)設(shè)計分析方法來評估動態(tài)強度。日本建立了液壓挖掘機零部件強度評估程序，開發(fā)了可靠性信息處理系統(tǒng)，使液壓挖掘機作業(yè)率達(dá)到85% ~ 95%，使用壽命超過1萬小時。

(5)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

目前，液壓挖掘機上基本上有兩種典型的節(jié)能技術(shù)。即負(fù)載敏感技術(shù)和負(fù)流量控制技術(shù)。目前，液壓挖掘機采用其中一種控制技術(shù)來達(dá)到節(jié)能的要求。負(fù)載感應(yīng)技術(shù)是一種利用泵輸出1: 3壓力和負(fù)載壓力之間的差異使系統(tǒng)流量發(fā)生相應(yīng)變化的技術(shù)。安裝在液壓系統(tǒng)中的德國曼內(nèi)斯曼公司開發(fā)的負(fù)載傳感系統(tǒng)可以控制一個或幾個液壓元件，而不管施加到它們上的負(fù)載如何。該系統(tǒng)不僅操作簡單，而且具有良好的微動控制特性。它最大的特點是可以根據(jù)負(fù)載大小和調(diào)速要求控制油泵，從而按需供流量，將調(diào)速節(jié)流損失控制在一個較小的固定值，從而達(dá)到節(jié)能的目的。負(fù)流量控制技術(shù)是通過主控制閥后面的節(jié)流閥建立的壓力來調(diào)節(jié)主泵排量的技術(shù)。目前，韓國現(xiàn)代(HYUNDAI)、日本小松(KOMATSU)和日本日立(HITACHI)等許多國外知名挖掘機制造商都在其挖掘機液壓系統(tǒng)中采用了負(fù)流量控制技術(shù)。這種控制技術(shù)具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、可靠性和可維護性好的特點，但當(dāng)起點是大負(fù)荷運行時，流量與負(fù)荷有關(guān)，可控性就比較丟人了。