液壓系統(tǒng)在工程車上的應(yīng)用（一）
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    雙泵雙回路單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)
    圖 1所示為國產(chǎn)lm^3履帶式單斗液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖。
    該挖掘機(jī)的鏟斗容量為lm^3，發(fā)動機(jī)功率11OkW．液壓系統(tǒng)工作壓力28MPa。
    液壓系統(tǒng)采用雙泵供油方式，液壓泵1、2在通常情況下分別向控制閥組I、Ⅱ供油，兩個閥組相互獨(dú)立，因此互相之間沒有干擾。兩個控制閥組分別由三個手動換向閥串聯(lián)組成，可實現(xiàn)兩個機(jī)構(gòu)同時動作。當(dāng)挖掘機(jī)的動臂或斗桿機(jī)構(gòu)需要快速動作時，可將合流閥13推人左位工作。合流閥l3左位時，液壓泵l和2同時向動臂缸16和斗桿缸15供油，實現(xiàn)快速動作。行走馬達(dá)5、6由各自獨(dú)立的閥組Ⅰ、Ⅱ分別控制，這樣，即使左右行走阻力不同也可保持挖掘機(jī)行走的直線性。行走馬達(dá)采用雙排柱塞式內(nèi)曲線液壓馬達(dá)，變速閥7可使液壓馬達(dá)的兩排柱塞在串聯(lián)和并聯(lián)之間轉(zhuǎn)換，串聯(lián)時排量較小轉(zhuǎn)速較高，而并聯(lián)時扭矩較大轉(zhuǎn)速較低，這樣可以適應(yīng)行走時輕載高速和重載低速的需要。
    圖  1雙泵_雙回路單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖
1、2一液壓泵3一叫轉(zhuǎn)馬達(dá)4緩沖補(bǔ)油閥組5、6-履帶行走馬達(dá)7—行走馬達(dá)變速閥8一補(bǔ)油單向閥9-中心回轉(zhuǎn)接頭10一限速間11、18溢流閥12一梭閥13-合流閥14鏟斗缸15-桿缸16-動臂17-單向節(jié)流閥19一背壓閥20節(jié)流閥21-冷卻器22一過濾器23-緩沖閥溢流閥11、18用來調(diào)整液壓泵1、2的最高工作壓力。
    各執(zhí)行機(jī)構(gòu)管路上的緩沖閥23的功能是對液壓缸或馬達(dá)進(jìn)行緩沖，同時也有安全閥的作用。
    由于行走機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的慣性較大，因此，為避免沖擊，在各個液壓馬達(dá)的油口附近都安裝了補(bǔ)油用單向閥4、8，這些閥和緩沖閥23共同構(gòu)成了液壓馬達(dá)的緩沖回路。背壓閥19的開啟壓力是0.7MPa，其作用是保證對液壓馬達(dá)的補(bǔ)油更加可靠。
  所有手動控制剛的中位機(jī)能都是M型的，一方面有卸荷作用，另一方面也能在中位時使被控執(zhí)行機(jī)構(gòu)短時鎖緊。動臂、斗桿和鏟斗機(jī)構(gòu)液壓缸回路中設(shè)置的單向節(jié)流閥17是用來限制這些液壓缸的運(yùn)動速度，以防止這些機(jī)構(gòu)在自重作用下超速下降。限速閥10用以防止挖掘機(jī)下坡時超速溜坡。
    由于空間的限制，移動設(shè)備的油箱都不大可能太大，因此系統(tǒng)中設(shè)置了風(fēng)冷式冷卻器21，該冷卻器可保證液壓系統(tǒng)的油溫不超過80℃。
進(jìn)入液壓馬達(dá)工作容腔和馬達(dá)殼體內(nèi)的液壓介質(zhì)的溫度是不同的，在此溫差的作用下，可能導(dǎo)致液壓馬達(dá)機(jī)械卡死。為避免這一情況，液壓馬達(dá)上引出兩個泄漏油口，其中一個直接通油箱，另外一個和有一定背壓的州油路相連，這樣，馬達(dá)殼體內(nèi)的油液就會形成流動，使馬達(dá)內(nèi)各零件的溫度內(nèi)外一致，同時還有沖洗馬達(dá)殼體內(nèi)磨損物的功能。

       雙泵雙回路總功率調(diào)節(jié)變量挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)
圖 2所示為雙泵艤回路總功率調(diào)節(jié)變量挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖。其主要參數(shù)為：反鏟斗容量0. 6m^3，液壓系統(tǒng)工作壓力25MPa，液壓泵排量為2×106.5mL/r，液壓馬達(dá)排量為1.79L/r。
 

 

圖2  雙泵雙回路單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

1、2-液壓泵  3-回轉(zhuǎn)馬達(dá)  4-緩沖補(bǔ)油閥組  5、6-履帶行走馬達(dá)  7-行走馬達(dá)變速閥  8-補(bǔ)油單向閥  9-中心會轉(zhuǎn)接頭  10-限速閥  11-、18-溢流閥  12、梭閥  13- 合流閥  14-鏟斗缸  15-斗干缸  16-動壁缸  17-單向節(jié)流閥  18-背壓閥  19-溢流閥  20-節(jié)流閥  21-冷卻缸22-過濾器 23- 緩沖閥  該液壓系統(tǒng)采用一臺雙聯(lián)軸向變量柱塞泵作為液壓系統(tǒng)的動力源，主要控制閥為兩組三位六通液控多路換向閥15。這兩組控制閥之間是并聯(lián)關(guān)系并可互鎖。泵A為多路閥①②③④提供高壓油，以控制鏟斗缸、動臂缸和左側(cè)行走馬達(dá)。其中多路閥④用于和閥⑦并聯(lián)向斗桿缸供油。泵B為多路閥④⑤⑥⑦提共高壓油，用以控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)、右側(cè)行走馬達(dá)、斗桿缸、鏟斗缸無桿腔和動臂缸無桿腔。液控多路閥由兩個特殊的手動減壓式先導(dǎo)閥20控制，該閥的特點(diǎn)是根據(jù)操縱手柄位置和方向的不同，既可以控制齒輪泵1輸出的壓力在l—2.5MPa的范圍內(nèi)變化，同時也可控制多路閥換向，而手柄的行程與減壓閥的輸出壓力在工作區(qū)段內(nèi)成正比，以此來控制多路閥的開度。系統(tǒng)中設(shè)置的蓄能器4作為應(yīng)急能源使用，當(dāng)發(fā)動機(jī)不工作或發(fā)生故障時仍允許工作機(jī)構(gòu)在短時間內(nèi)可操縱。每個液壓缸和液壓馬達(dá)與換向閥之間都設(shè)置了由安全閥和單向閥組成的緩沖回路，以避免運(yùn)動部件停止運(yùn)動時產(chǎn)生沖擊，以及當(dāng)負(fù)的負(fù)載較大時在液壓缸的一腔產(chǎn)生負(fù)壓。系統(tǒng)中的溢流閥調(diào)定壓力為20MPa，安全閥的調(diào)定壓力為30MPa。系統(tǒng)油溫由一個單獨(dú)的液壓回路進(jìn)行控制，齒輪泵l專用于冷卻和換向閥的控制用油源。放在油箱內(nèi)的溫度傳感器發(fā)出溫度信號，當(dāng)達(dá)到一定的溫度時，溫控器控制換向閥5動作，這時液壓馬達(dá)6帶動風(fēng)冷式冷卻風(fēng)扇7旋轉(zhuǎn)，對油溫進(jìn)行控制。

       PC200、PC220型負(fù)載傳感總功率變量式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)
圖3a所示為負(fù)載傳感總功率變量式挖掘機(jī)的變量控制系統(tǒng)原理圖。例3b為負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)框圖。

 

圖3a負(fù)載傳感總功率變量式挖掘機(jī)的變量控制系統(tǒng)原理圖

例3b負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)框圖。

    該挖掘機(jī)的斗容量為m3，其液壓系統(tǒng)除與其他挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)相同的部分以外，還有以下主要特點(diǎn)：

    l)回轉(zhuǎn)馬達(dá)設(shè)有常閉式彈簧液壓制動器。
    2)兩臺左右行走馬達(dá)由兩臺通軸的主泵分別供油。馬達(dá)有兩級速度控制。馬達(dá)控制回路中沒有限速閥和制動閥。
    3)動臂液壓缸的驅(qū)動側(cè)設(shè)置了平衡閥，以使動臂下降動作更加平穩(wěn)。動臂提升和斗桿挖掘有合流功能，以提高其動作速度。
    4)液壓系統(tǒng)中設(shè)有回轉(zhuǎn)優(yōu)先閥，當(dāng)斗桿和回轉(zhuǎn)動作同時發(fā)生時，優(yōu)先向回轉(zhuǎn)回路供油，以適應(yīng)實際挖掘動作的需要。
    5)動臂和斗桿或鏟斗和斗桿司時動作時，斗桿的動作總是次優(yōu)先級的。這也是為滿足實際動作的需要。
    6)液壓系統(tǒng)中設(shè)有直線行走閥。當(dāng)挖挖掘機(jī)在行走時，若操縱者需要驅(qū)動斗桿、動臂或回轉(zhuǎn)缸動作，則左右行走馬達(dá)自動變?yōu)橛梢粋€液壓泵供油，這時另外一個液壓泵則為動臂、斗桿或鏟斗、回轉(zhuǎn)供油。這一特點(diǎn)使得挖掘機(jī)在工作裝置有動作的同時，也能使挖掘機(jī)慢速行走。
    7)該挖掘機(jī)設(shè)有負(fù)載感應(yīng)能力，其功能是把外負(fù)載的變化情況通過傳感元件反饋到變量泵的變量控制系統(tǒng)，變量泵根據(jù)實際需要自動調(diào)節(jié)輸出流量，以減少溢流損失。
    液壓泵的變量控制由伺服閥來完成，伺服閥的控制壓力來自反向控制閥。反向控制閥的開口量與該閥的控制壓力成反比。當(dāng)負(fù)載較小時，系統(tǒng)壓力比較低，這時反向控制閥的開口量最大，泵的排量也就最大。當(dāng)負(fù)載增加時，系統(tǒng)壓力升高，反向控制閥的開口量減小，泵的排量也就隨之減小，實現(xiàn)一個泵的恒功率變量。截斷閥的換向壓力與溢流壓力接近，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到該壓力時，截斷閥換向，以便保證系統(tǒng)可進(jìn)行恒壓變量?？偣β首兞空{(diào)節(jié)閥TVC協(xié)調(diào)兩臺液壓泵的輸出流量，使總的流量和壓力的關(guān)系呈雙曲線，以更加高教地利用功率。
    為安全操作考慮，系統(tǒng)中設(shè)置了一個二位三通電磁換向閥，其主要作用是作為主泵的控制開關(guān)，當(dāng)該閥不帶電時，多路閥的主溢流閥是卸荷狀態(tài)，系統(tǒng)無法建立工作壓力。同時，在這個工況下，截斷閥也處于切斷狀態(tài)，泵也不能輸出所需的流量。
       4 L551B型靜壓輪式裝載機(jī)液壓系統(tǒng)圖4.17-4所示為L551B型靜壓輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖。

 

圖4.17-    該裝載機(jī)足引進(jìn)德國LIEBHFRR公司裝載機(jī)技術(shù)生產(chǎn)的較新產(chǎn)品。該機(jī)的傳動系統(tǒng)采用靜液壓驅(qū)動技術(shù)，取消了一般驅(qū)動系統(tǒng)中常用的變矩器。發(fā)動機(jī)功率分配合理，系統(tǒng)效率較高。

    液壓系統(tǒng)的油源由斜盤式變量柱塞泵以及電液控制復(fù)合變量系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的最大流量為275L/min，系統(tǒng)的最高壓力為27MPa。當(dāng)工作壓力低于16MPa時，液壓系統(tǒng)為恒流量系統(tǒng)，變壓、變功率。當(dāng)工作壓力超過16MPa時，液壓系統(tǒng)為恒功率系統(tǒng)，變壓力、變流鼉。這時，系統(tǒng)特性正適合于鏟斗進(jìn)行裝載作業(yè)。
    系統(tǒng)圖中，系統(tǒng)的最高壓力由主安全閥11調(diào)定，并作為系統(tǒng)的安全閥。動臂缸18兩腔的壓力由雙液壓閥16、17限定，翻斗缸19兩腔的壓力由雙液壓閥14、15限定。主泵1輸出的高壓油經(jīng)過優(yōu)先閥2送到三位六通多路換向閥23、24（22為附加閥），多路閥由先導(dǎo)控制網(wǎng)路控制。先導(dǎo)控制回路的工作壓力為2.6MPa，由輔助泵3提供。減壓式先導(dǎo)液控閥6能控制動臂的舉升、下降、鏟斗外翻和收起4個動作。每個先導(dǎo)閥都有微動、半開和全開三個位置，可以實現(xiàn)較精確的位置控制。先導(dǎo)控制回路中的兩個電磁閥8、20由接近開關(guān)等傳感器控制，實現(xiàn)動臂舉升高度限位和鏟斗自動平放功能。單向閥9和電磁閥7通過相應(yīng)的控制開關(guān)實現(xiàn)動臂的懸浮功能。
為了提高系統(tǒng)的呵靠性和防止誤操作，該系統(tǒng)在先導(dǎo)控制回路中設(shè)置了蓄能器4和手動截止閥5，當(dāng)發(fā)動機(jī)不工作，控制油路無壓時，蓄能器向系統(tǒng)提供一定量的控制油，使工作裝置依靠重力回復(fù)到安全位置。另外，當(dāng)裝載機(jī)行駛時，可關(guān)閉截止閥，這樣，整個控制回路將被鎖死，保證不會發(fā)生誤動作。

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