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1、挖 掘 機(jī) 多 路 閥 液 壓 系 統(tǒng)(二)黃宗益,李興華,葉 偉(同濟(jì)大學(xué),上海200092)中圖分類號TU621文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B文章編號100121366(2004)0520060204Multi2way valve hydraulic system in excavators(2)HUANG Zong2yi,LI Xing2hua,YE Wei215萱場公司小挖掘機(jī)多路閥液壓系統(tǒng)該液壓系統(tǒng)為三泵系統(tǒng),P1和 P2泵都為變量泵且排量較大,P3為定量泵,排量較小,采用三泵恒功率控制。由 8 個(gè)操縱閥、動(dòng)臂合流閥、供油閥、單向閥和節(jié)流孔等組成,見圖 7。圖7 萱場(KA YABA)小挖掘機(jī)多路閥

2、液壓系統(tǒng)21511 供油方式1)P1泵 直通供油道:按行走、動(dòng)臂和鏟斗次序優(yōu)先供油;并聯(lián)供油道:P1泵通過行走閥后,并聯(lián)供油給動(dòng)臂和鏟斗,動(dòng)臂優(yōu)先,去鏟斗的油經(jīng)節(jié)流孔。2)P2泵 直通供油道:按行走、動(dòng)臂合流和斗桿次序優(yōu)先供油,經(jīng)備用閥回油;并聯(lián)供油道:P2泵通過行走閥后,經(jīng)單向閥并聯(lián)供油給動(dòng)臂合流閥、斗桿和備用。3)P3泵 直通供油道:通過供油閥、回轉(zhuǎn)和推土后,以并聯(lián)方式供油給斗桿和備用兩閥;并聯(lián)供油道:并聯(lián)供油給供油閥、回轉(zhuǎn)和推土三閥。21512油路主要特點(diǎn)1)P1泵和P2泵分別優(yōu)先供左右行走閥,并切斷其下游各閥的供油。2)P1泵和 P2泵可同時(shí)供油給動(dòng)臂閥,P2泵經(jīng)動(dòng)臂合流閥通向動(dòng)臂閥進(jìn)

3、行合流,采用閥內(nèi)合流方式。僅在動(dòng)臂舉升時(shí),先導(dǎo)操縱油壓PB作用在動(dòng)臂合流閥上,使該閥處于右位合流位置,動(dòng)臂下降時(shí)PB無油壓,處于非合流位置。3)P2泵和P3泵可同時(shí)供油給斗桿,采用閥內(nèi)合流方式供油。4)如操縱鏟斗閥時(shí),鏟斗先導(dǎo)操縱油壓Pk連動(dòng)作用在動(dòng)臂合流閥上,則 P1泵和 P2泵能合流供給鏟斗,可實(shí)現(xiàn)鏟斗閥內(nèi)合流。5)供油閥在左位時(shí),P3泵單獨(dú)供油給回轉(zhuǎn)和推土。并可通過回轉(zhuǎn)和推土閥,向備用閥和斗桿閥供油。6)當(dāng)左右行走馬達(dá)行走時(shí),P1泵和 P2泵分別向左右馬達(dá)供油,形成獨(dú)立驅(qū)動(dòng)油路。7)當(dāng)左右行走馬達(dá)行走時(shí),操縱動(dòng)臂、斗桿和鏟斗三者其中之一,其操縱閥桿就切斷了PP的回油路,PP建立壓力,作用

4、在供油閥上,使供油閥處于右位。此時(shí),除行走閥外,P3泵可向所有其他閥供油。216 CA T EL240 挖掘機(jī)多路閥液壓系統(tǒng)該液壓系統(tǒng)由7個(gè)操縱閥(動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn),二行走和備用),5 個(gè)控制閥(直行閥x、動(dòng)臂合流閥 y、斗桿合流閥w、供油閥 u 和供油閥v),一些單向閥和節(jié)流孔等組成,如圖 8 所示。CAT 多路閥液壓系統(tǒng)說明參見文獻(xiàn)1、2。21611 泵的供油路線06綜 合 篇設(shè)計(jì)研究建筑機(jī)械化2004/5名師資料總結(jié)-精品資料歡迎下載-名師精心整理-第 1 頁，共 4 頁 -表1控制閥操縱控制方式控制閥控制功能控 制 方 式x 轉(zhuǎn)換泵供油路線采用操縱閥連動(dòng)操縱:兩行走閥操縱和作業(yè)裝

5、置有一閥操縱,Px回油就切斷,在Px油壓作用下,x閥處于右位直行位置,當(dāng)Px無油壓時(shí),x閥處于左位yP2泵 向 動(dòng)臂供油或回油采用先導(dǎo)控制油壓連動(dòng)操縱:動(dòng)臂舉升先導(dǎo)控制油Py同時(shí)作用于y閥,使y閥處于左位合流位置w切斷P1泵回 油,使P1泵能向斗桿供油采用先導(dǎo)控制油壓連動(dòng)操縱,再加電磁閥 控制:斗桿伸出先導(dǎo)控制油,與Pw相通作用于w閥,使w閥處于切斷位置斗桿收回先導(dǎo)控制油,經(jīng)電磁閥 與Pw相通,當(dāng)電磁閥 關(guān)閉時(shí),斗桿先導(dǎo)控制油與Pw相通,使w閥處于切斷位置;電磁閥 開啟時(shí),先導(dǎo)控制油被切斷,Pw無油壓,w閥處于通路回油位置u和vu閥控制左閥組并聯(lián)油道向 斗 桿 閥 供油;V閥控制右閥組并聯(lián)油道

6、向斗桿閥供油u和v閥采用電磁閥 控制加動(dòng)臂操縱閥連動(dòng)操縱:電磁閥 開啟,Puv回油切斷,Puv有壓力,v閥不能打開,右閥組并聯(lián)油道不能向斗桿閥供油。u閥在彈簧力作用下,處于左位相通位置,左閥組并聯(lián)油道,通過節(jié)流孔和單向閥向斗桿閥供油電磁閥 關(guān)閉,動(dòng)臂操縱閥在下降和中位,Puv回油切斷,u閥處于左位相通位置,v閥關(guān)閉電磁閥 關(guān)閉,動(dòng)臂操縱閥在舉升位置,Puv回油。由于通過節(jié)流孔降壓,u閥在壓差作用下,克服彈簧力處于右位關(guān)閉位置,左閥組并聯(lián)油道不能向斗桿閥供油由于Puv回油無壓,v可打開,右閥組并聯(lián)油道可向斗桿閥供油圖8CATEL240挖掘機(jī)多路閥液壓系統(tǒng)1)P1泵 與左閥組直通供油道相連,優(yōu)先供

7、行走后,經(jīng)備用、鏟斗和動(dòng)臂三閥經(jīng)w 閥回油,如 w 閥關(guān)閉,油可經(jīng)單向閥供給斗桿閥。2)P2泵 與右閥組并聯(lián)供油道相連,并聯(lián)供油給回轉(zhuǎn)、斗桿(經(jīng) v 閥)和 y 閥。P1泵和P2泵通過x閥切換與左右閥組的連接關(guān)系,如圖 7 所示,P2泵與左閥組并聯(lián)供油道相連,P1泵與右閥組直通供油道連接。3)左閥組并聯(lián)供油道 并聯(lián)供油給備用、鏟斗和動(dòng)臂,并可通過u 閥向斗桿閥供油。4)右閥組直通供油道優(yōu)先供行走,通過回轉(zhuǎn)閥供斗桿閥,然后經(jīng) y 閥回油。5)x 閥在右位P1泵和左右閥組直通供油道相連,P2泵和左右閥組并聯(lián)供油道相連;x 閥在左位時(shí),P1泵和左閥組直通供油道和并聯(lián)供油道相連,P2泵和右閥組直通供油

8、道和并聯(lián)供油道相連。21612 5 個(gè)控制閥的操縱控制控制閥的作用是改變供油路線和供油方式。其操縱控制采用三種方式:先導(dǎo)控制油連動(dòng)操縱、操縱閥連動(dòng)操縱和電磁閥操縱。其操縱控制情況如表1 所示。21613各種作業(yè)工況供油分析1)掘削裝卸作業(yè)工況 該工況電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)下,滿斗動(dòng)臂舉升斗桿伸出回轉(zhuǎn)至卸載地點(diǎn),動(dòng)臂舉升斗桿伸出,電磁閥 關(guān)閉,u 閥關(guān)閉,v 閥打開,w 閥關(guān)閉,y閥處于合流位置,P1壓力油單獨(dú)供動(dòng)臂油缸,P2壓力油并聯(lián)供回轉(zhuǎn)閥、斗桿閥和動(dòng)臂合流閥。該工況由于滿斗動(dòng)臂舉升時(shí),負(fù)荷重,油壓高,油泵流量下降(因恒功率控制),為此除需P1泵供油外,還需 P2泵部分油供動(dòng)臂,使動(dòng)臂舉升和回轉(zhuǎn)

9、速度相匹配。但是因?yàn)榇蟛糠謺r(shí)間P1泵油壓高于P2泵油壓,單向閥關(guān)閉,P2泵壓力油不能供給動(dòng)臂,因此大部分時(shí)間,P2泵專供回轉(zhuǎn)和斗桿,它們的操縱不受動(dòng)臂的影響。空斗動(dòng)臂下降斗桿伸出回轉(zhuǎn)至挖掘位置,動(dòng)臂下降,電磁閥 關(guān)閉,u 閥打開,v 閥關(guān)閉,w 閥關(guān)閉,y 閥處于非合流位置。該工況由于動(dòng)臂下降重力作用,油壓低,P1泵流量增加,除供動(dòng)臂油缸外,還有一小部分油經(jīng)u 閥通過節(jié)流供給斗桿油缸,保證動(dòng)臂下降和斗桿伸出有正確的配合速度。配合動(dòng)臂下降速度快,v 閥關(guān)閉,P2泵壓力油不能供斗桿,全部供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)。斗桿和鏟斗復(fù)合動(dòng)作進(jìn)行挖掘,動(dòng)臂閥處于中16綜 合 篇設(shè)計(jì)研究2004/5建筑機(jī)械化名師資料總結(jié)-

10、精品資料歡迎下載-名師精心整理-第 2 頁，共 4 頁 -位,電磁閥 關(guān)閉,u 閥打開,v 閥關(guān)閉,w 閥關(guān)閉。P2壓力油通過直通油道單獨(dú)供斗桿油缸;P1泵壓力油通過并聯(lián)油道,除供鏟斗油缸外還通過u閥經(jīng)節(jié)流孔供斗桿油缸。2)水平平整地面工況電磁閥 處于開啟狀態(tài),電磁閥 處于關(guān)閉狀態(tài)下,要求動(dòng)臂舉升,斗桿收回,要求精細(xì)控制,兩者低速配合動(dòng)作,使斗尖沿著地面水平移動(dòng)。此時(shí),電磁閥 處于開啟狀態(tài),斗桿先導(dǎo)操縱油被它切斷,不能作用在斗桿合流閥上,斗桿合流閥在彈簧作用下處于打開回油位置,電磁閥 處于關(guān)閉狀態(tài),u 閥處于右位關(guān)閉狀態(tài),使 P1泵不能合流供斗桿油缸。V 閥打開,P2泵向斗桿油缸供油。由于動(dòng)臂

11、合流閥的彈簧力大于動(dòng)臂操縱閥的彈簧力,在平地工作時(shí),使動(dòng)臂操縱閥微開的先導(dǎo)操縱油壓較低,不能打開動(dòng)臂合流閥,因此,P2泵不能合流供動(dòng)臂油缸,在此工況下,P1泵供動(dòng)臂油缸,P2泵供斗桿油缸,兩者互相獨(dú)立無干擾,此工況動(dòng)臂閥和斗桿閥都處于微開狀態(tài),兩油泵部分油都通過直通供油道,節(jié)流回油,降低動(dòng)臂和斗桿動(dòng)作速度,使閥桿節(jié)流調(diào)速容易,提高了操縱性,易進(jìn)行微動(dòng)精細(xì)作業(yè)。3)溝槽側(cè)邊掘削工況電磁閥 處于關(guān)閉狀態(tài),電磁閥 處于開啟狀態(tài)下,在進(jìn)行溝槽側(cè)邊掘削時(shí),需有將鏟斗壓緊溝槽側(cè)邊的力,此時(shí),司機(jī)通過操縱回轉(zhuǎn)裝置來實(shí)現(xiàn)。該工況需聯(lián)合操縱回轉(zhuǎn)、斗桿、鏟斗和動(dòng)臂(微動(dòng)),此時(shí),電磁閥 處于關(guān)閉狀態(tài),電磁閥 處于

12、開啟狀態(tài),u 閥處于左位打開狀態(tài),v 閥處于關(guān)閉位置,w 閥處于關(guān)閉位置,y 閥處于非合流位置(由于動(dòng)臂微動(dòng)操縱先導(dǎo)壓力較低)。P2泵的壓力油全部供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力,壓緊側(cè)邊,壓力油從溢流閥泄油。P1泵的壓力油供鏟斗、動(dòng)臂,同時(shí),通過 u閥和單向閥供給斗桿,由于動(dòng)臂和鏟斗只是微動(dòng),剩下較大部分油供斗桿增加斗桿速度。4)直行工況直行閥采用操縱閥連動(dòng)操縱,作業(yè)裝置(動(dòng)臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn))任一閥操縱,使直行閥的先導(dǎo)控制油的回油切斷,直行閥先導(dǎo)控制油就建立油壓,但只有當(dāng)兩行走閥同時(shí)操縱,直行閥先導(dǎo)控制油才能通過行走閥與Px相通,在 Px壓力作用下,x 閥處于右位直行位置。5)動(dòng)臂和斗桿合流動(dòng)臂合

13、流:采用先導(dǎo)控制油連動(dòng)操縱,動(dòng)臂舉升先導(dǎo)控制油與Py相連,在操縱動(dòng)臂閥舉升同時(shí),Py作用于y 閥上,使 y閥處于合流位置。斗桿合流:采用先導(dǎo)控制油連動(dòng)操縱,斗桿伸出或收回(電磁閥關(guān)閉),先導(dǎo)控制閥油通過梭閥都與Pw相通,在操縱斗桿閥時(shí),Pw作用于 w 閥上,使 w 閥處于關(guān)閉,使 P1泵合流供斗桿。3 開中心多路閥液壓系統(tǒng)總結(jié)從以上分析可知,開中心六通閥液壓系統(tǒng),要解決雙泵合流、作業(yè)和行走同時(shí)動(dòng)作直線性等問題,要滿足液壓挖掘機(jī)各種作業(yè)工況要求,實(shí)現(xiàn)理想的復(fù)合動(dòng)作比較困難。為此設(shè)計(jì)師動(dòng)了不少腦筋,想了不少措施,增加了各種控制閥,也采用各種控制方法,例如:液壓系統(tǒng)連動(dòng)操縱,設(shè)定作業(yè)工況用電磁閥來控

14、制,當(dāng)然也可以采用微機(jī)來控制。但是由于開中心六通閥液壓系統(tǒng)本身特性所決定,要實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作滿足各作業(yè)工況要求是困難和不理想的,要更好的滿足各種作業(yè)工況復(fù)合動(dòng)作要求,最好采用中位閉式負(fù)載感應(yīng)壓力補(bǔ)償系統(tǒng),并充分利用電子控制技術(shù)?，F(xiàn)將開中心多路閥液壓系統(tǒng)特點(diǎn)歸納總結(jié)如下。1)多路閥的閥組分塊和分泵供油,每一閥組有 2 條供油道、直通供油道和并聯(lián)供油道。直通供油道可實(shí)現(xiàn)優(yōu)先供油,并聯(lián)供油道可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供油。在設(shè)計(jì)多路閥時(shí)可靈活應(yīng)用使閥和閥之間組成優(yōu)先關(guān)系或并聯(lián)關(guān)系。2)為了滿足多種作業(yè)工況復(fù)合動(dòng)作要求,還需采用簡單的通斷型二位二通閥和插裝閥,把油從某一油路直接引到另一油路,并往往采用單向閥防止油反流,構(gòu)

15、成單向通道。采用了這個(gè)措施,使設(shè)計(jì)自由度大大增加,可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的供油關(guān)系,以滿足工況需要。通斷閥操縱有以下三種方式:采用操縱閥的先導(dǎo)操縱油連動(dòng)操縱,先導(dǎo)操縱油在控制操縱閥桿移動(dòng)的同時(shí),連動(dòng)操縱通斷閥。采用操縱閥中增加一條油道,作為控制通斷閥的油道,這樣在操縱操縱閥的同時(shí),也操縱了通斷閥的開和閉。采用電磁閥操縱。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的供油關(guān)系,有時(shí)需將以上幾種通斷閥操縱方式同時(shí)應(yīng)用。3)開中心多路閥系統(tǒng)在并聯(lián)供油給多個(gè)液壓作用元件時(shí),需解決向誰優(yōu)先供油問題,例如:動(dòng)臂優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先等,在該系統(tǒng)中解決的方法是對非優(yōu)先供油的油路加上節(jié)流裝置,采用固定的節(jié)流26綜 合 篇設(shè)計(jì)研究建筑機(jī)械化2004/5名師資料

16、總結(jié)-精品資料歡迎下載-名師精心整理-第 3 頁，共 4 頁 -孔或可變節(jié)流孔。固定節(jié)流孔結(jié)構(gòu)簡單,但調(diào)節(jié)性能差,不能適應(yīng)工況變化的要求,可變節(jié)流孔調(diào)節(jié)性能好,能適應(yīng)工況變化的要求,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般需要采用電液比例控制,通過人手動(dòng)電操縱或微機(jī)自動(dòng)操縱。4)開中心多路閥一般采用雙泵或三泵,有些液壓作用元件(動(dòng)臂、斗桿和鏟斗)所需功率大,要合流供油,該系統(tǒng)采用兩種合流方式:閥內(nèi)合流:例如雙泵合流供給一個(gè)閥桿,由該閥桿控制供油給所需合流的液壓作用元件,雙泵合流的油通過一個(gè)閥桿供油,該閥桿的孔徑設(shè)計(jì)需考慮多泵供油所需的流通面積。閥外合流:例如雙泵分別通過一個(gè)閥桿,在閥桿外合流供油給所需合流的液壓作用元

17、件,這樣,操縱閥就要增加一個(gè)閥桿。并且這兩閥桿要連動(dòng)操縱。顯然操縱閥結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些,體積要大些,但由于流經(jīng)閥桿的是單泵流量,閥桿孔徑可小,而且有可能與其他閥桿通用。5)作業(yè)裝置同時(shí)動(dòng)作時(shí)行走直線性問題,在開中心多路閥系統(tǒng)有以下三種方式:三泵系統(tǒng):左右行走馬達(dá)由單獨(dú)一個(gè)泵供油,剩下一個(gè)泵供作業(yè)裝置。采用二位二通閥,使左右行走馬達(dá)組成并聯(lián)油路,此方法結(jié)構(gòu)很簡單,不足之處是行走和作業(yè)同時(shí)動(dòng)作,行走和作業(yè)是并聯(lián)供油關(guān)系,因此作業(yè)裝置動(dòng)作將引起行走速度波動(dòng)。采用直行閥,由一泵單獨(dú)供行走(并聯(lián)供油),另一泵單獨(dú)供作業(yè),兩者相互獨(dú)立,因此作業(yè)裝置動(dòng)作不會(huì)引起行走速度波動(dòng)。有些直行閥在直行位置作業(yè)和行走同時(shí)動(dòng)作

18、時(shí),作業(yè)油路可通過單向閥和節(jié)流孔供油給行走,這樣作業(yè)裝置油路多余的油可供給行走馬達(dá),以增加行走速度。參考文獻(xiàn)1 黃宗益,李興華,葉 偉.挖掘機(jī)工作裝置液壓操縱回路(一)J.建筑機(jī)械化,2003,(11):29-31.2 黃宗益,李興華,葉 偉.挖掘機(jī)工作裝置液壓操縱回路(二)J.建筑機(jī)械化,2003,(12):19-21.3 黃宗益,范 基,葉 偉.挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)液壓操縱回路(一)J.建筑機(jī)械化,2004,(1):55-57.4 黃宗益,范 基,葉 偉.挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)液壓操縱回路(二)J.建筑機(jī)械化,2004,(2):62-64.(續(xù)完)(編輯 吳學(xué)松)(上接第 23 頁)租賃的發(fā)展一方面是為了節(jié)省資

19、金,另一方面是由于越來越多的工人閑置在建筑工地。許多施工單位為了減輕自己的負(fù)擔(dān)都決定對外租賃設(shè)備和操作人員。租賃市場的發(fā)展帶動(dòng)了起重機(jī)市場的變化 現(xiàn)在市場上主要考慮的因素是價(jià)格,雖然質(zhì)量、可靠性、安全性也很重要,但是,租賃公司最先考慮的還是價(jià)格。因?yàn)?租賃公司希望在4 年以內(nèi)收回自己的投資。目前,韓國有 300400 家塔機(jī)租賃公司,其中有些公司只有12 臺設(shè)備,超過 20 臺設(shè)備的大公司可能不到50 家。促成塔機(jī)旺盛需求的因素促使韓國對塔機(jī)需求突然增加的主要因素是漢城住宅建筑的快速發(fā)展,漢城居住著4200 萬人口,大約是韓國總?cè)丝诘囊话?。目?漢城繁榮的私人住宅建筑已經(jīng)達(dá)到了東南的工業(yè)城市釜

20、山和其他一些大城市。韓國的住房建筑周期大約是3040 年,大多數(shù)超過這個(gè)年限的房屋將被淘汰,并在原來的基礎(chǔ)上蓋更高層的建筑。從 1997 年嚴(yán)重的金融危機(jī)和一段時(shí)期通貨膨脹中重新振作的韓國,由于銀行低息貸款的刺激,住宅建筑市場得以紅火起來。1997年以前,韓國每年興建50 多萬套單元住房,1998年,降到了 35 萬套,但 2002 年上升到65 萬套。從 2002 年開始紅火起來的房地產(chǎn)市場目前仍然很繁榮,2004 年可能會(huì)逐步平穩(wěn)下去?？傮w而言,2003 年是韓國塔機(jī)市場有史以來最好的一年。住宅建筑市場中的長期穩(wěn)定性值得關(guān)注,尤其在漢城,在購置住房和建筑方面增加投入的跡象近來已經(jīng)很明顯。政府政策的保駕護(hù)航是必不可少的:為了防止房價(jià)超出可以控制的范圍,政府宣布對土地征稅,從而穩(wěn)定房地產(chǎn)市場;過去幾年內(nèi),政府廢除了一些對發(fā)展不利的政策,從而保障了過去2 年經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁增長。(編輯 侍田田)36綜 合 篇設(shè)計(jì)研究2004/5建筑機(jī)械化名師資料總結(jié)-精品資料歡迎下載-名師精心整理-第 4 頁，共 4 頁 -