玉柴挖掘机液压基础知识.doc

12 1. 液压基础知识1.1 压力压力表示单位面积所受的作用力，是液压系统最基本的参数。压力计算公式：P（压力）=F（作用力）/A（面积）。压力的国际单位是帕（Pa），常用单位为兆帕(MPa)，在工程实际惯用千克力每平方厘米（kgf/cm）或巴（bar）。它们之间的换算关系为： 1MPa10kgf/cm，1 kgf/cm1bar，1MPa=10Pa，1bar=10Pa。1.2 帕斯卡定律密封容器中的液体，若在其任一点施加压力，这个压力将通过液体传到各个连通器，并且压力值处处相等，这就是帕斯卡定律，也是液压传动的基本原理，各类液压机的工作原理就是该原理的工程应用。1.3 油的特性：不可压缩。1.4 液体流动连续性原理 因为液体不可压缩性，液体流动在同一管道中通过任意两个截面的流量相等。1.5 液阻和压力损失：液阻即液体在管道中流动所产生的阻力，有液阻即产生压力损失（沿程损失和局部损失）。 1.6 液压传动的两个基本特征 压力取决于负载；速度取决于流量。1.7 液压系统的组成一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、控制元件、执行元件辅助元件和液压油用油管按一定方式连接起来而成。1.7.1动力元件液压泵（油泵），将机械能变换成油液的液压能。玉柴挖掘机用的油泵有齿轮泵和柱塞泵。1.7.2控制元件各种液压阀，用来控制和调节液压油的方向、流量和压力。根据控制功能液压阀可分为：压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀；流量控制阀节流阀、调速阀、分流集流阀；方向控制阀单向阀、换向阀、截止阀。1.7.3执行元件将液压泵输来的液压能变换成工作机构动作的机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。主要有液压油缸和液压马达。1.7.4辅助元件将动力元件、控制元件和执行元件三部分连接成一个系统，起贮油、连接、过滤和测量等作用，主要有油箱、胶管总成、接头、滤油器、蓄能器等。1.7.5 液压油玉柴挖掘机用的液压油为长城牌LHM68抗磨液压油或LHV68低温抗磨液压油。 LHM68抗磨液压油，用于一般地区，HM68表示油的牌号，油牌号中数字越大，油的粘度就越大。 LHV68低温抗磨液压油，用于环境温度低于15。C地区。 1.8 常用液压元件的图形符号。2. 液压泵和液压马达2.1 概述液压泵工作原理：利用密封容积的不断变化，实现吸油和压油。泵的吸油条件：油箱与大气压接通。泵的工作压力是指泵输出油的压力，它只与负载阻力大小有关，负载大，工作压力大，负载小工作压力小。负载包括管路阻力、外界负载、相对运动件的摩擦力等。泵的公称（额定）压力是指泵在工作中允许达到的最大工作压力，它受泵本身零件结构强度和泄漏所限制。泵的排量是指泵轴转一转所排出的油液体积，常用单位cm3/r。泵的理论流量是指泵每分钟输出的油液体积（不考虑泄漏），常用单位L/min(升/分)，它等于泵的排量乘以转速。2.2 齿轮泵 齿轮泵是通过一对互相啮合的主被动齿轮装在泵体、泵盖（前后盖）内，分隔成两个互不相通的封闭空间（吸油腔和压油腔），当主动轮被带动旋转时，吸油腔容积逐渐增大形成局部真空，大气压力将油压入泵内，压油腔容积逐渐减小将油压出。 泵的损坏主要表现为：效率下降使各液压元件工作无力。损坏的部位主要是：齿轮轴的轴套磨损；壳体的内表面磨损；侧板磨损。其中齿轮轴的轴套磨损会导致壳体内表面的磨损；液压油被污染是导致齿轮泵早期磨损的主要原因。对磨损的齿轮泵修复的价值不大，因磨损的时候，各部件几乎同时受损。对于两联以上的齿轮泵，在使用中有可能会出现中间起而连接作用的花键套损坏，（这时表现为有个别齿轮泵不工作）这时可通过更换花键套的方法解决。2.3 轴向柱塞泵轴向柱塞泵工作原理如图所示。缸体4上均布有几个轴向排列的柱塞3，柱塞既可在缸体4内移动，又随缸体4在传动轴6带动下一起转动，柱塞3在缸体内自下而上旋转的半周内逐渐向左伸出，使缸体柱塞孔右端的工作腔体积不断增加，产生局部真空，油液经配流盘5上的窗口B被吸进来，发之当在其自上而下回转的半周内逐渐向右宿回缸内，使缸体柱塞孔右端的工作腔体积不断减小，将油从配流盘5上的窗口A向外压出，缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油和压油。改变斜盘1倾斜角度，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量，则为变量柱塞泵。玉柴YC35-6挖机用的变量柱塞泵如图所示。4. 缸体 5配流盘 6. 柱塞 10. 斜盘 23. 变量推杆 21. 变量活塞在挖掘机使用一段时间之后，如发现柱塞泵压力不够，异响大且油温升高，这是泵磨损的主要标志。这种情况多数是配流盘磨损、不平，在这种情况下通过更换配流盘或研磨流盘来解决。研磨配流盘时，把规格为M1.5或M3的研磨砂放在研磨平台上，加上少许液压油，按正“8”和反“8”的方向交替研磨直到光可照人即可。在研磨完毕之后进行装配之前必须把各零件用干净的煤油清洁干净。再按先拆后装的原则进行装配。在装机之后，试机之前必须用液压油从泄油口把泵灌满油。三个调节螺栓60和58不经同意不得调整。2.5 液压泵、液压马达的符号 定量泵 变量泵 定量马达 变量马达 2.4 液压马达从能量转换性质而言，液压马达与泵功能相反，在结构上两者并无原则区别，从原理角度讲是可逆的，由于两者工作特点不同，因而在具体结构上仍有差别。玉柴YC13挖机回转、行走马达为摆线齿轮液压马达，YC35、YC65、YC85挖机回转、行走马达为柱塞液压马达。3. 液压控制阀3.1 压力控制阀压力控制阀的共性都是根据液压力和弹簧力相平衡的原理来实现压力控制的。3.2溢流阀溢流阀是利用进口油压力与弹簧力平衡来实现压力控制的。溢流阀的符号：P接进油，T接回油。 溢流阀用于液压挖掘机主要功能有四个： 1) 用于定量泵（齿轮泵）液压系统中，借用于溢去多余的油液流往油箱来维持液压系统压力恒定（近似恒定）。2）用于变量泵液压系统中，只在压力超过某一预调压力值时，才打开溢流，使系统压力不再升高，起安全保护作用，这时常把溢流阀称作安全阀。3）在系统中，用来保护执行元件（如油缸）或结构件在强大外力作用下不至受损，在这种情况下的溢流阀，我们称之为过载阀。4）作限压阀，对回转机构进行缓冲、限压。常用的溢流阀有直动式和先导式两种，直动式用于低压，先导式用于中、高压。3.3 减压阀减压阀溢流阀是利用出口油压力与弹簧力平衡来实现压力控制的。阀的出口油压力低于进口压力，使同一液压系统中有几个不同压力的支路，液压挖掘机液压先导回路中的先导控制阀是一种减压阀式先导控制阀。3.4方向控制阀3.4.1 单向阀 单向阀符号： 油液只能从A流向B 3.4.2 换向阀 换向阀是借助于阀芯（又称阀杆）与阀体之间的相对运动来改变油液流向的阀类。按照阀芯的运动方式，换向阀可分为转阀式和滑阀式两面种。按照不同的操纵方式，换向阀双可分为手动、机动、电动、液动等形式。玉柴挖机换向阀(多路阀) 的操纵方式为手动和液动(先导操纵)，按照不同的工作位置数和通路数，换向阀有二位、三位和多位，二通、三通和多通之分。常用换向阀符号： 二位三通阀 三位六通阀如图，粗线框表示换向阀的工作位置，一个框表示一个位置，比如二位阀有两个工作位，三位阀就有三个工作位置；粗线框内的细线表示管路的连接方式，箭头表示流向，横线表示截止，一个工作位有几个外部接口就称为几通阀。 如图3.4.2-1（a）为多路阀某一换向阀的工作原理：这是一个三位六通、先导控制阀，阀芯在中位时，P、T、A、B口互不相通，这种换向阀的机能为“O”型，挖机的动臂、斗杆和铲斗换向阀是采用这种“O”型机能，其功能是切断与油泵和油箱连接的通道、关闭油缸的油路。当先导控制油从b口进入推动阀芯左移，此时换向阀油路的接通如图3.4.2-1（b）所示， P口与B口相通， T口与A口相通；当先导控制油从b口进入推动阀芯右移，P口与A口、T口与B口相通。 图3.4.2-1（c）阀芯在中位时， A、B、T口相通，这种换向阀的机能为“Y”型，挖机行走换向阀多是采用这种“Y” 型机能。3.4.3 换向阀的换向性能 （1）工作可靠性：可靠换向，可靠复位（弹簧复位式）。换向推力不足时，不能正常换向。 （2）换向阻力： 液动力：是换向阻力的重要组成部分。 弹簧力：（复位用）。 液压卡紧力：消除液压卡紧力的有效措施是在阀芯表面开若干条均压槽。 摩擦力。 （3）压力损失：与开口量、流速、流道形状、粗糙度、转弯有关。 （4）内泄漏：与配合间隙、密封长度、工作压力、油液粘度等有关。 （5）其它：换向冲击、换向频率、换向时间、使用寿命。3.5 多路换向阀3.5.1概述多路换向阀简称多路阀，它是由两个以上的换向阀为主体的组合阀。根据不同系统的要求，常把起安全保护作用的溢流阀(安全阀)、单向阀、过载阀、补油阀等阀类组合在一起。为防止液压系统超载，在多路阀进油腔设置主安全阀，作为整个液压系统的总安全阀。根据阀体结构，在每个阀体内装设单向阀，其作用是当阀换向时，避免压力油倒流，从而克服工作过程中的“点头”现象。过载阀的作用见5.1.1。多路阀的结构形式有分片式和整体式，玉柴挖掘机多路阀是分片式的，是由多片（块）换向阀用螺栓组装起来的。3.5.2 多路阀按各块（联）阀之间的油路连接方式分类有串联、并联和串并联和复合油路。图3.5.21（a）为并联连接，从进油口来的压力油可直接进入各联换向阀的进油腔，多联换向阀的回油腔又都直接汇集到多路阀的总回油口。换向阀可各自独立操作。图3.5.21（b）为串并联连接，各联换向阀的进油腔都与前一联换向阀的中位油路相连，操纵前一联换向阀，后一联换向阀不能工作，它保证前一联换向阀优先供油。如果多路阀的油路由上述的基本油路组成，称为复合油路。3.5.3 液压泵的卸荷方式有中位卸荷和采用卸荷阀卸荷。 中位卸荷是指多路阀入口压力油经各联换向阀中位油路直接回油箱卸荷。YC13、YC35挖掘机多路阀中位时采用中位回油路使泵卸荷。 卸荷阀卸荷是指多路阀入口压力油经卸荷阀卸荷。YC65、YC85挖掘机多路阀中位时采用流量控制阀（可充当卸荷阀）使泵卸荷。3.5.4 多路换向阀的操纵有手动和先导（液动）操纵两种。 3.5.5 先导阀 图3.5.5-1是操纵多路阀的减压阀式先导阀的结构原理和系统符号图。图3.5.5-1（a）图是其结构图，阀体7中装有4个结构完全相同减压阀，每个减压阀都由阀芯8、调压弹簧5、导杆6、推杆2和回位弹簧9等组成。导杆6上装有滑套4和用来限制滑套最高位置的限位螺钉，限位螺钉使调压弹簧有一定的预压缩量。回位弹簧把整个减压阀组件顶在压盘1上。控制油是恒压油，它从P口进入，O口接油箱，四个工作口A、B、C和D分别接两个主换向阀的四个控制腔。图3.5.5-1（b）是减压阀式先导的工作原理图。压盘处于中位时，阀芯在回位弹簧和调压弹簧的作用下处于最高位置，控制压力油从P口进入并被封闭在E腔，A口油经油道H和G腔到O口接油箱。当搬动手柄通过压盘使顶杆下移时，调压弹簧克服回位弹簧的作用力将阀芯下推，当阀芯下移量大于h 后，油道H与G腔切断，而与E腔勾通，控制压力油经腔E、油道H从A口到主阀的控制腔。A口油的压力对阀芯有一个向上的作用力，它和回位弹簧力一起与调压弹簧力相对，使阀芯上移，直到阀芯受力平衡为止。此时阀使用权油道H与E腔、G腔都切断，保持A口压力为某一值。很明显，调压弹簧被推杆压缩得越多，A口油压就越大。若手柄保持在某一位置不动，则A口压力不变，因此，实际上是一个定值减压阀。先导阀出口油的压力对应于操纵手柄的位置，因此至换向阀的行程也与手柄位置相对应。这样，就能使主阀杆停留在它行程的任何位置，发挥换向阀的调速特性。特别指出，先导阀与主换向阀必须匹配，否则就不能发挥主换向阀的调速特性。 （a）3.5.6 安全阀和过载阀 下图是用于多路阀上的安全阀和过载阀结构示意图。此阀由先导阀芯6及阀座5、弹簧8、调压螺钉9、主阀芯3、小滑阀1及弹簧4、阀体7、阀套2等组成。主阀芯3在很弱的弹簧4及油压作用下压紧在阀套2上，阀套2又被压紧在阀座上，它们共同将多路换向阀的P油口与回油口T隔开。当P腔油压超过先导阀芯的调定压力时，先导阀芯开启，油流经小滑阀1的中心孔，由于其不大的阻尼作用，使P1腔油压略低于P腔油压，小滑阀即在此压差作用下克服很弱的弹簧4的作用而右移，直到与先导阀芯6靠紧，这时P腔油压对小滑阀的作用力直接传给了先导阀芯，而使先导阀芯进一步扩大；另一方面，由于这时先导阀芯将小滑阀的中心孔堵死，油只能经小滑阀与主阀芯间的环形间隙流动，此间隙的阻尼作用远比滑阀中心孔的阻尼作用大，因而此时P1油压迅速降低，主阀芯便在P与P1压差的作用下迅速开启。正常工作情况下，P腔油压高于T腔油压，阀套2及主阀芯3、小滑阀1等被压紧在阀座上，当P腔油压低于T腔油压时，阀套及主阀芯，小滑阀等便像一个普通单向阀一样，在此压差作用下开启，从而从T腔向P腔补油。安全阀（过载阀）的维护和修理：安全阀主要损坏形式有：滑套“2”、主阀芯“3”和先导阀芯“6”卡住而打开或阀座有杂质、损坏；或主阀芯“3”和阀座“5”上的O形圈损坏；或弹簧“8”弹力减弱、调压螺钉松了，这些都会引起工作压力降低。如果工作压力只是降低一点，调紧调压螺钉（先松开螺钉的锁紧螺母），使工作压力到额定压力；如果调节无效或工作压力降低较多，则拆下整个安全阀, a. 检查多路阀体的密封孔，如果出现沟槽、磨损，则要更换阀体；b. 把安全阀里面零件拆出来检查清洗，滑套“2”是可以从阀座“5”滑移出来的，所有移动零件应滑动自如，所存在的阻力仅是密封的摩擦力；检查先导阀芯、阀座密封表面是否完好，如有损坏，则要更换安全阀；检查主阀芯“3”和阀座“5”上的O形圈是否受损，需要时进行更换。c. 在检查和清洗后，所有零件用液压油浸过再进行装配。3.6 流量控制阀它是依靠改变通流截面面积的大小实现流量控制的，在液压系统中用来调节执行元件的运动速度。节流口：液体流经薄壁小孔、细长孔或狭缝时，都会产生较大的压力损失，这就叫节流。这些小孔和狭缝叫节流口。液体通过节流口会产生节流压降，在液压系统中多应用节流口（或阻尼小孔）来控制流量或压力。节流口的流量计算公式：QKAP，节流口的流量Q不仅取决于节流口面积的大小，还与节流口前后压差有关， K为节流系数，A为节流口面积，m为由空口形状决定的指数（0.5m1），在某一状态下K、m为常数， 如果使P保持不变，则流量只与节流口面积有关。 4. 辅助元件4.1 油箱油箱的功用是储存油液、散发热量、沉淀杂质和分离油液中的气泡等。油箱有开式、隔离式和压力式三种类型。开式油箱中液压油通过空气滤清器与大气相通，玉柴挖掘机即采用开式油箱。 油箱的符号：4.2 滤油器（1）滤油器过滤精度是是指滤油器(或过滤材料)能够有效滤除最大颗粒的直径，以微米表示。例如，过滤精度为5m的滤油器能够通过最大颗粒的直径尺寸为5m。 （2）吸油路滤油器的作用主要是保护液压泵，防止吸油时将较大颗粒污染物吸入泵内。吸油滤油器的压差受液压泵吸油特性的限制，使用中最大压差般不大于002MPa。压差过大，容易造成液压泵吸空而导致气蚀损坏。因而吸油滤油器一般采用100m低精度滤芯。滤芯材料为铜丝编织网。 （3）回油路滤油器：从安装位置来说，在系统回油路中安装滤油器是比较理想的。在系统油液流回油箱之前，滤油器将外界侵入系统的和系统内产生的污染物滤净，为液压泵提供清洁的油液。回油路滤油器采用高精度滤芯，过滤精度为10m。滤芯材料为合成纤维。（4）先导回路滤油器：过滤精度为5m。滤芯材料料为合成纤维。挖掘机的回油滤油器和吸油滤油器一般装在油箱里面。4.3蓄能器 蓄能器的作用：将液压系统中的能量储存起来，在需要的时候又重新释放出来。玉柴挖掘机用的是气囊式蓄能器，气囊充气压力1.6MPa，装在先导油路上,其作用如下：(1) 作为紧急动力源，如熄火时可将动臂、推土铲放下以保证安全；（2）消除油泵脉动。4.4 密封件 密封件常用材料为丁腈橡胶、聚四氟乙烯等。4.4.1 0型密封圈0型密封圈可用于静密封、旋转运动密封和往复运动密封，用于动密封、工作压力大于7MPa时，必须配置挡圈。0型密封圈的压缩率和拉伸量：如果0型圈压缩量过小，装配后会引起0型圈的泄漏，如果压缩量过大，则会导致因而压缩量过大而引起橡胶应力松驰，形成密封装置泄漏。一般静密封压缩率为25%，运密封压缩率为15%。一般拉伸量静密封为1.0 4倍、运密封为1. 02倍。挡圈： 挡圈和0型圈配置使用，其作用是防止在承受压力后，0型圈因产生弹性变形而嵌入密封偶合件间的缝隙。若0型圈承受单侧的高压，挡圈装在0型圈低压侧，若0型圈承双侧受高压，则两侧装挡圈。挡圈材料为聚四氟乙烯。0型圈安装沟槽宽度：静密封时为0型圈截面直径的1.5倍，往复运动密封时为0型圈截面直径的1.3倍，旋转动密封时为0型圈截面直径的1.1倍。 0型圈标记示例：内径18mm、截面直径1.8mm的0型圈标记为18x1.8。4.4.2 Y型密封圈 Y型圈的截面呈Y型。 Y型圈的安装：a. 安装各种型式的Y形密封圈时，所通过的部位，如油缸缸筒和活塞杆端部，应有15。一30。的倒角；b. 安装各种型式的Y形圈时，应在密封圈表面和装配通过的部位涂敷润滑脂或工作油；c. 安装各种型式的Y形圈时，应将Y形圈的凹部(唇缘端面)正对压力介质，；d. 安装各类Y形密封圈时，应注意密封偶件及液压件零部件的彻底清洗，并防止带入砂尘和铁屑等杂物。4.5 中央回转接头 中央回转接头装于挖掘机平台和底盘的中心。下图是YC85挖掘机中央回转接头结构示意图，主要组成零件有：转轴芯、配油座、密封环和0型圈，转轴芯固定在底盘上，平台回转时带动配油座一起转动，主要作用是连接平台与底盘之间的油路，驱动行走马达和推土油缸。 中央回转接头主要损坏形式是密封环损坏（内漏），如果是推土缸通道油槽的密封环损坏，表现为推土无力或推土铲放平后较快掉下来，如果是行走马达通道油槽的密封环损坏，表现为行走无力。 YC85挖掘机中央回转接头结构示意图 5. 液压缸液压缸是用来把液压能变为机械能，实现直线往复运动的执行元件。图5-1是YC13动臂油缸的结构图。液压油缸的损坏表现为外漏和内漏。对于外漏，主要是因为轴用Y型密封圈损坏，导致漏油。维修时，先准备好工具，先把油缸从机上拆下来，接着拆掉油缸端盖上的锁紧螺钉，接着拆掉油缸端盖，把活塞杆、活塞、导向套等一起拉出，卸下活塞锁紧螺母，把活塞从活塞杆上脱出，再把导向套从活塞杆上脱出来，把损坏的密封圈拿掉，装上新的同一型号密封圈，然后按照先拆后装的原则装好即可。安装Y形圈时注意Y形圈唇口方向，密封油的Y形圈唇口朝内，防尘圈唇口朝外。如果是液压缸内漏，主要表现为工作无力，或在重力作用下自动伸引，这时按上述操作，更换活塞密封件即可。 4.锁紧螺钉 5.螺母 6.0型圈 7.挡圈 8.抗磨环 9. 0型圈和格来圈 10.KZT防污染环 11.活塞 12.缓冲套 14.缸盖 15. 0型圈 16. 挡圈 18.U形圈 19.止动垫片 20. 0型圈 21. U形圈 22.LBI防尘环 油缸右端局部放大 油缸左端局部放大6. 挖掘机的液压系统6.1 基本回路 基本回路是由一个或几个液压元件组成，能够完成特定的功能,是系统的基本组成单元。6.1.1 限压回路 限压回路用来限制压力，使其不超过某一调定值，使系统和元件不因过载而损坏。 挖掘机动臂缸和斗杆缸进油和回油回路上常成对地并联有限压阀（过载阀），限制液压缸在闭锁状态下的最大闭锁压力；若超过此压力，限压阀打开，进行卸载，保护了液压元件和管道免受损坏。例如，挖掘机铲斗进行挖掘时，动臂必然受力，为了维持正常工作，动臂液压缸虽然处“不工作状态”，但必须具有足够大的闭锁力来抵抗拉伸或压缩，这种闭锁压力有时大超过系统的最大工作压力，当闭锁压力大于过载阀调定值时，过载阀打开，向油箱回油。从理论上讲，这种限压阀的调定压力，可以与液压系统的压力无关，而且，调定压力愈高，闭锁力愈大，对机械作业有利，但是，过高的调定压力影响液压元件的强度和液压管路的安全，一般情况下，过载阀的调定压力为系统压力的1.25倍。6.1.2 限速回路 限速回路用来保证为了作业安全。YC13、YC35挖掘机为了防止动臂因自重降落速度过快，在动臂缸大腔回油路上都装有单向节流阀。YC65、YC85挖掘机动臂、斗杆、铲斗换向阀相应回油路上设有有节流油路，也可以防止动臂、斗杆、铲斗因自重降落过速。6.1.3 回转机构制动回路和缓冲回路 挖掘机回转时转动惯量大，起、制动频繁，要采用特殊回路来保证安全，保护元件。 （1） 制动回路 回转机构常采用液压制动、机械制动和机液制动。 液压制动是通过切断回转马达进、出口油路，在回油路上产生很大背压而实现快速制动。制动力大。玉柴挖掘机回转马达、行走马达工作时制动是采用液压制动。 （2）缓冲回路 为减轻制动时过大的冲击，在回转马达进、出口油路上装有两个 缓冲阀，当回转马达突然停止或反转时，马达高压油路的压力油从缓冲阀泄回油箱，低压油路则由补油回路经单向阀补油，从而消除了液压冲击。YC35、YC65、YC85挖掘机回转马达就是采用这种两个缓冲阀和两个单向补油阀的缓冲回路，缓冲阀的调定压力等于回转马达额定工作压力，单向补油阀的补油压力由回油路的背压阀提供，补油背压一般是0.30.5MPa。6.1.4 行走限速回路 履带式液压挖掘机下坡行驶时，因自重加速，可能导致超速溜坡事故，发生危险，此时，行走马达超速运转，发生吸空现象，甚至损坏。因此，履带行走装置必须考虑行走液压马达的限速和补油，使马达转速控制在安全容许范围以内。 限速回路就是利用限速阀控制通道大小，以限制马达转速。6.1.5 控制回路液压挖掘机的操纵有机械式、液压式等方式，液压操纵分直接操纵和伺服操纵两种。伺服操纵利用手柄操纵若干个先导阀，使具有一定压力的控制油进入各个换向阀，推动阀杆移位，实现主机各机构的动作，也即由先导阀操纵换向阀，再由换向阀操纵主机。先导操纵的回路控制油压力一般不超过4MPa，由单独的泵供油。 先导操纵的工作原理见3.5.5 先导阀6.2 YC13-5挖掘机液压系统YC13-5挖掘机液压系统是三泵三回路定量液压系统。该液压系统机械操纵行走、推土，其余动作由先导操纵。第一泵输油进入多路阀P1口，驱动铲斗缸、动臂缸、左行走马达。第一泵主要工作流程：第一泵多路阀P1口铲斗缸。 动臂缸。 中央回转接头左行走马达。第二泵输油进入多路阀P2口，驱动回转马达、斗杆缸、右行走马达。第二泵主要工作流程：第二泵多路阀P2口选择阀回转马达。 斗杆缸。 中央回转接头右行走马达。 第三泵输油进入推土阀，驱动推土缸，或给先导控制油路供油。第三泵主要工作流程：第三泵推土阀中央回转接头推土缸。 先导控制油路。第二泵和第三泵可以在多路阀内合流，驱动附属装置（液压锤）。YC13-5挖掘机液压系统连接流程图：YC13-5挖掘机液压系统的液流方向 YC13-5挖掘机油泵为三联齿轮泵，即由三个单泵串接而成（见下图）。齿轮泵输出流量是固定的，第一和第二泵输出流量相同，各为17.2升/分，第三泵输出流量6.7升/分。第一和第二泵共用一个吸油口、第三泵有一个吸油口，这三个泵各有一个出油口，各出油口的接头上有测量各液压油路工作压力的测压口。多路阀外形图和原理图。该多路阀是由铲斗阀、动臂阀、左行走阀、附属阀、右行走阀、斗杆阀、回转阀和两个进油阀块组合的。多路阀有两个主油路进油口P1和P2口，从P1口进来的油可供给铲斗、动臂和左行走，从P2口进来的油可供给回转、斗杆和右行走，P1和P2可在附属阀内合流供给附属装置（液压锤）。P1进油块有一个进油口“P1”和一个安全阀（序号1），用来限制铲斗、动臂和左行走的最高工作压力，如果铲斗、动臂和左行走液压回路压力超过16MPa，此安全阀打开让多余的油从安全阀流回油箱，如果这个安全阀失效，就会影响铲斗、动臂和左行走没力； P2进油块有一个进油口“P2”、一个出油口“T” 和一个安全阀（序号4），如果这个安全阀失效，就会影响回转、斗杆、右行走没力。这两个安全阀的调定压力为16MPa。动臂阀上有一个过载阀，这个过载阀是限制动臂缸大腔在闭锁状态下的最大闭锁压力的，如果这个过载阀失效，就会影响动臂缸大腔工作没力；斗杆阀上有一个过载阀，如果这个过载阀失效，就会影响斗杆缸大腔工作没力。过载阀的调定压力为21MPa。多路阀各阀芯在中位时，从P1和P2口进来的油经多路阀中位油道从出油口T出来流回油箱。P1进油块 铲斗 动臂 左行 附属 右行 斗杆 回转 P2进油块1、4安全阀 2 动臂过载阀 3 斗杆过载阀 YC13-5机多路阀原理图。从多路阀原理图可知，铲斗阀、动臂阀和左行走阀回路是并联连接，回转阀、斗杆阀和右行走阀回路也是并联连接，各自可独立工作，以便做复合动作。回转制动缓冲回路：系统回转马达为摆线齿轮马达，回转马达经行星减速机增大扭矩后驱动回转机构回转，回转马达最高工作压力9MPa，为实现回转制动缓冲，配用一个选择阀，选择阀通过两个铰接螺栓与回转马达两个主油口连接，选择阀内装有两个溢流阀、一个制动阀和一个换向阀，溢流阀既限定回转马达最高工作压力又起缓冲作用（在这里溢流阀作缓冲阀）；制动阀两端的阻尼孔用于控制换向速度，使启动和听车时不产生冲击； 换向阀的作用是转换平台的回转和偏转缸的摆动，当操纵选择阀选择回转时，油液通道为：泵多路阀选择阀的换向阀、制动阀回转马达；当选择阀选择偏转缸的摆动，油液通道为：泵多路阀选择阀的换向阀摆动缸。如果缓冲阀失效了，或制动阀两端的阻尼孔堵塞，或制动阀失效（阀芯卡滞等）会影响回转慢、无力。行走马达制动回路：系统行走马达为摆线齿轮马达，回转马达经行星减速机增大扭矩后驱动行走机构行走，为实现行走制动，配用一个制动阀，制动阀通过两个铰接螺栓与行走马达两个主油口连接，制动阀两端的阻尼孔用于控制换向速度，使启动和听车时不产生冲击。如果制动阀两端的阻尼孔堵塞，或制动阀失效（阀芯卡滞等）会影响行走慢、无力。 1. 阻尼塞 2. 单向阀下图为YC13-5推土阀原理和结构简图：P从三联齿轮泵的第三泵供油，当推土阀在中位时，油液通过推土阀中位油道供油给先导控制油路，这时从第三泵出口测到的压力为先导控制油路的压力；当操纵推土阀时，切断先导控制油路供油，油液通道为：泵推土阀中央回转接头推土缸。推土阀上有一个溢流阀（调定压力15MPa），限定推土最高工作压力为15MPa，当这个溢流阀失效时，影响推土无力，或用推土铲撑起机子后机子会下降。 P口接第三泵 P v口接先导油 A、B口接中央回转接头推土缸YC13推土缸结构简图：2. 螺母 3. 活塞 4.密封圈 5. 0型圈 8. 0型圈 9. U形圈10. 0型圈 11. 骨架防尘圈 YC13中央回转接头结构简图： 图6.2-1是YC13-5挖掘机液压系统原理图。系统工作压力16MPa，回转工作压力9MPa，在多路阀两个进油口处分别装有16MPa的安全溢流阀, 动臂和斗杆换向阀上的过载阀调定压力21Mpa，在动臂缸大腔回油路上都装有单向节流阀，防止动臂因自重降落速度过快，在回转马达进、出口油路上装有两个9Mpa的缓冲阀。YC13-3挖掘机液压系统原理和YC13-5相同，只是所有操纵由机械操纵，没有先导控制油路。6.3 YC35-6挖掘机液压系统 YC35-6挖掘机液压系统是恒功率变量系统。液压油泵由三个泵组成，第一个泵是恒功率变量柱塞泵，因泵内配流盘有两个独立压油槽和出油口，这两个出油口通常称为P1口和P2口，两个出油口可独立工作，第二、三个泵是齿轮泵，出油口分别称为P3口和P4口。 P1口对第一回路供油，驱动左行走马达、动臂缸、铲斗缸。 P2口对第二回路供油，驱动右行走马达、回转马达、斗杆缸。 P3口对第三回路供油，驱动推土缸，并可经多路阀与P1合流驱动动臂缸、铲斗缸、与P1、P2合流驱动斗杆缸。 P4口给先导控制油路供油。该液压系统行走、推土由机械操纵，其余动作由先导操纵。油泵外形图：YC35-6挖掘机液压系统的液流方向：例如，当操纵动臂先导阀手柄作动臂上升，先导控制油通过动臂先导阀进入多路阀的动臂换向阀先导油口a口，推动阀芯左移，接通多路阀P1口与动臂换向阀A口油路、多路阀T1口与动臂换向阀B口油路，油液流动方向：油泵P1口多路阀P1口动臂换向阀A口动臂缸大腔动臂缸小腔回油动臂换向阀B口多路阀T1口油冷器油箱。C35-6挖掘机液压系统的液流方向图YC35-6挖掘机液压系统主油路连接流程图。 YC35-6挖掘机液压系统先导油路连接流程图。C35-6液压挖掘机液压系统先导油路走向图6.3.1 多路阀该多路阀是由P1进油阀块、左行走阀、附属阀、P3合流阀块、动臂阀、铲斗阀、T2出油阀块、斗杆阀、回转阀、右行走阀和P2进油阀块组合而成。多路阀有三个主油路进油口P1、P2和P3口：从P1口进来的油可供给左行走、附属装置（液压锤）、动臂和铲斗；从P2口进来的油可供给右行走、回转和斗杆；从P3口进来的油可和P1可在阀内合流供给动臂和铲斗；P1、P2和P3可在阀内合流供给斗杆。P1进油阀块上有一个进油口“P1”、一个出油口“T1”和一个安全阀（序号5），安全阀用来限制左行走、动臂和铲斗的最高工作压力，如果左行走、动臂和铲斗的工作压力超过21MPa，此安全阀打开让多余的油从安全阀经T1口流回油箱，如果这个安全阀失效，就会影响左行走、动臂和铲斗工作没力，此安全阀的调定压力为21MPa； P2进油阀块有一个安全阀（序号1），用来限制右行走、回转和斗杆的最高工作压力，如果右行走、回转和斗杆的工作压力超过21MPa，此安全阀打开让多余的油从安全阀T2口流回油箱，如果这个安全阀失效，就会影响右行走、回转和斗杆工作没力，此安全阀的调定压力为21MPa。动臂阀上有两个过载阀，这两个过载阀是分别限制动臂缸大小腔在闭锁状态下的最大闭锁压力的，如果A端过载阀（序号7）失效，就会影响动臂缸大腔工作没力，如果B端过载阀（序号3）失效，就会影响动臂缸小腔工作没力，过载阀的调定压力为24MPa。斗杆阀上有两个过载阀，这两个过载阀是分别限制斗杆缸大小腔在闭锁状态下的最大闭锁压力的，如果A端过载阀（序号8）失效，就会影响斗杆缸大腔工作没力，如果B端过载阀（序号2）失效，就会影响斗杆缸小腔工作没力。T2出油阀块的侧面有一个出油口“T2”。多路阀各阀芯在中位时，从P1、P2和P3口进来的油经多路阀中位油道从出油口T1和T2出来流回油箱。多路阀外形图：P1进油块 左行走 附属 P3合流 动臂 铲斗 T2出油 斗杆 回转 右行走 P2进油块 1、5安全阀 2、8斗杆过载阀 3、7动臂过载阀 4、6附属装置安全阀多路阀原理图： 多路阀上动臂阀块结构示意图 2. 阀芯 3. 中位复位弹簧 5. 防干扰单向阀 7. 过载阀 P. 并联进油通道 T. 回油通道 Z. 贯通的中位通道上图中P口与多路阀P1口相通，A、B口为工作油口，分别与动臂缸大小腔相通， a、b口为先导控制油口，分别与右先导阀相连。阀芯在中位时，A、B口被关闭，a、b口经过右先导阀与油箱相通，当操纵右先导阀作动臂上升，先导控制油进入a腔推动阀芯左移（b腔的先导油流回油箱），随着阀芯左移，中位油道逐渐减小最后被切断（从此阀口回油箱的流量逐渐减小并一直到零），P口与工作油口“A”的油道逐渐打开最后全打开（而T口与工作油口“B”之间油道也同时打开），P口的压力油打开单向阀后流经工作油口“A”而进入动臂缸大腔推动动臂缸活塞，动臂缸小腔回油流回工作油口“B”经回油通道“T”从P1进油阀块的T1口出来流到油箱。6.3.2 YC35-6回转马达总成 该回转马达总成由柱塞回转马达和行星减速机组成，回转马达经行星减速机增大扭矩后驱动回转机构回转。如图为YC35-6的NACHI回转马达原理图。A、B为工作油口，PP为松开回转马达机械刹车接口，接先导控制油，DR为回油口，直接与油箱相通，T为补油口，与多路阀回油外通道相连。回转马达最大工作压力16.7MPa。回转马达缓冲补油回路由两个缓冲阀和两个补油阀组成，缓冲阀调定压力16.7MPa，既限定回转马达最高工作压力又起缓冲作用；补油阀是两个锥阀式单向阀，在回转马达回转制动时从T口补油给回转马达。如果缓冲阀失效，或补油阀关闭不严（磨损、有杂质），会影响回转慢、无力。1. 单向阀 2. 缓冲阀3. 机械刹车机构 下图零件展开图是行星减速机部分。 下图是柱塞回转马达展开图。下图是柱塞回转马达缓冲阀、补油阀展开图。（序号302是补油锥阀）v6.3.3 YC35-6行走马达 如图为YC35-6的NACHI行走马达原理图。A、B为工作油口，PP为行走马达变速（快慢速两档）接口，与行走变速阀相连，DR为回油口，与油箱相通。行走马达的工作压力为21MPa。1. 制动阀 2. 变速阀 3. 机械刹车机构 4. 变速机构 如果工作压力油从A口进入制动阀，压力油沿A端控制油路推动阀芯，使阀换成A端工作位置，一部分压力油通过机械刹车控制油路进入刹车缸把马达机械刹车机构打开，主压力油进入马达使马达回转，马达的回油经制动阀回油箱。若行走马达失控（溜坡），进油不及，控制油路压力降低，制动阀芯在弹簧作用下回复中位，回油通道关小（或关闭），使马达减速（或停止），保证了安全行走。该行走马达总成由柱塞回转马达和行星减速机组成，下图零件展开图是行星减速机部分。 下图是制动阀和变速阀的展开图 YC35-6推土阀原理图和外形图：6.3.4 图6.3-1是YC35-6挖掘机液压系统原理图。系统工作压力21MPa，回转工作压力16.7MPa，先导控制油路工作压力4Mpa，在多路阀两个进油口处分别装有21MPa的安全阀, 动臂和斗杆换向阀上的过载阀调定压力24Mpa，在动臂缸大腔回油路上都装有单向节流阀，防止动臂因自重降落速度过快，在回转马达进、出口油路上装有两个16.7MPa的缓冲阀，行走马达的油路上都装有制动阀，防止挖掘机下坡行驶时超速溜坡。液压系统中还设有低压泄油回路，使液压马达和中央回转接头漏泄油液回油箱。变量泵的变量控制信号来自泵的出口压力P1和P2，当泵以额定转速（每分钟2200转）空转时，油泵输出的油从多路换向阀中位油道回油箱，此时油泵输出油流量最大，当操纵挖掘机动作，P1和P2开始变大，P1+P2=8.7MPa时，泵变量柱塞推动泵变量斜盘，变量泵开始变量，P1+P2越大，泵输出流量越小，直到P1+P2=42MPa，此时油泵输出油流量最小。6.4 YC85挖掘机液压系统 YC85挖掘机液压系统是负荷传感控制系统。其精髓是一个负荷传感泵和一组带压力补偿功能的主阀。特点是用单泵驱动多个动作系统，通过集成为一体的相应数量的压力补偿阀，使得流量按照操纵者所希望的数量比例分配到各动作系统，且各动作间相互独立、互不干扰。下图是泵的原理图，该泵组由一个负荷传感泵和一个先导控制泵组成。图6.4-1是YC85多路阀的原理图。该阀只有一个主进油口，一个28MPa安全阀，动臂、斗杆、铲斗和推土换向阀回路都装有过载阀。多路阀主进油口旁装有一个流量控制阀和一个节流元件R，其作用是输出一个压力信号控制主泵变量机构，并且在多路阀中位不动作时，泵输出油从流量控制阀回油箱。多路阀各换向阀回路都装有压力补偿阀。 液压系统的基本工作流程是：负荷传感泵供油，油通过换向阀可变节流口驱动执行元件动作，执行元件的回油依次经换向阀、压力补偿阀流回油箱。 图6.4-2上图是负荷传感控制原理。（1）流量控制阀流量受其两端的压力差P（P-Ls）的大小控制，P越大，通过流量控制阀和节流元件R1的流量就越大，PR1就越大，使Pn也越大，Pn则控制主泵变量机构，使主泵输出流量越小，主泵输出流量总是适应负荷需要，没有多余的流量损失，因而减少溢流损失，减少发热；当所有执行元件不动作时，a：Ls=0，主泵输出油只需克服较小的弹簧力把流量控制阀全打开，油从流量控制阀流回油箱，b：从主泵的排量降到最小，有效降低燃油消耗。 （2）复合动作时，若两个执行元件负荷不同，如F1大于F2，开始P1大于P2，执行元件2的压力补偿阀将减少通油面积，直到P1= P2，因此P1=P2=P-Ls=P，而Q1KA1P，Q2KA2P，故Q1/ Q2= A1/ A2，实现与负荷无关的流量分配。多路阀各换向阀（主阀）的进油道是个节流口，阀口开度由机手通过先导阀手柄控制，手柄的位置与阀口开度一一对应，工作时，各个执行元件的实际压力有所不同，各个压力补偿阀将自动进行压力补偿，将阀口两端的压差始终保持在预先设定的压差P，使某个阀口流向相应执行元件的流量只与该阀口的开度有关，而与负荷无关；这一特性，使各执行元件之间没有相互干扰，既降低劳动强度，又提高作业率。此系统另一特点是：当机手的要求超出泵提供流量能力时，所有受控动作速度受到限制，但此刻各动作间的速度比例关系仍按各阀口开度比例分配。下图是多路阀背面投影示意图，图中表示出七个压力补偿阀、三个补油阀和一个流量控制阀的安装位置。上图是多路阀上动臂、斗杆、铲斗换向阀的结构示意图，这三个换向阀的回油路上各装有补油阀，其作用：比如斗杆下降时，由于斗杆自重下降速度可能会过快，会造成斗杆缸进油回路压力低于回油回路压力（斗杆缸拉空），这时回油回路的油会从补油阀补油给进油回路，防止斗杆缸拉空，保持执行元件动作连续性。下图是压力补偿阀结构示意图。下图是流量控制阀结构示意图。 液压系统回油油路上的油冷器进油口前装有0.3-0.5MPa回油背压阀，其作用是给回转马达补油回路产生0.3-0.5MPa回油背压，让回转马达回转制动停止时能充分补油，如果回转马达补油口补油不足，挖掘机回转制动停止时有异响。5.4.1 YC85挖掘机液压系统特殊故障判断与修理 实例1：一台YC85挖掘机，累计工作时间不长，系统压力上不去，最高压力4MPa；操纵先导阀，工作装置只能靠自重慢下降，其它无动作。判断：机器累计工作时间不长，主泵不应有问题，操纵先导阀工作装置能下降，说明先导回路没问题，问题可能在多路阀上，把安全阀调节螺钉调紧半圈，压力还是没变化，说明安全阀没问题（要把安全阀调节螺钉退回原来位置），分析系统工作原理（参考图6.4-2），当所有执行元件不动作时，主油路的油全打开流量控制阀流回油箱，如果流量控制阀一直被全打开，那么系统压力是建立不起来的，使流量控制阀全打开的可能是：a. 流量控制阀芯被卡住不复位，b. Ls建立不起来，即Ls=0，可能是负荷传感回路阻尼螺塞R2不起作用，使P1、 P2直接与油箱相通，Ls建立不起来。后来从多路阀端面（图-左端面）自上至下第二个堵头孔内（拆开堵头）发现阻尼螺塞脱落，该阻尼塞的节流孔直径为0.6mm。重新装好阻尼螺塞后，系统便能正常工作了。 实例2：系统压力28 MPa，但所有执行元件动作较慢。可能是油冷器进油口前回油背压阀阀芯卡住，不能全打开，使回油背压过大（1MPa以上），Pn变大，发馈到主泵变量机构，使主泵输出流量变小。排除办法：拆开背压阀，检查弹簧端面是否和弹簧安装中心线垂直，否则更换弹簧，检查阀芯在阀座内是否滑动自如，否则修磨更换阀芯。 实例3：系统