全液压转向器应用基础知识20080911ppt课件

全液压转向器应用基础知识 镇江液压件厂有限责任公司编写 刘金龙2006年2月1稿2007年2月2稿2008年9月3稿 一 概述 工程行走机械的转向系统发展 1 上世纪年代前的机械传动与控制 2 1960 1970年的液压传动及控制 3 1970 1980年代的机电一体化 4 九十年代开始进入机电液一体化阶段 5 本世纪以来 在广泛应用新技术的同时 不断涌现出新结构和新产品 主要表现 1 提高整机可靠性 2 增加产品的电子信息技术含量 3 努力完善产品的标准化 系列化和通用化 4 改善驾驶人员的工作条件 向节能 环保方向发展 国外工程机械发展总的趋势 发展快 水平高 在工程机械产品中集成电路 微处理器 微型计算机及电子监控等技术都有广泛的应用 一些节能新技术得到了推广 同时 可靠性 安全性 舒适性 环保性能也得到了高度重视 另外 根据作业特点和客户的要求工程机械正向大型化和微型化方向发展 近几年国外工程机械产品 以信息技术为先导 在发动机燃料燃烧与电控 液压控制系统 自动操纵 可视化驾驶 精确定位与作业 故障诊断与监控 节能与环保等方面 进行了大量的研究 开发出许多新结构 或系统 和新产品 提高了工程机械的高科技含量 促进了工程机械的发展 我国的工程机械起步并不晚 但由于一些原因发展得并不快 且产品系列不多 综合性能也不佳 无法满足国内一些客户的要求 以致国内一些大中型施工部门的相当一部分工程机械依赖进口 随着我国基础建设规模日益扩大 国内工程机械骨干企业纷纷瞄准国内外市场需求正大力研发工程机械新产品 并在性能上争取接近国外同类产品水平 借鉴国外工程机械产品的发展趋势 我国工程机械产品的发展走势应是 大力发展机电一体化产品 实现装载机工作状态的自动监测和控制 实现平地机的激光导平自动控制 实现在有毒 有危险环境下工程机械作业的遥控 大力提高产品的质量 可靠性和技术水平 大力发展品种 大力加强新技术的应用 改善驾驶员的工作条件 我国建设机械的特点 1 在能源 矿山 交通 电能电力等基础设施行业的发展方面对各类工程机械的质量 数量及品种的需求亦日益渐增 这不仅给我国工程机械行业的发展带来了勃勃生机 同时也对各整机产品性能的先进性和可靠性方面提出了更新 更高的要求 近年来 随着各整机生产厂家产品质量意识的不断提高 加工设备条件的不断完善 以及对国外先进技术的消化吸收 使得其整机加工质量 装配技术水平均有了很大的提高 目前 就国产工程机械的总体质量而言 其整机技术指标 样机的技术水平方面与大部分国外同类产品的差距正在逐步缩小 但其性能可靠性和质量稳定性方面由于受到相关基础配套件尤其是整机液压系统水平的制约 与国外同类产品仍有较大差距 因此液压系统的改进 完善 和液压元件质量 元件的耐久性和可靠性 的提升对整机质量水平提高的影响已被各整机生产厂和配套厂所日益重视 2 用户群发生较大变化 原来的单位用户逐步被个体用户替代 设备的保养 维护意识发生变化 尤其是在主机的三包期内 操作人员的岗前技术培训消弱 3 主机的系统清洁度加强的意识和理念 不断被主机制造企业接受 如何提高液压系统的可靠性和质量稳定性 需要从系统的分析和故障现象的判断入手 从而获得准确的故障信息 找出导致故障产生的直接原因 以便去避免或解决这些问题 对液压系统进行分析和故障现象的判断须具备一些液压基础知识 1 整机液压系统的工作原理 元件在系统中的作用 2 各液压元件的工作原理 主要性能参数的含义 3 整机在各主要运动工况下 系统及元件的工作状况 4 故障现象的逻辑关系 进而推断和判断故障原因 为此在以下的章节中对全液压转向系统的基础知识做一些介绍 二 全液压转向系统 液压转向技术一般分为全液压转向和液压助力转向两种型式 两者的主要区别 全液压转向系统仅仅依靠液压介质为动力去实现转向功能 且转向控制元件与执行元件之间无需刚性连接 全液压转向允许用于 时速 60km h的非道路轮式移动车辆的方向操控 全液压转向的特殊优点 操作轻便 转向灵活 安装布置方便 故 国内外的全液压转向技术 在轮式装载机 压路机 叉车 大 中 马力拖拉机以及联合收割机的转向系统中均已经得到了普遍的运用 全液压转向系统的技术核心 转向控制元件 全液压转向器 SCU 全液压转向系统的构成要求 转向系由转向器和转向传动机构组成 功用 操纵车辆的行驶方向 能根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶 并能按要求灵活地改变行驶方向转向系对车辆的使用性能影响很大 直接影响行车安全 所以其必须满足以下基本要求 1 操纵轻便 转向时 作用在方向盘上的操纵力要小 2 转向灵敏 方向盘转动的圈数不宜过多 由方向盘至转向轮间的传动比应选择合理 同时 方向盘的自由转动量不能太大 3 高度可靠性 保证不致因转向系的损坏而造成严重事故 因此 转向系的结构要合理 各零件要有足够的强度和刚度 对于采用动力转向的车辆 除了要保证发动机在怠速时转向器也能正常工作外 还应考虑发动机或油路发生故障时 有应急转向措施 4 方向盘至转向垂臂间的传动要有一定的传动可逆性 这样 转向轮就具有自动回正的可能性 使驾驶员有 路感 但可逆性不能太大 以免作用于转向轮上的冲击全部传至方向盘 增加驾驶员的疲劳和不安全感 1 全液压 转向器 转向器按阀的移动方式分 滑阀式和转阀式两大类 其中 滑阀式又可分为机械滑阀式 循环球滑阀式 液压滑阀式 主要代表生产企业 德国ZF公司 液压转阀式 主要代表生产企业 美国EATON公司 丹麦DANFOSS公司 中国镇江液压件厂有限责任公司 保加利亚M S公司 液压转向器按阀芯的功能形式分 开芯无反应 开芯有反应 闭芯无反应 闭芯有反应 实际运用中 没有人使用 负荷传感 和不同的优先阀分别可以构成 静态系统 动态系统 同轴流量放大 等几类 1 1 镇江液压件厂有限责任公司全液压转向器产品分类情况 BZZ系列 BZZ1 E50 1000 开芯无反应型 BZZ1 E1000 2500 特大排量 开芯无反应型 BZZ2 E50 1000 开芯有反应型 BZZ3 E50 1000 闭芯无反应型 BZZ3 E1000 2500 特大排量 闭芯无反应型 BZZ5 E50 1000 负荷传感型 TLF1系列 TLF1 E1000 1250 负荷传感同轴流量放大型 10 S 系列 101系列 整体铸造短阀体 不含集成阀系列 101S系列 整体铸造短阀体 含集成阀系列 102系列 整体铸造普通阀体 不含集成阀系列 102S系列 整体铸造普通阀体 含集成阀系列 103系列 整体铸造阀体小体积 不含集成阀系列 103S系列 整体铸造阀体小体积 含集成阀系列 BZF1系列 BZF1 E800 1250 开芯无反应同轴流量放大型 10 系列 分解 101系列 101 1 50 400 型 不含集成阀 开芯无反应型 101 2 50 400 型 不含集成阀 开芯有反应型 101 3 50 400 型 不含集成阀 闭芯无反应型 101 5 50 400 型 不含集成阀 负荷传感型 101S系列 101S 1 50 400 型 含集成阀 开芯无反应型 101S 2 50 400 型 含集成阀 开芯有反应型 101S 3 50 400 型 含集成阀 闭芯无反应型 101S 5 50 400 型 含集成阀 负荷传感型 102系列 102 1 50 400 型 不含集成阀 开芯无反应型 102 2 50 400 型 不含集成阀 开芯有反应型 102 5 50 400 型 不含集成阀 负荷传感型 102S系列 102S 1 50 400 型 含集成阀 开芯无反应型 102S 2 50 400 型 含集成阀 开芯有反应型 102S 4 50 400 型 只含溢流阀 开芯无反应型 102S 5 50 400 型 含集成阀 负荷传感型 103系列 103 1 50 400 型 小体积不含集成阀 开芯无反应型 103S系列 103S 1 50 400 型 小体积含集成阀 开芯无反应型 1 2 BZZ全液压转向器的结构 以开芯无反应型为例说明 明细 转 定子剖面结构 阀芯 阀套剖面结构 1 BZZ全液压转向器的液压功能1 3 1BZZ1开芯无反应型 1 3 2 BZZ2开芯有反应型 1 3 3BZZ3闭芯无反应型 1 3 4BZZ5负荷传感型 1 4 BZZ全液压转向器的工作原理1 4 1 开芯无反应型 BZZ1型 闭芯无反应型 BZZ3型 全液压转向器的工作原理 转向器的工作原理可以从全液压转向器的液压功能图所展示的油路原理来理解 从液压功能图上我们不难看出转向器的工作状态分为三个工况 即 中位状态 方向盘不转动时 左转状态 方向盘向左连续转动时 右转状态 方向盘向右连续转动时 1 4 1 1 中位状态 方向盘不转动时 从BZZ1型全液压转向器的液压功能图我们可以看出 进入转向器进口 P口 的液压油流进转阀后就直接回到了转向器的回油口 T口 流回油箱 BZZ1型其余的油口 BZZ3型的油口 全部处于封闭状态 转向器并没有工作 也就是说 这时转向器仅仅起到了沟通油路的功能 实现了中位卸荷 见下页附图 此时 转向系统的油液是处于低压条件下循环 BZZ1型中位状态原理 BZZ3型中位状态原理 BZZ1型 BZZ3型 1 4 1 2 左转或右转状态 方向盘向左或向右连续转动时 转向器在左转状态时的液压功能图 BZZ1型 BZZ3型 图中可以看出 当方向盘带动阀芯向左或向右转动时 阀芯将克服阀芯套间的弹簧片的弹力 使阀芯相对于阀套产生了一定量的转角 只要该转角 1 5 2 阀芯与阀套间中位时处于封闭状态的油槽就开始沟通 且随着其相互间的转角增大 各配油槽的开口亦随之增大 使进入转向器进油口的油液经过阀芯套以及阀体的配油槽进入到摆线啮合副 即 转 定子啮合副 一侧的容积腔 使油液得以计量的同时又推动转子相对于定子做行星运动 实现运动的目的 1 通过另一侧排油腔容积腔的变化 容积腔的缩小 将经过计量的油液排入转向器的左或右转向油口 A口或B口 从而使进入转向油缸的压力油与计量马达的排量建立起比例关系 2 利用该转子的同向自转运动 与阀芯的转动方向相同 通过齿轮联轴器的运动传递 将该同向转动运动反馈至起配油机构作用的阀套上 使阀套与阀芯的转动实现随动 即 当方向盘带动阀芯的转动一旦停止 在转子的自转运动带动下 阀套就会自动将与阀芯间的配油槽关闭 使转向器进油口 P口 的压力油无法进入转向器内部 转向器便立即处于中位状态 从而使进入转向油缸的压力油容积与方向盘的转速建立起联系 从上述原理 我们可以很容易得出以下结论 1 转向器是一种由随动转阀和摆线计量马达所组成的控制元件 它的主要功能是将转向系统的压力油液依据方向盘转动的方向和速度按照一定的比例传输到所指定的转向油缸内来实现动力转向 即 2 转向器输入至转向油缸的流量为q 转向器的排量n 方向盘的转速 3 实现动力转向的必备条件是供给转向器的流量必须大于转向器的输出流量 否则转向器就变成了手动阀 转向力矩就必然变大 成为人力转向 4 在动力转向状态下 转向器的操作扭矩取决于弹簧片的弹力 1 5BZZ1型全液压转向器的结构 1 5 1常识资料 BZZ1型 开心无反应 转向器在中间位置时 转向器进 回油口是相通的 转向油缸的两腔是封闭的 作用在转向油缸上的外力传递不到方向盘上 驾驶员手上无道路颠簸的感觉 1 5 2转向器部分参数 最大工作压力16MPa最大瞬时背压6 3MPa连续背压 2 5MPa 1 5 3主要组成及作用 由阀芯 阀套和阀体组成旋转随动阀 控制油流的方向 阀芯是直接与方向盘转向柱连接的 由转子和定子组成一对内啮合齿轮 即摆线针轮啮合副 在动力转向时起计量马达的作用 保证流进转向油缸的油量与方向盘的转角成正比 在人力转向时相当于手动油泵 连接转子和阀套的联动轴及拨销 在动力转向时保证阀套与转子同步 在人力转向时起传递扭矩的作用 弹簧片 作用是确保不转向时随动阀回中 进 回油口之间的单向阀 在人力转向时 把转向油缸一腔的油经回油口吸入进油口 然后通过摆线针轮啮合副再压入油缸的另一腔 而在动力转向时确保油液不从 口直接流向 口 说明 转向器的油口 口 分别接通转向油缸的两腔 口 接通油泵 口 接通油箱 1 5 4转向器内部结构 1 5 5转向器的工作 当转向器处于中间位置时 阀芯和阀套在弹簧片的作用下处于中位 从油泵来的油经阀套和阀芯端部两排小孔进入阀芯内部 再由油口 流回油箱 当方向盘右 或左 转时 带动阀芯右 或左 转 因阀芯和阀套之间有最大达10 5 的转动量 故阀芯相对阀套转动 这时阀芯的油槽与阀套的进油路接通 泵的来油经阀套 阀芯的油槽 又从阀套流向转子和定子 推动转子相对于定子转动 同时 转子与定子的出油通过阀套后经油口 或B 进入转向油缸的一腔 使油缸活塞杆外伸 内缩 推动转向轮向右 或左 转 油缸另一腔的油从油口 或A 进入阀套 再经阀芯的回油槽后 又从阀套的回油孔经油口 回油箱 阀芯阀套的相对转角约为1 5 时 油路开始接通 转子的旋转使油通向油缸 供油量的多少与方向盘的转角成正比 当方向盘向右 或左 转过一角度不变时 由于上述油道打开而使油泵的来油推动转子也向右 左 转 当转子的转角与方向盘转角相同时 因阀套与转子是通过联动轴及拨销机械联接的 因而转子带动阀套也向右 或左 转动与方向盘相同的角度 这时 阀套与阀芯又形成了没有相对转角的位置 将通往转子及油缸的油道关闭 使油泵的出油经油口 通过阀套和阀芯端部的两排小孔进入阀芯内部 又从阀套的回油孔经油口 流回油箱 这时 轮胎亦停止转动 此即液压反馈随动作用 当发动机熄火或转向油泵发生故障时 人力转向时 这种转向器可用手拨动方向盘进行静压转向 当拨动方向盘右 左 转时 阀芯转过10 5 的角度 经拨销带动阀套 联动轴及转子转动 这时转子与定子起泵的作用 转子的转动将油经油口 吸出 经单向阀 阀套 阀芯进入转子泵的进油腔 由于手转动转子泵的作用使油产生压力进入转向油缸的一腔 使活塞杆外伸 内缩 车轮右 左 转 另一腔的油从油口 A 经阀套 阀芯再从阀套经单向阀到转子泵的进油腔 不断补入大 小 腔 实现转向 说明 为了保证人力转向的实现 转向器不应安装在高于油箱液面0 5米以上的地方 以提高吸油效果 1 5 6BZZ型转向器的特点 摆线转阀式全液压转向器与各种机械式转向机构相比 具有以下优点 1 消除机械式运动装置 可降低主机机械成本 提供轻便的结构 2 操作轻便 灵活 油泵供油充分时 方向盘操纵力矩不超过 N m 3 结构简单 尺寸紧凑 重量轻 4 与方向盘联接方便 有利于机械的总体布置 易于装拆修理 5 性能稳定 保养方便 整个元件几乎没有需要专门润滑保养的部位 工作可靠 故障少 6 发动机熄火后 仍可人力静压转向 400mL r产品以上不推荐使用此功能 1 5 6转向器的装配 零件装配顺序 阀芯 阀套 拨销 弹簧片 大挡环 轴承 小挡环 阀体 前盖 钢球 隔盘 联动轴 转子 定子 限位柱 后盖装配注意事项 说明 装配前用汽油或煤油洗净所有零件 橡胶圈除外 如结合面有油漆 应用丙酮洗净 禁止使用棉纱或破布擦洗零件 应使用软毛刷或绸布 最好用压缩空气吹净 转向器装好后 在装机前需往进油口加50 100毫升液压油 左右转动阀芯 如无异常方可装机试车 阀体 隔盘 定子及后盖的结合面要高度清洁 千万不要碰伤或划伤 转子与联动轴端面均有冲点标记 即联动轴槽口对应的齿插入转子齿底对应内孔花键齿槽 装配时应注意相对位置 后盖螺栓必须用合格的组合垫圈 紧固后盖七个螺栓时应有顺序地每隔两个拧一个 要逐渐拧紧 拧紧力矩为 40 50N m 说明 阀体与阀块的 油口 配时应一一对应 零件装配顺序 图例 1 将阀体四螺孔面朝上 2 将阀芯 阀套 弹簧片 拨销装配好 3 将装配好的阀芯 阀套装入阀体 4 将大挡环 推力滚针轴承 小挡环分别装好 5 装上已装好密封圈的前盖 6 将转向器十四孔面朝上 7 装好密封圈 8 将 8mm钢球放入图示螺纹孔 9 放上隔盘 将孔对齐 10 装上连动轴 将联动轴叉口卡住拨销 11 装上转定子副 注意 联动轴上的标记点 对好转子的凹槽 12 装上限位柱及密封圈 13 装上后盖 组合垫及螺栓 箭头所示位置为带销螺栓 装配完毕以后的转向器 三维照片 1 5 7转向器的拆解 拆解顺序 一般转向器拆解顺序有两种 前盖 小挡环 轴承 大挡环 阀芯和阀套 拨销 弹簧片 后盖 限位柱 定子 转子 联动轴 隔盘 钢球 阀体 后盖 限位柱 定子 转子 联动轴 隔盘 钢球 阀芯和阀套 拨销 弹簧片 小挡环 轴承 大挡环 前盖 阀体 注意事项 在拆解时注意不要碰伤或划伤各个零件的工作表面或端面 拆下来的橡胶圈不可浸在汽油中 以防止与汽油起作用 发生变形或变质 1 5 8转向器常见故障及排除 情况 故障现象描述 漏油 故障原因 两种可能 2 1 轴颈处胶圈损坏或溢流阀处胶圈损坏 排除方法 更换胶圈 情况 故障现象描述 漏油 故障原因2 2 阀体 隔盘 定子及后盖结合处漏油 排除方法 结合面处有脏物应清洗 有划伤应研磨平 并紧固螺栓 紧固后盖七个螺栓时应有顺序地每隔两个拧一个 要逐渐拧紧 拧紧力矩为 40 50N m 情况 故障现象描述 空负荷 或轻负荷 转向轻 增加负荷转向沉重 故障原因 系统溢流阀压力低于转向系统的工作压力 或溢流阀被脏物卡住 排除方法 调整系统溢流阀压力至规定值 或清洗系统溢流阀 情况 故障现象描述 慢转方向盘轻 快转方向盘沉 故障原因 油泵供油量不足 排除方法 选择合适油泵 检查油泵工作是否正常及其容积效率 是否过低 情况 故障现象描述 快转与慢转方向盘均沉重并且转向无压力 故障原因 阀体内单向阀失效 排除方法 如钢球丢失 则装入 8钢球 如密封带不密实 修正阀体上的钢球座 如有脏物卡住钢球 应清洗 情况 故障现象描述 油中有泡沫 发出不规则的响声 方向盘转动而油缸时动时不动 故障原因 转向系统中有空气 排除方法 排除空气 检查吸油管路是否漏气回油管是否在油面以下 情况 故障现象描述 转向沉重 故障原因 油箱不满或油液粘度太大 排除方法 加油至规定油面高度 使用推荐的油液 情况 故障现象描述 跑偏严重 或转动方向盘时油缸不动 或缓动 故障原因 双向缓冲阀失灵 钢球被脏物卡住或弹簧失效 排除方法 清洗双向缓冲阀 或更换弹簧 情况 故障现象描述 配油关系错乱 方向盘自转或左右摆动 故障原因 转子与联动轴相互位置装错 排除方法 重新装配 转子齿底凹槽与联动轴端面冲点标记位置对齐 情况10 故障现象描述 压力振摆明显增加甚至不能转动 故障原因 拨销折断或变形 联动轴开口折断或变形 排除方法 更换拨销 更换联动轴 严禁用其它东西代替 情况11 故障现象描述 方向盘不能自动回中 中间位置压力降增加或方向盘停止转动时 转向器不卸荷 车辆跑偏 故障原因 转向柱与阀芯不同轴 转向柱轴向顶死阀芯 转向柱转动阻力太大 弹簧片折断或变形 排除方法 针对故障发生原因排除 情况12 故障现象描述 人力转向时 方向盘转动油缸起初微动 后来不动 故障原因 油箱油面过低 因油缸的油流回流箱 排除方法 加油至规定油面高度 情况13 故障现象描述 动力转向时 油缸活塞达到极端位置 驾驶员终点感不明显 人力转向时方向盘转动油缸不动 故障原因 因长时期使用 转子与定子的径向间隙或轴向间隙变得过大 排除方法 更换转子和定子 若因轴向间隙变得过大 可研磨定子端面 情况14 故障现象描述 无人力转向 故障原因 油液粘度太小 排除方法 使用推荐的油液 1 5 8典型使用系统 单稳阀配BZZ1型转向器的典型使用系统 普通型流量放大阀配BZZ3转向器组成的转向系统 系统说明 1 根据各种主机的要求 BZZ型转向器可应用于独立转向系统 并联转向系统及串联转向系统 2 独立系统是指为车辆转向单独设置一个供油泵 3 并联系统是指油泵的压力油通过单路稳定分流阀分流 保证转向供油稳定 转向器与其它液压系统并联 4 串联系统是指油泵的压力油首先供给转向器 转向器的回油再用于其它液压系统 对于这种系统 为了保证转向灵活和轴封的寿命 转向器的连续背压不应超过2 5 a 瞬时背压不超过6 3MPa 与转向器串联的其它液压系统 最好与转向器不同时工作 或是暂短工作 5 为保证转向性能的可靠 转向系统中最好有恒流措施 如用单路稳定分流阀 使供给转向器的流量恒定 这对于方向盘转速变化较大的车辆 如叉车 装载机 和应用大排量转向器的车辆尤其重要 这样可避免车辆在高速 大油门 运行时转向过于灵敏 驾驶员有 发飘 的感觉 还可以减少由于流量过大所造成的压力损失 由于流量恒定 车辆在低速 小油门 运行时 转向也不沉 1 5 9使用 安装 保养注意事项 安装 转向器安装时 应保证与转向柱同轴 并且轴向应有间隙 以免阀芯被顶死 安装后检查方向盘是否回位灵活 管路安装应按转向器的四个油口所标识连接 与油泵相连 与油箱相连 A 和 B 分别与转向油缸的左腔及右腔相连 吸油管允许流速为1 1 5米 秒 压油管和回油管允许流速为4 5米 秒 高压软管试验压力不得低于转向器最大工作压力的三倍 转向油缸的油管接头应朝上 以便试运转时排气 全部管路安装应牢固 无振动 油箱位置 尤指油面 最好高于转向器的安置位置 如条件所限 油箱的油面低于转向器的位置不得超过0 5米 回油管应插入油面以下 这样在人力转向时可以补油 同时还能避免空气混入油中 根据转向器零件设计强度的要求 方向盘直径不得超过500毫米 为了安全和修理的方便 建议在转向器进油口处设置一个压力表接头 以便在试运转时使用 如有条件 最好在驾驶室安装一块压力表 驾驶员可随时观察转向系统工作是否正常 油温范围 20 80 正常油温30 60 系统油液要求 油温范围 20 80 系统正常工作油温 30 60 用油选择 推荐采用常温下粘度为17 33cst的低凝液压油 粘度指数大于100的液压油 建议采用N32 N46 根据季节和环境温度可以混合两种油液 达到粘度要求 系统滤清 工作油液应保持清洁 过滤精度应不低于30微米 友情提醒 系统长期处于高温状态 将使油液使用期限大为缩短 试运转 1 运转前清洗油箱 并注入油液至最高油面 将转向油缸螺纹接头松开 油泵低速运转进行排气 直至出来的油中不含泡沫为止 2 拆除活塞杆与转向臂的连接 转动方向盘 使活塞达到最左和最右的位置 在两个极端位置不要停留 再往油箱加油至最高油面 3 将所有的螺纹联接拧紧 不要在有油压时拧紧 连接活塞杆与转向臂 检查活塞达到极端位置时 系统压力是否符合规定值 检查转向系统在各种工作条件下是否正常 发现转向沉重或失灵时 应仔细查找原因 不可用力硬转方向盘 更不要轻易拆开转向器 以防止损坏零件 使用与保养 每天检查是否漏油 油箱油面及工作情况 按规定定期更换滤芯和油液 如发现不正常情况 严禁两人同时用力转动方向盘 1 5 10转向系统匹配计算 A 转向油缸应提供的推力F的计算根据转向桥结构参数 计算转向阻力矩 式中 转向器与地面的摩擦系数 可取0 8则推力F M r 牛顿 B 转向油缸尺寸的确定根据转向油缸应提供的推力F 牛顿 以及常见的三种转向油缸型式计算油缸内径D 1 单出杆双作用油缸及双出杆作用油缸 D 2 交叉联接油缸 D 式中 d 活塞杆直径 毫米 p 油缸最大工作压差 MPa 当油缸行程S 毫米 为已知时 计算油缸容积V 1 单出杆双作用油缸 V 厘米3 这是最大容积 2 双出杆双作用油缸 V 厘米3 3 交叉连接油缸 V 厘米3 c 转向器排量的选择 转向器的排量 取决于油缸的活塞由一个极端到另一个极端时方向盘的转速i i是车辆设计部门根据转向要求确定的 一般取i 3 5圈 低速重型车辆取大值 高速轻型车辆取较小值 转向器的排量q V i 毫升 转 1 6BZZ5型负荷传感转向器 1 6 1概述负荷传感全液压转向器和优先阀是一种新型液压转向元件 它们可由定量油泵 恒压变量油泵或负荷传感油泵 流量 压力联合补偿变量油泵 供油 组成各种负荷传感液压转向系统 1 6 2图示为由定量油泵供油的负荷传感液压转向系统 该系统具有以下优点 1 能够按照转向油路的要求优先向其分配流量 无论负载压力大小 方向盘转速高低 均能保证供油充足 因此 转向动作平滑可靠 2 油泵输出的流量 除向转向油路分配使其维持正常工作所必须的流量外 剩余部分可全部供给辅助油路使用 从而消除了由于向转向油路供油过多而造成的功率损失 提高了系统效率 3 当液压转向系统由负荷传感油泵供油时 油泵的输出流量和压力能够与负载的要求相匹配 因此系统效率很高 1 6 2定量油泵供油的负荷传感液压转向系统 1 6 3负荷传感转向器原理图 1 6 4负荷传感转向器工作过程原理 负荷传感型全液压转向器与转向油缸组成一个位置控制系统 转向油缸活塞杆的位移与转向器阀芯角位移成正比 转向器内的摆线马达是一个计量装置 熄火转向时起油泵作用 它把分配给转向油缸油液体积量转化为转向器阀套的角位移量 阀套相对阀芯角位移决定了配油窗口的开口面积 方向盘转速越高 相对角位移越大 配油窗口面积也越大 方向盘停止转动时 相对角位移为零 配油窗口自行关闭 实现反馈控制 回位弹簧使阀套越过死区 与阀芯对中 优先阀是一个定差减压元件 无论负载压力和油泵供油量如何变化 优先阀均能维持转向器内变节流口C1两端的压差基本不变 保持供给转向器的流量始终等于方向盘转速与转向器排量的乘积 转向器处于中位时 如果发动机熄火 油泵不供油 优先阀的控制弹簧将阀芯推向右 接通CF ControlledFlow 转向器工作油口 油路 发动机启动后 优先阀分配给CF油路的油液 流经转向器内的中位节流口C 产生压降 C 两端的压力传到优先阀阀芯的两端 由此产生的液压力与弹簧力 液动力平衡 使阀芯处于一个平衡位置 由于C 的液阻很大 只要流过很小的流量便可以产生足以推动优先阀阀芯左移的压差 进一步推动阀芯左移 开大EF ExcessFlow 其他工作回路油口 阀口 关小CF阀口 所以流过CF油路的流量很小 转动方向盘时 转向器的阀芯与阀套之间产生相对角位移 当角位移达到某值后 中位节流口C0完全关闭 油液流经转向器的变节流口C1产生压降 C1两端的压力传到优先阀阀芯的两端 迫使阀芯寻找新的平衡位置 如果方向盘的转速提高 在变化的瞬间 流过转向器的流量小于方向盘转速与转向器排量的乘积 计量装置带动阀套的转速低于方向盘带动阀芯的转速 结果阀芯相对阀套的角位移增加 变节流口C1的开度增加 这时 只有流过更大的流量才能在C1两端产生转速变化前的压差 以便推动优先阀阀芯左移 因此优先阀内接通CF油路的阀口开度将随方向盘转速的提高而增大 最终 优先阀向转向器的供油量将等于方向盘与转向器排量的乘积 转向油缸到达行程终点时 如果继续转动方向盘 油液无法流向转向油缸 这时负载压力迅速上升 变节流口C1两端的压差迅速减小 当转向油路压力超过转向安全阀的调定压力值时 该阀开启 压力油流经节流口C2产生压降 这个压差传到优先阀阀芯的两端 推动阀芯左移 迫使接通CF油路的阀口关小 接通EF油路的阀口开大 使转向油路的压力保持调定值 熄火转向时 计量装置起补油泵作用 输出的压力油推动转向油缸活塞 油缸回油腔排出的油液经转向器内的单向阀返回变节流口C1的上游 1 6 5组成负荷传感转向系统应考虑的几个问题 优先阀有内控和外控两种控制方式 表中仅列了内控式的参数 并可用三种不同的控制压力的弹簧 0 45MPa 0 7MPa和1 05MPa 用户在订货时要说明选择的控制方式和弹簧的控制压力 如果从优先阀CF口至转向器P油口间管路压力损失较大 会使负荷传感受转向器不发生人力转向现象的方向盘最高转速值降低 此时建议采用外控型优先阀 如果管路压力损失不大 可采用连接管路较为简单的内控型优先阀 弹簧控制压力越大 转向器不发生人力转向现象的方向盘最高转速越高 系统压力损失也越大 转向安全阀的调定值应比转向系统所需最大工作压力高压2MPa 比系统主安全阀设定值低2MPa以上 转向器与优先阀间的控制信号管路长度应小于2m 为了防止转向时转向油缸油液倒流入转向器 引起方向盘打手现象 建议在转向器进油管路上安装单向阀 单向阀开启压力应低于0 035MPa 安装位置应尽可能靠近转向器 建议离转向器P油口的距离小于30cm 系统的滤油精度 6 40 m 建议在转向系统回油路上安装精度不低于20 m的滤油器 并保证转向器回油路有0 2 0 3MPa的背压 1 6 6拆解 装配及使用安装 拆解和装配情况同BZZ1型转向器 使用安装情况同BZZ1型转向器 1 6 7故障及排除 情况 故障现象描述 结合面 轴颈或后盖垫圈处渗油 故障原因 一一对应与排除方法 结合面有脏物或紧固螺栓松动 结合面或轴颈处胶圈损坏 后盖螺栓垫圈不平或损坏 排除方法 清除脏物 拧紧螺栓 更换新胶圈 磨平或更换垫圈 情况 故障现象描述 慢转方向盘时正常 快转方向盘时沉重 故障原因 油泵供油不足 优先阀与转向器之间管路压力损失太大 优先阀阀芯卡死 优先阀与转向器之间的控制油路有空气 排除方法 修理或更换油泵 选用控制压力较大的优先控制弹簧 或重新设计管路改用外控型优先阀 排除卡死故障或更换优先阀 转动方向盘 使转向轮至极限位置后继续转动方向盘 迫使转向安全阀打开 排除空气 情况 故障现象描述 油中有泡沫 发出不规则响声 转动方向盘时油缸时动时不动 故障原因 转向系统中有空气 排除方法 检查油面高度 补足油箱内的油液 检查吸油管路是否漏气并加以排除 排除系统中的空气 情况 故障现象描述 快转与慢转方向盘时均沉重 故障原因 阀体内钢球单向阀失效 排除方法 更换钢球或清除脏物 情况 故障现象描述 无负荷时轻 有负荷时沉 故障原因 转向安全阀或系统溢流阀调定压力值 低于工作需要的压力 转向安全阀或系统溢流阀卡住 油液粘度太大 排除方法 重新调整转向安全阀和系统溢流阀 清除脏物 更换为合格油液 情况 故障现象描述 转向轮转到极限位置时 转动方向盘仍很轻便 故障原因 双向缓冲调定压力值低于转向安全阀调定压力值 排除方法 重新调整双向缓冲阀 使其开启压力高于转向安全阀调定压力值4 6MPa 情况 故障现象描述 方向盘不能自动回中 中间位置压力降增加 故障原因 弹簧片折断 排除方法 更换已损坏的弹簧片 情况 故障现象描述 压力振摆明显增加 甚至不能转动 故障原因 拨销 联动轴开口折断或变形更换拨销或联动轴 排除方法 更换拨销或联动轴 严禁用其它东西代替 情况 故障现象描述 方向盘自转或左右摆动 故障原因 转子与联动轴相互位置装错 排除方法 重新装配 转子齿底凹槽与联动轴端面冲点标记位置对齐 1 7TLF1型同轴流量放大转向器 TLF1型同轴流量放大转向器负荷传感原理与BZZ5型负荷传感全液压转向器相同 在部分结构有所区别 TLF1型同轴流量放大转向器采用了比例放大原理 1 7 1结构差异 阀芯和阀套结构有较大差异 主要有两点 a 多了 比例放大油路 b Ls口位置移至P口进油孔之下 阀体上外接油口与BZZ5相同 但主孔内比BZZ5多了一道比例放大油路的环槽 P油口进油后分成两路 一路直入P口环槽 另一路经一节流装置后入比例放大环槽 BZZ5型Ls口位置在P口环槽之上 而TLF1则在P口环槽之下 TLF1型同轴流量放大转向器外形图 1 7 2工作原理差异 TLF1原理图 TLF1转向器内部原理图 差异 中位工作原理与BZZ5相同 均是通过中位节流孔产生压差信号 信号传给优先阀 以控制供油量 左慢转 或右慢转 工作时 首先关闭阀芯套上的中位节流口 阀套上与中位节流口同一截面上的其它孔开始进油 并产生压力信号差 传给优先阀 同时阀套上的计量配油孔开始通过转定子出油或进油 计量后的油沿阀芯2号槽上行 从阀套上A 或B 油路孔出来 经阀体上A 或B 油口作用到油缸一腔 油缸另一腔油被挤压 经阀体上B 或A 油口 阀套上B 或A 油路孔入阀芯上3号槽 并上行 经阀套上T油路孔 最终回油箱 因为是慢转 阀芯阀套错位角度并不大 所以阀套上比例放大油路的孔并未参与通油 左中速转 或右中速转 工作 阀套上与中位节流口同一截面上的其它孔较大开度进油 并产生压力信号差 传给优先阀 阀套上的计量配油孔通过转定子出油或进油 计量后的油沿阀芯2号槽上行 与此同时 由于阀芯阀套错位角度较大 所以阀套上比例放大油路的孔参与通油 同样入阀芯2号槽上行 通油量随着方向盘转速的提高 即阀芯与阀套借位角增大而增大 从阀套上A 或B 油路孔出来 经阀体上A 或B 油口作用到油缸一腔 油缸另一腔油被挤压 经阀体上B 或A 油口 阀套上B 或A 油路孔入阀芯上3号槽 并上行 经阀套上T油路孔 最终回油箱 左快转 或右快转 工作 阀套上与中位节流口同一截面上的其它孔最大开度进油 并产生压力信号差 传给优先阀 阀套上的计量配油孔通过转定子出油或进油 计量后的油沿阀芯2号槽上行 与此同时 由于阀芯与阀套错位角度最大 所以阀套上比例放大油路的孔最大限度参与通油 入阀芯2号槽上行 通油量不再随着方向盘转速的提高而增大 从阀套上A 或B 油路孔出来 经阀体上A 或B 油口作用到油缸一腔 油缸另一腔油被挤压 经阀体上B 或A 油口 阀套上B 或A 油路孔入阀芯上3号槽 并上行 经阀套上T油路孔 最终回油箱 典型使用系统 结论 由上述可见 通过方向盘快转或慢转达到同样的车辆偏转角度所需转动方向盘的圈数是不同的 这就是使用中TLF1与BZZ5的区别 这一点也许是TLF1的缺陷 车辆直线行驶只能通过驾驶员的感觉来实现 而不能通过方向盘的记号来确定 1 7 3TLF1型同轴流量放大转向器结构特点 进油口 放大油路中串联了一个单向阀 当转向液压缸达到行星终点时 该阀可防止油液沿放大油路倒流 避免形成转向器内部油液环流 从而使系统压力上升 直至转向缸已达到终点 回油口 回油节流器 控制系统压力损失 提高系统刚性 避免不稳定现象 如 装载机铲斗的抖动现象 的发生 排量 同轴流量放大转向器的排量是当量排量 而不是实际排量 其当量排量是指方向盘的转速大于等于 转 分钟时候的转向器的排量 1 7 4安装 拆卸 装配 使用要求及常见故障排除 安装 拆卸 装配和使用要求基本同BZZ5型负荷传感全液压转向器 仅在TLF型同轴流量放大转向器P油口内多了一个 节流装置 常见故障排除同BZZ5型负荷传感全液压转向器 1 8BZF1开芯无反应型同轴流量放大转向器 基本概况 BZF1开芯无反应型同轴流量放大转向器是在BZZ1开芯无反应型转向器的基础上 添加进同轴流量放大的功能而实现的 BZF1开芯无反应型同轴流量放大转向器原理 BZF1开芯无反应型同轴流量放大转向器外形 1 910 S 系列产品 1 9 110 系列 不包含集成阀型 产品10系列转向器是无前盖型全液压转向器 目前分101系列转向器 102系列转向器 103系列转向器 109系列转向器 101系列转向器连接尺寸符合Danfoss标准 102系列转向器连接尺寸符合Eaton标准 103系列转向器连接尺寸符合日韩标准 109系列为四五齿系列的产品 101系列转向器产品机能 101 1开芯无反应101 2开芯有反应101 3闭芯无反应101 5负荷传感101 5T负荷传感101 5TE负荷传感101 5L负荷传感101 5E负荷传感 102系列转向器产品机能 102 1开芯无反应102 2开芯有反应102 3闭芯无反应102 5负荷传感102 5T负荷传感102 5TE负荷传感102 5L负荷传感102 5E负荷传感 103系列转向器产品机能 103 1开芯无反应103 2开芯有反应103 3闭芯无反应103 5负荷传感103 5T负荷传感103 5TE负荷传感103 5L负荷传感103 5E负荷传感 109系列转向器产品机能 109 1开芯无反应109 3闭芯无反应109 5负荷传感 1 9 210 S系列 包含集成阀型 产品10 S系列转向器是无前盖集成阀型全液压转向器 目前分101S系列转向器 102S系列转向器 103S系列转向器 109S系列转向器 101S系列转向器连接尺寸符合Danfoss标准 102S系列转向器连接尺寸符合Eaton标准 103S系列转向器连接尺寸符合日韩标准 109S系列为四五齿系列的产品 101S系列转向器产品机能 101S 1开芯无反应101S 4开芯无反应 只含溢流阀 入口单向阀 101S 2开芯有反应101S 3闭芯无反应101S 5负荷传感101S 5T负荷传感101S 5TE负荷传感101S 5L负荷传感101S 5E负荷传感 102S系列转向器产品机能 102S 1开芯无反应102S 4开芯无反应 只含溢流阀 入口单向阀 102S 2开芯有反应102S 3闭芯无反应102S 5负荷传感102S 5T负荷传感102S 5TE负荷传感102S 5L负荷传感102S 5E负荷传感 103S系列转向器产品机能 103S 1开芯无反应103S 4开芯无反应 只含溢流阀 入口单向阀 103S 2开芯有反应103S 3闭芯无反应103S 5负荷传感103S 5T负荷传感103S 5TE负荷传感103S 5L负荷传感103S 5E负荷传感 109S系列转向器产品机能 109S 1开芯无反应109S 3闭芯无反应109S 5负荷传感 1 9 310 系列产品型号说明 本节详见 镇江液压件厂有限责任公司产品型号与性能特征的相关规定Q 321100ZY J00 01 2008 制定本规定的原因 1 油口规格多样化 2 性能要求复杂化 3 2007版产品样本没有完全归纳进去 1 9 410 系列产品的油口螺纹尺寸 样本 2007版 第11 14 20 23 26 32 35 1 9 510 系列产品外形连接图 1 101系列产品外形连接图 2 102系列产品外形连接图 3 101S系列产品外形连接图 4 102S系列产品外形连接图 5 101 5系列产品外形连接图 6 102 5系列产品外形连接图 7 101S 5系列产品外形连接图 8 102S 5系列产品外形连接图 9 101S 5E系列产品外形连接图 10 102S 5E系列产品外形连接图 11 101S 5T系列产品外形连接图 12 102S 5T系列产品外形连接图 13 101S 5TE系列产品外形连接图 14 102S 5TE系列产品外形连接图 15 10 S 5 T TE E 系列产品与PV 40 系列优先阀组合的外形连接图 FK系列组合阀块2 1 概述 FK系列阀块按照包含阀的种类分为 A B C三种基本形式 按照是不是多含补油阀 派生出R 按照油口的连接方法分方阀块 平面油口 平行油口 阀块两类 FKA型 FKAR型 FKB型 FKBR型 FKC方阀块和FKA2型 FKB2型 FKC2型平面油口 平行油口 阀块 FKA FKA2型组合阀块是由单向阀 溢流阀和双向缓冲阀组成 FKAR型组合阀块是由单向阀 溢流阀 双向缓冲阀和双向补油阀组成 FKB FKB2型阀块是由单向阀和双向缓冲阀组成 FKBR型阀块是由单向阀 双向缓冲阀和双向补油阀组成 FKC FKC2型组合阀块是由单向阀和溢流阀组成 供不同液压转向系统选用 以保证转向性能稳定 属于一种组合阀 主要是为BZZ系列 TLF1型全液压转向器配套 可直接安装在转向器阀体油口面的法兰上 组成一体 主要特点1 结构紧凑 安装布置方便 节省空间 2 调压灵活 无外泄漏 3 简化液压系统 成本低廉 2 2 结构及工作原理 结构 主剖面 结构 侧剖面 结构原理 功能阀介绍 单向阀是一种锥式结构单向阀 由阀座 阀芯及弹簧等组成装在阀体的进油孔内 具有阻力小 密封性能好等优点 油泵来的高压油 经单向阀方可进入转向器阀体中 其作用是防止转向时 转向轮在特殊的情况下受到阻碍 油缸油压大于工作油压 造成油液倒流油泵 致使方向盘偏转 破坏液压系统的正常工作 单向阀在使用过程上 无需调整 但要防止反向漏油 单向阀的开启压力为 0 1MPa 溢流阀是一种差动结构 直动式溢流阀 它由差动阀座 阀芯 弹簧 调压螺栓及锁紧螺栓等组成 安装在溢流阀体的进油孔和回油孔之间的孔内 具有结构紧凑 工作稳定等特点 主要作用 避免过载 限制进油与回油之间的压力差 以保证转向系统压力恒定 同时在转动方向盘时 起卸荷溢流作用 所以 有人叫它 安全阀 该阀是可调整的 调整时需松开锁紧螺栓 旋拧调压螺栓 压力适当后再将锁紧螺栓并紧 溢流阀的调压范围 2 5 16MPa 其数值用户按照系统设计选择 订货时说明 双向缓冲阀是两个直动式溢流阀 它由一个弹簧 两个球阀座和两个钢球等件组成 安装在阀体通往转向油缸两腔的油孔之间 此孔并与回油孔相通 结构简单 制造维修方便 其作用起两个安全阀的功能 保证快速转向 或车辆行驶遇有突变阻力 转向油缸某腔内压力过高时 能予卸压回油 保护转向油缸到转向器一段的油路安全 确保液压转向系统安全可靠 双向缓冲阀的调压范围 6 3 20MPa 其数值用户按照系统设计选择 阀的开启压力一般需要比转向系统的工作压力高出 MPa 推荐 MPa 订货时说明 双向补油阀从结构上讲是单向阀 是一种锥式结构单向阀 由球阀座 钢球组成 对称分布在双向缓冲阀的进出油道上 具有阻力小 密封性能好等优点 起补油的作用 压力油正向作用时 不动作 无压力时 利用压差补油 有效地制止系统吸空 消除困油现象 单向阀无需调整 但要防止反向漏油 双向补油阀的开启压力为 0 05MPa 2 3安装及使用要求 2 3 1 安装阀块安装在转向器油口面上时应注意 P T A B 四个油口位置 不得错位 法兰接合面注意清洁 避免脏物进入系统阀块与转向器油口法兰接合面上有四只 形密封圈 异形密封圈 应放置平服 两只连接螺钉拧紧力要均衡 务必不能使阀块扭曲 拧紧力矩40 50N m 2 3 2液压用油 油温范围 20 80 系统正常工作油温 30 60 长期处于高温状态 将使油液使用期限大为缩短 用油选择 推荐采用常温下粘度为17 33cst 粘度指数大于100的液压油 建议采用N32 N46 系统滤清 工作油液应保持清洁 过滤精度应不低于30微米 2 3 3注意 溢流阀和双向缓冲阀的压力出厂时已按照用户的要求调定完毕 如用户需要调整 必须在试验台上调试并调整 2 3 4故障及排除情况 故障现象描述 空负荷 或轻负荷 转向轻 增加负荷转向沉 故障原因 两种可能 2 1 阀块中溢流阀压力低于转向要求压力 排除方法 调整溢流阀压力 情况 故障现象描述 空负荷 或轻负荷 转向轻 增加负荷转向沉 故障原因2 2 溢流阀被脏物卡住或弹簧失效 密封圈损坏 排除方法 清洗溢流阀 更换弹簧或密封圈 情况 故障现象描述 压力调不高或调不低 故障原因 三种可能 3 1 弹簧断裂 排除方法 更换弹簧 情况4 故障现象描述 压力调不高或调不低 故障原因3 2 阀口封密不好 造成阀总开启 排除方法 配研阀芯和阀座或更换零件 情况5 故障现象描述 压力调不高或调不低 故障原因3 3 阀芯因毛剌或油污卡死 排除方法 拆出 检查 修整 情况6 故障现象描述 车辆跑偏或转动方向盘时 油缸不动 也可能缓动 故障原因 双向缓冲阀失灵 钢球被脏物卡住或弹