挖掘机主控阀教材

1、液压挖掘机主控阀液压挖掘机 , 主控液压挖掘机主控制阀主控制阀也称为主控阀或主阀，它的作用是按操作者的指令将泵排出的压力油提供到各执行元件，使挖掘机完成各种动作。主控阀是个复杂的液压元件，现就几种典型的主控阀加以说明。U21.U2阀是日本东芝公司生产的专用于 20 3t 的挖掘机上。其外形见图332图 3 32 U28 阀外形图该阀是一组多路阀， 阀体分左， 中， 右三片，用螺栓紧密相联。左片是一组 三联阀 (上图中 1，2，3 号阀)，中间片 是油道，右片是一组四联阀 (上图中 4，5， 6，7 号阀 )。该阀具有如下功能：(1) 单独动臂提升时双泵合流供油， 提高动臂提升速度。 (只在动臂

2、提升时 )(2) 斗杆单独动作时双泵台流供油， 加快斗杆动作速度。(3) 动臂优先，动臂与其他动作同时 进行时，动臂的动作将优先保证。(4) 回转优先，回转与斗杆同时动作 时，回转将优先保证。(5) 负流量控制，给主泵提供一个负 流量信号，使阀杆在中位时，主泵排量 变为最小。(6) 直线行走，当挖掘机前进或后退 时可同时作其他动作，以保证特殊工况 的需要。(7) 可配置电传感器，以满足电控的需要(A)液压系统符号it压尺洛a冲的狙申KM*n4T44-二位二 m(ts式二位三HUMrrB#.LX=ttA AARAitdjxhAil 1；牌*MH*RMSHrfp*压力丹昊宀MS （ntt）g图中下

3、面油口中，两个 P1 分别与两个主泵的出油口相接，是主进油口 P2口 P3 用油管连接，作为斗杆合流时的辅助进油。b 口与上面 b 口 （左罗辑阀出口 ）用油管连接。C 口与动臂阀伺服油 a1 口相连，作为动臂合流的信号。R 口是主回油，接液压油散热器，然后回油箱。a 口与上面 a 口（右罗辑阀出口）用油管连接。Py1 和 Py2 与左，右行走操纵阀（脚 踏阀）的出油连接，使行走增压。上面油口 fL 和 fR 分别与两个主泵的负流量控制接口相接。G 口作为信号输出可作他用， 如接压 力传感器等。当各阀杆在中立位置时 （无操作时）， 左路 P1 通过三组阀后，推开罗辑阀 2， 经过负流量阀 3

4、进入回油道，从主回油 口 R 回油箱。右路 P1 通过四组阀后， 推开罗辑阀，经过负流量阀进入回油道， 从主回油口 R 回油箱。此时，两个负流量阀接口 fL 和 fR分别有压力信号输出到主泵的调节器，使主泵排量减小。这是阀杆全部处于中立位置时油的流向。如果阀杆移动将有下面的情况。1. 回转阀（左片下面）移动时，假设 a1 口进伺服油， 推动阀杆向右移位， P1 的中路油被切断，而旁路油推开单向阀 进入 A1 口，油从 A1 口流出进入回转马 达。由回转马达流回的油经 B1 口从该阀 的回油口流入回油道。此时，这一路油 被引入执行元件回转马达而使挖掘机回 转，上面的两组阀没有油通过，所以， 负流

5、量输出口 fL 没有压力输出，主油泵 排量变大。2. 斗杆阀（左片中间一组）移动时， 假设 a2 进伺服油，推动阀杆向右移位， P1 的中路油被切断， 而旁路油推开单向 阀进入 A2 口，油从 A2 口流出进入斗杆油缸大腔。由斗杆油缸小腔流回的油经 B2 口从该阀的回油口流入回油道。此 时，这一路油被斗杆阀切断，上面的一 组阀没有油通过 （指到罗辑阀处没有油， 经节流阀 6 来的并联油路的油在单向阀 4 处被断开）。所以，负流量输出口 fL 没有压力输出，主油泵排量变大。当该阀杆向右移时，阀杆右端切断 了控制油到回油道的通路（虚线，从 a 口来的油，即从右片阀的罗辑阀出口 a 经外接管道进入下

6、面 a 口）。使右片阀的罗辑阀出口 a 被堵截，右面主泵压力 油从罗辑阀心小孔进到该阀心上部，由 于面积差的作用阀心被压住，使右路油不能从罗辑阀回油，强行使右路油经单向阀进入斗杆阀，实现了左右两路油都进入斗杆阀，即双泵合流当伺服油进入 b2 ，推动阀杆向左移 时，主泵的油经 B2 进入斗杆缸小腔， 而 大腔经 A2 回油，其他情况相同， 仍是双泵合流。在 A2 ，B2 的油路上装有过载溢流阀，它们的调定压力高于主安全阀，它们的作用是在该阀中位时，由外部的力使该油缸压力过高时此溢流阀泄油以保护油缸。而在油缸吸空时，如斗杆快速下降，斗杆油缸大腔需快速进油，如果双泵合流仍供不上时，油缸将吸空压力变低

7、，此时过载溢流阀从回油路向油缸补油，避免油缸吸空。3. 左行走阀（左片上面）在中位时， A3，B3 两腔相通（ Y 型阀）并与回油相 通，行走马达不制动（机械制动）。当 a3 进伺服油阀杆向右移位时，压力油经 单向阀 4 从 A3 口进入马达。B3 口回油， 罗辑阀没有油流入，负流量输出没有压 力，主泵排量变大。（由此可知，凡是 有一个阀杆不在中位，都没有负流量压 力信号输出，主泵流量变大。当阀杆稍开或半开，则有负流量信号，起油泵的 调速作用。此点以后不再说明。）当 b3 进伺服油阀杆向左移位时， 变成 B3 口出 油，A3 口回油。其他情况相同。右片阀 最上面一组为右行走阀，其结构与作用 和

8、左行走阀相同。为实现直线行走功能，设置了直线 行走阀 1，其工作情况如下：阀组从 p1 口引进了伺服泵的控制油，其压力一般 为 35kgfcm240kgf cm2 ，这个控 制压力作用在直线行走阀 1 的右端，同 时穿过右片阀的铲斗阀，动臂阀，经过 中片后又穿过左片阀的斗杆阀和回转 阀，最后进回油道。当铲斗，动臂，斗 杆，回转任一个阀有动作（移位）时， 这控制压力将不能通回油而升高压力， 从而将推动直线行走阀 1，使其向左移， 此时两个行走阀的进油路连通，成为并 联油路。只要有一个泵供油两边的行走 可同时运行。而另一个泵的油可作其他 动作，如动臂，斗杆等。即实现了直线行走功能4. 右片设有备用

9、阀，以便装其他工 作装置时使用，如液压破碎器等。5. 铲斗阀动作情况与回转阀基本相 同。6. 动臂阀（右片下面），当 a1 口进 伺服油时，阀杆向右移，右路主泵的压 力油从 A1 口进动臂缸大腔， 动臂缸小腔 的回油从 B1 口经阀内油道回油。a1 口进伺服油的同时， C 口也进伺 服油（外接管路接通）并推动动臂合流 阀上部的二位阀向左移，断开从单向阀 来的左路泵的压力油，使左路泵的压力 油推开罗辑阀 7 进入右路主油道，同时 给动臂缸大腔进油。即双泵合流。（当 动臂阀杆右移的同时，阀杆左端 b 口来 的控制油被断开，左路罗辑阀 b 口因不 能回油而使压力升高，罗辑阀关闭，左路油不能经罗辑阀及

10、负流量控制阀回油只能经合流阀 7 进入右路实现合流。7. 阀组右下端 Rs 口也是回油口接回转马达回油口，作为回转马达的回油或补油。1. 行走直线阀（图 334 中的 1）见图 335图 3 36 行走直线阀 1堵头 2 弹簧 3“ 0形”圈 4 阀芯 （图 3-35）当控制油有压力时 （伺服油压力 ）推 动阀芯 4 向左移，使右路油与左路油沟 通，以保证直线行走。2.罗辑阀 （图 334 中的 2）见图 3361 接头 （图 334 中罗辑阀 b 口） 2 挡圈 3“0形”圈 4 弹簧 5阀芯 当 b 口未被切断时主油道的油通过 阀芯 4 的节流孔经 b 口以及管道，进入 右片阀下面的 b

11、口，再经动臂阀杆左端 油道回油。 （见图 334） 此时由节流孔 压差的作用，节流孔下面的压力大，推 动阀芯 5 压缩弹簧 4，使阀芯向上移动， 打开主油道与回油道的通路，此时大量 的油经回油道回油。当 b 口的油被动臂阀杆的移动而切 断时，节流口没有油流过，也就没有压 差，也就是阀芯 5 上下端压差为 0 ，但 阀芯 5 上端面积大总有个向下的力，使 阀芯 5 封住主油道与回油道的通路，当 主油路的压力越大封堵力越大，所以能 迫使左路油经合流阀 7 进入右路与右路 油合流后进入动臂缸大腔。3 负向流量信号阀 （图 3 34 中的 3）见图 3371 阀芯 2“ 0形”圈 3 弹簧 4 接头座

12、5垫片 6垫片 7 阀体负向流量信号阀安装在罗辑阀与回油道之间，当回油时由于弹簧 3 的作用阀芯 1 尚未打开，回油从阀芯 1 的节流孔流出，当回油量增大时节流阻力增大，这时阀芯 1 推动弹簧右移，阀芯 1 打开，回油压力与弹簧力保持平衡，嘴口输出一个压力信号。这个压力信号随回油量的多少而变化，回油量多时 fL 的压力高。 FL 最高时约为 40kgf cm2。4 单向阀 （图 334 中的 4）见图在图 3 34 中由主泵进口 P1 到罗 辑阀 2 的这一路油穿过各阀组，这条油道是主油道。但阀杆移位后这条油路都 被切断，通 过阀杆到 A 口或 B 口进入 油缸的油都是从进油道来的油。见图3

13、34 中的 4 单向阀处。图 338 单向 阀就表示它的结构，当阀杆移位后，主 油道被切断，主油道的油推开单向阀芯 5 而进入进油道。1导杆 2 主阀芯 3 阀套 4 弹簧 5先导阀芯 6 先导阀座 7弹簧弹簧 9 调压螺塞 10 锁紧螺母主安全阀控制液压系统最高压力 值，以保护各液压元件的安全。其工作 过程如下， 见图 339，主油道 （高压腔 ） 的压力油通过导杆 1 的中心小孔进入 A腔，由于弹簧将先导阀芯 5 压紧在先导阀座上使 A 腔封闭， A 腔的压力与主油道（高压腔 ）的压力相同当 A 腔的压力升高到设定值时 （ 即调定的安全压力 ），可服弹簧的予紧力使先导阀芯向右移动， A 腔

14、的油经先导 阀芯 5 与先导阀座 6 之间的空隙流入 B腔（B 腔与回油道相通 ），此时 A 腔的压力 下降，主油道的压力推动主阀芯 2 向右 移打开主油道与回油道之间的通路，使 部分高压油回油， 系统压力不再升高。当系统压力下降时， 弹簧的推力使先导阀芯 5 与先导阀座 6 压紧， A 腔 与 B 腔断开 A 腔压力升高使主阀芯 2 压 紧在阀座上，主油道与回油道断开，即 主安全阀关闭。6 阀杆结构见图 3 40图中 A 口，B 口接执行元件T 为回油道 （两边）0 为来油道 （由进油口来油或由前一组阀来油）H 为通油道 （通向下一组阀 ）J 为进油道 （向 A 口或 B 口供油 ）图示位置

15、是阀的中立位置 （a 口， b口未通伺服油 ），此时 0 通道的来油经阀杆与阀体之间的孔隙流向 H 通道并进入下一组阀。而 A 口和 B 口处于封闭状态。当右端 a 口通入伺服压力油时， 阀 杆向左移， o 到 H 的通道被阀杆截断 （两 处），0 油道的油推开单向阀 （参见图338）进入进J。与此同时， 由于阀杆的左移使进油道 J 与 A 口接通，给执行元 件供油。而 B 口与左端的回油道 T 相通即回油当左端 b 口通入伺服压力油时，阀杆右移，B 口出油而 A 口回油。7.动臂提升 （动臂油缸大腔合流 ）图中表示当动臂提升时左路油进入右路,合流后进入动臂缸大腔。参见前面说明。行走、回转复合

16、动作见图 342行走和回转同时动作时左路油供回 转阀，右路油供两个行走阀使两条履带 行走。因行走直线阀的作用，两个行走 阀并联，而且右路油因单向阀的作用不 能进入左路，保证行走优先。左路油供 回转阀的同时，可从并联油路进入行走 阀，怛节流阀 （见图 334 中的 6）保证了回转的需要9.回转，斗杆下降复合动作A）基本机构KMX 阀是日本川琦公司研制的， 由于性能较好目前多数挖掘机主在采用。该阀的外形见图 3-46KMX 阀由左片阀，右片阀，行走 直线阀和斗杆锁定阀等组成。KMX 阀的分解见图 347 和图34K 3-47KMX(1)B）系统原理图KMX 阀的系统见图 50由上图可知：(1) 动

17、臂大腔，斗杆可以合流，铲 斗有速度加快。(2) 具有回转优先，以及动臂 1 优先于斗杆 2(3) 具有行走直线阀。(4) 中位负向流量控制。(5) 斗杆回路设有再生回路，并具 有斗杆锁定阀。(6) 斗杆小腔，动臂大腔设有节流 限速。(7) 主安全阀有二次增压。 (行走 用)(8) 有备用阀。(用于附属装置 )图中 1，行走直线阀 2，回转优先3，斗杆再生阀 4，斗杆锁定阀 5.铲斗 2速阀主油路部分在后面举例说明， 先说明控制油路的流向。 控制油 （伺服油 ）从图 下面 Ps 口引入分成两路。左路：通过节流阀向上 （同时进入 行走直线阀待命）流过回转阀，动臂 2， 斗杆 1，然后，转入右阀片，

18、流过铲斗 阀，动臂 1，备用阀，最后到 T 点（回 油点），向上从 Dr 口接回油。此时，因 流经各阀均在中位，回油通畅，节流阀 后都是低压。当流经各阀有任何一个动 作时则左路控制油被截断而不能回油， 此时压力升高，从而使进入行走直线阀 1 的油高压待命。右路：通过节流阀向上 （同时通到 信号油口 Pr 和到行走直线阀 1 的上端）。 绕过左面行走阀后，流向右片通过右面 行走阀后到 T 点，也是从 Dr 口回油。 当 行走阀动作时， 右路油的回油路被截断， 压力升高，从而推动此开关阀向下移， 打开通道。使正在待命的高压油通过开 关阀去推动行走直线阀。阀芯右移，使一个泵的油同时供给左右行走阀实现

19、直线行走KMX 阀的合流方式采用两组阀，即在左右两片阀中各设一组阀来实现。除了本来设置在右片阀中的动臂 1 之外，又在左片阀中设置了动臂 2，半截阀只给大腔合流。而斗杆的合流，除了本来设置在左片阀中的斗杆 1 外，在右片阀中又设置了斗杆 2，实现斗杆双向都合流。KMX 阀与 U2阀相比尚有如下不同：1. 用一个主安全阀控制两路油的压力。2. 装有斗杆锁定阀，使斗杆下沉量小。3. 装有半推阀使动作可控。4. 设有铲斗 2 速阀 5，该阀设在左路最顶端主回油路上，当操纵铲斗阀时，同时有一路伺服油进入双速阀上端，使阀芯下移，此时，左路的回油被切断，左路油从外接管路引到右路，由铲斗阀的进油道进入铲斗阀

20、，使铲斗挖掘速度加快。（C）KMX 阀运行情况说明a）回转与动臂提升复合动作（动作速度可调节）见图 351左路油供回转 ,同时由并联油路经 回转优先阀向动臂 2 供一部分油。右路 油供动臂 1。动臂 1 动臂 2 合流后鸿动 臂缸大腔使动臂提升。回转优先阀由电 磁比例控制阀调节开度，即调节进入动 臂 2 的油量，也就是调节动臂提升和回 转的速度。见图 3-52I; &風股b）回转和斗杆提升复合动作（动作 速度可调节）见图3-53图 3 53 回转和斗杆伸出复合动作左路油供回转，同时由并联油路经 回转优先阀向斗杆 1 供一部分油。右路 油供斗杆 2。斗杆 1 斗杆 2 合流后供斗 杆缸小腔，使斗杆伸出。调节旋钮通过 电磁比例控制阀调节回转优先阀的开 度，即调节进入斗杆 1 的油量。当开度 大时，进入斗杆 1 的流量多，进入回转 的流量就少。这样斗杆伸出的快，回转 慢。当回转优先阀的开度小时，进入斗 杆 1 的流量小，进入回转的流量就多， 这样斗杆伸出的慢，回转快。这就可以 根据施工的要求调节回转和斗杆的速度 比例。 （在上述调节过程中右路油供斗杆 2 的流量不变 ）c）回转和斗杆快进复合动作 （斗杆下降或轻负荷伸出 ）见图 354图 3 54 回转和斗杆快进复合动作左路油供回转，同时由并联油路通 过回转优先阀供给斗杆 l，此时斗杆负荷 很