挖掘机多路阀液压系统上

挖掘机多路阀液压系统上

2.2小轩场公司的多路阀混凝土系统。该液压系统为三泵系统,P1和P2泵都为变量泵且排量较大,P3为定量泵,排量较小,采用三泵恒功率控制。由8个操纵阀、动臂合流阀、供油阀、单向阀和节流孔等组成,见图7。2.5.1供油方式1)P1泵直通供油道:按行走、动臂和铲斗次序优先供油;并联供油道:P1泵通过行走阀后,并联供油给动臂和铲斗,动臂优先,去铲斗的油经节流孔。2)P2泵直通供油道:按行走、动臂合流和斗杆次序优先供油,经备用阀回油;并联供油道:P2泵通过行走阀后,经单向阀并联供油给动臂合流阀、斗杆和备用。3)P3泵直通供油道:通过供油阀、回转和推土后,以并联方式供油给斗杆和备用两阀;并联供油道:并联供油给供油阀、回转和推土三阀。2.5.2油路主要特点1)P1泵和P2泵分别优先供左右行走阀,并切断其下游各阀的供油。2)P1泵和P2泵可同时供油给动臂阀,P2泵经动臂合流阀通向动臂阀进行合流,采用阀内合流方式。仅在动臂举升时,先导操纵油压PB作用在动臂合流阀上,使该阀处于右位合流位置,动臂下降时PB无油压,处于非合流位置。3)P2泵和P3泵可同时供油给斗杆,采用阀内合流方式供油。4)如操纵铲斗阀时,铲斗先导操纵油压Pk连动作用在动臂合流阀上,则P1泵和P2泵能合流供给铲斗,可实现铲斗阀内合流。5)供油阀在左位时,P3泵单独供油给回转和推土。并可通过回转和推土阀,向备用阀和斗杆阀供油。6)当左右行走马达行走时,P1泵和P2泵分别向左右马达供油,形成独立驱动油路。7)当左右行走马达行走时,操纵动臂、斗杆和铲斗三者其中之一,其操纵阀杆就切断了PP的回油路,PP建立压力,作用在供油阀上,使供油阀处于右位。此时,除行走阀外,P3泵可向所有其他阀供油。2.6CATEL240挖掘机多路阀液压系统该液压系统由7个操纵阀(动臂、斗杆、铲斗、回转,二行走和备用),5个控制阀(直行阀x、动臂合流阀y、斗杆合流阀w、供油阀u和供油阀v),一些单向阀和节流孔等组成,如图8所示。CAT多路阀液压系统说明参见文献。2.6.1泵的供油路线1)P1泵与左阀组直通供油道相连,优先供行走后,经备用、铲斗和动臂三阀经w阀回油,如w阀关闭,油可经单向阀供给斗杆阀。2)P2泵与右阀组并联供油道相连,并联供油给回转、斗杆(经v阀)和y阀。P1泵和P2泵通过x阀切换与左右阀组的连接关系,如图7所示,P2泵与左阀组并联供油道相连,P1泵与右阀组直通供油道连接。3)左阀组并联供油道并联供油给备用、铲斗和动臂,并可通过u阀向斗杆阀供油。4)右阀组直通供油道优先供行走,通过回转阀供斗杆阀,然后经y阀回油。5)x阀在右位P1泵和左右阀组直通供油道相连,P2泵和左右阀组并联供油道相连;x阀在左位时,P1泵和左阀组直通供油道和并联供油道相连,P2泵和右阀组直通供油道和并联供油道相连。2.6.25个控制阀的操纵控制控制阀的作用是改变供油路线和供油方式。其操纵控制采用三种方式:先导控制油连动操纵、操纵阀连动操纵和电磁阀操纵。其操纵控制情况如表1所示。2.6.3各种作业工况供油分析1)掘削装卸作业工况该工况电磁阀Ⅱ处于关闭状态下,①满斗动臂举升斗杆伸出回转至卸载地点,动臂举升斗杆伸出,电磁阀Ⅱ关闭,u阀关闭,v阀打开,w阀关闭,y阀处于合流位置,P1压力油单独供动臂油缸,P2压力油并联供回转阀、斗杆阀和动臂合流阀。该工况由于满斗动臂举升时,负荷重,油压高,油泵流量下降(因恒功率控制),为此除需P1泵供油外,还需P2泵部分油供动臂,使动臂举升和回转速度相匹配。但是因为大部分时间P1泵油压高于P2泵油压,单向阀关闭,P2泵压力油不能供给动臂,因此大部分时间,P2泵专供回转和斗杆,它们的操纵不受动臂的影响。②空斗动臂下降斗杆伸出回转至挖掘位置,动臂下降,电磁阀Ⅱ关闭,u阀打开,v阀关闭,w阀关闭,y阀处于非合流位置。该工况由于动臂下降重力作用,油压低,P1泵流量增加,除供动臂油缸外,还有一小部分油经u阀通过节流供给斗杆油缸,保证动臂下降和斗杆伸出有正确的配合速度。配合动臂下降速度快,v阀关闭,P2泵压力油不能供斗杆,全部供给回转马达。③斗杆和铲斗复合动作进行挖掘,动臂阀处于中位,电磁阀Ⅱ关闭,u阀打开,v阀关闭,w阀关闭。P2压力油通过直通油道单独供斗杆油缸;P1泵压力油通过并联油道,除供铲斗油缸外还通过u阀经节流孔供斗杆油缸。2)水平平整地面工况电磁阀Ⅰ处于开启状态,电磁阀Ⅱ处于关闭状态下,要求动臂举升,斗杆收回,要求精细控制,两者低速配合动作,使斗尖沿着地面水平移动。此时,电磁阀Ⅰ处于开启状态,斗杆先导操纵油被它切断,不能作用在斗杆合流阀上,斗杆合流阀在弹簧作用下处于打开回油位置,电磁阀Ⅱ处于关闭状态,u阀处于右位关闭状态,使P1泵不能合流供斗杆油缸。V阀打开,P2泵向斗杆油缸供油。由于动臂合流阀的弹簧力大于动臂操纵阀的弹簧力,在平地工作时,使动臂操纵阀微开的先导操纵油压较低,不能打开动臂合流阀,因此,P2泵不能合流供动臂油缸,在此工况下,P1泵供动臂油缸,P2泵供斗杆油缸,两者互相独立无干扰,此工况动臂阀和斗杆阀都处于微开状态,两油泵部分油都通过直通供油道,节流回油,降低动臂和斗杆动作速度,使阀杆节流调速容易,提高了操纵性,易进行微动精细作业。3)沟槽侧边掘削工况电磁阀Ⅰ处于关闭状态,电磁阀Ⅱ处于开启状态下,在进行沟槽侧边掘削时,需有将铲斗压紧沟槽侧边的力,此时,司机通过操纵回转装置来实现。该工况需联合操纵回转、斗杆、铲斗和动臂(微动),此时,电磁阀Ⅰ处于关闭状态,电磁阀Ⅱ处于开启状态,u阀处于左位打开状态,v阀处于关闭位置,w阀处于关闭位置,y阀处于非合流位置(由于动臂微动操纵先导压力较低)。P2泵的压力油全部供给回转马达产生回转力,压紧侧边,压力油从溢流阀泄油。P1泵的压力油供铲斗、动臂,同时,通过u阀和单向阀供给斗杆,由于动臂和铲斗只是微动,剩下较大部分油供斗杆增加斗杆速度。4)直行工况直行阀采用操纵阀连动操纵,作业装置(动臂、斗杆、铲斗和回转)任一阀操纵,使直行阀的先导控制油的回油切断,直行阀先导控制油就建立油压,但只有当两行走阀同时操纵,直行阀先导控制油才能通过行走阀与Px相通,在Px压力作用下,x阀处于右位直行位置。5)动臂和斗杆合流动臂合流:采用先导控制油连动操纵,动臂举升先导控制油与Py相连,在操纵动臂阀举升同时,Py作用于y阀上,使y阀处于合流位置。斗杆合流:采用先导控制油连动操纵,斗杆伸出或收回(电磁阀Ⅰ关闭),先导控制阀油通过梭阀都与Pw相通,在操纵斗杆阀时,Pw作用于w阀上,使w阀处于关闭,使P1泵合流供斗杆。3发挥好通断阀操纵及操作特点从以上分析可知,开中心六通阀液压系统,要解决双泵合流、作业和行走同时动作直线性等问题,要满足液压挖掘机各种作业工况要求,实现理想的复合动作比较困难。为此设计师动了不少脑筋,想了不少措施,增加了各种控制阀,也采用各种控制方法,例如:液压系统连动操纵,设定作业工况用电磁阀来控制,当然也可以采用微机来控制。但是由于开中心六通阀液压系统本身特性所决定,要实现复合动作满足各作业工况要求是困难和不理想的,要更好的满足各种作业工况复合动作要求,最好采用中位闭式负载感应压力补偿系统,并充分利用电子控制技术。现将开中心多路阀液压系统特点归纳总结如下。1)多路阀的阀组分块和分泵供油,每一阀组有2条供油道、直通供油道和并联供油道。直通供油道可实现优先供油,并联供油道可实现并联供油。在设计多路阀时可灵活应用使阀和阀之间组成优先关系或并联关系。2)为了满足多种作业工况复合动作要求,还需采用简单的通断型二位二通阀和插装阀,把油从某一油路直接引到另一油路,并往往采用单向阀防止油反流,构成单向通道。采用了这个措施,使设计自由度大大增加,可实现更复杂的供油关系,以满足工况需要。通断阀操纵有以下三种方式:①采用操纵阀的先导操纵油连动操纵,先导操纵油在控制操纵阀杆移动的同时,连动操纵通断阀。②采用操纵阀中增加一条油道,作为控制通断阀的油道,这样在操纵操纵阀的同时,也操纵了通断阀的开和闭。③采用电磁阀操纵。为了实现复杂的供油关系,有时需将以上几种通断阀操纵方式同时应用。3)开中心多路阀系统在并联供油给多个液压作用元件时,需解决向谁优先供油问题,例如:动臂优先、回转优先等,在该系统中解决的方法是对非优先供油的油路加上节流装置,采用固定的节流孔或可变节流孔。固定节流孔结构简单,但调节性能差,不能适应工况变化的要求,可变节流孔调节性能好,能适应工况变化的要求,但结构复杂,一般需要采用电液比例控制,通过人手动电操纵或微机自动操纵。4)开中心多路阀一般采用双泵或三泵,有些液压作用元件(动臂、斗杆和铲斗)所需功率大,要合流供油,该系统采用两种合流方式:①阀内合流:例如双泵合流供给一个阀杆,由该阀杆控制供油给所需合流的液压作用元件,双泵合流的油通过一个阀杆供油,该阀杆的孔径设计需考虑多泵供油所需的流通面积。②阀外合流:例如双泵分别通过一个阀杆,在阀杆外合流供油给所需合流的液压作用元件,这样,操纵阀就要增加一个阀杆。并且这两阀杆要连动操纵。显然操纵阀结构要复杂些,体积要大些,但由于流经阀杆的是单泵流量,阀杆孔径可小,而且有可能与其他阀杆通用。5)作业装置同时动作时行走直线性问题,在开中心多路阀系统有以下三种方式:①三泵系统:左右行走马达由单独一个泵供油,剩下一个泵供作业装置