液壓系統(tǒng)是小型多功能工程機的一個重要組成部分,影響整機的可靠性和使用壽命。為確保多功能工程機的機動靈活性和在狹窄場地施工作業(yè)的適應性,液壓系統(tǒng)應能夠使整機實現(xiàn)無級變速,具備正反兩方向行駛的能力以及轉(zhuǎn)向靈活等功能。
1、液壓系統(tǒng)設(shè)計
1.1 液壓系統(tǒng)類型的確定
小型多功能工程機發(fā)動機的輸出端設(shè)有齒輪分動箱,將功率分流后分別驅(qū)動雙聯(lián)泵和左右調(diào)速泵。其中,雙聯(lián)泵驅(qū)動工作裝置液壓系統(tǒng)(工作臂升降、鏟斗傾翻及附具控制等);左右調(diào)速泵則分別驅(qū)動左右行走馬達,再經(jīng)左右最終減速箱驅(qū)動左右側(cè)前后車輪同步運轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)采用液壓傳動的機器通常沒有必要設(shè)置主離合器和液力變矩器,利用液壓控制系統(tǒng)既可以實現(xiàn)發(fā)動機卸載,也可以實現(xiàn)機器無級變速。這樣既有利于操作,又減輕了整機重量,使結(jié)構(gòu)簡單化。
液壓系統(tǒng)由壓力控制回路、速度控制回路和方向控制回路等基本回路組成。壓力控制回路利用壓力控制閥控制系統(tǒng)的工作壓力,以滿足執(zhí)行元件對力或力矩的要求,實現(xiàn)穩(wěn)壓、增壓、減壓等目的,防止系統(tǒng)過載及減少能量損耗;速度控制回路控制和調(diào)節(jié)進人液壓油缸或液壓馬達的流量,來滿足對運動速度的各項要求,如調(diào)速、限速、制動、多個元件的同步運動等;方向控制回路用來對油路進行接通、切斷或改變方向,從而使執(zhí)行元件能按照需要相應做出起動、停止、換向等一系列動作。
對于多功能工程機來說,壓力控制還可以采用溢流閥的方式,其行走速度控制則不能使用通常的速度控制回路,因為這種回路的傳動效率太低。行走系統(tǒng)應該采用效率高、可靠性好的閉式變量系統(tǒng),這種系統(tǒng)綜合了節(jié)能、控制方便、結(jié)構(gòu)緊湊、油箱體積小、工作穩(wěn)定等優(yōu)點,它的主要缺點是冷卻條件差,因此需要一個可靠的冷卻系統(tǒng)。
1.2 液壓系統(tǒng)工作原理
液壓系統(tǒng)由工作裝置液壓控制回路和行走液壓控制回路兩部分組成。在工作裝置液壓系統(tǒng)中,除裝載工作裝置外,其他作業(yè)裝置的油缸或油馬達均備有預留液壓接口。
1.2.1工作裝置液壓系統(tǒng)
如圖1所示,工作裝置液壓控制系統(tǒng)采用雙泵雙回路定量系統(tǒng),主要由雙聯(lián)定量泵1、多路換向閥2、斗桿油缸3、動臂油缸5、單向節(jié)流限速閥4、安全閥面9、背壓閥8和快換液壓接口7等液壓元件組成,每個回路采用并聯(lián)供油。泵I輸出的壓力油供工作裝置、動臂油缸及斗桿油缸,泵II輸出的壓力油除供斗桿油缸和動臂油缸外,還可向行走液壓系統(tǒng)(圖2)中的補油系統(tǒng)3和伺服控制閥2供油。
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系統(tǒng)由雙聯(lián)定量泵供油,通過2組多路換向閥來控制工作裝置、斗桿和動臂的動作,實現(xiàn)動臂升舉、鏟斗反轉(zhuǎn)或前傾,也可控制備用工作裝置作相應運動。在2組多路換向閥中,各有2個閥用連桿控制聯(lián)動,可實現(xiàn)對動臂油缸和斗桿油缸的雙泵合流供油,以提高其動作速度。該系統(tǒng)還設(shè)有單向節(jié)流限速閥和安全閥,可實現(xiàn)滿載時動臂穩(wěn)速下降,保持動作平穩(wěn),避免慣性沖擊,在動臂油缸閉鎖狀態(tài)超載時,具有保護系統(tǒng)安全的功能。
1.2.2行走液壓系統(tǒng)
如圖2所示,行走液壓系統(tǒng)是由2個獨立的閉式油路組成,主要包括2個變量調(diào)速泵1;2對行走液壓馬達5;左右伺服控制閥2;梭閥6;溢流閥7;冷卻器4和補油系統(tǒng)3等。雙向變量泵可同步變量,每個油泵把高壓油直接供給工程機一側(cè)的一對定量液壓馬達,從而實現(xiàn)全輪驅(qū)動。
液壓馬達的轉(zhuǎn)速與泵排出的液壓油流量成正比,而旋轉(zhuǎn)方向與泵出油口的位置有關(guān)。泵排出的液壓油流量大小與方向是由相應的伺服控制閥控制的。改變左右2個調(diào)速泵的排量,可以改變其排出液壓油的流量,即可調(diào)節(jié)和改變工程機的行駛速度;推動閥芯改變2個調(diào)速泵的排量和排油方向,即可改變行駛速度和方向,實現(xiàn)前進或倒退;當左右2個調(diào)速泵的轉(zhuǎn)向和排量一致時,即可實現(xiàn)直線行駛。由于泵的排量是無級變化的,故馬達的轉(zhuǎn)速也是無級變化的,從而實現(xiàn)車速的無級調(diào)節(jié)。當伺服控制閥兩端的控制腔室均與油箱相連時,活塞桿在彈簧作用下使缸體擺角為零,行走馬達停止轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)制動。
系統(tǒng)除主油路外,還有補油系統(tǒng)(由工作裝置液壓系統(tǒng)中的泵II供油)經(jīng)補油閥給液壓回路補油,在正常條件下,進入系統(tǒng)的多余油量經(jīng)溢流閥7流出,通過馬達的殼體后,進入散熱器對系統(tǒng)進行散熱,在制動及超速時,補油系統(tǒng)的液壓油保證不出現(xiàn)吸空。補油系統(tǒng)還有一個作用,就是帶走系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的磨屑。
1.2.3滑移轉(zhuǎn)向原理
整機的滑移轉(zhuǎn)向是依靠行走液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向時,操縱左右2個伺服控制閥,改變和調(diào)整左右調(diào)速泵的排量,無級調(diào)節(jié)左右驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速差,即可實現(xiàn)不
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